王 佳
(西南大学植物保护学院昆虫研究所,重庆 400716)
分子生物学是现代生命科学研究中的基础,近几十年来已取得的了飞速发展,在医药、农业、工业等方面带来了深远的影响,在此基础上创造了巨大的经济和社会效益,并直接改变了人类的生活[1]。有人甚至预测,21世纪将是一个生物技术的时代。由于该学科的重要性,目前已成为高校多个专业的基础课程之一,其中包括农学类相关专业。然而,分子生物学的发展速度日益加快,知识不断更新,新概念、新理论、新方法层出不穷,造成该学科知识体系庞杂、抽象、枯燥,给教学带来了一定难度。为应对学科发展的形势,提高教学质量,培养更多的专业人才,本文根据实际情况从教学内容、教学方法的改革、效果评价等方面对农学类专业分子生物学的教学改革进行探讨。
教材是对各门学科的经典总结,是学生获取知识的首要途径,一本合适的教材对教学有巨大的推动作用,然而目前尚没有针对农学类专业编写的分子生物学相关教材,只能从近年来国内出版的多本分子生物学教材中进行选择,如:杨荣武编著的《分子生物学》、朱玉贤编著的《现代分子生物学》、赵亚华编著的《分子生物学教程》、郑用琏的《基础分子生物学》等。经过比较与分析,我们选用了赵亚华编著的《分子生物学教程》,该教材以简明的形式概括了分子生物的核心内容,既全面重点地阐述了该学科的理论基础,又突出介绍了学科发展的前沿动态,是指导学生掌握分子生物学基础知识的理想教材[2]。
分子生物学课时有限但内容丰富,只有适当调整教学内容,才能在有限的时间里使学生掌握该学科的基础知识。这要求授课时突出基础知识点,对过于深奥或者针对性很强的知识点可忽略不讲,如所选用教材的第12章介绍病毒的分子生物学,该部分与医学联系较为紧密,而与农学关联较少,因此可不予以讲解。另外,该学科与生物化学、遗传学等学科相互联系、相互渗透,有较多重叠的知识点,在课堂上可采用复习的方式提及即可[3]。在教学实践中,还应注重与学科发展的前沿性保持同步。虽然目前在生命科学领域仍存在大量的未知之处,但随着生物技术的飞速发展,人们对生命的认识将会越来越深刻,现有知识体系将逐步得以完善。因此,教师在授课过程中需关注相关领域的发展,及时对教学内容进行修改,淘汰陈旧的、过渡性的和验证性的知识,增添新知识、新进展以及新热点[4]。此外,授课中应强调该学科与农业相关学科的交叉以及在农业中的应用。以讲解核酸分子杂交为例,课本上大量讲述杂交的条件、动力学曲线以及影响因素,而对实际应用方面提及较少,在农业相关领域的应用更只字未提,因此在授课时可适当进行扩展。比如介绍在核酸分子杂交的理论基础上设计生物芯片用以快速检测检疫性害虫,避免其大规模扩散。将抽象的知识与形象的实际应用相结合,不仅便于加深学生的理解,也有利于扩宽知识面,培养自身的创新思维,对学生以后从事相关研究起到很好的引路作用。
由于分子生物学的教学具有很强的逻辑性与连贯性,学生对任何基础知识点的曲解或遗漏都可能导致随后的学习效率降低,而本学科的复杂与抽象等特点更加大了理解的难度,成为提高学习效率的主要障碍之一。实践证明,培养学生学习的兴趣是提高学习效率的必要措施之一,因此,在分子生物学的教学实践中应引入多种手段激发学生的学习兴趣。首先,可在教学中合理地穿插具有趣味性、新颖性和启发性的内容作为点缀和辅助手段。例如在学习基因突变的知识点时,可先介绍人们已利用人为诱导基因突变的方法培育出许多具有很高观赏价值及经济价值的花卉新品种;也可与一些热门的科幻影视作品相联系,加深学生对该知识点的印象。这种将知识点与学生兴趣相结合的讲解方式可激发学生对了解知识的欲望。其次,教师应在恰当的时候给学生创造一个成功的机会,因为一个人在成功时会情绪高昂,兴趣倍增;而连续多次失败后则难免会产生消极情绪[5]。教师应因人而异,对不同层次的学生在适当的时候进行相应的鼓励与肯定,激发他们的自豪感和荣誉感,使学生在充满自信和欢乐中学习。
传统的教学方法,着重于系统知识的学习,通常采用教师讲、学生记的模式,这不仅容易使学生产生疲劳,也不利于提高学生的能力与创造性。因此,在分子生物学的讲解中,应改变传统的教与学的模式,采用组合式的教学方法[6],使学生在教师的引导下主动参与教学。比如在课堂上创造问题情境,引导学生质疑、设疑、释疑,充分发挥学生的主体作用,还应尽量引导学生自己对教师讲解的知识点进行归纳总结,加深对知识点的理解程度。此外,在授课后可适当设置思考题,鼓励学生组成小组,共同查阅文献、积极讨论,最终完成题目。在整个教学过程中,教师不仅充当了知识传授者,也是学生学习的合作者、引导者与参与者[7]。
