分子生物學(xué)教學(xué)方法的探索與實(shí)踐

摘要根據(jù)從事分子生物學(xué)教學(xué)的體會(huì)，針對(duì)分子生物學(xué)理論課教學(xué)中的常見(jiàn)問(wèn)題，從啟發(fā)學(xué)生重視學(xué)習(xí)分子生物學(xué)，明確教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方法，讓學(xué)生有效掌握知識(shí)，改革考核方法等方面多角度探討分子生物學(xué)的教學(xué)體會(huì)。

關(guān)鍵詞生物工程專(zhuān)業(yè)；分子生物學(xué)；教學(xué)；改革

中圖分類(lèi)號(hào)S-01文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）24-08434-02

Exploration and Practice of Molecular Biology Teaching Method

LIU Fei et al （School of Chemical and Biological Engineering， Yancheng Institute of Technology， Yancheng， Jiangsu 224051）

AbstractTo resolve common questions in molecular biology theoretical curriculum， the author’s teaching experiences in many years are discussed from following aspects： enlightening students attach important to learn molecular biology， expliciting teaching contents， innovating teaching methods， making the students able to master the knowledge effectively and assessment methods.

Key words Biological engineering； Molecular biology； Teaching； Reform

分子生物學(xué)是一門(mén)研究生物大分子的形態(tài)、結(jié)構(gòu)以及規(guī)律和相互關(guān)系的科學(xué)，是從分子水平上真正揭開(kāi)生物世界奧秘的科學(xué)[1]。它是認(rèn)識(shí)生命科學(xué)現(xiàn)象本質(zhì)的基礎(chǔ)，是生物學(xué)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是普通生物學(xué)、生物化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等課程的后續(xù)課程，同時(shí)為基因工程、微生物工程、細(xì)胞工程等課程的后續(xù)實(shí)踐課程環(huán)節(jié)奠定了理論基礎(chǔ)。筆者從教學(xué)內(nèi)容、方法、考核等方面對(duì)其教學(xué)進(jìn)行改革，從而提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)人才。

1教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.1理論知識(shí)抽象，學(xué)生興趣不高分子生物學(xué)的理論抽象而深?yuàn)W，學(xué)生很難接受微觀而抽象的知識(shí)，知識(shí)邏輯性強(qiáng)，前面知識(shí)如果不能及時(shí)消化，后續(xù)知識(shí)更難以接受。如對(duì)DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)等知識(shí)沒(méi)有理解的情況下，學(xué)生無(wú)法接受DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)以及染色體、染色小體組成等，因此課程難以引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1.2知識(shí)重疊，學(xué)生無(wú)法明確重點(diǎn)縱觀大生物類(lèi)各課程教材，生物化學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)以及細(xì)胞生物學(xué)這幾門(mén)課程都存在一定的內(nèi)容交叉，不可避免地造成了這些知識(shí)點(diǎn)的重復(fù)講授，學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過(guò)程中似乎覺(jué)得這個(gè)知識(shí)點(diǎn)好像之前的課程已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)了，無(wú)需再學(xué)一遍。但事實(shí)上，各門(mén)學(xué)科均有側(cè)重點(diǎn)之分，同一知識(shí)點(diǎn)在不同學(xué)科中所要講授的重點(diǎn)完全不一樣，這不僅造成了學(xué)生無(wú)法明確各學(xué)科的重點(diǎn)知識(shí)，還浪費(fèi)了課堂教學(xué)時(shí)間。

