生物技術(shù)專業(yè)分子生物學(xué)課程教學(xué)改革探索

張鐵軍　陳新美　歐陽(yáng)永長(zhǎng)

摘 要 分子生物學(xué)是生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生必修的一門重要基礎(chǔ)課程。由于分子生物學(xué)理論知識(shí)更新快，實(shí)驗(yàn)技術(shù)發(fā)展快，加之內(nèi)容較為抽象，可從合理利用教學(xué)方法、提倡分組討論，開展小班教學(xué)、利用網(wǎng)絡(luò)資源，提升自主學(xué)習(xí)能力、建立形成性評(píng)價(jià)體系、以及優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系等方面進(jìn)行教學(xué)改革，以提高生物技術(shù)專業(yè)分子生物學(xué)的教學(xué)效果，培養(yǎng)知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的應(yīng)用性、復(fù)合型生物技術(shù)專業(yè)人才。

關(guān)鍵詞 生物技術(shù) 分子生物學(xué) 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2017.03.022

Exploration on Teaching Reform of

Molecular Biology Course in Biotechnology

ZHANG Tiejun， CHEN Xinmei， OUYANG Yongchang*

（School of Life Science， Guangzhou Medical University， Guangzhou， Guangdong 511436）

Abstract Molecular biology is an important basic course for students majoring in biotechnology. Due to update the theory of molecular biology knowledge quickly， the development of experimental technology， fast， and the content is more abstract， from the rational use of teaching methods， to promote discussion， to carry out small class teaching， the use of cyber source， enhance the ability of autonomous learning， establish evaluation system， and optimize the experimental teaching system and other aspects of teaching reform， in order to improve the specialty of biological technology molecular biology teaching effect， cultivate unity of knowledge， ability and quality， application of compound bio technology professionals.

Keywords biotechnology； molecular biology； teaching reform

生物技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)具備生命科學(xué)的基本理論和較系統(tǒng)的生物技術(shù)的基本理論、基本知識(shí)、基本技能，具有良好科學(xué)素養(yǎng)及創(chuàng)業(yè)精神，能在科研機(jī)構(gòu)或高等學(xué)校從事科學(xué)研究或教學(xué)工作，能在科研機(jī)構(gòu)、高等學(xué)院和相關(guān)企業(yè)等單位中從事科學(xué)研究、教學(xué)、管理及商業(yè)服務(wù)的高級(jí)專門人才。

分子生物學(xué)是從分子水平上研究生命現(xiàn)象、生命本質(zhì)及其規(guī)律的的科學(xué)，主要研究核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征及其重要性、規(guī)律性和相互關(guān)系的科學(xué)，是21世紀(jì)最具活力的生命科學(xué)之一。[1]目前，分子生物學(xué)是生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生一門重要的專業(yè)必修課。因此，確定合理、科學(xué)的教學(xué)改革方案，優(yōu)化、重組教學(xué)內(nèi)容，精心設(shè)計(jì)教學(xué)方法和教學(xué)手段，對(duì)保證生物技術(shù)專業(yè)分子生物學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。[2]

1 分子生物學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀

（1）分子生物學(xué)是生物技術(shù)專業(yè)的一門主要課程，教學(xué)單位往往會(huì)根據(jù)教師上課需求以及市場(chǎng)需求來選擇教材，然而，卻有可能忽略了對(duì)學(xué)生的接受能力以及理解程度的考慮。部分分子生物學(xué)教材內(nèi)容高深莫測(cè)、專業(yè)詞匯多且與實(shí)際聯(lián)系不夠緊密，造成學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中困難重重，嚴(yán)重降低了學(xué)生對(duì)該學(xué)科學(xué)習(xí)的積極性。

（2）教學(xué)條件限制。在分子生物學(xué)課堂中，使用多媒體設(shè)備等教學(xué)手段對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性以及學(xué)習(xí)效果有明顯的促進(jìn)作用。然而，部分教學(xué)單位由于教育資源分布不均勻，難以利用先進(jìn)的教學(xué)手段。

