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分子生物学教学改革研究

摘要:分子生物学是研究核酸,蛋白质等生物大分子的结构与功能,并从分子水平上阐明蛋白质与蛋白质,蛋白质与核酸之间的相互作用及其基因表达调控机理的学科。笔者结合近年来的分子生物学教学经验,就如何让动物医学专业本科生更好的理解和掌握分子生物学知识进行了简单探索。
分子生物学教学改革研究

分子生物学教学改革研究:分子生物学教学改革应用和实践

生命科学的发展对科技发展、社会进步和经济增长产生了极其重要而深远的影响,并在农业、医药与健康、能源、环境保护等领域有较为广泛的应用[1]。近半个世纪以来,分子生物学作为生命科学领域发展最迅速的一个前沿学科,推动着整个生命科学的发展。目前很多高校的医学、生命科学、农学等专业都设立了分子生物学课程,并作为本科生必修的学位课程。然而,由于这门课程涉及的知识点抽象复杂,信息量大,知识更新速度很快,学生们难免会感到枯燥乏味,难以理解。目前为止,大部分教师仍然采用制作多媒体课件、根据课本内容逐条灌输知识的单一教学模式,导致学生上课兴趣不大、效率低下、难以系统掌握知识等问题;高校授课教师科研压力大,部分教师重科研、轻教学,教学上投入不够而导致备课不充分、对教学内容吃不透、个别知识点模棱两可等,直接影响着教学质量。因此,对分子生物学课程进行教学改革,是提高教学质量的重中之重。笔者从教学方法和教师素质方面进行了大量的教学改革实践和探索,取得了较好的效果。

一、教学方法的改革

(一)问题式教学,鼓励学生积极思考

问题式教学方法是教师根据所讲授的内容提出问题,让学生在限定时间内阅读教材,思考教师设定的问题,教师提问,根据学生回答问题的情况进行有重点、有目的的引导和讲解,最终教师讲解巩固,使课堂气氛活跃,调动学生学习和思考的积极性,提高教学效果。崔希福[2] 将问题式教学方法应用在马克思主义基本原理课堂上,非常有助于抵制和规避课教学中普遍存在的问题,使学生不仅真正掌握基本原理和方法,并且提高了学生分析问题和解决问题的能力。王荣等[3]利用问题式教学方法在机械原理课堂上也进行了教学实践,并取得了很好的教学效果。吉敏丽[4]在宪法学教学中通过问题式教学方法的运用,提升了学生思维能力,并开拓了学生的知识面及视野。问题式教学方法在看似枯燥的原理课程上运用将极大提高课堂的教学效果,使学生的自主思考和表达能力得到较好的提升。问题式教学与传统的教学相比,是以“施人以渔而非施人以鱼”的方式对学生进行培养,与“填鸭式”传统教学模式比较,更利于学生获得分析问题和解决问题的能力,也更利于综合素质的培养和提高。通过本研究分析的结果,问题式教学在分子生物学理论课程中取得了较好的教学效果,有必要进一步推广使用。

(二)研读外文文献,倡导学生开展讲座

分子生物学是理论与技术相互结合和相互促进效果最显着的学科,分子生物学的理论指导新技术的产生,新技术的应用又促进了新理论的形成。因此,分子生物学知识的更新速度在生命科学领域首屈一指,将外文文献引入到分子生物学的教学中不仅能够拓宽学生的视野,而且能够展现这些抽象的理论知识在实验中的应用以及基于分子生物学知识的近期研究进展,以启发学生广阔的思维方式。比如,基因的表达调控章节,教材中讲述了从基因水平、转录水平、转录后水平、翻译水平和翻译后水平的基因表达调控,正是由于基因表达调控的存在,才能使仅仅拥有2.5万个基因的人类成为较高级最复杂的生物。表观遗传学是基因表达调控的新兴内容,包括小RNA和DNA甲基化对基因表达的调控等内容,这些知识在教材中一笔带过,学生无法真正认识和了解前沿信息。通过推荐外文文献,让学生分组学习和讨论,并在课堂上以讲座的形式分享自己学到的新知识,对于增强学生自信心和团队协作意识、提高自我学习思考能力具有显着的效果。

二、教师素质的提升

当今高校教师肩负着两项基本任务就是教学和科研[5]。对于广大青年博士教师,面临初登讲台和科研任务的双重压力,使他们喘不过气来,难免对教学的重视程度不够,从而导致学生对于教学效果评价较差。因而教师端正态度、摆正思想就尤为重要。除了自我修养的提升,教师自身知识的更新也非常重要。教师必须经常阅读分子生物学方面的近期文献,以了解分子生物学的前沿研究进展,同时积极参加各种学术会议以及培训,用新知识和新方法不断充实教学内容,才能更有激情的高质量上好每一节课,进而激发学生学习热情,提高教学质量。

分子生物学教学改革研究:分子生物学综合实验教学改革探索

摘 要:通过对高校分子生物学实验教学现状及实验教学中存在问题的分析,针对性地提出了分子生物学实验教学改革途径。采取了加强实验教材建设、改进实验教学方法、改革实验教学考核评价体系以及加强实验室和师资队伍建设4个方面的综合改革措施。

关键词:分子生物学大实验;教学探索

随着分子生物学与各生物学科领域的广泛相互渗透[1][2],许多有关生命学科专业的高校都纷纷地参与到分子生物学教学探索之中来[3][4][5],以期望学生不仅能获取近期的理论知识还能掌握一些分子生物学实验的基本技能。因此,分子生物学实验教学也成为了教学实践关注的一个重点。

一、分子生物学实验教学现状

当前,分子生物学实验指导书不少,其内容也很多,但真正适合本科生且操作性强的实验并不多。大多实验开展不起来,一方面是由于实验操作步骤连续性强,学生没有完成实验的充足时间;另一方面是实验材料、试剂、设备不能同时满足众多的学生来使用。

大多数的高校一般会根据现有的实验条件,开出一些经典的基础性验证实验,这些实验大多为动物或植物基因组DNA的提取、质粒DNA的提取、琼脂糖凝胶电泳检测DNA、PCR基因扩增、大肠杆菌感受态细胞的制备以及质粒的转化。这类实验具有培养学生进行微量操作和无菌操作的特点,是学生理解相关知识及操作步骤的一扇窗口。此外,也有一些高校[6][7],为培养学生的创新能力,将实验内容串联起来,形成一个连续的、紧密的相关系列实验,如通过PCR基因扩增、分离回收与纯化、DNA重组、质粒转化、重组子鉴定与表达组成的一系列综合实验。这类实验有利于学生学会分析问题、学会对理论知识的灵活运用,具有提升学生综合素质的特点。因此,综合实验的优点多被高校看重[8][9][10][11][12][13][14],学校也非常鼓励多开展此类实验。