1.3教學(xué)方法陳舊，效果較差傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中，均以板書(shū)為主，結(jié)合教師的講解，再輔助教師高超的繪圖技術(shù)，能夠?qū)⒁婚T(mén)課程循序漸進(jìn)地講解給學(xué)生，學(xué)生也會(huì)因老師精湛的授課技巧而產(chǎn)生敬佩心理，因此更容易去學(xué)習(xí)一門(mén)新的課程。但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新的學(xué)科不斷涌現(xiàn)，導(dǎo)致傳統(tǒng)的教學(xué)方式無(wú)法滿足新知識(shí)傳授的要求，如分子生物學(xué)中很多微觀的結(jié)構(gòu)和現(xiàn)象無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單繪圖來(lái)解決，必須輔助一些新的教學(xué)方式和手段來(lái)提高課堂教學(xué)效果。因此在現(xiàn)代化教學(xué)手段不斷引入課堂教學(xué)的同時(shí)，傳統(tǒng)的教學(xué)方式難以起到事半功倍的效果。

2提高教學(xué)效果的幾點(diǎn)設(shè)想

2.1培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生重視分子生物學(xué)學(xué)習(xí)要解決學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣問(wèn)題，首先要讓學(xué)生明確分子生物學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，為實(shí)驗(yàn)操作提供理論指導(dǎo)；其次讓學(xué)生了解分子生物學(xué)知識(shí)的積累，有利于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的客觀分析，并能啟發(fā)后續(xù)研究思路；然后，還要鼓勵(lì)學(xué)生都能學(xué)好分子生物學(xué)，能用分子生物學(xué)知識(shí)來(lái)解答許多生活中遇到的問(wèn)題。

如何激發(fā)學(xué)生對(duì)分子生物學(xué)的學(xué)習(xí)興趣是教學(xué)實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)。一是要講好緒論，緒論是教學(xué)內(nèi)容的總論，緒論講解的優(yōu)劣直接會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，要重點(diǎn)介紹分子生物學(xué)發(fā)展過(guò)程中的重大科學(xué)事件，如DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)奠定了人類(lèi)揭示遺傳信息傳遞的理論基礎(chǔ)；Jacob和Monod的操縱子學(xué)說(shuō)，從分子水平認(rèn)識(shí)了基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制的原理。同時(shí)也要突出我國(guó)在分子生物學(xué)方面的重大成就，如我國(guó)自主人工合成了牛胰島素，積極參與國(guó)際合作完成Human Genome Project（HGP）等。這會(huì)極大地激發(fā)學(xué)生對(duì)分子生物學(xué)的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)觀點(diǎn)以及對(duì)生命現(xiàn)象原理探索的激情。二是明確分子生物學(xué)與遺傳學(xué)、生物學(xué)、生物化學(xué)等其他科目的聯(lián)系，可為后續(xù)科目的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，如基因工程、微生物工程、細(xì)胞工程等。三是引用最新的熱點(diǎn)事件作為教學(xué)實(shí)例。不久前，復(fù)旦大學(xué)現(xiàn)代人類(lèi)學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室公布了曹操家族基因類(lèi)型，引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，可以此為契機(jī)，在課堂上講解其過(guò)程及原理，激起學(xué)生對(duì)分子生物學(xué)的濃厚興趣。

2.2重點(diǎn)突出，整體優(yōu)化，避免重復(fù)，強(qiáng)化聯(lián)系

2.2.1整體優(yōu)化各學(xué)科教學(xué)內(nèi)容。分子生物學(xué)與其他相關(guān)學(xué)科存在一定的交叉知識(shí)，比如DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制等知識(shí)在上述學(xué)科中都有涉及。如果統(tǒng)一規(guī)劃這幾門(mén)科目的教學(xué)內(nèi)容，集中備課，將DNA的組成、結(jié)構(gòu)等知識(shí)點(diǎn)放到生物化學(xué)課上講，而將DNA的復(fù)制以及基因表達(dá)調(diào)控放在分子生物學(xué)課上講。遺傳學(xué)中涉及DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的部分直接不講解。每門(mén)科目重點(diǎn)突出地只講各自知識(shí)點(diǎn)，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)重點(diǎn)知識(shí)。

