《分子生物學》師生互動型教學模式的建立

摘要 分子生物學是一門實驗性很強的生物學基礎課，以探究為主，通過師生互動方式進行教學能最大限度地調動學生的學習積極性，培養學生的創造性思維，全面~-'A-學生的素質，為他們將來從事科學研究奠定堅實基礎。

關鍵詞 分子生物學 師生互動 探究教學

中圖分類號：G423 文獻標識碼：A

分子生物學是研究生物大分子如核酸和蛋白質的形態、結構及其在遺傳信息傳遞中作用的科學，是從分子水平了解生命本質，揭示生物世界奧秘的主要基礎科學。分子生物學又是一門實驗科學，也是其它生物學科的工具科學，因此，如何通過分子生物學教學實踐培育探索研究型人才是多年來任課教師一直在探索的重要課題。

師生互動型教學模式是以教材為基本探究內容，通過師生共同探討探索實施的教學，在教學過程中，教師不斷提問、啟發引導學生，學生作為主體深入討論，最后由教師總結歸納、解惑答疑。這種教學方法注重培養學生深入思考的能力，充分體現學生學習的主導地位，讓學生通過思考和討論得出結論，這為學生提供了縝密思考、自由表達、質疑、探究和討論問題的機會，讓學生通過解難釋疑等活動，深刻領會和牢固掌握分子生物學的概念、原理和技術，充分調動學生的學習積極性和主動性，提高他們努力進取、科學分析問題、創造性地將所學知識應用于生產實際的能力，為他們今后工作或繼續深造打下堅實基礎。

現以“遺傳密碼及其破譯”一節為例介紹該教學模式的實施過程。

遺傳密碼是科學史上的杰出成績之一，在過去的半個世紀里，它不僅為蛋白質的生物合成提供了理論依據，而且也證實了中心法則的正確性。“遺傳密碼及其破譯”一節在《分子生物學》這門課程中所占的比例較少，但由于其整個實驗思路的新穎、實驗過程設計的精巧和多種科學手段的運用，都不失為想在分子生物學領域有所建樹的人以很深刻的啟發。

我們在學習這一節時，首先從遺傳密碼的試拼開始入題，研究的背景是：當時人們已經知道mRNA由4種核苷酸組成，而構成蛋白質的氨基酸有20種，因此老師首先提出第一個問題：利用數學知識，幾個核苷酸有可能編碼一個氨基酸?學生們經過計算和討論馬上得出3個以上核苷酸編碼一種氨基酸，4種核苷酸才能決定20種氨基酸的結論。老師對這一結論予以肯定，然后從進化角度啟發學生：生物進化的結果往往是保存最簡單和最高效的機制，不少學生經過思考推算，認為3個堿基最有可能決定一種氨基酸。這種推測與1954年Ga-mov G推測遺傳密碼是三聯體密碼的觀點一致。第二個問題是；密碼子是如何閱讀的?學生經過認真分析和討論，認為密碼子可能通過兩種方式閱讀，一種是重復閱讀，一種是非重復閱讀。關于這個問題，老師介紹了BrennerS和另外兩個小組的工作，1957年，Brenner S在進行蛋白質的氨基酸序列分析時發現，不存在氨基酸的鄰位限制作用，從而否定了遺傳密碼的重復閱讀；1960年Tsugita A、Fraenkel-Connrat H小組和WittmannHG小組利用突變來解讀密碼的實驗過程也證明了密碼子不重疊的問題。

接下來老師問道：如何用實驗證明三聯體密碼是正確的?絕大部分學生陷入沉默，想不出證明的方法，這時老師予以引導，指出當時相關學科實驗技術如基因突變技術、體外合成蛋白質和核酸技術的進展，有的學生得到啟發，提出是否可以想辦法在RNA鏈上去掉或增加一個核苷酸，然后檢測產生的蛋白質是否有變化，再以此類推，確定去掉或增加兩個、三個核苷酸時蛋白質中氨基酸的變化，實驗思路就這樣被啟發出來。隨后，老師介紹1961年Crick F和Brenner S等的實驗，他們正是利用化學誘變劑原黃素處理噬菌體使其DNA插入或刪除核苷酸，檢測蛋白質中氨基酸序列改變情況：一個堿基的插入或刪除改變了該密碼子以后的全部氨基酸序列，而加入或減少三個密碼子，讀碼框不變，從而證明三聯體密碼的正確性。聽完講解，學生們恍然大悟。

接著老師提出的問題是：三聯體密碼子是如何決定特定氨基酸的?這個曾困擾前輩科學家們的問題自然也難倒了學生，他們雖進行了認真思考和熱烈討論，但仍無法得到可行的解決方法。這時學生的求知欲特別旺盛，接受力也極強，那種急切的情緒使老師此時的授課效果達到最佳。利用多媒體手段老師先介紹當時已有的研究技術：多核苷酸磷酸化酶被發現。1955年S，Ocha在細菌中分離了多核苷酸磷酸化酶，它能催化核糖核苷二磷酸的聚合，不需要模板就可合成核苷酸。在這一技術基礎上，才有了解開遺傳密碼之謎的三聯體結合實驗。1961年Nirenberg建立無細胞系統，通過在系統中加入不同多聚核苷酸合成不同多聚氨基酸，并利用三聯體結合實驗破譯了所有遺傳密碼，同時介紹了1965年Khorara利用重復共聚物破譯密碼實驗。這些設計精巧的實驗使學生真正體會到分子生物學的實驗目的統領下的實驗方法的確立，體會到實驗設計的嚴密性與可行性。

到此，遺傳密碼被破譯完成，然后再講解同樣是設計很巧妙的實驗揭示的遺傳密碼的一些特點及其它內容。

通過這堂課的學習，學生明白了實驗設計的重要，學習分子生物學的積極性、主動性顯著提高，學習效果很好。整堂課我們以學生的“學”為重點，真正體現了學生學習的主體地位，取得了較滿意的教學效果。

分子生物學的許多知識都可以用這種方式學習，與以往比較，這種方式課堂上知識容量大，知識點的連貫性更強，學生的思維活動不斷受到啟發，新學期的幾次課后，學生們就養成了自己思考的習慣，以后的新課會自己帶著問題來聽課，主動地學習使他們每堂課都有收獲。

以探究為主的師生互動型教學模式的建立，教師需努力為學生營造探究的氛圍，鼓勵他們提出問題，促進探究的開展，同時掌握好探究的尺度，適時總結所學知識點和它們的關連性。課堂上，學生根據提出的問題，開展思考，通過爭論、交流以及與老師的互動，真正掌握分子生物學的知識要點。

另外，為增加學生對所學理論知識的感性認識，我們還安排學生參與老師的課題研究，讓學生通過設計實驗、實驗操作和觀察，解決一些簡單的生物學問題，較早對學生進行科研訓練，進一步開闊他們的思路，提高他們將知識應用到實際的能力，加深其對所學知識的理解，增加學生學習分子生物學的興趣，最大限度提高學生分析和解決實際問題的能力。同時，通過參與教師的課題，學生們也養成了嚴謹的科學精神和創新意識。

這種探究式教學能夠最大限度地調動學生的學習積極性，開發學生的智力，發展學生的創造性思維，培養學生的創新能力，提高學生的綜合素質。另外，通過探究引導學生學會和掌握科學的學習和研究方法，為他們將來的學習和研究奠定基礎。探究式教學的開展，培養了學生的自主學習能力，縮短了課堂教學過程，擴大了課堂容量，教學效果良好，使《分子生物學》這門課在減時不減量的情況下得以保質完成。

參考文獻

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