教授《分子生物学》的一些尝试

张永芳　王润梅　刘海燕

摘要：本文就生物科学专业核心课程《分子生物学》，在教学中对其内容进行整合，对改革及创新教学方法以努力适应学生实际的做法进行阐述，以期提高分子生物学教学效率，达到培养创新型人才的目的。

关键词：分子生物学；内容整合；教学方法

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）07-0157-02

21世纪是生命科学的世纪，分子生物学是生物科学专业的一门专业基础课，是生命科学及相关农业、医药科学领域中最具活力的学科之一。是从分子水平阐明生命现象和生物学规律的学科。它是生物化学、生物物理学、遗传学、微生物学、细胞生物学以及信息科学等学科相互渗透、综合融会而产生并发展起来的；同时它又是基因工程、蛋白质工程等学科的基础。掌握分子生物学的基本理论和基本技术成为步入21世纪生物殿堂的一个必备条件。由于分子生物学尚有许多内容未形成定论，仍处于实验阶段，所以要求学生以正确的、客观的、发展的观点来学习，同时也要求教师收集素材，充分利用各种教学手段，讲授新近科学研究取得的成果。使学生获得应用分子生物学方法分析问题和解决问题的能力。为以后生命科学类专业课的学习和未来从事与生命科学相关的教学、科研工作打下坚实的基础。为适应分子生物学飞速发展的新形势，笔者对《分子生物学》的教材选用、教学内容、教学方法与手段、教学考核和成绩评定等方面进行了积极摸索，使这一学科的教学活动有声有色，效果明显。

一、慎选教材

符合学生的认知能力，符合发展趋向的一本好的教材有利于教与学走向成功，教材的选用直接影响教学效果和学生学习的质量。分子生物学作为20世纪后半叶发展起来的一门前沿学科，许多新知识、新技术不断涌现，具有更新快、突飞猛进的势头，国内外新版教材也不断面世，因此，选用教材是实现教与学双赢的重要前提。据此，我们经过反复比较选用了蒋继志编著的《分子生物学》（科学出版社，2011版）一书作为学习课本，这本书的特点是知识结构清楚，内容详细，通俗易懂，使用了简明清晰的图例，对学生的理解很有帮助。与此同时，并推荐朱玉贤等编著的《现代分子生物学》（2002版）、P.C.Turner等编著的《Molecular Biology》（2002版）、R.F.Weaver编著的《Molecular Biology》（2000版）、卢圣栋主编的《现代分子生物学实验技术》（2002版）等教材作为参考。这些教材知识体系编排系统及叙述方法深入浅出，课外参考题灵活多样，有很高的参考价值，可以拓展教材的知识面对教与学十分有利。

二、在确定教材后，我们考虑整合教学内容

如何在有限的时间里向学生传递更多的分子生物学基础理论知识与前沿发展动态，培养创新、实用型人才成为本科教学的重要研究课题。针对这一问题，我们根据几年的教学经验及学生学习的特点，对分子生物学内容进行了整合和补充。在探讨原版教材内容、概念进行讲解的同时，对讲授内容要做到：（1）精泛结合；（2）详略适当。具体做法是：我们将其原理部分分为六大块：核酸的结构与功能、DNA的复制、DNA转录、DNA翻译、DNA表达调控及DNA的损伤、修复、重组与突变。其中第一块内容“核酸的结构与功能”与《生物化学》内容存在交叉，如DNA的结构、核酸的变性等可以略讲，而DNA分子的发夹结构、回文序列、RNA的种类、分子杂交技术、小RNA等新知识点，需详细讲解。其中第二、三、四、五块内容则应该作为重点内容重点介绍，并通过介绍原核生物与真核生物的区别加深学生对其的理解。对重点细讲内容我们将其分为六块进行教学：分别为核酸的提取与纯化、PCR、分子标记、分子杂交、生物芯片技术、基因敲除。其中第一块、第二块内容是分子生物学技术的基础内容，原理必须作为重点进行讲解，而其他四块内容主要结合实例进行讲解。如分子标记在辅助育种、基因定位、遗传图谱中的应用，分子杂交在筛选克隆基因、制作酶切图谱和疾病的诊断中的应用。由于这部分内容比较深奥，学生认知能力有限，因此部分内容可做探究内容组织学生攻关。同时还增添分子水平上的新知识、新进展、新热点进行阐述。如通过中国期刊网、万方数据库、维普及国外的一些知名数据库如Sceience、Nature、Genetics等知名数据库的查阅，为学生讲授肿瘤的基因治疗、DNA指纹法、转基因动物、生物芯片、人类基因组计划、后基因组计划、RNAi和microRNA等的新进展[1]。使教学内容与国际接轨，开阔学生的视野与思路，激发学生学习的热情。

三、改进教学方法

毛泽东同志曾说过：我们的任务是过河，但是没有桥或没有船就不能过，不解决桥和船的问题，过河就是一句空话。教学方法是完成教学任务、实现教学目标和提高教学质量的关键所在。改进教学方法是教学改革的中心环节。改进教学方法的着眼点就放在如何调动学生的兴趣上，使其积极主动地学，笔者的方法主要有以下几种。