2.2.2 明確重點(diǎn)，避免重復(fù)。一般認(rèn)為研究遺傳信息的中心法則是分子生物學(xué)的核心內(nèi)容，即DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯以及基因表達(dá)調(diào)控，但該部分內(nèi)容與生物化學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等有一定的重復(fù)和交叉。比如，遺傳學(xué)中用一個(gè)章節(jié)的內(nèi)容介紹了DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄的過(guò)程以及翻譯的三聯(lián)密碼子等基本信息，而分子生物學(xué)把這部分內(nèi)容分成3個(gè)章節(jié)來(lái)講，其重點(diǎn)是DNA復(fù)制過(guò)程中各種酶的功能作用，轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的區(qū)別和聯(lián)系，蛋白質(zhì)翻譯過(guò)程及三聯(lián)密碼子的相關(guān)特點(diǎn)等。而關(guān)于轉(zhuǎn)錄，生物化學(xué)主要介紹轉(zhuǎn)錄的基本過(guò)程、啟動(dòng)子及RNA聚合酶等基本信息；而分子生物學(xué)的重點(diǎn)是在上述基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)原核生物、真核生物轉(zhuǎn)錄過(guò)程、啟動(dòng)子以及聚合酶的區(qū)別，特別是原核生物、真核生物兩種內(nèi)含子的剪接及加工。因此，明確教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)以及分子生物學(xué)與其他科目的差異是講好這門(mén)課的前提。對(duì)于前續(xù)課程內(nèi)容，簡(jiǎn)單復(fù)習(xí)鞏固，重點(diǎn)講述新知識(shí)和重點(diǎn)知識(shí)，避免重復(fù)，提高課堂效率，突出重點(diǎn)，體現(xiàn)課程特點(diǎn)。

2.2.3 強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系。知識(shí)點(diǎn)間的緊密聯(lián)系是分子生物學(xué)的一個(gè)重要特點(diǎn)，如理解DNA復(fù)制過(guò)程的復(fù)雜性，必須要掌握轉(zhuǎn)錄和翻譯的概念，課堂上要突出知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，思考問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系[2]。比如在講到多順?lè)醋雍蛦雾樂(lè)醋痈拍顣r(shí)已用到大腸桿菌乳糖操縱子的模型，不可避免地出現(xiàn)A、Y、Z 3個(gè)基因編碼的3種酶，但這些內(nèi)容屬于原核生物基因表達(dá)調(diào)控的范疇，因此前后內(nèi)容要整體聯(lián)系在一起，先把模型的內(nèi)容做簡(jiǎn)要說(shuō)明，等講到基因表達(dá)調(diào)控內(nèi)容時(shí)，學(xué)生就不會(huì)感到陌生，因此也更容易接受新知識(shí)。

2.3教學(xué)方式的多元化相結(jié)合

2.3.1 教學(xué)方法多元化。

（1）引導(dǎo)式教學(xué)。在課堂上，積極調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生成為課堂教學(xué)的主人，由學(xué)生講述預(yù)習(xí)的知識(shí)以及對(duì)理論知識(shí)的見(jiàn)解，啟發(fā)學(xué)生敢于挑戰(zhàn)，切勿墨守成規(guī)，要從不同的角度思考問(wèn)題。如，在講授DNA半保留復(fù)制方式時(shí)，要求學(xué)生課前查閱資料，熟悉當(dāng)時(shí)的歷史背景與實(shí)驗(yàn)技術(shù)條件。課堂講授時(shí)，依次講解Matthew和Franklin首先利用15N元素標(biāo)記親代DNA，其次講解用于DNA復(fù)制的氮源是14N，在二代培養(yǎng)的時(shí)候依然利用14N作為氮源，最后為學(xué)生展示DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑔l(fā)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)所證明的結(jié)論和內(nèi)容。學(xué)生在課前做了預(yù)習(xí)，回答問(wèn)題時(shí)會(huì)很積極，從而成了教學(xué)過(guò)程中的主人，增進(jìn)了師生感情，能夠有效提高教學(xué)效果。