二、分子生物学实验教学存在的问题

以实验为基础而发展起来的分子生物学,其实践性很强,如何突显出理论与实践的联系,充分发挥分子生物学实验教学对创新型人材培养的贡献[15],已成为当前分子生物学实验教学改革所面临的挑战。在分子生物学实验内容的组织上,我校偏重于质粒DNA的重组克隆,围绕着重组克隆而建立起了一系列有机联系的实验,依次为大肠杆菌感受态细胞的制备、DNA重组和转化、重组质粒的提取及鉴定。这一系列实验环环相扣,前一实验结果是后一实验的起始,对实验结果好坏的检验也只有待到下一实验结论出来之后才能确定。由于实验结果检测周期长,学生不易即时发现操作过程中的失误,这样就使得学生实验的效果往往是越往后做效果越差,有时甚至没有最终的实验结果,加之受教学学时数的限制,学生没有重做的时间。整个实验能顺利完成下来的学生只占一少部分,大部分学生由于中途实验结果不理想,严重地影响了未完成实验的效果。总的来看,单靠分子生物学课堂上的实验教学来给学生建立起相关的操作技能,有一定的难度。尤其是对刚接触分子生物学实验的学生而言,要让他在脑袋里真正形成微量及无菌操作的观念,需要有一个过程。这些都是需要任课教师不得不做出思考的地方。

三、分子生物学实验教学改革途径

尽管实验技能培养内容滞后于理论[16],的现状仍旧存在,而对于人才培养的要求也越来越高的今天,我们不得不积极面对,采取一些相应的改革措施,以适应现阶段人才培养的要求。

(一)、继续加强实验教材建设

1.完善实验教学内容,注重内容的关联性

本着促进学生对知识的深刻理解与运用,实验内容要尽可能做到覆盖分子生物学重要理论的观点,本课程组开出了植物基因组DNA的提取、随机扩增多态性DNA标记(RAPD PCR扩增)、琼脂糖凝胶电泳检测DNA、农杆菌介导的遗传转化、以及感受态细胞的的制备、质粒重组、转化、提取、鉴定九个实验项目。实验内容涵盖了对携带遗传物质生物大分子核酸DNA的操作、比较了不同植物基因组在组成序列上的差异、通过改变植株遗传物质获得转基因植株以及目的基因的克隆,形成了比较完备的实验教学内容。各实验有着明确的教学目的,实验组成之间又有着紧密的联系,能充分地让学生明白该项实验在分子生物学实验中的地位和作用。

2.精选实验技术,加强实验技能训练

琼脂糖凝胶电泳检测技术在分子生物学实验中应用频率颇多,让学生掌握这一技术尤其重要。大多初学者感到通过琼脂糖凝胶电泳检测DNA的学习,其实验操作本身并不难,难的是要会对实验结果有一个正确的分析和判断。学生拥有这样的体验和感受是由于缺乏一定的相关实验经验所致,关于这一点学生将会在以后的实验内容如植物基因组DNA、PCR产物琼脂糖凝胶电泳检测结果分析中得到锻炼和加强。

给学生建立无菌操作的观念,这对需要无菌操作的实验环节至关重要,这一细节常常是学生稍不注意就犯错误的地方。通过感受态细胞制备的实验使学生首先建立起严格的无菌操作概念,在后续相关实验中重复强调,以加深学生对无菌操作的认识。

微量操作是分子生物学实验操作上的一大特点,让学生学会微量操作,通PCR扩增实验让学生体会微量操作的重要性,培养学生认真、严谨地治学态度。

无菌操作和微量操虽是实验细节,但这些细节上的问题恰恰在关键时足以造成实验整体的失败。因此,有必要在精选实验技术上多考虑对学生实验素质培养的内容,加强实验技能训练的同时,多注重培养学生严肃、严密、严格的科学态度。

(二)、改进实验教学方法

依据每项具体实验目的及要求的不同,采用不同的实验教学方法。总之,是要尽可能地通过分子生物学实验教学让学生掌握本学科研究的基本实验方法、熟练使用相关的常规仪器设备。

1.建立探究式实验教学模式

在学生有限的实验教学时间内,教师首先侧重讲解实验内容中各环节间的内在联系、实验操作关键点及注意事项。然后,在学生动手操作过程中注意发现普遍存在的问题,有针对性地及时提示和纠正错误,对个别学生出现的问题进行单独辅导。重视实验失败的学生并及时引导这类学生寻找原因、分析原因及寻求解决的办法。在课堂上,加强师生之间的互动性,用提前预备好的中途实验材料弥补学生因中途实验失败所致的后续实验不能顺利进行下去的被动状态,充分调动学生动手动脑的积极性,不断引导学生自主地完成实验内容。#p#分页标题#e#

2.充分利用实验室现有资源,拓展学生视野

实验教学中通过运用多媒体技术,变分子生物学中抽象的概念和技术为可视化的动画、音频和视频效果,使实验教学内容更加直观、生动、形象,丰富了实验教学课堂内容。通过“虚拟实验”[17]的讲解,学生将对预做实验有一个总体的感性认知。在接下来的具体亲自动手操作过程中,学生能更轻松地按照实验要求来完成实验,教师也将赢得更多的时间把注意力和精力投放到学生的整个实验教学过程中。

3.采用开放式教学模式,培养学生的创新能力

开放性实验教学是高校实验教学深化改革过程中的一项新成果。学生借助开放实验室,可以自由支配课外时间亲自动手参与实验全过程。对一些学有余力的学生而言,开放实验室则成了学生学习的第二课堂,学生通过查阅资料、撰写论文报告或综述选择自己感兴趣的内容作为研究项目,向开放实验室提出申请,获得批准的学生可以进入实验室在实验教师的指导下完成该项目。

开放性实验教学是课堂实验教学的一个延伸,它给学生营造出一个宽松的学习氛围,是一种以学生为主、教师为辅的教学模式,它在学生学习的自主性、创新能力培养过程中起到了积极的作用[18][19]。

四、改革实验教学考核评价体系

目前,我校已将分子生物学实验教学与理论教学分开,设置实验教学学时数72学时、独立计算学分4.5分。考核内容主要由学生平时实验操作(包括每次实验的预习情况、实际操作过程、实验报告书写的规范化及实验结果的分析讨论)和实验理论闭卷考试两部分组成,每一部分内容各占总考核成绩的50%。进一步细化了学生平时实验操作考核内容,将学生在每堂实验课中的表现以分数形式进行量化考核,促进考核的公平性,充分调动了学生学习的积极性和主动性。

五、加强实验室及师资队伍建设

在实验室建设上,我校于2006年成功地组建了农科专业基础实验教学中心,这使原分属于农学院管辖的分子生物学实验室纳入到实验教学中心的统一管理范围之内。由此,分子生物学实验室的硬件设施得以充实和改善,在一定程度上缓解了教学资源相对学生需求不足之间的矛盾,学生则增加了动手操作的机会。

在实验室师资队伍建设方面上,实验室配备专职管理人员,使仪器设备得到有效运转和即时维护,确实地保障了实验教学的顺利开展。实验课程组目前现有成员8人,其中教授2人,副教授4人,高级实验师1人,实验师1人,具博士学位的教师有4人,有着合理的职称结构和高的学术水平,教学科研能力强。课程组定期或不定期地开展教研活动,教师之间交流密切,促进了教师团队的成长。

分子生物学教学改革研究:研究生分子生物学实验教学改革措施

摘要:实践能力是研究生培养质量的重要指标.分子生物学实验教学是培养生物学科研究生科研思维和动手能力的重要实验平台.该文主要介绍内蒙古科技大学生物学科研究生学位课“研究生现代分子生物学实验”的设计思路与改革实践,就实验课的实施过程、实验内容安排、教学团队的组建,以及实验结果评价等几方面进行了陈述与讨论,为培养创新型人才、建设高素质的研究生实验教学师资队伍开辟了有效的途径.

