“分子生物学”课程教学创新成果研究

摘要：“分子生物学”是生命科学领域中研究生物大分子的基础学科，在生物技术专业的学习中起着基础和支撑的作用。为了改变内容多且枯燥、抽象，知识体系复杂，学生学习兴趣不高的局面，我们采用“课前线上布置预习任务—以问题导入—课堂深入讨论—学生分享—教师引导和总结—课后线上完成作业及思维导图”的新模式，充分利用线上线下资源结合，进行了教学内容、教学评价、实践教学等改革，并大力发展第二课堂，并在学生的创新思维培训、实验动手能力等方面取得了一系列成效，获得了用人单位、学生的肯定和好评。

关键词：分子生物学；教学创新；课程改革

一、问题的提出

“分子生物学”是从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学［1］。自20世纪50年代以来，“分子生物学”成为生物学的前沿与生长点，并成为高等院校生命科学及医学相关专业本科生的必修课程，在农、林、牧等多个专业也有广泛应用［2］。

本课程主要目标在于使学生掌握基本的“分子生物学”理论及实验技术，从基因展开，围绕DNA复制、转录、表达和调控、医学生物学等方面给予论述，主要讲授对象为大一下学期学生。在学习该门课程前，学生学习了普通生物学、有机化学、生物化学等基础知识，对于核酸等基本概念有一定的了解。在高等教育阶段，学生具备了一定的学习能力，能够自主地学习，但对于“分子生物学”这门生命科学领域重要的专业主干课程来说，因其课程内容抽象、涵盖范围较广，研究内容更新发展较快，大部分同学反馈难学［3］。而且，在传统课堂上，由于讲授内容为分子水平，学生缺乏现实事物的主观认识，教学内容相对枯燥，教师仅依靠讲授无法激发学生学习兴趣，学生普遍缺乏学习的积极性［4］。例如，在学习DNA复制、RNA转录、翻译时，这些都是看不见摸不着的东西，并且表面上脱离生活实践。因此，如何把枯燥的知识具体化？如何让学生被动学习转变为主动学习？如何让理论知识与日常生活结合变得鲜活起来？如何使学生在学习知识的过程中创新能力和应用能力得到提高？这些问题都有待通过教师教学的创新与改革得到解决［5］。

为了解决以上问题，我们教学团队进行了大胆的教学改革，组织进行了一系列教学创新活动，改变以往学生听、教师讲的状态，转变成“课前线上布置预习任务—以问题导入—课堂深入讨论—学生分享—教师引导和总结—课后线上完成作业及思维导图”的新模式；改变以往课程内容陈旧的状态，变成紧跟学科发展前沿；改变以往局限于课堂的状态，鼓励学生发展第二课堂，充分利用科研反哺教学；改变课程教学管理方式；改变教学评价方式，增加形成性评价比例；协同发展实验教学改革。

围绕学生创新创业能力培养，以提高学生对课程掌握度为目标，我们不断从理论和实践进行多角度、分层次、有益的探索和实践。既要学生能认真扎实学习、掌握更多知识，也要提高创新与实践能力，加强大学生对这门学科的最新进展和应用的把握，提高综合素质和创新能力，对于大学生参与社会竞争具有很强的现实意义。

二、成果的实施

（一）教学模式创新

采取的方式为课前线上布置预习任务（提前将讨论题与分享的资料公布，学生查阅文献）—以问题导入（以最新的研究进展或者事例导入）—课堂深入讨论（将课堂重点分解成为几道讨论题）—学生分享（请学生上台分享预习内容）—教师引导和总结（讨论和分享过程中引导学生从原理上理解，并进行对比及总结）—课后线上完成作业及思维导图（在线上完成作业，绘制思维导图进行知识的梳理）。在整个过程中，学生不再作为旁观者被动地进行知识的灌输，而是转变为参与者，以学生为中心、以问题为基础，学生通过讨论、查资料等多种方式获得解决问题的方法和答案，使学生的学习由被动变为主动，由盲目变为有目的地探寻问题的答案和实质的主动探索的过程，提高学习的探索性和主动性。例如，在讲授《逆转录复制》这一章节时，我们会提出这么几个问题：（1）是不是所有生物的遗传物质都是DNA？（2）遗传信息的传递是不是只是从DNA到RNA？此时，我们再深入讲解逆转录过程，学生的积极性和热情会大大地提高。

