多元获取分子生物学课程教学的优化

周小云　彭国平　陈信波　饶力群

摘要：分子生物学作为现代生物学领域里最具活力的科学，是自然科学类专业学生必须掌握的一门专业基础课程。针对分子生物学课程知识体系庞杂、知识点多、内容抽象等特点，本教学团队通过整合教学内容、丰富教学方法、优化教学资源、引入教学手段和提升团队素养为主要内容的教学改革和课程优化。这种多元获取的课程教学模式增强了学生的学习兴趣，提高了学习效率并促进了学生分子生物学理论知识和实验操作技能的全面发展。

关键词：分子生物学；多元获取；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）12-0101-02

分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征和相互关系，从分子水平阐明生命现象与生命本质的学科。自Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型标志着人类对生命现象本质的认识进入到分子水平，分子生物学已成为现代生命科学的共同语言和人类由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科，同时也使得分子生物学称为现代生物学领域里最具活力的科学。（朱玉贤，2013）上世纪90年代以来，国内各高校先后为本科生开设了分子生物学课程，目的是引导学生从分子水平认识生命本质，了解有关分子生物学的基本理论知识和研究方法，为学习生命科学相关专业的学生进一步的学习和科研打下良好的分子生物学基础。在分子生物学的教学过程中，由于分子生物学课程知识体系庞杂，知识点多而分散，我们发现，对许多抽象的概念或原理的解释和阐述一直是教师的教学和学生的理解和掌握过程中存在的难题，上完课后同学们的普遍反应是晦涩难懂，犹如听天书一般；而且，分子生物学课程对实验技能和实验条件要求较高，实验涉及的内容也较为复杂，这就要求同学们不仅具备坚实的理论基础，还需具有非常强的实验动手能力；同时，分子生物学作为一门新兴学科，新理论、新技术层出不穷，知识更新快，更新周期也越来越短，这些研究方法的不断创新和理论体系的不断更新与完善更给分子生物学教学带来了极大挑战。怎样将分子生物学中晦涩的知识点转化为直观、浅显易懂的故事呈现在同学面前？怎样将理论与实验结合，使同学们从实验过程中领会各种生物大分子形态结构与功能的关系？怎样调动同学们对微观生命奥秘探索的兴趣，激发同学们的创新潜能，从而实现对生命科学创新人才的培养？作为湖南省精品课程，《分子生物学》教学一线的老师们尝试了一系列的教学改革和课程体系优化，致力于将分子生物学知识的传播由教师的单向传授为主转变为学生对分子生物学知识的多元获取，以着重培养学生的实验动手能力并激发学生的创新意识和科研能力。

一、基础知识和学科进展的有机结合

分子生物学诞生以来，作为生命科学的带头学科，学科发展极为迅速并渗透生命学科各个领域，但主要遗传物质DNA的双螺旋结构和“中心法则”提出至今未受到质疑。（胡剑，2014）在经典核心理论的基础上，对于基因表达调控以及信息传递通路等认识的不断丰富，以及从基因组、转录组、蛋白组、代谢组等水平上对生命现象和规律的理解逐步深入，要求我们在教学中一方面满足学生掌握分子生物学基本理论的需要，另一方面要适时地更新教学内容，充分调动学生的学习积极性，通过文献阅读、专题讲座和学术报告等途径获取最新知识，了解最新动态。在基础理论知识的讲解的过程中，尽量将课本上相关的一些分散知识系统化并提炼出知识点，指导学生在理解的基础上，采用总结规律性的方式帮助记忆。文献阅读的内容则选择来自《Cell》、《Nature》、《Plant cell》、《Plant journal》、《Plant physiology》、《Science》等权威期刊的最新研究论文或研究综述，通过在线查阅，翻译和研读的方式将分子生物学领域的最新研究进展展现在大家面前，既让同学们了解了本领域的最新进展，也教会了同学们查阅文献的方法。这种“基础知识”和“学科进展”的有机整合方式，同学们的主动学习积极性被激发；文献资料搜集和自主学习能力得到提高，学生的创新意识和从事科学研究的能力得到培养，同时也形成了同学们对不断发展的分子生物学知识多方位丰富的理解。

