關于我校種科專業《分子生物學》課程建設的若干建議

劉永昌　李艷軍　張新宇　薛飛　劉峰　朱華國

【摘要】作為20世紀新興學科，分子生物學已經融入到越來越多的研究領域中。以本校種子科學與工程專業為例，筆者分析了《分子生物學》教學中遇到的問題，并提出了教學改革幾點建議，目的是提高教學活動的趣味性及實用性，調動學生學習積極性，為學生今后的深造和就業打下基礎。

【關鍵詞】種子科學與工程 分子生物學 課程建設

【中圖分類號】Q7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）02-0152-02

分子生物學是20世紀中期誕生的一門新興學科，主要研究核酸、蛋白質等生物大分子的結構與功能，并從分子水平上闡述蛋白質與核酸、蛋白質與蛋白質之間相互作用的關系及其基因表達調控機制的學科。分子生物學是在分子水平上闡明生命現象的科學，其理論知識與技術，是現代農業和種子科學與工程人才培養體系中的一個重要組成部分。本課程旨在使學生了解和掌握目前分子生物學的現狀和發展趨勢，熟記分子生物學基本概念和基本定律，了解和理解分子生物學在實際運用中的技術和原理。

隨著各學科研究的不斷深入，與分子生物學的交叉越來越廣泛。無論是農學專業、種科專業，還是園藝專業和植保專業，很多科學研究都用到分子生物學的理論和技術。通過分子生物學課程使學生掌握分子生物學基本概念、原理、技術和應用，對于學生今后就業和深造具有很大的作用。西部高校種科專業學生基礎相對比較薄弱，學風問題較內地高校差，而且學院對課程重視程度不夠，安排不夠合理。種科專業開設了本課程，筆者發現在課程教學中存在如下問題：1.學生相關基礎比較薄弱。本門課程設在種科第五學期，在此之前學生主修了《生物化學》，雖然涉及了部分相關內容，如核酸結構和DNA的復制。更多內容對于學生來說非常陌生，如基因調控、蛋白翻譯后修飾及分子生物學相關技術及應用。背景知識的缺乏導致對講授知識理解能力不夠，使課程進度緩慢，嚴重打亂課程計劃。2.課時量少，很多重要內容無法詳細講解。學生基礎薄弱，使得多數知識點需要反復講解或講解一個知識點需要補充其他相關背景。由于本校對課程內容進度要求嚴格及課時量限制，很多規定的內容不能夠充分講解，嚴重影響了學生對知識的理解和記憶。3.缺少實驗課程，理論知識與實踐不能相互檢驗和鞏固。由于沒有實驗課程部分，學生不能將課堂上學到的知識在實驗中進行檢驗，同時也不能夠掌握分子生物學基本的實驗技能，如PCR、酶切、連接及原核和真核生物的遺傳轉化等。在針對存在的問題筆者提出若干建議：

一、內容深淺適中，有層次感

（一）基本概念、理論為學習分子生物學的基礎必須扎實記憶

基本的概念就像建高樓大廈的磚瓦，是基礎，缺之則不成高樓；而理論則更像建造高樓大廈的混凝土和鋼筋，缺之則高樓不穩。在教學中，教師要注重基本概念和原理的講解。概念和原理需要理解，但更需要記憶。只有掌握了正確的概念和原理才能產生科學的創新思維，而不是毫無根據的隨意妄想。

（二）理論講解要注重聯系實驗和應用

初次接觸分子生物學的學生感覺該課程太抽象、太基礎，不實用。其實分子生物學的每一個知識點都是科學家通過多次試驗得出的結論，并不是憑空想象出來的，因此理論講解與科學研究聯系起來，如DNA復制時解鏈酶、引物、聚合酶與研究中PCR技術的變性、退化與延伸對應講解；講解轉錄時，啟動子章節應該講啟動子調控基因表達的實例及相應技術，如CHIP-PCR、EMSA等。如果能夠結合相同基因在不同啟動子驅動下表達模式的變化，那么學生就更加容易理解啟動子在調控基因表達過程中的關鍵租用。另外，分子生物學在現代農業生產中用途也非常廣泛，如基因型檢測、轉基因育種、分子標記輔助育種及種子純度和品質檢測等等。總之，理論聯系實際的目的是讓學生能夠體會到分子生物學課程也是很生動的，與我們專業和生活密切相關。理論與實驗結合進行教學也能增加課堂講授的實用性及趣味性，提高學生學習興趣，因此分子生物學相關技術及其應用應該作為一部分重要內容，需要學生了解。