关键词:研究生培养;分子生物学;实验教学

分子生物学是从分子水平上研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律的科学,是当前生命科学中发展最快并与其他学科交叉渗透最广泛的前沿学科之一.进入21世纪,分子生物学的实验技术与方法已经应用到了生物学各个分支学科的研究中[1].研究生教育是培养具有科学精神和创新能力高层次人才的主要方式,培养硕士研究生创新思维和科学研究能力,将是作为研究生阶段的研究工作和将来作为科研人员所必备的素质.近年来,很多高校在研究生的培养上采取了重大举措,如浙江大学、中国科技大学、西安交通大学、中国农业大学等,实现了研究生的理论教学、实验教学和学位论文研究三阶段的培养模式[2].在加强研究生理论教学和学位论文研究的同时,注重研究生实践能力的培养,增加了实验教学环节,实现研究生实践能力的宽领域培养,再通过学位论文的研究,形成研究生实践能力的立体多方位培养.作为一个生物学研究生,把本科所学的基础知识与科学研究的近期进展联系起来,学好、学通分子生物学是必需的一步.基于此,2012年起我校在生物学科研究生学位课中设置“分子生物学实验”课,3年来虽然取得了明显的成效,得到了研究生与指导教师的认可,但在实际运行过程中也发现了一些问题,还需要通过不断的改革和实践,使生物学科的研究生更系统、更地掌握分子生物学的实验技术和技能,为后续的研究性实验工作和今后走上工作岗位提高科研水平打好一个坚实的基础.

1课程定位及理念

分子生物学在20世纪取得了理论和技术的飞速发展.分子生物学技术越来越广泛地应用于生命科学的各个研究领域当中.随着越来越多的理论突破,分子生物学技术也日新月异.在高等院校的生物相关学科的研究生教学中,越来越广泛地注重分子生物学的教学.分子生物学理论课教学内容多,范围广,有一定深度,学生很难透彻理解和掌握,如果不做实验,只学习理论,往往会事倍功半,理不出头绪.分子生物学实验课能给学生亲自动手参与实验全过程的机会,便于学生加深对相关理论的理解[3].研究生来自不同的院校,由于各院校课程设置不同,研究生接受的本科阶段的教育差别很大,这种差别在实验操作能力上体现最为明显.对于已经进入分子时代的生命科学来说,不熟练分子生物学实验操作的学生就很难快速适应课题研究的科研工作.在研究生学位课中设置分子生物学实验课,合理安排实验课内容,建立常规操作与科研课题相结合的实验课程体系,是提升研究生实践能力的重要途径,同时也能为学生完成硕士学位论文及将来从事科研工作打下良好基础.内蒙古科技大学生物学硕士研究生学位点于2006年经批准设立,2007年起招收首批硕士研究生,近10年来,已为内蒙古自治区及全国输送了一批从事生物学研究与开发的人才.“加强专业技术教学、紧跟学科发展前沿、提升研究生培养质量”一直是本学科研究生培养工作的重点和目标.为适应新形势下高等院校研究生教育与创新型人才培养的目标,对研究生分子生物学教学的改革势在必行.2012年以来,我们通过在研究生学位课中设置“分子生物学实验”课,不仅显著地提高了研究生对分子生物学课程的学习热情,而且明显提升了研究生的科研能力.

2课程建设及特色

2.1课程建设的过程与方法

每学年的秋学期初新录取的研究生入学,根据对新生分子生物学知识背景和实验动手能力的详细调研合理安排实验课内容,建立常规操作与科研课题相结合的实验课程体系,并根据学科发展不断更新和完善,力求促进研究生科研工作的顺利开展.研究生分子生物学实验教学的改革分为3个阶段进行.

2.1.1准备阶段

组织相关人员成立课题小组,对小组人员进行具体分工,以2015年新入学的硕士研究生为研究对象,采用问卷调查方式对他们的分子生物学基础知识与实验操作能力进行摸底,撰写调查报告[4].

2.1.2实施阶段

(1)制定教学大纲.根据准备阶段的调查结果讨论研究生分子生物学实验课教学大纲,实验项目实行多层次、模块化管理,分为基础性、综合设计性、创新性3个模块.基础性实验项目以基本的分子生物学操作技术为主,如:质粒DNA的提取、限制性内切酶酶切DNA分子、琼脂糖凝胶电泳分离DN段、大肠杆菌感受态细胞的制备、重组DNA分子的构建与转化等、PCR扩增目的基因等.对没有任何分子生物学常规操作基础的研究生要逐个开出;对本科阶段已经接触并熟悉这些基础性实验的研究生可直接开出综合设计性实验,如:多种方法获得目的基因、动植物中某关键基因的克隆、重组质粒的构建等.创新性实验项目全部由本学科教师承担的科研课题转化而来,研究生可根据自己的研究方向与兴趣爱好选择项目完成,包括植物细胞中MYB类转录因子的筛选、与人类遗传病相关的核苷酸重复序列的克隆等.

(2)学生选课.将全部实验教学内容及具体开出安排提前公布,学生根据实际情况与自己的研究方向进行实验内容的选择,这一环节须由指导教师协助完成.选课结束后根据每个项目的选课情况准备实验,包括学生分组、准备实验材料、仪器设备、耗材试剂和实验讲义与实验报告册分发等.

(3)预实验.指导教师根据学生分组情况,每组安排组长一名,副组长一名,在实验开出前协助指导教师完成预实验.

(4)实验课开出.按计划认真组织研究生开出实验.实验操作阶段,要求学生熟练掌握实验操作流程,严格按规范进行操作.同时指导教师要充分调动学生的学习积极性和主动性,增强学生独立完成实验的能力和实际动手能力,使学生能够尽可能主动地、独立地完成实验的整个过程,为以后独立从事科研设计和科学实验打下良好的基础.

(5)课程考核.实验课结束后进行成绩考核,综合学生的预习报告、实验操作、实验结果与实验报告撰写情况给出实验课成绩.

(6)编写研究生实验教材.基于教学实践的积累,编写研究生实验教材“研究生现代分子生物学实验”,重点面向研究生的实验教学,将分子生物学基本实验技术和近年来发展起来的新技术、新方法有机融合.

