浅谈分子生物学课程教学改革

赵欢

(西华师范大学 生命科学学院，四川 南充 637009)



浅谈分子生物学课程教学改革

赵欢

(西华师范大学 生命科学学院，四川 南充 637009)

分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科，是高等师范院校生物科学及相关本科专业的专业基础课。为了提高分子生物学的教学质量，笔者结合自身的教学经验，从理论课教学、实验课教学和考核内容等方面对分子生物学课程进行了教学改革，以期为完善课堂教学提供参考依据。

高等师范院校；分子生物学；教学改革

分子生物学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示生物世界的奥秘，由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科[1]。分子生物学是高等师范院校生物科学及相关本科专业的专业基础课，它发展迅速，覆盖知识面广，理论性强，且与遗传学、生物化学、细胞生物学等学科关系密切，在生物学基础理论的学习中占重要地位。学好该门课程，有助于学生今后从事分子生物学相关工作，或为研究生阶段的学习奠定基础。结合我院申报建设的四川省省级精品课程分子生物学，笔者分别从理论课、实验课和考核方式三方面对分子生物学课程的教学改革进行了一些探索和分析，以期为完善课堂教学提供参考依据。

1　理论课的改革与方法

1.1做好课前准备

经典的分子生物学教学内容主要以“基因”为主线，围绕基因的复制、RNA的转录、蛋白质的翻译与基因的表达调控等基础理论依次展开，还包含分子生物学研究方法及原理(DNA、RNA、蛋白质操作技术及基因功能研究技术)等内容。教师在备课的过程中应注意在重点强调基本概念和理论的基础上，进一步将教学内容系统化。同时，还应查阅其他国内外的参考教材和参考其他高校的精品课程视频, 博众家之长使教学过程更丰富。此外，分子生物学课程具有内容抽象、不易理解等特点，备课过程中还考虑到不同专业的学生对新知识的接受程度，为课堂教学做好充分准备。

1.2教学过程的改革

分子生物学课程课时有限且部分知识已在遗传学、生物化学、细胞生物学等课程中有所涉及，如染色体、DNA的结构、修复等章节，故教学过程中应重难点突出，简单复习已学过的知识，重点讲述新知识并进行归纳总结，并引导学生将分子生物学的教学内容和各学科知识进行有效衔接，以加强学生学习知识的系统性。在教改过程中，还应对DNA和RNA基本操作技术、基因芯片及数据分析、酵母双杂交系统、转录组测序、蛋白质质谱分析、转基因技术等内容进行适当的扩展细化，便于学生的理解掌握。同时还应注重理论与实践相结合，适当补充分子生物学与疫苗生产、疾病的预防和诊断、基因治疗及动植物发育调控等内容，提高学生的学习兴趣。

教学过程中尽量采用双语教学，讲述专业名词时应在其后附上相应的英文，扩大学生的专业词汇量，如转录(transcription)、翻译(translation)、基因捕获(gene trapping)等；部分内容应采用英文原版教材授课，英文教材可以参阅Phil Terner的《分子生物学》(第三版)、Jocelyn E. Krebs的GenesⅩ和James D. Waston的《基因分子生物学》(影印版)等。开展分子生物学的双语教学，教学内容与国际接轨，有助于开阔学生的视野与思路，更准确地理解掌握教学重难点，提高英语水平。此外，确定相关的国内外杂志如《Nature》《Science》《Cell》《The Plant Cell》《Molecular Biology》《中国生物化学与分子生物学报》和《中国农业科学》等为参考资料，扩大学生的知识面，激发其对本门课程的学习热情。

针对分子生物学知识更新较快等特点，可采用讲座或专题的形式介绍分子生物学的新趋向和新进展，以便学生及时了解学科前沿。例如，自2006年Andrew Fire和Craig Mello因“基因沉默”技术获得诺贝尔医学生理学奖以来，近10年对miRNA和siRNA的研究持续升温，在讲述相关章节时，任课教师除应讲解其基本概念及作用机制外，还可通过查阅国内外发表的高水平文章，补充近年来取得的科研进展，同时设定相关的课题，让学生课后分组讨论、设计实验方案，并进行课堂展示，培养学生的兴趣和创新能力。

1.3多种教学手段与教学方法结合

传统的灌输型教学方法呆板单一，课堂气氛沉闷，教学效果不理想，学生未能深入理解和灵活运用知识点。在教改过程中，应以教师为主导，以学生为主体，采用启发型教学引导学生思考，主动地获取知识[2]。如在介绍《原核基因表达调控》章节中的色氨酸操纵子调控模型时，通常的教学模式是先介绍色氨酸操纵子的结构，然后介绍操纵子的阻遏系统，最后是弱化子与前导肽。笔者尝试对教学过程进行了改进：首先，介绍有关色氨酸操纵子研究中发现的科学现象，提出问题，激发学生的好奇心；然后，通过介绍色氨酸操纵子的负阻遏系统，让学生探讨理论是否完整及存在的问题；随后介绍弱化子与前导肽的内容，让学生自主从中提炼色氨酸操纵子模型的调控机理；最后以图的形式将整个过程进行归纳总结。通过这样的教学方式，不仅可增加教学互动，同时学生学会了如何从科学现象中发现问题，如何从实验结果中分析总结，对已经总结出的理论或假说，提出质疑，设计方案进一步验证。