（三）體現專業特色，拓展學生視野

提高分子生物學專業特色，不能所有專業都講授同樣的內容，可以通過設立拓展章節突出各學科分子生物學的專業特色。種子是作物的重要繁殖器官，也是具有重要經濟價值的器官，不同作物對種子的要求不同。如纖維是棉花的主要收獲產品，是有胚珠表皮發育而來，是種子的一部分。最近科學家克隆出來一個調控棉花纖維發育的基因GhHOX3。該基因編碼一個轉錄因子，通過與赤霉素途徑的負調控因子DELLA蛋白結合響應激素信號，促進棉纖維細胞伸長。水稻、小麥和玉米等糧食作物主要收獲的是種子，因此種子大小、淀粉和蛋白含量等指標影響品質；而大豆、油菜和向日葵等油料作物主要收獲種子的油脂，其種子大小、數量及油脂含量與其經濟價值密切相關。這些指標在形成過程中受到各種生物大分子調控。如最近科研人員克隆控制水稻粒長的顯性關鍵因子GL2在油菜素內酯信號途徑下游的一條調控籽粒大小的特異性分支途徑起作用。通過常規的雜交將RW11中的GL2回交轉育到小粒水稻品種博白中，改良的博白品種籽粒灌漿速度明顯加快，增加千粒重，顯著增加分蘗數和穗粒數。類似關于種子發育分子生物學的科學研究很多，如果加以整理作為分子生物學拓展知識講解，一方面開闊學生的視野，滿足學習優異學生的求知欲，也能讓學生知道種子科學與分子生物學的密切聯系。

二、講授方式要多樣化

俗話說：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”。要想提高學習效果最好的方式就是提高學生的學習興趣，只有產生興趣學生才能積極主動的觀察、思考日常生活中的各種生物現象及現象的本質，并將所學到的知識應用到工作中去[1]。分子生物學是一門技術性、實驗性和應用性很強的學科。實驗課程作為分子生物學教學體系的一個重要組成部分，是培養學生科學思維、創新意識，并將理論與實踐相結合的重要途徑。傳統的授課方式為課堂教學為主，實驗教學為輔。先在課堂上講解理論知識，再集中時間做實驗。在這種教學過程中，理論教學與實驗教學脫節，使學生在進行實驗時已經把理論知識遺忘，沒有起到鞏固的作用。本學院分子生物學僅為32學時，沒設立實驗課環節。在講解相關技術時只能口述，學生僅憑老師的講解而記憶，印象不深，容易遺忘。筆者認為應該將理論講解和實驗課程相融合。根據教學條件，把能夠用實驗證明的部分理論講解搬進實驗室，先講解，再實驗，有助于知識的理解和吸收。

分子生物學屬于研究微觀領域的科學，其知識和概念比較抽象，不容易理解，尤其是授課對象為缺乏背景知識的本科生時，往往教師不容易講解，學生不容易理解。影像資料能夠直觀具體的體現事情發生、發展的過程。課程中在講述完理論知識后，可以播放一些相關的視頻和flash動畫，例如DNA復制、轉錄、翻譯、電泳技術和PCR技術都有相關的視頻。平時多收集一些課程相關視頻，在課堂上合理運用，能夠事半功倍。

三、考核方式多角度，多環節

考核作為一種檢驗學生學習效果的手段無論在哪門課程的教學中都是不可缺少的。根據課程性質及教學目的不同，檢測的手段應該因課而異，但目的只有一個就是真實的反映學生掌握本門課程知識體系的基本情況。多數課程的成績分為末考成績和平時成績。以往只有考試或考查，占60%-70%，再加上40%-30%的平時成績。這種考核評價機制不客觀，有些同學考試成績很差，但加上平時成績后居然能夠合格。容易使學生覺得只要不曠課，與老師關系好，平時成績高就不會掛課，輕視學習知識本身的重要性。現在很多課程平時成績不斷增加，而真正考察學生知識掌握的考試成績比重不斷減少。筆者認為可以把評定學生的成績分為多個環節，如筆試占50%，考查基礎知識；實驗占30%，考查基本操作；課堂講解占10%，考查對分子生物學學科的理解；考勤占10%，主要考查學生學習的態度。

四、結束語

隨著改革開放的不斷深化，經濟的快速發展，中國的種子產業也得到較快的發展。種子產業的發展對種子科學方面人才的數量和質量需求不斷加大，因此對農業院校種子科學與工程專業教學內容提出新的要求[2]。分子生物學理論和相關技術的飛速發展使得分子生物學滲透到各個學科中，種子科學也不例外。種子從生產到加工，從銷售到播種都能夠用到分子生物學的技術和知識。同時，種科專業《分子生物學》課程的設立也拓寬了畢業生繼續深造和就業的道路。農科院校在制定種子科學與工程專業培養方案時，要充分考慮學生就業和繼續深造的需要，合理設置課程和課時。分子生物學作為一門重要的專業基礎課要引起培養方案制定者的高度重視，從任課教師、教材、課時和授課方式等多方面考慮。最終使學生掌握扎實分子生物學理論及熟練的技術，并能養成從分子水平考慮種子相關問題的能力和習慣。

參考文獻：

[1]劉永昌，李艷軍，薛飛.關于農科專業生物進化課程優化的若干建議[J].大學教育，2014，（2）：65-66.

[2]馬守才，廖允成，付增光. 種子科學與工程本科專業的建設與發展[J].高等農業教育，2007，（8）：54-56.

作者簡介：

劉永昌（1982-），男，漢族，河北省任丘市人，博士研究生，講師，研究方向：棉花功能基因組學和棉花遺傳育種。