（3）分子生物學(xué)課程所涉及的知識(shí)點(diǎn)以及生物學(xué)過程，大多數(shù)是看不見摸不著的微觀世界，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中難以直觀感受。

（4）理論知識(shí)更新快，實(shí)驗(yàn)技術(shù)發(fā)展快。分子生物學(xué)作為生命科學(xué)的前沿學(xué)科，其發(fā)展日新月異，這也對(duì)教學(xué)提出了更高的要求。授課老師需及時(shí)接納最新知識(shí)，充分備課。

2 分子生物學(xué)教學(xué)改革的主要措施

2.1 PBL教學(xué)法的合理運(yùn)用

PBL（problem-based learning，問題式學(xué)習(xí)）教學(xué)法于1969 年由美國(guó)Barrows教授創(chuàng)立，并引入高等教育，很快在高校中廣泛應(yīng)用。是一種以問題為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心的教學(xué)方法。其主要流程是：老師提出問題，學(xué)生作為主體進(jìn)行分組討論，學(xué)生解決問題。[3]在PBL教學(xué)過程中，學(xué)生是主體，老師則主要起到輔導(dǎo)的作用。分子生物學(xué)課程內(nèi)容復(fù)雜，用傳統(tǒng)的教學(xué)方式不易調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，而且課堂效率不高。在課堂中適當(dāng)引入PBL教學(xué)法，可改善教師唱獨(dú)角戲，學(xué)生被動(dòng)接受的狀況。

在進(jìn)行PBL教學(xué)前的備課過程中，任課老師應(yīng)查閱大量的文獻(xiàn)，充分考慮在討論案例過程中可能出現(xiàn)的問題，內(nèi)容涉及分子生物學(xué)以及其他學(xué)科如生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等。在課堂上，教師應(yīng)寓教于樂，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，控制好課堂節(jié)奏，同時(shí)應(yīng)根據(jù)教學(xué)大綱的安排，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程中應(yīng)掌握的知識(shí)要點(diǎn)。[4]

在分子生物學(xué)的教學(xué)過程中，PBL教學(xué)可分為四個(gè)階段：（1）提出問題。開展PBL教學(xué)的時(shí)間不宜在課程開始的階段，而應(yīng)在課程中后期，學(xué)生具有一定的分子生物學(xué)基礎(chǔ)后再開展。PBL教學(xué)討論的主要題目應(yīng)該是分子生物學(xué)教學(xué)過程中的重點(diǎn)或者難點(diǎn)，并且結(jié)合生活實(shí)際的討論內(nèi)容。教師在這個(gè)過程中是組織者的身份。（2）人員組成。為調(diào)動(dòng)學(xué)生參與的積極性，同時(shí)考慮到團(tuán)隊(duì)的高效性，將每個(gè)班級(jí)分成4～6組，每組包括4～6 名同學(xué)。分組結(jié)束后，要求各組成員選拔出該組的組長(zhǎng)并選定擬解決的問題，然后進(jìn)行人員的分工，明確每個(gè)成員應(yīng)完成的內(nèi)容和時(shí)間節(jié)點(diǎn)。老師負(fù)責(zé)全程把控，掌握教學(xué)的整體節(jié)奏與進(jìn)展，及時(shí)了解各組的情況，包括進(jìn)程、主要觀點(diǎn)、存在問題、后續(xù)進(jìn)展等。鼓勵(lì)各組結(jié)合自己的研究、思考提出自己的想法。對(duì)成效較好的小組，給予肯定和表?yè)P(yáng)；對(duì)存在問題較多或進(jìn)展較慢的小組有針對(duì)性的指導(dǎo)，幫助小組找到解決問題的核心路徑。（3）成果展示。學(xué)生展示自己的研究成果，并開展充分討論。主講老師在學(xué)生討論完畢后，對(duì)學(xué)生的成果、討論的主題、各組的亮點(diǎn)、學(xué)生關(guān)注點(diǎn)較集中或爭(zhēng)議較大的問題、學(xué)生未掌握到的知識(shí)點(diǎn)、研究時(shí)未關(guān)注的部分、下一步學(xué)習(xí)或研究中需要改進(jìn)的研究方法進(jìn)行總結(jié)、歸納，并提出改進(jìn)意見。[5]（4）考核評(píng)分?？己嗽u(píng)分是對(duì)PBL學(xué)生成果的集中體現(xiàn)，評(píng)分體系主要包括三部分：一是課件制作，占比30%，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要是內(nèi)容正確、重點(diǎn)突出、課件美觀、清晰易懂，能綜合運(yùn)用圖片、音頻、視頻、動(dòng)畫等表達(dá)自己的觀點(diǎn)；二是課件展示，占比40%，準(zhǔn)備充分、邏輯正確、條理分明、落落大分，能清晰的闡述自己的研究成果、觀點(diǎn)等；三是課堂討論：占比30%，主動(dòng)思考，積極參與，能夠拋出富有啟發(fā)意義的論點(diǎn)，回答問題時(shí)中肯全面。

