地方本科院校《分子生物学》教学改革探讨

罗仍卓么, 王兴平, 李 峰, 李 荣, 张建平, 陈春霞



地方本科院校《分子生物学》教学改革探讨

罗仍卓么, 王兴平, 李 峰, 李 荣, 张建平, 陈春霞

(湖南文理学院 生命科学学院, 湖南 常德, 415000; 湖南省高校动物学重点实验室, 湖南 常德, 415000)

分子生物学课程是生命科学相关专业的专业课, 知识点多, 内容抽象, 实践性强. 为提高地方本科院校学生的实践动手能力和创新能力, 针对分子生物学教学过程中存在的问题, 对我校分子生物学教学进行了重新定位, 并对课程内容、教学方法、考核方法进行了改革, 突出学生实践技能、创新思维和创新能力的培养. 通过教学改革, 逐步提高了分子生物学的教学效果.

分子生物学; 生物科学专业; 课程改革; 应用型人才

分子生物学是现代生物学的核心, 是研究核酸等生物大分子的功能、形态结构特征及其重要性和规律性的科学, 是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘, 由被动地适应自然界转向主动改造和重组自然界的基础学科, 其研究涉及到医药卫生、遗传工程、动物(植物)基因工程及其与生物相关的其他领域[1]. 分子生物学课程是生物科学专业的重要专业必修课以及动物科学、农学专业的选修课. 开设该课程的目的在于培养学生分子生物学基本理论、基本知识和基本实践技能, 为今后从事科研、教学、生产和技术研发奠定坚实的基础.

1 教学中存在的问题

分子生物学与生物化学、遗传学、基因工程等课程联系紧密, 相互交叉, 使得这些课程在教学内容部分重复, 学生在学习时, 一看到内容标题和部分名词, 就容易产生“已学过, 不需再学”的“眼高手低”的误区, 实际上很多学生并没有真正的掌握知识点、内涵及延伸, 这样可能影响学生学习的兴趣, 不利于教和学. 分子生物学以DNA、RNA和蛋白质等生物分子为研究对象, 内容抽象, 其教学效果不理想是分子生物学教学过程中的普遍问题[2]. 另外, 与985等重点高校相比, 地方本科院校生源层次较低, 就业前景稍差, 仅从理论基础上进行学习已没有竞争力, 就分子生物学而言, 掌握实验技能、培养较强的创新能力才是地方院校学生的出路.

2 地方本科院校分子生物学课程的教学定位

21世纪是生命科学的时代, 近些年各大高校对生命科学相关专业进行扩招, 生命科学“理论型”人才需求已经基本饱和. 随着生命科学相关领域的突飞猛进, 对生物科学相关专业的人才需求由“理论型”向“应用型”转变. 地方本科院校的“理论型”人才的竞争力远不如“985”、“211”等重点高校. 由于以上原因, 结合分子生物学的教学实践, 我们认为, 地方本科院校分子生物学教学定位应着眼于“应用型”人才的培养, 即在理论学习的基础上, 让学生扎实的掌握分子生物学实验技能, 增强就业的竞争力.

3 改革的具体措施

3.1 课程内容优化

随着生命科学的快速发展, 分子生物学知识更新很快. 结合人才培养方案, 我们在选用教材时, 选用了内容比较系统全面、紧跟研究前沿的朱玉贤主编的《现代分子生物学》(第3版) 作为教材, 并对课程内容进行了优化, 突出实用性. 该教材包括4个教学模块: (1)分子遗传信息的传递, 包括核酸结构、DNA的复制、转录和翻译等; (2)基因表达调控模式, 包括原核生物和真核生物的表达调控模式; (3)分子生物学研究方法, 包括主要DNA、RNA和蛋白质分子的研究方法; (4)分子生物学与人类健康, 包括疾病和个体发育相关基因的分子结构和特征, 基因组学和比较基因组学. 考虑到第1、2模块与生物化学和遗传学部分章节有高度重复, 如核苷酸结构、DNA双螺旋模型、RNA的分类及功能, DNA复制、转录和翻译等. 在这4个教学模块的教学安排中, 我们进行了优化, 快速串讲第1模块, 详细讲解第2模块, 重点突出第3模块, 了解第4模块的教学内容安排, 目的是让学生重点学习分子生物学实验技术的理论学习, 并结合为期一周的分子生物学综合大实验做好准备, 锻炼学生的实践能力, 突出应用技术型人才的培养.

