农科类专业分子生物学课程教学改革探析

关若冰 赵文丽 刘晓光

摘要    本文阐述了分子生物学课程的教学定位、教学目标、在实际教学中面对的问题，提出了教学改革的思路和方法，以期更加系统地进行课程讲解，激发学生的学习积极性和主动性，使学生能够充分理解并掌握分子生物学的相关知识，并能够应用于生物技术相关的生产实践中。

关键词    植物保护专业;分子生物学;教学改革

中图分类号    G642;R-4        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）15-0260-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

植物保护专业是河南农业大学农科类的名牌专业和国家级特色优势专业，该专业主要培养具有植物保护科学基本知识和技能，从事植物病虫、杂草、鸟兽害虫的预报预测和防治的高级技术应用型专门人才。分子生物学是植物保护专业的核心课程，对于植物保护专业学生从事病、虫害相关的分子机理研究能力提升具有重要的作用。

分子生物学是从分子水平上研究生物大分子的结构、功能，从而阐明生命现象本质的科学。20世纪50年代，沃森、克里克首次提出DNA分子的双螺旋结构模型，标志着分子生物学的诞生。在随后的几十年里，伴随现代化学、物理学相关理论及方法的应用和发展，也极大地促进了分子生物学理论和技术的高速发展，进而推动了对生物大分子结构和功能的研究。分子生物学也逐渐成为生命科学各领域的核心基础内容，但是这门学科又比较抽象。为了更好地进行课程讲授，需要在理论教学、实践教学中不断探索和改革，激发学生的好奇心、求知欲以及学习的积极性，让学生更好地掌握分子生物学理论知识及相关的实验技能，以便胜任相关领域的生产实践。

1    教学目标和理念

分子生物学是植物保护专业的核心课程。该门课程以核酸、蛋白质等生物大分子的结构及其信息传递为研究对象，对遗传物质的结构、遗传物质的传递、基因表达调控、基因组与比较基因组以及分子生物学常用的实验方法和技术进行详细的阐述，从分子水平上研究生命现象的本质。通过该课程的学习，使学生掌握分子生物学基本理论知识（如DNA结构、复制、转录和翻译及基因表达调控），及基本的分子生物学操作技术（如DNA提取、PCR扩增、DNA重组技术），并能够了解分子生物学的发生、演变及最新研究进展，让学生对分子生物学及生命科学产生兴趣。学生通过对理论知识及相关实验技能的学习，为从分子水平上阐明相关学科问题提供知识和技术[1]。

2    教学内容改革

分子生物学是20世纪50年代发展起来的新型学科，近几十年来发展速度飞快，每年都有全新的发现改变人们对生命的理解和认知。因此，应优化教学内容，在教授所选教材内容的同时，注重对分子生物学领域最新研究成果进行补充。比如，在讲授基因敲除技术时，所选教材主要侧重于介绍传统的植物基因敲除、哺乳动物基因敲除以及植物T-DNA插入突变等技术，而目前应用最多、最广、最热门的Crispr/Cas 9技术尚未有介绍。因此，在进行相关内容讲授时，应该及时对最新知识进行补充，并对其应用及发展前景进行讲解，这不仅能够激发学生们的兴趣，也能够让学生认识到分子生物学日新月异的变化，进而激发他们的创新热情。此外，生命科学领域各个相关学科都将分子生物学列为核心课程。在讲授该门课程时，应该结合本专业特点，适当增加一些与专业相关的内容以及最新研究进展，从分子层面上解释不同的作用机制，也有助于学生们利用分子生物学知识解决与本学科相关的科学问题[2]。

除了優化教学内容之外，也应该对课程教学方式进行改革，吸引学生注意力，提高学生的学习兴趣，进而提高学生的学习主动性。分子生物学讲授的知识是比较微观、抽象的，所涉及的学科领域也比较广泛，其内容涵盖了遗传学、生物化学、生物物理学等多学科相关知识。在课程教学时，就需要学生具有较强的学科背景以及专注的学习态度。但是，多数学生在学习过程中，容易跟不上教学进度，从而失去兴趣。这就需要授课教师备课充分，课件内容尽量做到文字简洁、内容醒目、重点突出，同时辅助一些动画、视频。尤其是涉及DNA双螺旋结构、DNA复制、核糖体结构、操作子调控等比较抽象的内容时，适当增加一些制作精良的视频，不仅能提高学生听课的热情，也能帮助学生理解和记忆。在授课时，教师应该注意语言的组织以及内容的衔接，在保证专业、正确讲解的基础上，增加一些幽默、形象的语言，最大限度地让学生理解和记忆。