组合式的教学法是指将两种或两种以上的教学方法综合应用[3]。在分子生物学教学过程中，宜采用比较法和归纳法三者相结合，在课堂教学中引导学生比较学习并归纳结论, 锻炼学生的思维能力。如讲述RNA剪接时，首先可回顾断裂基因的定义，然后分别详述3类自剪接内含子的特点，再结合书本知识将它们的异同制成简表进行比较分析，加深学生的理解(如表1所示)。

表1　RNA剪接的3种类型

分子生物学教学涉及诸多大分子空间结构、相互作用与功能等方面，内容抽象难懂，教师在教学过程中可综合运用板书、课件和动画等多种教学手段全方位、多视角、多层次地演示，突破教学难点，提高教学效果[4]。如讲述肽链延伸时，可采用课件结合视频、动画等方法展示蛋白质合成过程中的氨基酸活化(AA-tRNA的形成)、翻译的起始、肽链的延伸(AA-tRNA)与核糖体的结合、肽键的生成和移位)和肽链的终止等过程，可使抽象的教学内容变得直观、生动、形象，便于学生理解。让学生自制视频或音频，寓教于乐，调动学生学习的积极性和主动性，如在讲述转基因动植物时，学生通过多渠道获取相关信息，并采访不同年龄、性别、专业、学历、生活背景的人对转基因动植物的看法自制视频，进行课堂展示，再分组讨论，从而扩宽学生的视野并增强其自主学习的兴趣。

目前，互联网已累积了海量的生物信息资源，包括生物信息数据库、在线工具以及免费下载的生物软件，主要涉及基因克隆、识别与定位，信号通路及蛋白质序列、结构预测与功能分析等多个方面[5]。其中，最常用的分子生物学网络信息资源包括 GenBank、EMBL、DDBJ 三大核酸序列数据库及瑞士生物信息学研究所的蛋白质分析数据库(Expert Protein Analysis System，简称 ExPASy)。在教学过程中，合理有效地运用这些资源，有助于提高学生信息收集和分析的能力。如在讲授基因克隆时，通过一个具体实例说明GenBank的查询方法，并将查询出的核苷酸序列上传至ExPASy进行氨基酸的翻译，序列的特征分析，结构域及蛋白质二级、三维结构的预测等，取得了良好的课堂教学效果。

2　实验课的改革与方法

分子生物学是建立在实验基础上的一门科学，学生除了应具有的理论知识，还应掌握一定的实验操作技能。由于分子生物学实验课的学时、设备和经费有限，实验课教学一般将几个学生分为一个小组，或个别毒害性大的实验只由实验教师演示，对学生动手能力的培养不够，实验教学效果不够理想。

为了提高实验教学效果，我院在现已开设的动物和植物基因组DNA提取、DNA浓度测定、PCR扩增及琼脂糖电泳等基本实验的基础上，开设高性实验供学生选做，如未知真菌种属的鉴定、功能基因的原核表达及特定基因在动(植)物不同组织器官中表达差异性的检测等，使学生能灵活运用多种实验手段解决问题，培养学生的科研兴趣和积极性。此外，动员科研能力相对较强、经费充足的中青年骨干教师实施带教，学生积极主动地查阅国内外相关的参考文献，设计实验方案，实验过程由教师全程把关，教学效果较为明显。

3　考核方式的改革与方法

分子生物学课程建设的目的在于培养学生良好的学习和实验习惯，锻炼他们分析和解决问题的能力，提高他们的分子生物学科学素养及创新能力。仅依据期末考试的卷面成绩进行评定具有一定的局限性，考核方法应侧重对学生综合素质的考察。一是理论课程考核，占期末总成绩的70%，包括考勤(5%)、查阅资料情况(15%)、科学问题的分析能力(15%)、讨论成果展示(25%)、期末考试卷面成绩(40%)5个方面，按照加权值计算总分。二是实践课程考核，占期末总成绩的30%，包括考勤(5%)、环境卫生(5%)、实验预习(15%)、实验操作(30%)、实验报告(含结果分析与讨论，45%)5个方面，按照加权值计算总分。

4　结语

分子生物学课程的教学改革是一项长期而艰巨的任务，一方面，教师应通过不断学习，自我提升，及时更新学科前沿，加强和全省师范类兄弟院校分子生物学教师的交流与合作；另一方面，还应注重将理论教学与实践相结合，培养学生的创新能力、自主学习能力和实验操作技能，为培养高素质、创新型人才奠定基础。

[1] 朱玉贤,李毅,郑晓峰,等.现代分子生物学(第四版)[M].北京：高等教育出版社,2013.

[2] 陆海.分子生物学理论课程教学模式改革初探[J].教育与教学研究,2010(1):102-103.

[3] 谢安邦.高等教育学[M].北京：高等教育出版社，1996.

[4] 王荣,刘勇,姜双林.高等师范院校分子生物学课程教学改革与实践[J].生物学杂志，2012(1):100-102.

[5] 许伟,王益群.工科《分子生物学》教学改革探索与实践[J].中国科教创新导刊,2009(19):24-26.

(责任校对王小飞)

10.13582/j.cnki.1674-5884.2016.10.001

20160418

西华师范大学青年教师资助专项项目(14D012)

赵欢(1982-)，女，四川雅安人，讲师，博士，主要从事生物化学与分子生物学研究。

G642.3

A

1674-5884(2016)10-0082-03