3.2 教学方法改革

3.2.1 采用启发式和归纳法相结合的教学方法

分子生物学是以微观的DNA、RNA等生物分子为研究对象, 其知识点高度抽象. “灌输式”被动教学方式会使得学生在学习时处于混沌状态, 从而感到枯燥、乏味、厌学. 启发式教学可将学生由被动的接受者变为思考者、参与者和探索者, 激发学生学习和钻研的兴趣. 例如, 我们在学习荧光定量PCR实验技术时, 先引入“各大医院通过荧光定量PCR技术进行乙肝病毒DNA定量检测,以确定乙肝病毒是否活跃”等实例, 激发学生的学习兴趣, 然后再讲解荧光定量PCR的理论知识和操作步骤, 最后以这个实例进行归纳总结.生命科学各大学科相互联系, 在讲课时, 我们觉得要注重归纳, 特别是各学科之间的系统性归纳, 将各学科紧密的联系起来, 帮助学生认识专业课设置上的系统性和不可分割性. 比如, 在讲解DNA半保留复制的作用时, 其中一点是DNA半保留复制可以维持生物体遗传物质的稳定性. 在这一点讲解上, 除了半保留复制外, 再进行延伸归纳, 即遗传学课程中的有丝分裂、减数分裂和受精、DNA损伤修复同样对维持生物体遗传物质稳定性的维持有重要作用. 在讲到真核生物断裂基因时, 进行举例绘图, 采用生物信息学的序列比对方法, 将DNA和RNA序列比对, 寻找外显子和内含子的大致切割点, 然后根据GU-AG法则, 确定确切的切割位点, 这样既串讲了转录, 又让学生明确了外显子和内含子的真正含义.

3.2.2 采用研讨式教学, 提高学生综合分析问题和解决问题的能力

为了增加学生的创新思维、综合分析问题和解决问题的能力, 我们在讲授完分子生物学的基本理论后, 选择相关专题或者由老师提出一个科研中的科学问题, 让学生查阅相关资料, 利用已学的理论知识, 讲述自己的见解, 集中讨论, 开阔视野, 使学生加深对理论知识的理解和记忆, 提高查阅资料、综合分析问题和解决问题的能力. 这一环节, 突出科研思路, 重在应用能力培养.

3.2.3 辅助教学手段的合理应用

使用得当的辅助教学手段常常可以把抽象难懂的知识变得具体化、形象化, 从而化难为易, 便于学生的理解和掌握. 在理论知识非常抽象的分子生物学教学中借助辅助教学手段可以起到事半功倍的效果. 分子生物学课程教学中, 我们主要的辅助教学手段是充分利用网络资源, 收集一些动画、影像资料、图片, 然后集成在PPT课件中, 变原来的静态为动态、抽象为具体、瞬间过程为定格细节分析, 全方位、多视角、多层次地进行演示, 使教学内容更加直观、生动、形象[3, 4], 进而提高学生的学习热情, 有助于帮助学生理解抽象内容, 提高教学效果.

3.2.4 提倡双语教学, 认识专业英文词汇

双语教学是培养21 世纪高层次专业人才的重要教学方法, 有利于提升人才培养质量, 有效利用国外先进的教育资源, 使学生直接地了解本学科领域在全世界的前沿进展, 增强国际合作意识、国际交流能力以及学术竞争力. 教育部在《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》中指出, 本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学[5]. 地方院校生源层次稍低, 如果全部采用双语教学, 会使得大部分学生听不懂, 会起反作用. 所以我们在讲课时适当的引入英文专业词汇, 这样满足了部分学生攻读研究生时阅读英文文献的需要, 也满足了部分同学去生物公司工作的需要.

3.3 多元化实践教学, 真正达到学以致用

为了系统的培养学生的实验操作能力, 我们开设了为期一周的分子生物学大实验. 在《分子生物学实验》实践教学的实验设计中, 以提高学生的综合素质、培养学生的独立动手能力和创造性能力为宗旨, 尽可能体现以人为本、体现学生主体性的教育理念, 设计了系统的综合性实验和设计性实验, 有效启发学生的创造性思维.