2.2 提倡分組討論，開展小班教學(xué)

在討論課開始前2周，老師將要討論的內(nèi)容告知學(xué)生。以小組為單位進(jìn)行學(xué)習(xí)，各小組成員間可以進(jìn)行分工協(xié)作，分頭尋找資料、討論并匯總；課堂上以小組形式提出問題，介紹小組觀點(diǎn)、結(jié)論，老師也會(huì)對(duì)該小組的匯報(bào)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)；課后以小組為單位進(jìn)行復(fù)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。小組學(xué)習(xí)活動(dòng)的意義既體現(xiàn)個(gè)人的價(jià)值和責(zé)任，更強(qiáng)調(diào)成員間彼此賦予信心和力量，通過體驗(yàn)團(tuán)隊(duì)的智慧和協(xié)作，培養(yǎng)了學(xué)生間可貴的團(tuán)隊(duì)合作精神。

分子生物學(xué)的課堂提倡小班教學(xué)。一方面，可以增加師生間互動(dòng)的頻率。由于分子生物學(xué)課程所涉及的知識(shí)點(diǎn)以及生物學(xué)過程，大多數(shù)是看不見摸不著的微觀世界，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中難以直觀感受，這就增加了學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的難度。小班教學(xué)有助于老師關(guān)注每一個(gè)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的把握；另一方面，小班教學(xué)易于實(shí)施多種教學(xué)形式，靈活掌握教學(xué)要求和進(jìn)度，便于及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。

2.3 利用網(wǎng)絡(luò)資源，提升自主學(xué)習(xí)能力

自主學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)的學(xué)生作為知識(shí)的主動(dòng)構(gòu)造者自己進(jìn)行學(xué)習(xí)的意愿和能力，反映了教學(xué)向個(gè)性化、創(chuàng)新化、自主化、多元化過渡的趨勢(shì)。分子生物學(xué)作為前沿科學(xué)，信息量大、更新快，要積極利用互聯(lián)網(wǎng)信息資源，提升學(xué)生學(xué)習(xí)和借鑒優(yōu)秀研究成果、自主學(xué)習(xí)的能力。教師要由照著教材講變成開放式、啟發(fā)式教學(xué)，最大限度調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、思考的主動(dòng)性、課堂的參與性。鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，主動(dòng)去學(xué)習(xí)和研究當(dāng)前科研的最前沿知識(shí)，在研究的過程中敢于提出自己不同的看法，培養(yǎng)學(xué)生探索創(chuàng)新精神。[6]讓學(xué)生由被動(dòng)受教變成自主學(xué)習(xí)，主動(dòng)參與到課堂學(xué)習(xí)中，形成教學(xué)工作“教”與“學(xué)”相輔相成、相互促進(jìn)。教師要積極拓展教學(xué)內(nèi)容的外延，主動(dòng)介紹國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀的生物網(wǎng)站、資源庫(kù)、期刊、論壇等，鼓勵(lì)學(xué)生積極開展課外閱讀，豐富學(xué)科專業(yè)知識(shí)、前沿信息、專業(yè)詞匯等知識(shí)，激發(fā)學(xué)生探索新知識(shí)的熱情，也不斷培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。[7]