2.1.3总结阶段

跟踪调查,了解研究生在分子生物学实验课结束进入课题研究后的情况,掌握他们在分子操作各个环节上的操作熟练程度,对取得的研究资料做的整理分析.在学科内部推出“研究生分子生物学实验”示范课,并完成相应的资料库与光盘制作,并进一步在全校范围内推广.同时课程改革小组的成员要不断讨论项目实施过程中存在的问题,并及时与兄弟院校沟通学习,提出切实可行的办法[5].

2.2指导教师队伍建设

自2012年生物学科硕士研究生开设分子生物学实验课以来,该课程的教学任务一直由我校外聘的留美分子生物学专家王建英教授负责,另配2名讲师作为助手.经过3年来的教学实践体会,加上学生与研究生导师的意见反馈,我们发现这种单一的指导教师模式是需要改进的,需要建设一支由长期工作在科研、教学一线教师组成的研究生实验课教学团队.教学任务分配上,根据团队内每位教师主要从事的科研领域和专业特长,分配相应的实验教学内容,每个项目安排2名指导教师,他们不仅熟悉所指导实验的技术要点,及时解决实验过程中出现的各种问题,还能将本领域相关的科研前沿、热点问题介绍给学生,以开阔学生视野,使每次实验均能获得预期结果.同时,指导教师在教学实践过程中也不断发现和审视自己,包括对自身专业知识的把握与实验技能熟练程度的反思,这样也能促使他们紧密跟踪学科发展前沿不断提高[6].本课程经各方面协调讨论,现已逐渐组建了一支人员稳定、业务基础、具有团结协作精神的教学团队.其中教授3人、副教授2人、讲师2人.其中大多数教师承担国家自然科学基金、内蒙古自然科学基金、内蒙古高校基金等科研项目,在努力完成这些科研任务的同时,有意识地将许多科研工作中的思路和先进的技术转化到研究生分子生物学实验的教学实践中.实验课教学团队的建设极大地提高了研究生实验教学质量,并申请得到了我校研究生教学改革项目建设立项资助.

2.3实验课成绩考核与结果评价

经过教学团队的调研讨论,针对分子生物学实验考核形式的问题,提出实验课评价体系多层次评价的管理制度,包含预习报告、平时考勤、实验操作、实验结果与实验报告撰写情况5个部分,分别所占比例为1∶2∶4∶1∶2;针对设计性与创新性实验,要加上实验方案制定与实验论文撰写环节.针对研究生各实验组人数较少、时间较灵活、学生专业多样化等特点,在考核中更加注重实验的具体操作过程.在课程开课初要将考核方案告知学生,让他们明确各环节的评分标准,在实际考核过程中如实记录作为评价依据.实验课结束后,通过“问卷调查与后期跟踪相结合”的模式及时对教学效果进行评价[7].通过发放问卷调查表的方式综合调查研究生对本门实验课的内容设置、教学方法及授课教师的教学效果等信息的评价.另外,在实验课结束一个学期后,我们对研究生指导教师进行问卷调查,对上一年度的实验教学效果进行了后期跟踪评价,对研究生进入到各自实验室工作后的科研思维、实验设计、操作能力等进行调研,综合评价实验教学效果[8].

3结语

分子生物学实验技术是生物学各分支学科科学研究必备的手段,在研究生入学后进入课题研究之前开设“分子生物学实验”课,熟练掌握基本的分子生物学操作技术,这是生物学研究生快速进入科研课题与顺利完成硕士学业的基本保障[9].研究生经过基本实验技能培训、综合实验及自主设计实验的锻炼及创新实验平台的多方位提升,科研能力得到大幅度提高.学生普遍反映研究生分子生物学实验为他们顺利进行课题研究、完成学位论文和未来的科研工作奠定了良好基础,一部分学生在硕士期间就发表了高水平的SCI论文.为生物学研究生开设分子生物学综合实验,在内蒙区内外兄弟院校进行此类设置的尚不多见,需要我们更加努力创立并逐步完善研究生实验教学平台,提升我校硕士研究生培养水平[10G12],及时将教师的科研成果提炼引入实验教学,提高指导教师的教学能力,使实验内容不断更新,为研究生进行课题研究及毕业以后从事相关的科研工作打下坚实的基础.

作者:李雅丽 赵秀娟 巩东辉 赵宏宇 王晶妍 单位:内蒙古科技大学数理与生物工程学院

分子生物学教学改革研究:动物医学专业分子生物学教学改革研究

摘要:分子生物学是研究核酸,蛋白质等生物大分子的结构与功能,并从分子水平上阐明蛋白质与蛋白质,蛋白质与核酸之间的相互作用及其基因表达调控机理的学科。笔者结合近年来的分子生物学教学经验,就如何让动物医学专业本科生更好的理解和掌握分子生物学知识进行了简单探索。

关键词:分子生物学;多媒体教学;新兴疫苗技术

1由浅入深,充分利用学生已知信息引入分子生物学概念

对于绝大多数动物医学专业学生而言,分子生物学仍停留在“传说阶段”,听说过也大概了解,但其中具体涉及哪些内容仍不得而知,仍是一些“高大上”的理论内容。因此,如果将学生由门外汉引入分子生物学的世界至关重要,也是学好这门课的首要前提。由于专业限制,动物医学专业的学生视线多集中在各种动物疫病的诊断、防控等领域,因此对这方面的内容比较熟悉,比如疾病诊断中常用的ELISA检测及动物免疫疫苗等。以禽流感病毒为例,大家肯定都知道最近国内留下的H5N1及H7N9禽流感病毒,也知道养殖户需要打疫苗进行防范,那么这些疫苗是如何生产的呢?传统的疫苗生产基本围绕鸡胚扩繁病毒并灭活,而一些新兴的疫苗技术,如DNA疫苗、亚单位疫苗及反向遗传疫苗等势必引起学生的兴趣,这些都是我们分子生物学领域研究的内容,让学生认识到分子生物学知识的重要性。

2发挥多媒体教学优势

分子生物学课程中涉及大量的动物医学专业学生前所未闻的新鲜概念,如果单纯的依靠传统板书进行讲解很难取得满意的效果,因此多媒体教学势必发挥着重要作用。将一些看不见摸不着的晦涩理论知识,以生动形象的多媒体形式展示出来,使学生一目了然的明白我们究竟讲的是什么内容,具体的原理是什么,真正掌握分子生物学的精髓,才能将分子生物学知识应用于实际。如分子生物学中最常见的“PCR技术”,如果我们说这是“聚合酶链式反应”,学生必然一头雾水,其设计到引物、目的基因、扩增温度等等因素,单纯的讲解很难理解,这时我们可以通过视频的形式,将PCR反应的各种组分及反应步骤一一分解,势必起到事半功倍的效果。