（2）比較式教學(xué)。分子生物學(xué)內(nèi)容復(fù)雜，概念多，知識(shí)點(diǎn)難，學(xué)生容易混淆概念，課堂上應(yīng)采用比較式教學(xué)方法。這種教學(xué)方式能夠幫助學(xué)生掌握復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)。例如，DNA的復(fù)制與轉(zhuǎn)錄有很多相似之處，但也存在一些差異，其中RNA聚合酶和DNA聚合酶也很不相同，還可以再以表格對(duì)比兩種聚合酶的大小、引物有無(wú)、產(chǎn)物、作用方式、外切酶活性、合成能力、修復(fù)能力等。在講解過(guò)程中，要引導(dǎo)學(xué)生課堂上對(duì)比，課后總結(jié)，加強(qiáng)記憶。因此在教學(xué)過(guò)程中，一定要注意相關(guān)問(wèn)題的比較，明確概念，以便于學(xué)生理解和掌握。

（3）創(chuàng)新式教學(xué)。在教學(xué)中，組織學(xué)生為解決新問(wèn)題而進(jìn)行探索和創(chuàng)造，從而讓學(xué)生學(xué)會(huì)研究事物和現(xiàn)象，學(xué)會(huì)如何獲得并掌握知識(shí)。如給學(xué)生提出有關(guān)“RNA的功能”的問(wèn)題，學(xué)生很容易想到mRNA、tRNA、rRNA的3種RNA的功能，進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生總結(jié)其他，如snRNA、hnRNA、反義RNA等，上述內(nèi)容不在同一章節(jié)中出現(xiàn)，需要學(xué)生融會(huì)貫通地對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行總結(jié)。因此在探索和創(chuàng)造過(guò)程中需要老師的引導(dǎo)，使創(chuàng)新型教學(xué)得到更充分的體現(xiàn)。

2.3.2 理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合。一般情況下，高校課程設(shè)置上會(huì)將實(shí)驗(yàn)課程與理論課程分開(kāi)獨(dú)立進(jìn)行，造成了理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的脫節(jié)，不利于學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的掌握和鞏固，也不利于對(duì)學(xué)生進(jìn)行分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊跟理論教學(xué)，有利于學(xué)生更好地學(xué)習(xí)理論知識(shí)，掌握實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和原理，這就需要把實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)有機(jī)地集合起來(lái)，使學(xué)生掌握理論知識(shí)，獲得較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并熟練地掌握實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法。例如，藍(lán)白斑篩選實(shí)驗(yàn)，在講完原理后開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，會(huì)取得比原先教學(xué)方式更好的教學(xué)效果。

理論教師、實(shí)驗(yàn)教師、學(xué)生三合一的教學(xué)模式。理論教師與實(shí)驗(yàn)教師往往都是由不同部門(mén)的教師擔(dān)任，造成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)的又一次脫節(jié)，因此理論教師一定要參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)。理論課教師回顧式講解原理，實(shí)驗(yàn)教師指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，這樣避免了二者脫節(jié)造成的弊端。盡管老師的引導(dǎo)至關(guān)重要，但讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮主人翁作用同樣不可或缺[3]。實(shí)驗(yàn)課前，由老師帶領(lǐng)進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn)試劑的配置，并完成預(yù)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能夠掌握實(shí)驗(yàn)原理、熟悉實(shí)驗(yàn)操作。課堂上，學(xué)生講解對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解以及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，同時(shí)老師做必要的補(bǔ)充，讓學(xué)生更深刻地掌握原理。這種教學(xué)方法能讓學(xué)生感受實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