二、讨论交流在教学中的应用

分子生物学内容与生命活动息息相关，讲到热点话题时自然会激起同学们之间的讨论与交流的兴趣。多年的教学经验证明，在分子生物学教学中应适当增加课堂讨论与交流的教学方式，既能启发学生的学习兴趣，又能提高同学们的思考能力和口头表达能力。因为这种讨论与交流教学，强调在教师的精心准备和指导下，教师作为“导演”，对学生的思维加以引导和启发，并通过预先的设计与组织，来启发学生就特定问题发表自己的见解；学生则是在教师指导下进行有意识的思维探索活动，学生的学习始终处于“问题—思考—探索—解答”的积极状态。事实上，分子生物学可供讨论的题材很多：如超级细菌是如何产生的？表观信号如何影响性状？细胞衰老死亡的调控是如何进行的？转基因食品的利与弊；癌基因，抑癌基因和癌症的发生分子机制；细胞重编码的分子机制；等等。对这些热点问题的讨论培养了学生诸多方面的能力：提高了学生的学习兴趣，培养了学生的自学能力，促进了师生交流与沟通，培养了学生的口头表达能力，增强了同学们的团队合作能力。同时，由于学生看问题的方法不同，会从各个角度、各个侧面来揭示基本概念的内涵和基本规律的实质，从而产生自主性、探索性和协同性的学习。

三、动画、微课、精品资源库等教学网络资源的整合

分子生物学是一门内容丰富、应用性超强的学科，板书、挂图、模型和幻灯片等传统的教学手段远不能传递和表达繁多而抽象的分子生物学内容，更无法让学生深入理解抽象的教学内容。而动画、微课和精品资源库等网络多媒体教学资源的应用很大程度上解决了这一难点，使得抽象复杂的内容在多媒体教学中更加简单化、直观化和具体化，同学们也更容易理解分子生物学。如DNA复制和转录、蛋白质的生物合成、乳糖操纵子模型、衰减子模型，转座位子模型，DNA重组Holliday模型都可制作成微课，以动画和微课模式展示在同学面前，利用动画和微课等直观、生动和主题鲜明的特点帮助同学理解。

四、理论与实验结合模式的运用

分子生物学是一门实验性特别强的学科，分子生物学实验是基础理论课的配套课程，是理论教学的深化和补充，与理论课密不可分，在课程设置中占有重要的地位。但是，分子生物学实验条件要求相对比较高，使得学生对于分子生物学实验内容和方法有非常大的畏惧心理。针对学生的这种恐惧心理，我们合理安排实验内容，并加大了实验课程的比重。为了让学生由浅入深逐步认识分子生物学常规技术，除了常规的每周4节课的实验课程外，我们还安排了分子生物学综合实验周、将质粒提取、电泳检测、基因克隆、载体构建、酶切鉴定等方面的实验技术集中在实验周内进行，以便更系统地将DNA重组相关的实验技术传授给学生，并在条件允许的情况下尽可能的把新的实验技术手段介绍给学生。对分子生物学课程特别感兴趣的同学，我们还鼓励学生参与到教师的科研工作中去，利用现有的科研条件，引导学生思考并完成相关的实验内容，以培养学生的创新思维和发现问题、分析问题和解决问题的能力，从而使学生的科学素养和科研能力得到较高的提升。

五、教学师资的内涵建设与发展

作为当前生命科学中发展最快并与其他学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域，分子生物学发展的突飞猛进和分子生物学技术发展的日新月异给分子生物学的课程教学带来极大的挑战。在分子生物学教学过程中，为适应时代发展的高层次和高素质人才培养的需要，为了使分子生物学课堂更加具有吸引力，作为教师更应该对最新的研究热点有敏锐的洞察力，因而教师自身专业素质对教学质量的提升和对学生的专业知识学习兴趣的培养起着至关重要的作用。提高教师自身素质，加强教学师资的内涵建设与发展，我们主要从三方面着手：（1）实施以老带新，为青年教师配备导师的制度和每周一次的教学讨论，通过老师之间的经验交流，相互学习和取长补短，以期共同提高授课水平和教学能力；（2）通过在职培养、外出进修和人才引进等并举的方式壮大师资力量。在职攻读博士学位的方式加强青年教师知识结构的优化；国内外访学计划则拓宽了中青年教师视野；人才引进则增强了提高教师专业素养和学术水平；（3）通过主持或参与产学研团队的各级教改和科研项目，提高教师自身的创新意识和科研素养，并渗透到教学之中，给学生以更多的启迪和思考。

2010年以来开展的《分子生物学》教学实践改革证明，多元获取教学模式在分子生物学教学中的应用，提高了教与学的效率，促进了老师和学生的互动，教与学相得益彰，取得了较好的教学效果。

参考文献：

[1]朱玉贤，李毅.现代分子生物学[M].北京：高等教育出版社，2013.

[2]胡剑.群体性创新人才培养途径探讨——以中国农业大学“分子生物学”教学改革实践为例[J].高等农业教育，2014，（l）：50-54.

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