3以近期科研进展充分调动学生积极性

我们知道分子生物学知识发展非常迅速,每天都有新的研究进展,因此课本上的知识永远无法跟踪到近期的科研进展。那么我们就可以通过多媒体形式将近期相关领域的研究进展引入教学,既能让学生了解研究前沿知识,深入理解掌握所学分子生物学知识的含义,更能激发学生的学习热情。比如前面讲到的“反向遗传疫苗”,这是几年来研究比较火热的一个方向,“反向”是相对于“正向”而言,“正向”指的是生物学的初始阶段是由表型到内部,即由蛋白到核酸的过程,而“反向”则是由核酸到蛋白质的研究过程,即通过改变核酸从而改变蛋白质表型,生产新型疫苗,比如中国农业科学院哈尔滨兽医研究所近年来做了大量研究,开发了一系列新型的反向遗传疫苗并应用于实际生产,这样会迅速抓住学生的学习兴奋点。

4比喻教学法,以通俗易懂的语言解答晦涩难懂的理论

利用恰当的比喻教学方法在解释一些晦涩难懂的理论知识时效果很好,能生动形象的让学生明白我们讲授的内容。比如在讲授蛋白质翻译过程时,从DNA转录为RNA并翻译为蛋白质,其中信使RNA(mRNA)、转移RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)是细胞质中参与蛋白质合成的三类主要的RNA,如何更好的理解这部分内容呢?我们可以将mRNA比喻为上司下达的一道命令,具体的碱基就是命令的具体内容;rRNA则是能帮助读懂这些命令的秘书,随后秘书将信息传代给具体执行操作的信号兵,也就是tRNA,这样三者配合完成从RNA到蛋白质的翻译过程。5理论联系实际,调动学生主动学习、思考的能力在学生掌握了一定的分子生物学理论基础上,恰当的做到理论联系实际,发挥学生主动思考能力,将有助于学生更好的理解理论知识。比如我们学习了PCR技术,知道这是一种针对遗传物质DNA的特异性扩增技术,那么具体有什么应用价值呢?这时我们可以引入病原检测方面的例子,让学生分析一下目前进出口检验检疫方面常见的手段有哪些?除了传统的ELISA检测,很多时候PCR技术都发挥了重要的作用,能针对某种特定病原菌的特征性基因设计引物,只要PCR技术检测出阳性结果就说明有这种病原菌,快速灵敏。这样能让学生更容易意识到分子生物学知识在实际中是如何应用的。分子生物学技术在当代动物医学领域发挥着越来越重要的作用,如何让非生物专业的动物医学学生更有效的掌握这门重要的基础知识仍存在许多难点,需不断总结实践提高,真正达到我们的教学目的。

作者:姜延龙 王春凤 杨桂莲 单位:吉林农业大学动物科技学院

分子生物学教学改革研究:临床医学专业分子生物学教学改革研究

摘要:分子生物学理论和技术推动着整个生命科学领域的发展。为了提高硕士研究生分子生物学的教学效果,为分子生物学培养素质型人才提供有益的参考,文章通过研究新入学硕士研究生对分子生物学理论知识掌握程度,从教学内容的改革,理论知识与临床应用相结合的教学模式,理论与科研实例相结合的教学模式,教师引导下自主学习的教学方法,实验课考核方式的改革五个方面探讨了分子生物学教学改革。

关键词:分子生物学;硕士研究生;教学改革

21世纪是生命科学的世纪。医学分子生物学是生命科学领域中一门知识面覆盖广、实验性极强的新兴学科,是从分子水平的角度揭示人体在正常和疾病状态下生命活动规律的学科[1-2]。作为一门新兴的前沿学科,医学分子生物学的发展日新月异,新理论、新技术层出不穷,并超出了学科界限,为更多的基础学科、临床学科的科研所借鉴和运用[3]。但是,教师在对大部分本科生进行医学分子生物学教学过程中还存在以下几个方面的问题[4]:首先,教学方式多以传授型为主,很难培养学生自主学习的能力及个性发展;其次,分子生物学教材固定单一,很少涉及当前分子生物学领域的近期成果,不利于开拓学生的视野和培养学生的创新意识。再次,本科生实验教学与理论教学脱节严重,模式单调,学生对如何应用分子生物学技术进行科学研究方面缺乏一定认识;本科生实验内容多以验证性为主,缺乏综合性、设计性实验,学生思维局限,不利于学生科研综合素质的培养。因此,很多本科生即使学习过分子生物学,但对分子生物学理论的理解以及相关技术的灵活应用依旧比较欠缺。分子生物学是影响研究生课题设计及研究水平的基础课程之一。临床医学专业研究生对分子生物学的基础知识和前沿动态的理解,有利于学生从分子水平揭示将来临床工作中所遇到的问题。因此,如何让研究生做到学以致用,是判断硕士研究生分子生物学教学效果的关键因素[5]。传统的研究生教学注重分子生物学理论及相关机制的讲解,且教学内容陈旧,未能结合近期的研究成果[6]。另外,研究生教学延续了本科生教学中采用的传统的教师讲学生听的教学模式,未能激发学生学习的主动性。这样的教学内容与教学模式阻碍了研究生开展课题设计及将来的研究工作。因此,为了满足研究生的实际需要,我们在对授课学生的分子生物学内容掌握情况调研后,教学团队对2013级临床医学研究生的分子生物学教学进行了实践探索,从教学内容、教学模式、教学方法及考核方式等多个方面对分子生物学的课程进行了整体改革,达到了很好的教学效果。下文将对几项教学改革措施进行介绍。

一、新入学硕士研究生对分子生物学理论知识掌握程度的调研

为了提高分子生物学课程的教学效果,在授课之前,我们对2013级250名研究生在本科阶段对分子生物学的了解情况进行了问卷调查。调查结果显示:学生在大学期间对分子生物学内容的掌握情况参差不齐。大约有28%的学生大学期间从来不了解分子生物学的内容;59%的学生没有系统地学习过分子生物学的课程;有31%的学生在大学期间已经很系统地学习过分子生物学的理论知识与实验技术,但对分子生物学知识的理解仍然处于浅层次。为了满足学生的上课需求,本教研室通过反复研讨决定,教学内容既不能脱离分子生物学的基础理论知识,以专题讲座的形式进行;也不能以本科生的上课方式只进行基础理论知识的讲解,应该将分子生物学基础知识与科学前沿进行有效的结合。本教学团队在2013级的硕士生教学中采用这一模式教学后,调查结果显示(如图1):96%的学生对这样的教学内容表示非常满意,有91%的学生非常认同这样的教学安排,认为在分子生物学课堂上学到了很多知识。