第一，丰富教学手段。笔者认为教学过程不仅仅是教师讲、学生听，还要运用一切现代教学手段吸引学生的眼球、调动学生的思维并使其当堂消化教学内容。比如鉴于课程内容复杂、抽象，难以理解的实际，为避免先学后忘的现象，我们利用板书结合多媒体课件、形象的图片并配合动画、模具、挂图等多种教学手段，使教学内容由复杂变简单，由静态的变为动态的，形象直观而具表现力，从而激发学生的创造性思维，调动学习积极性。需要指出的是随着许多院校办学条件的提高以及国家对多媒体使用的大力提倡，有些教师在使用多媒体时存在一些误区，即照着多媒体一字一字的念，一旦离开多媒体就没法继续讲课，这不仅不利于学生的理解，而且还会打消学生学习的兴趣。因此我院提出在使用多媒体课件内容时要避免课件和板书内容重复，并且尽量只在需要用图片、动画或相关流程、例题说明问题时使用。如我们讲到DNA聚合酶III的组成及其各部分功能时，可以通过动画显示出β夹子如何与DNA核心酶作用共同完成DNA复制的动态过程。在讲解southern杂交过程时可以播放相应的动画说明杂交的过程。endprint

第二，灵活教学过程。备课中要备内容、备方法、备学生，在教学中要灵活使用教学方法。（1）提问式教学，可以有效地提高课堂教学质量。提问可以在课前、课中或课后提出。课前提问不仅可以督促学生温习旧的知识，同时也可以促使其预习新的内容，使学生集中注意力，激发其求知欲。如在讲授核酸的提取中，可以先问“高中时所学的DNA提取是怎样的步骤，那么它和现在学的有什么区别呢？”学生带着问题听课，效果会更好一些。在课堂教学中也可以根据学生听课的注意力集中情况随时安排提问，激发学生学习的热情，活跃课堂气氛。如在讲授PCR（聚合酶链式反应）时，可以提问：“DNA复制的过程如何？它们有什么异同点？”。课后提问可以让学生在课后有针对性地反思和探究。如在学习完载体的种类后，可以让学生自己用表格归纳在实际应用中如何选用载体，目前经常用到的有哪些，为什么，等等。学生可以通过查阅资料，加深对载体的认识。（2）类比法教学。如在讲授基因重组时，可以将限制性内切酶比喻为“剪刀”，将连接酶比喻为“针线”，将载体比喻为“交通工具”，将外源基因和载体的连接的过程比喻为补补丁的过程，使学生通过实际生活中的例子更好地理解抽象的概念，感受科学的魅力所在，增加了学习的信念。（3）启发式教学。在介绍著名科学家发现科学理论的思路、过程及验证方法，让学生明白科学其实就在我们的身边，只要勇于动脑、努力探索，一定能有所发现。（4）我们鼓励中青年教师教学中进行双语教学，一些简单的专业英语词汇或句子要求教师用英语描述，为以后专业英语的学习打下坚实的基础。

第三，我们还强调教学与科研互动，将教师已有科研项目、课题及成果引入课堂，吸引和引导学生参加科研创新训练。例如，在讲授克隆时，结合教师承担的科研项目“文冠果代谢酶基因的克隆”进行讲解，告诉学生如何做科学研究等，加深对课本理论的理解及应用。在讲解DNA测序时，教师将科研项目“根瘤固氮的研究”引入进行讲解，试问学生大豆能够固氮，但是固氮能力不同，这是为什么呢，这是由于不同的大豆品种固氮基因不同引起的，这主要体现为基因序列的不同，那么我们怎么才能知道基因序列的不同呢，这需要进行测序，就像人类基因组计划要测出人类的基因序列一样。而测序的方式有很多……这样深入浅出的讲解使学生不仅了解了测序的目的，同时还知道了如何应用所学知识，大大提高了其对分子生物学学习的兴趣。

四、考核方式

传统的《分子生物学》课程考核为闭卷考试，考核内容以课本为本，题型较为局限，不仅满足不了教育改革中培养综合素质人才的要求，而且不能更好地使理论基础与实践前沿结合[1]。造成死读书、读死书的学生大有人在的现象。为了避免这种急功近利的风气并更好地适应时代的要求。我们对课程考核做了如下改革：首先对于理论课采用多种方式进行考核，包括平时出勤占10%的比重、课堂回答问题和课后作业占20%的比重、论文占20%的比重、期末闭卷考试占50%的比重。每次都要批改学生作业，批改后在上下一节课时要针对问题进行讲解；论文要求学生针对最新研究成果进行阐述，题目可以根据自己的心得体会自拟。这样一方面调动了学生自学的积极性，另一方面使教师在一定程度上了解了学生学习的效果，使得考核兼具灵活性和客观公正性。

五、结束语

分子生物学作为一门前沿学科，贯穿在整个生物理论课中，在21世纪新型学科中起着举足重轻的作用，对其课程进行改革也是势在必行的。教师要不断加强自身素质，培养高素质人才，满足社会对生物人才的需求。

参考文献：

[1]蔡春尔，吴维宁，沈伟荣，何培民.分子生物学课程考核方式改革[J].医学探索，2008，7（10）：1071-1073.endprint