（二）教学内容创新

教师在确定授课内容时，紧跟学科发展前沿，激发学生对科研的兴趣和对未知领域的探索，也会请学生分享最新相关内容的研究进展，并从简单原理上引申，从而进行创新思维培训。例如，在学习《转录》这一章节时，教师发布课前任务，请学生分享真核生物转录后加工最新研究进展。到授课阶段，教师会重点介绍教材上mRNA前体转录后加工的方式，如剪切、剪接、RNA编辑、5’端加帽、3’端加尾，然后进入讨论分享阶段，有学生介绍了甲基化修饰，扩展了大量前沿内容。N6甲基腺嘌呤（N6methyladenosine，m6A）是发生在RNA腺嘌呤（A）碱基第6位氮原子上的甲基化，也是哺乳动物信使RNA（mRNA）最为普遍的修饰之一。此外，m6A对于包括RNA前体剪接、3’端修饰处理、RNA出核、翻译以及自身稳定性等RNA的生物学过程调节至关重要。m6A主要通过甲基转移酶复合体（MTC）完成催化修饰过程，后者由METTL3、METTL14、WTAP、VIRMA、HAKAI、ZC3H13和RBM15组成。MTC与具有抑制作用的外显子连接复合体共同勾勒了m6A的分布特征：m6A在基因体上广泛分布，并在终止密码子临近区域特异性富集，这种分布模式在共转录阶段建立，并保持稳定状态。然而m6A在新生成的转录本的稳定过程的调节机制还有待深入研究，这是目前热门的研究领域。学生可以通过查阅文献，找到自己感兴趣的科研方向。

（三）教学管理方式创新

课前，教师完成在线课程建设，学生线上自主预习并完成视频观看、随堂测验、拓展资源查阅等。期间，学生之间及师生之间可随时交流讨论，教师可根据平台后台的大数据分析掌控学生的学习情况，并可根据测验结果及讨论互动情况提前了解学生的知识掌握情况，制定好课中—线下课堂的时间安排和教学内容，有的放矢。

课中，教师为主导，学生为主体，围绕教学重难点和学生疑惑问题，以翻转课堂模式，进行“任务驱动”“主题讨论”“小组展示”等交互式学习，变沉闷“满堂灌”课堂为鲜活“头脑风暴”课堂，从而激发学生潜能，带动学生热情，让课堂充满思考和探索，切实利用好面对面的时间，提高教学效率。课后，学生自主线上复习，完成单元测验，完善小组成果，师生继续交流互动，查缺补漏，夯实课程知识。充分发展线上签到、在线抢答、线上完成作业、学生小组内互评等方法，进行课堂纪律管理。

（四）教师团队创新

我们吸纳了“分子生物学”领域的优秀科研人才进入我们教师团队，充分发挥“科教融合”的优势。此外，老教师对新教师传授教学经验，指导教学实践，新教师为我们教师团队注入新鲜血液，带来内容和管理上的创新。例如，在讲授《分子生物学相关技术》这一章节时，我们不仅介绍经典的DNA提取、电泳、免疫蛋白印迹法等，还引入前沿的基因编辑技术，由长期耕耘这一领域的优秀人才负责讲解，并且可以吸纳学生课后进入科研团队，深入了解科学前沿动态。

（五）教学评价方式创新

摆脱了过去“期末考试定成绩”的局面，增设多种评价方式，如课堂表现、线上表现、作业完成情况、平时章节测验等。课程成绩由平时成绩和期末考试成绩2个部分组成，以往平时成绩一般从出勤、提问、作业等方面考量，具有很大的随机性和不确定性，较难评价，所以往往仅用期末考试成绩作为最后的课程成绩。考核评价方式单一，不利于学生综合素质的提高。在创新教学中，利用超星学习通平台，课程考核贯穿整个教学过程，“课前—课中—课后”“自学—协作—探究—互动”，每个环节都进行多元评价，实现了考核的过程性、科学性，极大地提高了学生学习的积极性，更能全方位地培养学生。