二、教学内容的改革

近年来,随着分子生物学突飞猛进的发展,新技术和新方法层出不穷。本教学团队在前几年的教学中,主要以基因克隆的教学内容进行讲述,很少体现新近发展的技术及研究策略,不利于研究生今后科研工作的开展。除此之外,基础医学教学中还存在学科教材内容重复现象,主要集中在生物大分子、细胞的结构、功能、调控等生命科学的热点和经典问题上,其结果造成与生物化学、遗传学、细胞学多个学科讲授雷同的内容,导致消耗大量学时并造成学生所学知识分散模糊[7]。为了使研究生的教学更加贴近实际,学以致用,本教学团队在详细分析并在实际调研后,对理论教学内容进行了重新组合和构建,删除了重复部分较多的蛋白质、核酸的结构与组成、基因组结构与功能、基因变异与疾病等章节,补充了目前的研究热点,如基因的序列分析、基因的功能分析及癌基因等内容。在重新拟定了教学大纲后,我们对2013级250名研究生按新的教学内容授课,课后进行了问卷调查,结果显示(如图2所示):40%以上的学生对基因的序列分析及基因克隆这两部分内容感兴趣,认为这两部分的内容对研究生课题设计有帮助,要求在这两部分的教学内容中再次增加学时。因此,本教学团队根据教学反馈,在了解大部分研究生所从事课题的基本信息的基础上,根据各专业的特点,有选择性地增加了一些专题性质的课程内容,例如,增加了DNA测序的专题讨论课,内容不但包括传统的方法,还包括新技术,如焦磷酸测序技术、单细胞测序技术、单分子测序技术;增加了利用网络资源查找基因序列及PCR引物的设计等教学内容,使我们的教学内容可以更加贴近研究生的课题需求,为开阔研究生的理论视野、建立科研思维及为以后开展科研课题奠定了坚实的基础。

三、理论知识与临床应用相结合的教学模式

教学模式是为实现教学目标而创建的一种教学模型。开放式、研究性教学模式是对封闭式、验证性教学模式的改革,通过对教学课程内容、教学方法、课堂活动及实验教学等进行研究性的科学设计,达到培养学生学习兴趣,充分调动学生学习的积极性,提高学生运用“已知”去探索“未知”的开拓创新能力及综合素质的目的[8-9]。同其他学科相比,分子生物学由于信息量大、内容抽象复杂,采用传统的灌输式教学方式常常会使课堂沉闷、乏味,学生对抽象、复杂的大量知识点也很难理解,更提不起学习兴趣。因此,传统的讲课方法严重影响了教学质量,改革势在必行。为了使研究生在实际科研中能将所学理论知识及实践技能融会贯通,达到活学活用的教学目标,本教学团队对2013级硕士生的教学模式进行了改革,采取了分子生物学基础知识与科学前沿相结合,理论知识与临床实际应用相结合的方式。每一节课都有一个核心主题,在授课过程中除了讲解分子生物学基础知识之外,还要进行一定的前沿扩展,并围绕该教学知识点对临床中的应用进行举例说明。比如,在讲DNA测序这节课的内容时,我们首先讲解了Sanger法测序的原理,然后具体讲解在科研中是如何分析测序的,以授课教师在DNA测序的科研工作中所遇到的问题作为重点,将理论课程与实际操作结合起来,使学生对该项技术的理解更加深入。除此之外,我们还对测序这一章的内容进行了前沿扩展,介绍了第二代焦磷酸测序技术与第三代测序,并介绍了新一代测序技术在临床中的具体应用,促进学生对分子生物学学习的迫切性。在讲解PCR与RT-PCR章节时,除了介绍PCR与RT-PCR原理外,大部分的学时用来介绍PCR与RT-PCR的结果分析及临床应用。让学生知道通过PCR等技术可对临床患者的特定基因片段进行检测,以显示其缺失、插入等核苷酸序列的变化,直接作出分子病理诊断,还可以了解一些疾病发病的分子机制。在讲解分子杂交技术时,除了讲解杂交的原理之外,我们扩展了基因芯片、基因原位杂交等技术,让学生知道核酸杂交原理已经应用于大规模的产前诊断,大大减少遗传病儿的出生率。除此之外,分子生物学的很多技术,如限制性片段长度多态性连锁分析,DNA斑点杂交等可以直接对患者的血液、消化、内分泌、泌尿和神经系统数百种遗传病的基因组DNA和RNA进行研究并作出分子病理诊断。

四、理论知识与科研实例相结合的教学模式

对于临床硕士研究生来说,在课堂上学习分子生物学理论知识及相关技术,对其今后在科研工作中的发展很有帮助。因此,作为高校的分子生物学教师,科研经历都很丰富,具备在教学中融入科研实例的能力[10]。在课堂上介绍分子生物学理论时,需增加该部分理论知识在科研工作中的应用实例。因此,在本课的教学中,我们在基因的表达调控、基因克隆、基因的序列分析、基因的功能分析这几章中引入了相关的科研实例。比如,在基因表达调控中,以一个基因为例,通过讲解文献中科研工作者是如何通过对启动子的研究来调节基因的功能;在基因克隆过程中,以设计一个重组蛋白疫苗为例,讲解疫苗设计工作者从获取目的基因开始,到选择表达系统进行蛋白质表达;在基因的序列分析及基因的功能分析中,我们同样也是以一篇文献为例,充分探讨如何研究一个基因的序列拷贝数、如何敲除基因、如何转基因来获得基因的生物学功能。采用理论知识与科研实例相结合的教学模式,不仅可以使学生更好地掌握所学知识,而且也能将枯燥的理论知识变得生动化,激发学生的学习兴趣。这样的教学模式可以使学生灵活地掌握分子生物学的理论知识及技术,为其今后工作和实践奠定基础。

五、教师引导下学生自主学习的教学方法

为了提高学生的学习效率,真正达到将课堂上学到的分子生物学知识灵活地应用到科研工作中,我们摒弃了以往灌输式的教学方法,采用了教师引导,学生自主学习的教学方法。我们通过两种方式来完成,一种方式是设置问题情境,引导学生思考;另一种是通过学生自主讲课的教学方式实现得。“设置问题情境,引导学生思考”的教学方式主要是在课堂上通过选择一些有争议性的专业知识问题,让学生分组讨论,并总结自己的观点。这种教学方式能够促使学生开动脑筋,运用所学知识去解决现实中存在的问题,利于开拓学生的科研思维。另外,在PCR引物设计这一章节,教学团队的教师在讲完引物设计,发现学生设计的引物所存在的问题,并及时地解决,这样学生就很容易发现自己对设计引物知识点的掌握情况。,在课堂上每个同学都分享了自己设计引物时所遇到的问题,并讲解是如何解决的,促进了学生间的交流与合作。“学生自主讲课”的教学方式主要是学生在课下通过查阅相关资料,自己思考总结,然后在课上把自己所查阅的内容介绍给其他学生。这种自主学习的方式有助于提高学生的自学能力,调动学生学习的积极性。我们以“如何通过序列数据库查找一个感兴趣基因的编码序列”这部分的教学内容为例,在以前的教学过程中,教师在课堂上通过PPT的授课方式一步一步地给学生演示,并给出基因序列的查找结果。学生虽然能够按照教师的讲解完成该部分的教学内容,但是在科研工作中遇到从数据库中查找其他序列,学生就不知所措了。因此,我们把这部分教学内容的教学方式由教师引导式转变成学生自学式。让学生课后查阅各种论坛、网站获取相关资料,总结查找基因序列的方法及主要过程,以小组为单位制作多媒体课件,选派一名学生代表给全班同学讲解自己查找的过程及遇到的问题,教师进行总结。这种方法不仅让学生的学习积极性高涨,而且查找的方法是由学生自己通过探究获得的,所以,理解和记忆会比较刻,而且在查找其他信息时,能够做到以一举三,触类旁通。采用这种教学方法,课后几乎每个学生都能掌握课堂上所学到的知识,收获很大。更为重要的是在整个过程中,不仅锻炼了学生自主从网络上获取相关知识的能力,还拓宽了学生的知识面,提高了学生解决问题的能力。用这种教师引导下学生自主学习的教学方法对培养学生的创新思维能力,促进素质教育具有重大的作用。