除了分子生物学大实验外, 分子生物学教学与第二课堂实践教学和毕业设计相结合, 真正做到学以致用. 第二课堂实践教学形式多样化, 包括大学生研究性学习和创新性实验计划项目、挑战杯或者参与老师的科研项目等, 真正实现让学生“在兴趣中学习, 在学习中思考, 在思考中动手, 在动手中创新”, 这样可以进行团队协作能力的培养, 并更大程度的激发学生的创新意识和创新能力[6]. 经过这几年的教学和调研, 结果表明, 参与第二课堂的学生对理论知识的理解和掌握程度和对分子生物学实验操作技能等方面都有了显著提高, 而且更好的激发了科研创新思维和创新能力.

3.4 考核方法改革

经过近几年的改革, 我们对理论课和实践课单独考核. 理论课的考核: 平时成绩占20%, 期末考试成绩占80%. 平时成绩中, 除了作业成绩和考勤外, 我们在教学中采用课堂回答问题奖励分, 这样有效的鼓励学生回答问题的积极性, 激发了学生对所学内容的思考和回忆的能动性. 实验课的考核, 其中实验出勤、卫生和安全, 占10%; 实验过程中随机提问, 测验实验理论知识, 占20%; 实验过程中巡回检查, 根据实验过程表现态度、原始记录和实验结果, 评估各项实验操作技能, 占20%; 实验报告的规范性及完成质量评估, 占50%. 重点突出实践能力的考核和对实验结果的整理与分析, 培养学生动手操作、分析问题和解决问题的能力.

4 结语

结合我院生命科学实验条件和专业培养目标特点, 从分子生物学课程理论教学内容、实验实践内容、教学方法及考核方法等方面进行了改革与探索, 旨在提高学生利用分子生物学理论知识进行实际应用能力的培养, 培养地方院校应用型人才, 提高学生就业的竞争力, 近几年来, 取得了较好的效果. 然而, 教学改革永无止境, 在分子生物学教学方面还有很多的内容需要摸索与实践, 比如在课程网站建设等方面还有待完善, 我们将继续努力将工作做得更好.

[1] 朱玉贤, 李毅, 郑晓峰. 现代分子生物学[M]. 3版. 北京: 高等教育出版社, 2007.

[2] 全妙华, 胡兴, 魏麟, 等. 分子生物学课程教学改革初探[J]. 怀化学院学报, 2012, 31(2): 88-89.

[3] 杨东英, 郑世英, 焦传珍, 等. 分子生物学理论教学改革的探索[J]. 科技信息, 2007(27): 327.

[4] 李红梅, 周波, 许凤. 多媒体教学软件建设和在课堂教学应用实践中的思考[J]. 中国医学教育技术, 2006, 20(2): 131-132.

[5] 龚莉, 周多奇. 分子生物学教学改革初探[J]. 赤峰学院学报: 自然科学版, 2010, 26(6): 210-211.

[6] 欧阳乐军, 袁长春, 黄真池, 等. 北方高师院校生物化学与分子生物学课程教学整合浅谈[J]. 当代教育理论与实践, 2011, 3(9): 76-77.

Teaching reform and exploration of molecular biology course in local universities

LUORENG Zhuo-ma, WANG Xing-ping, LI Feng, LI Rong, ZHANG Jian-ping, CHEN Chun-xia

(College of Life Science, Hunan University of Arts and Science, Changde 415000, China; Zoology Key Laboratory of Hunan Higher Education, Hunan University of Arts and Science, Changde 415000, China)

Molecular biology course is one of the professional courses in life sciences, which knowledge points are more abstract content, practical. In order to improve the students’ abilities of the practice and innovative in local college, the teaching reformations including re-positioning, course content, teaching methods and assessment methods are performed according to the problem during the teaching process for molecular biology, which especially to train practical skills, innovative thinking and creative ability for the students. These measures are taken and the good results are acquired from the reformation.

molecular biology; biological science specialty; curriculum reform; applied talents

G 642.0

1672-6146(2012)04-0073-03

10.3969/j.issn.1672-6146.2012.04.016

2012-10-12

湖南文理学院2011年教研项目(JGZC1110); 湖南文理学院精品课程建设项目.

罗仍卓么(1978-), 硕士, 从事动物基因表达调控方面的教学和科研工作. E-mail: luorenzhuoma@163.com

王兴平(1978-), 博士, 副教授, 主要从事生物化学与分子生物学相关的教学和科研工作. E-mail: nwsuafwxp@yahoo.com.cn

(责任编校:谭长贵)