2.3.3多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合。分子生物學(xué)的知識(shí)抽象而深?yuàn)W，與傳統(tǒng)的教學(xué)手段相比，多媒體教學(xué)形象生動(dòng)[4]。適宜的教學(xué)手段可有效增加教學(xué)效果，多媒體教學(xué)形象生動(dòng)，有利于促進(jìn)學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣。但多媒體教學(xué)僅僅是一種輔助手段，是為教學(xué)服務(wù)的，只有合理運(yùn)用才能達(dá)到事半功倍的效果[5]。相反，如果過(guò)于依賴(lài)多媒體，使多媒體成了課堂上的主體，老師僅扮演一個(gè)播音員或者放映員的角色[6]，這樣學(xué)生對(duì)這門(mén)課程學(xué)習(xí)不僅沒(méi)有興趣，甚至容易造成逆反心理。兩者只有取長(zhǎng)補(bǔ)短，有機(jī)結(jié)合，才能取得預(yù)期的教學(xué)效果。

2.3.4理論聯(lián)系實(shí)際。分子生物學(xué)知識(shí)微觀而抽象，教學(xué)過(guò)程中要理論聯(lián)系實(shí)際，把抽象的問(wèn)題具體化，深?yuàn)W的理論通俗化。例如，在講有關(guān)DNA損傷時(shí)，聯(lián)系實(shí)際紫外線消毒后要保持黑暗環(huán)境，從而保證消毒的效果，這一現(xiàn)象的原理是DNA損傷的光修復(fù)功能。這樣就將抽象的知識(shí)具體化，做到深入淺出。

2.4考核方法改革的探索考試能在一定程度上反映教學(xué)效果的好壞，也是衡量學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和運(yùn)用能力的一種方法，但如果把考試作為評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握的唯一標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生為了考試而考試，并形成了一套應(yīng)對(duì)考試的辦法。改革考核方法也是教學(xué)改革的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)不是為了考試，考試僅僅是檢查教師教學(xué)效果以及學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握的一種手段。在實(shí)踐中采用平時(shí)考查與期末考試相結(jié)合的考核方法，平時(shí)成績(jī)占30%，要求通過(guò)課堂討論、小論文、平時(shí)作業(yè)等形式了解學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)狀況。期末考查成績(jī)占70%，命題要求覆蓋大綱，題型靈活，難易適中，著重考查學(xué)生掌握基本理論和分析問(wèn)題的能力。在試題的設(shè)計(jì)上增加主觀題的分值，充分發(fā)揮學(xué)生的想象力，考察學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，考察學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系情況。

3展望

分子生物學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域中一門(mén)十分重要的基礎(chǔ)課程。針對(duì)教學(xué)中出現(xiàn)的問(wèn)題，如何努力激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，提高教學(xué)效果，是所有分子生物學(xué)教學(xué)工作者面臨的共同課題。分子生物學(xué)教學(xué)的改革還面臨著很多復(fù)雜的問(wèn)題，也是一項(xiàng)系統(tǒng)而任重道遠(yuǎn)的改革。通過(guò)教師自身的不斷思考、實(shí)踐和總結(jié)，學(xué)生的積極配合，分子生物學(xué)的教學(xué)工作必定會(huì)上一個(gè)新臺(tái)階。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱玉賢，李毅，鄭曉峰，等.現(xiàn)代分子生物學(xué)[M].4版.北京：高等教育出版社，2013：10-11.

[2] 葉玲，歐陽(yáng)心力，覃兵.高職學(xué)生認(rèn)知心理因素比較分析及其意義[J].成人教育，2006（9）：49-51.

[3] 劉幸福，吳元喜，肖林，等.論“小老師”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下學(xué)生科研素質(zhì)的培養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2008，27（5）：108-111.

[4] 張永勤，孫巖，劉均洪.多媒體應(yīng)用于微生物學(xué)課堂教學(xué)的幾點(diǎn)思考[J].微生物學(xué)通報(bào)，2003，30（5）：137-138.

[5] 朱紅威，邵菊芳，冷云偉.生物工程專(zhuān)業(yè)《分子生物學(xué)》課程教學(xué)改革的探索[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（4）：2512-2514.

[6] 鄭毅.微生物學(xué)多媒體教學(xué)的實(shí)踐與思考[J].微生物學(xué)通報(bào)，2005，32（1）：123-125.