六、实验课考核方式的改革

临床医学硕士研究生开设的分子生物学实验课是一门独立的课程,该课程称为分子生物学实验技术。在2001—2013年,分子生物学实验技术的教学内容主要是以“以基因克隆为主线”,实验内容主要分为以下五个部分:及时部分为人外周血基因组的提取及酶切;第二部分为组织中总RNA提取,并以mRNA为模板逆转录为cDNA;第三部分为以cD-NA为模板进行PCR扩增基因GAPDH;第四部分为目的基因与T载体连接、转化及感受态细胞的制备;第五部分为重组质粒的酶切及鉴定。因此,该部分的教学内容决定了考核方式主要以闭卷的方式对基因克隆的原理及操作过程进行考核。该考核方式具有很多弊端:首先,大部分的考试内容与分子生物学理论考试中重组DNA技术的考核内容重复;其次,的闭卷考试很难考查出学生对实验中所学知识及技能的掌握;,也是最重要的该考核方式很难考查学生知识运用能力、个人操作及合作精神。因此,为了提高对学生考核方式的性和性,本教学团队在2013年后探讨了一种新的实验课程的考核方式,该考核方案考查了学生在实验课程的综合能力,达到了很好的教学效果。我们对学生综合能力的考核主要集中在考查学生是否能够主动思考、主动实践、主动发现问题、主动解决问题。为了达到上述的考核目标,我们将分子生物学技术的考试分为了三个部分。及时部分以综述形式完成一个以“基因克隆技术”为主线的课题设计,该部分内容占考试总分的20%。该部分的考核内容可以使学生灵活地将分子克隆技术应用到后续的实验过程中,真正达到学以致用。第二部分考查学生对教学过程中的实验原理、实验结果的分析,该部分以闭卷的方式完成,占考试总分的60%。该部分的考核内容是以实验过程中的各种阳性、阴性的实验结果图为素材,让学生进行结果分析。该部分的考核内容可以真正考查学生对实验结果的理解,为后续科研过程中解决遇到的问题提供了基础。第三部分以PPT形式总结实验过程中所遇到的问题,并提出改善问题的方案,该部分占考试内容的20%。该部分是以小组的形式来完成,通过总结整个课程中自己小组的实验结果,分析出现该结果的原因,并提出改进的措施。该部分可以锻炼个人对实验结果的总结分析能力,也能锻炼各成员之间的合作精神,以及实事求是的科学态度。总之,医学分子生物学作为基础医学的一门重要学科,不仅是医学硕士研究生理论知识体系中的重点内容,也是以后临床医学研究及科研工作中的基本技术。我们在多年临床医学临床专业医学分子生物学教学过程中结合学科特点及学生的培养需求,根据临床硕士研究生的专业学科特点安排教学内容,根据教学目标调整了分子生物学基础理论与临床应用相结合的教学模式,又根据分子生物学专业特点及学生的培养需求不断改变以学生为主,教师为辅的教学方式,以期为临床医学院校硕士研究生分子生物学的教学提供有益的经验。

作者:房明丽 王丽颖 王华 杨光 万敏 孙巍 单位:吉林大学基础医学院分子生物学教研室

分子生物学教学改革研究:生物技术专业分子生物学教学改革探讨

摘要分子生物学是生物技术专业学生必修的一门重要基础课程。由于分子生物学理论知识更新快,实验技术发展快,加之内容较为抽象,可从合理利用教学方法、提倡分组讨论,开展小班教学、利用网络资源,提升自主学习能力、建立形成性评价体系、以及优化实验教学体系等方面进行教学改革,以提高生物技术专业分子生物学的教学效果,培养知识、能力、素质协调统一的应用性、复合型生物技术专业人才。

关键词生物技术;分子生物学;教学改革

分子生物学是从分子水平上研究生命现象、生命本质及其规律的的科学,主要研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学,是21世纪具活力的生命科学之一。[1]目前,分子生物学是生物技术专业学生一门重要的专业必修课。因此,确定合理、科学的教学改革方案,优化、重组教学内容,精心设计教学方法和教学手段,对保障生物技术专业分子生物学课程教学质量具有重要意义。[2]

1分子生物学教学现状

(1)分子生物学是生物技术专业的一门主要课程,教学单位往往会根据教师上课需求以及市场需求来选择教材,然而,却有可能忽略了对学生的接受能力以及理解程度的考虑。部分分子生物学教材内容高深莫测、专业词汇多且与实际联系不够紧密,造成学生在学习过程中困难重重,严重降低了学生对该学科学习的积极性。(2)教学条件限制。在分子生物学课堂中,使用多媒体设备等教学手段对提高学生的学习积极性以及学习效果有明显的促进作用。然而,部分教学单位由于教育资源分布不均匀,难以利用先进的教学手段。(3)分子生物学课程所涉及的知识点以及生物学过程,大多数是看不见摸不着的微观世界,学生在学习的过程中难以直观感受。(4)理论知识更新快,实验技术发展快。分子生物学作为生命科学的前沿学科,其发展日新月异,这也对教学提出了更高的要求。授课老师需及时接纳近期知识,充分备课。