分子生物学是一门以实验为主的学科，实验课时的占比很大。植保专业分子生物学课时由40个理论课时以及16个实验课时组成。目前的实验教学主要是教师讲授为主，讲授4～5个实验，4～6个学生自由组成实验小组，并按照教师的要求以及实验步骤一步一步完成实验内容。对于学习积极性、主动性比较高的学生来说，实验课也只是机械地完成实验步骤;而对于学习积极性不太高的学生而言，实验课参与度极低，收获不大。因此，可以根据大纲要求，对实验内容进行调整，将需要讲授的几个实验串联起来，结合分子生物学研究方法的理论教学以及学生自身所学专业特点，让学生设计一个结合本专业所学知识、涵盖基本分子生物学实验的小课题，从而增强学生的参与度。对于实验结果完成度较高的小组，可以让学生在课余时间进一步深入研究，并争取做出一定的科研成果。这样不仅可以锻炼学生的动手能力，培养学生的实验技能，也能提高学生逻辑思维能力、解决问题能力，并且学以致用。

3    教学方法改革

随着现代生物学的发展，分子生物学在各个学科中占的比重越来越大。因此，教学质量和教学方法均有待提高。目前主要还是采用多媒体课件教课为主的教学模式，同时以黑板板书为辅助，结合课堂提问、讨论、课后习题等方法进行教学。这样的教学方式还是较呆板，尤其是对于分子生物学这门比较抽象的课程来说效果较差。应该与先进的技术手段相结合，充分运用网络多媒体教学、远程教学、视频教学等现代信息技术手段，使抽象的理论具体化，让学生更容易接收，从而全面提高教学质量。由于课时限制，不能在课堂上完全展示的视频、动画内容也可以留作课外作业，让学生课下通过观看视频的形式，进一步理解课堂上不太容易表述的抽象问题[3]。

除了增加一些学生易懂的视频、动画外，还应该针对不同教学章节采取针对性的教学办法。比如基因组与比较基因组学章节中，涉及很多生物信息相关的软件和网站的应用，在讲授相关知识时，就可以利用网络资源，采取在线演示与操作的方式进行讲解。对于基因组学中涉及的基因拼接与算法，教师可以有意识地采取一定的方式，激发学生的兴趣，让学生能够在课下对语言编程產生兴趣。对于一些概念性比较多的章节，可以改变“教师为中心”的模式，采取翻转课堂的形式，让学生作为课堂的中心进行讲解，而教师作为辅助的身份，积极启发、引导、加强师生互动，使课堂上下紧密联系。

4    教学效果评价及考核办法改革

教学评价是教学质量管理的重要手段，同时也是一项复杂的多因素相关的系统、科学、行之有效的教学评价系统，对检测教学状态、促进教学改革和提高教学质量具有重要的意义。因此，教学评价体系的改革就是关注教学过程以及学生的学习状态，引导学生结合自身情况，提高学生的学习积极性，形成思考并解决问题的能力，并逐步形成课程考核和终期考核相结合的多元化的考核方式。其中的课程考核包括学生出勤率、听课情况、作业完成情况以及学习态度，这些成绩占课程总成绩的30%。作为专业核心课程，分子生物学终期考核采取闭卷的形式，考核学生对于课程基本知识点的掌握以及理解情况，这部分成绩占总成绩的70%。针对学生平时的学习情况以及考试中出现的问题，及时调整教学模式，达到总结教学的目的[4]。

5    结语

通过对植物保护专业分子生物学教学体系的改革与实践，进一步优化和提高分子生物学的教学质量，建立合理的分子生物学实验教学体系。引导学生从分子机理的角度理解植物保护学科中常见的一些现象，激发学生对于植保专业的好奇和热爱，并且能够通过科学思维研究自然界中的生命现象及其深层次的分子机理，进一步培养学生对科学研究的热情，培养高素质分子生物学创新人才。

6    参考文献

[1] 廖志华.分子生物学创新实验教学模式的探索[J].现代教育，2014（9）：77-79.

[2] 秦余香，全晓艳，杨新超，等.分子生物学课程分析之我见[J].教育教学论坛，2018（37）：218-219.

[3] 王义道.教学方法改革：改什么，怎么改？[J].中国高等教育，2009（6）：8-10.

[4] 袁晖，王爱德，代红艳，等.高等农业院校分子生物学课程教学改革探索[J].沈阳农业大学学报（社会科学版），2019，21（5）：596-600.