2.4 建立形成性評(píng)價(jià)體系

“形成性評(píng)價(jià)”的概念是由斯克里文 1967 年所著《評(píng)價(jià)方法論》 中首先提出來的，與傳統(tǒng)的“終結(jié)性評(píng)價(jià)”不同，它是對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行的評(píng)價(jià)，旨在確認(rèn)學(xué)生的潛力，改進(jìn)和發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)。因此，形成性評(píng)價(jià)方式更能體現(xiàn)出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。[8]分子生物學(xué)課程的目的在于培養(yǎng)學(xué)生形成良好的分子生物學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣和實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，提高他們的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。期中或期末考試不能全面真實(shí)地反映出學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)情況，采取形成性評(píng)價(jià)的方式顯得更加科學(xué)和必要。具體如下：一是平時(shí)成績(jī)，占課程總成績(jī)60%，包括課堂考勤，占總成績(jī)5%、課堂作業(yè)，占總成績(jī)10%、課堂提問，占總成績(jī)5%、PBL討論會(huì)，占總成績(jī)10%、實(shí)驗(yàn)考評(píng)，占總成績(jī)30%。二是期末考試，占課程總成績(jī)40%。由于形成性評(píng)價(jià)是強(qiáng)調(diào)過程的評(píng)價(jià)方式，引導(dǎo)學(xué)生重視平時(shí)的學(xué)習(xí)情況，大大減少了學(xué)生考前突擊的可能，也更能真實(shí)地反映出學(xué)生的真實(shí)水平。

2.5 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)是生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生必須掌握的重要基本技能之一。其研究方法及策略已被廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)的研究當(dāng)中。[9]通過對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)，一方面有利于將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，豐富教學(xué)內(nèi)容，提升教學(xué)的實(shí)踐性、實(shí)用性、綜合性，便于學(xué)生理解和掌握；另一方面，在提升學(xué)生綜合素質(zhì)、學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新能力、思考能力等方面也有十分重要的作用。[10]因此，增加分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)，開展綜合實(shí)驗(yàn)也是課程改進(jìn)的一個(gè)重要方向。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要結(jié)合分子生物學(xué)快速發(fā)展的特點(diǎn)，選取與教學(xué)內(nèi)容相適應(yīng)的操作性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，并做好不同實(shí)驗(yàn)之間的關(guān)聯(lián)與銜接，建立實(shí)驗(yàn)的邏輯體系。一是分組分工，輔助實(shí)驗(yàn)老師提前做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工，并提前觀察、發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)記錄。二是教師針對(duì)前期準(zhǔn)備工作中發(fā)現(xiàn)的問題有針對(duì)性的闡述，并對(duì)實(shí)驗(yàn)流程、操作方法、各環(huán)節(jié)中注意事項(xiàng)進(jìn)行講解與演示，指導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)。三是講解與演示結(jié)束后，學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，教師應(yīng)注意注意觀察過程和細(xì)節(jié)，對(duì)共性問題，要及時(shí)統(tǒng)一糾正，對(duì)個(gè)別同學(xué)的個(gè)性問題，要個(gè)別指導(dǎo)。既確保操作的準(zhǔn)確性、嚴(yán)謹(jǐn)性，也要保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)教學(xué)情況。

3 結(jié)語(yǔ)

生物技術(shù)專業(yè)應(yīng)用人才培養(yǎng)是一個(gè)綜合性、系統(tǒng)性的工程，涉及到教育環(huán)節(jié)的方方面面。課程教學(xué)是其重要的一環(huán)，分子生物學(xué)課程教師要積極發(fā)揮作用，不斷提升專業(yè)能力、教學(xué)能力，教學(xué)理念與時(shí)俱進(jìn)、教學(xué)手段豐富靈活，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、創(chuàng)造性，提升學(xué)習(xí)內(nèi)容掌握能力及應(yīng)用效果，為國(guó)家培養(yǎng)知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的應(yīng)用性、復(fù)合型人才。

*通訊作者：歐陽(yáng)永長(zhǎng)

基金項(xiàng)目：廣州市高等學(xué)校教育教學(xué)改革項(xiàng)目 項(xiàng)目編號(hào)2017B10

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