2分子生物学教学改革的主要措施

2.1PBL教学法的合理运用

PBL(problem-basedlearning,问题式学习)教学法于1969年由美国Barrows教授创立,并引入高等教育,很快在高校中广泛应用。是一种以问题为导向,以学生为中心的教学方法。其主要流程是:老师提出问题,学生作为主体进行分组讨论,学生解决问题。[3]在PBL教学过程中,学生是主体,老师则主要起到辅导的作用。分子生物学课程内容复杂,用传统的教学方式不易调动学生的学习积极性,而且课堂效率不高。在课堂中适当引入PBL教学法,可改善教师唱独角戏,学生被动接受的状况。在进行PBL教学前的备课过程中,任课老师应查阅大量的文献,充分考虑在讨论案例过程中可能出现的问题,内容涉及分子生物学以及其他学科如生物化学、细胞生物学等。在课堂上,教师应寓教于乐,充分调动学生积极性,控制好课堂节奏,同时应根据教学大纲的安排,强调学习过程中应掌握的知识要点。[4]在分子生物学的教学过程中,PBL教学可分为四个阶段:(1)提出问题。开展PBL教学的时间不宜在课程开始的阶段,而应在课程中后期,学生具有一定的分子生物学基础后再开展。PBL教学讨论的主要题目应该是分子生物学教学过程中的重点或者难点,并且结合生活实际的讨论内容。教师在这个过程中是组织者的身份。(2)人员组成。为调动学生参与的积极性,同时考虑到团队的高效性,将每个班级分成4~6组,每组包括4~6名同学。分组结束后,要求各组成员选拔出该组的组长并选定拟解决的问题,然后进行人员的分工,明确每个成员应完成的内容和时间节点。老师负责全程把控,掌握教学的整体节奏与进展,及时了解各组的情况,包括进程、主要观点、存在问题、后续进展等。鼓励各组结合自己的研究、思考提出自己的想法。对成效较好的小组,给予肯定和表扬;对存在问题较多或进展较慢的小组有针对性的指导,帮助小组找到解决问题的核心路径。(3)成果展示。学生展示自己的研究成果,并开展充分讨论。主讲老师在学生讨论完毕后,对学生的成果、讨论的主题、各组的亮点、学生关注点较集中或争议较大的问题、学生未掌握到的知识点、研究时未关注的部分、下一步学习或研究中需要改进的研究方法进行总结、归纳,并提出改进意见。[5](4)考核评分。考核评分是对PBL学生成果的集中体现,评分体系主要包括三部分:一是课件制作,占比30%,评价标准主要是内容正确、重点突出、课件美观、清晰易懂,能综合运用图片、音频、视频、动画等表达自己的观点;二是课件展示,占比40%,准备充分、逻辑正确、条理分明、落落大分,能清晰的阐述自己的研究成果、观点等;三是课堂讨论:占比30%,主动思考,积极参与,能够抛出富有启发意义的论点,回答问题时中肯。

2.2提倡分组讨论,开展小班教学

在讨论课开始前2周,老师将要讨论的内容告知学生。以小组为单位进行学习,各小组成员间可以进行分工协作,分头寻找资料、讨论并汇总;课堂上以小组形式提出问题,介绍小组观点、结论,老师也会对该小组的汇报进行点评;课后以小组为单位进行复习,增强学习效果。小组学习活动的意义既体现个人的价值和责任,更强调成员间彼此赋予信心和力量,通过体验团队的智慧和协作,培养了学生间可贵的团队合作精神。分子生物学的课堂提倡小班教学。一方面,可以增加师生间互动的频率。由于分子生物学课程所涉及的知识点以及生物学过程,大多数是看不见摸不着的微观世界,学生在学习的过程中难以直观感受,这就增加了学生学习该课程的难度。小班教学有助于老师关注每一个学生对相关知识的把握;另一方面,小班教学易于实施多种教学形式,灵活掌握教学要求和进度,便于及时调整教学内容。

2.3利用网络资源,提升自主学习能力

自主学习强调的学生作为知识的主动构造者自己进行学习的意愿和能力,反映了教学向个性化、创新化、自主化、多元化过渡的趋势。分子生物学作为前沿科学,信息量大、更新快,要积极利用互联网信息资源,提升学生学习和借鉴研究成果、自主学习的能力。教师要由照着教材讲变成开放式、启发式教学,较大限度调动学生学习的积极性、思考的主动性、课堂的参与性。鼓励学生自主学习,主动去学习和研究当前科研的最前沿知识,在研究的过程中敢于提出自己不同的看法,培养学生探索创新精神。[6]让学生由被动受教变成自主学习,主动参与到课堂学习中,形成教学工作“教”与“学”相辅相成、相互促进。教师要积极拓展教学内容的外延,主动介绍国内外的生物网站、资源库、期刊、论坛等,鼓励学生积极开展课外阅读,丰富学科专业知识、前沿信息、专业词汇等知识,激发学生探索新知识的热情,也不断培养学生自主学习、发现问题、解决问题的能力。[7]

2.4建立形成性评价体系

“形成性评价”的概念是由斯克里文1967年所著《评价方法论》中首先提出来的,与传统的“终结性评价”不同,它是对学生的学习过程进行的评价,旨在确认学生的潜力,改进和发展学生的学习。因此,形成性评价方式更能体现出学生的学习效果。[8]分子生物学课程的目的在于培养学生形成良好的分子生物学学习习惯和实验习惯,提高他们的科学素养和创新能力。期中或期末考试不能真实地反映出学生的真实学习情况,采取形成性评价的方式显得更加科学和必要。具体如下:一是平时成绩,占课程总成绩60%,包括课堂考勤,占总成绩5%、课堂作业,占总成绩10%、课堂提问,占总成绩5%、PBL讨论会,占总成绩10%、实验考评,占总成绩30%。二是期末考试,占课程总成绩40%。由于形成性评价是强调过程的评价方式,引导学生重视平时的学习情况,大大减少了学生考前突击的可能,也更能真实地反映出学生的真实水平。

2.5优化实验教学体系

分子生物学实验技术是生物技术专业学生必须掌握的重要基本技能之一。其研究方法及策略已被广泛应用于生命科学的研究当中。[9]通过对学生实验技能的培养,一方面有利于将理论教学与实践教学相结合,丰富教学内容,提升教学的实践性、实用性、综合性,便于学生理解和掌握;另一方面,在提升学生综合素质、学习兴趣、创新能力、思考能力等方面也有十分重要的作用。[10]因此,增加分子生物学实验学时数,开展综合实验也是课程改进的一个重要方向。在实验教学中,教师要结合分子生物学快速发展的特点,选取与教学内容相适应的操作性、设计性实验,并做好不同实验之间的关联与衔接,建立实验的逻辑体系。一是分组分工,辅助实验老师提前做好实验准备工,并提前观察、发现问题及时记录。二是教师针对前期准备工作中发现的问题有针对性的阐述,并对实验流程、操作方法、各环节中注意事项进行讲解与演示,指导学生开展实验。三是讲解与演示结束后,学生动手实验,教师应注意注意观察过程和细节,对共性问题,要及时统一纠正,对个别同学的个性问题,要个别指导。既确保操作的性、严谨性,也要保障实验质量,通过实验检验教学情况。

3结语

生物技术专业应用人才培养是一个综合性、系统性的工程,涉及到教育环节的方方面面。课程教学是其重要的一环,分子生物学课程教师要积极发挥作用,不断提升专业能力、教学能力,教学理念与时俱进、教学手段丰富灵活,激发学生学习的主动性、创造性,提升学习内容掌握能力及应用效果,为国家培养知识、能力、素质协调统一的应用性、复合型人才。

作者:张铁军 陈新美 欧阳永长 单位:广州医科大学生命科学学院

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