（六）教学组织形式创新

大力改革相应的“分子生物学”实践教学，无论从学时上还是从内容上更加体现现代“分子生物学”重要技术；鼓励学生走入第二课堂，进入授课教师科研队伍，更近距离接触“分子生物学”，更符合时代发展潮流。从多方面入手，积极为学生寻求有效的手段和方式，帮助学生对“分子生物学”理论知识深入理解，提高“分子生物学”实验技能。校内外结合、理论与实践相结合，全员参与，鼓励学生积极投入和参与到有关的赛事和项目中。教师积极指导学生参加校级、省级或国家级创新创业项目，争取立项获得经费资助；在获取部分科研数据之后，学生利用预实验数据可以参加实验设计等类型比赛；而在获得大量数据之后，学生按照完整课题思路参加创新论坛等类型比赛；学生在发表文章之后，可以参加挑战杯等赛事。通过全方位的实践，更好地提高了学生的科研能力，并取得了一定的实践成果。

三、取得的成效

创新教学成果的具体内容包括显性成果（理论成果和实践成果）和隐性成果两部分。主要体现在：

（一）教师教学能力明显提升

教学团队对于“分子生物学”课程教学内容和学生能力培养重新制定了明确的目标，并进行了充分的理论研究，完成相关教改课题2项，发表相关论文3篇。教师参加授课比赛，获得省级教学比赛二等奖1项。

（二）学生创新能力显著提高

在实践中不断深化课程建设和课程改革，注重对于学生兴趣和能力的培养，将创新创业融入日常教学，强化学生的创新创业意识。与校结合，师生结合，校企结合，改革传统的教学模式，采用灵活多样的教学方式方法，在系统掌握理论知识的基础上，强化能力培养，注重对学生创新创业精神的培养，带动学生创新创业素质的提高。

通过不同形式的实践形式，取得了一定的实践成果。以赛代练、以项目代练，以利于学生能够学以致用，学生通过参加相关赛事和相关项目的实施取得了一定的实践成果和奖项，近三年来，学生在“分子生物学”领域获得国家级或省级科研项目立项数目显著增多，于2020年获得广东省大学生创新创业项目5项；获得全国大学生生命科学大赛二等奖1项，三等奖1项，优胜奖1项。

（三）学生与实习单位持续好评

学生表示上课不再是枯燥无味地听课，他们有了发言及锻炼的机会，感觉有挑战、有趣味。学生打破了以往教师上完课就“退还”给教师的状态，不再是单纯地死记硬背，更加从原理上理解了相关的基础知识，知其然还知其所然，在实际应用上更加得心应手。实习单位对学生的实践动手能力和分析能力表示满意，反映学生学校期间所受训练能满足实习技能的要求。

四、成果的应用和推广

该创新教学成果目前仅在生物技术专业运行，通过师生共同参与，进行了多方面的理论和学术研究，形成了一系列的理论成果，在实践教学、教学改革、学生创新创业能力的提高、人才培养和促进学生就业等方面具有一定的价值，产生了良好的应用效果。今后计划将此成果推广应用到各个专业的“分子生物学”课程的教学，将涉及13个专业、50多个班级，并将进一步对此创新教学形成良好的补充和效果。

在学院范围内形成了创新教学的良好氛围，科学研究与实践有机结合，通过实践效果的实施，使得更多的教师和同学受益，学院有更多的课程开始尝试进行创新教学，带动并形成了全院师生共同发展的良好格局。

参考文献：

［1］王文义.分子生物学课程教学改革与实践探索：以基因编辑教学为例［J］.科教文汇，2024（04）：6770.

［2］刘宁，张权，娄金丽.分子生物学实验课线上线下混合教学模式的探索［J］.继续医学教育，2023，37（12）：8588.

［3］李彩丽，李永泉.医学生物化学与分子生物学课程教学改革的探索与研究［J］.甘肃医药，2023，42（12）：11131115.

［4］程雪妮，田广文，雷忠萍.分子生物学实验线上线下混合教学模式探索［J］.安徽农学通报2024，30（06）：124127.

［5］李坤，曾常茜，王科斯.翻转课堂模式在生物化学与分子生物学教学中的应用研究［J］.创新创业理论研究与实践，2024，7（05）：151154.

基金资助：广州市教育科学规划2024年度重点课题（202315792）

作者简介：戴婷（1986—），女，汉族，湖南娄底人，博士，副教授，主要从事《生物化学》及《分子生物学》的教学工作，研究方向：肿瘤复发转移中的关键基因及其分子机制。