分子生物学的基本理论与概念涉及的内容属于微观层面,导致学生缺乏相关的直观感受,增加了理解的难度,给教学带来较大的障碍,所以要求教师充分利用现代化的手段辅助教学。丰富的网络资源与教学软件为改进教学提供了便利的平台,可以从中获取或制作大量的相关图片、视频、动画等加以利用,从而使教学情境更加生动,使抽象的内容形象化、具体化,以达到化深为浅、化难为易的目的,有利于提高教学质量和效率[8]。比如在讲解蛋白质的合成时,由于有较多的因子参与其中,导致课本上的插图显得较为复杂、生硬,不易理解。教师制作课件时可对该部分内容采用动画的形式分步骤呈现,并从网络上下载相关视频配合教学,从而使复杂的过程一目了然。
分子生物学是一门实验性学科,实验教学环节不仅能促使学生掌握基本理论、基本知识和基本技能,也能培养学生实践动手能力和创新思维能力。而目前本校开展的分子生物学实验教学中存在知识点分散、系统性不强、内容单调陈旧等问题。此外,由于对实验设备要求高,试剂昂贵,实验周期较长等因素限制,导致实验教学效果不甚理想。因此有必要对实验课程的教学内容、教学计划、课时安排等方面进行改革。
分子生物学实验必须有理论知识做支撑,因此实验课程应开设在理论知识讲解以后。另外,通过教师对实验内容讲解以及学生亲自操作的过程又能巩固与加深学生对理论知识的理解。实验内容应由浅入深、循序渐进,强调系统性、综合性、连贯性[9]。采用模块化的实验设计为比较合理的做法,每个模块包含若干个独立的实验项目,各实验项目之间环环相扣,构成一个系统[10]。如将核酸提取、核酸质量检测、PCR扩增、电泳分析等独立实验按顺序组成一个系统性的模块,这样有利于学生掌握整个实验的原理和目的。同时,实验课程可尽量与农学类专业联系起来,比如上述PCR实验的目的可设计为农作物某病原物的分子检测。这种为了解决实际问题而进行的实验会使学生理解更为深刻,解决问题后的成就感会进一步调动学生的积极性。然而,每一个实验模块将消耗大量时间,因此需要教师合理安排时间将各模块中的独立实验顺利衔接。
为了更客观地评价学生对分子生物学的学习情况,应采用多元化的考核方式,其中包括:(1)闭卷考试。主要考查学生对理论基础知识的掌握。所占比例为45%左右;(2)课堂作业。在教师的要求下,学生以书面报告的形式对课堂教学内容进行归纳总结,或对某些问题进行阐述,或对某些课题进行实验方案设计。主要考查学生主动性、基础科研素质、创新意识、解决问题的能力等。所占比例为35%左右;(3)平时成绩。从出勤率、课堂表现、实验报告等方面进行评价,所占比例为20%左右。综合性的评价体系避免了以往单一采用闭卷考试所带来的弊端,更加客观地反映了学生的真实水平和学习态度,也符合素质教育培养实用型人才的要求。
[1] 龙华.分子生物学的发展[J].生物学通报,2005,40(5):58-60.
[2] 赵亚华.分子生物学教程[M].北京:科技出版社,2012.
[3] 戚晓利,张丽敏,薛纯美.分子生物学教学改革的探索[J].生物学杂志,2003,20(6):51-52.
[4] 林谦.分子生物学教学改革探索[J].安徽农学通报,2011,17(13):215-216.
[5] 陶萍,屈兰竺.浅谈在生物化学教学中如何培养学生的学习兴趣[J].安康师专学报,2005,17(6):121-122.
[6] 谢安邦.高等教育学[M].北京:高等教育出版社,1996.
[7] 郑敏,葛继稳,侯新东.如何激发学生学习植物生物学的兴趣[J].生物学杂志,2012,29(6):105-107.
[8] 刘中成,张艳芬.药学专业分子生物学教学改革的实践与探索[J].医学研究与教育,2011,28(5):80-83.
[9] 丁勇,龚秀会,刘小烛,等.林业院校分子生物学实验教学改革与探索[J].实验室研究与探索,2010,29(8):106-108.
[10]何华纲,朱姗颖,姜松,等.分子生物学与基因工程实验教材建设初探[J].生物学杂志,2013,30(1):95-96.