师范院校本科生分子生物学教学改革与实践

郭明欣　李苏楠　邵培胤

【摘 要】分子生物学是以核酸、蛋白质作为研究对象，从分子水平研究生命本质的一门新兴学科。针对分子生物学教学内容多、难点重点多、内容抽象难以理解等特点，结合师范院校特点和本人多年从事一线分子生物学教学的经验。对分子生物学教学改革进行了初步的探索，包括修订教学大纲、运用多媒体和动画、透过经典故事激发学生兴趣、学生登台讲课等措施，对提高学生的学习能力及其对分子生物学的兴趣，起到了良好的促进作用。

【关键词】分子生物学;师范院校;教学改革;学习兴趣

中图分类号： G642;Q-4文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）30-0085-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.30.043

Study on the Reform of Molecular Biology Teaching for Undergraduates in Normal Universities

GUO Ming-xin LI Su-nan ZHAO Pei-yin

（College of Life Science，Luoyang Normal University，Luoyang Henan 471934，China）

【Abstract】Molecular biology is a new subject that studies the nature of life at the molecular level through nucleic acids and proteins. With the characteristics of molecular biology： more teaching content， more difficult points， and difficult to understand. Combined with the characteristics of normal colleges and my experiences in molecular biology teaching. The teaching reform has carried out， including the revision of the syllabus， the use of multimedia and animation， the stimulation of students interest through classic stories， and the lectures of students on stage， These programs has improved students learning ability and their interest in molecular biology.

【Key words】Molecular biology; Normal colleges; Teaching reform; Learning interest

0 前言

分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能及其相互作用关系，以及基因表达调控机理的学科，是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘和生命的本质，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]。近年来分子生物学蓬勃发展，不断完善，已成为生命科学领域里应用最广泛且最有活力的学科之一。自2001-2015年的15年间，诺贝尔奖委员会有八次将诺贝尔化学奖授予生物学家，以鼓励他们在分子生物学领域的杰出贡献（表1）。分子生物学相关理论与技术对于推动生命科学的发展起着举足轻重的作用。

表1 2001-2015年与生物相关的诺贝尔化学奖

分子生物学课程是我校生命科学学院生物科学、生物技术、应用生物科学三个专业的专业必修课。近几年来，本人一直从事本校生物科学专业分子生物学的教学工作。在教学过程中发现，与别的课程相比，学生普遍反映该课程难度大，知识点多且大部分是抽象的知识，书中的内容均是微观世界的。对于之前很少进入实验室的学生而言，分子生物学所讲解的内容确实有很大的难度，而且分子生物学发展迅速，有很多新的知识点，学生学习和记忆较为困难。目前部分教育工作者对分子生物学教学进行了尝试的改革，例如金波等（2018）探索了学生自主学习為主的学习模式在分子生物学中的应用[2];张国华等（2018）总结了民族院校分子生物学教学改革的方法[3];金晶等（2018）探索了医学专业分子生物学教学方法的革新与实践[4]。然而目前还没有针对师范院校分子生物学课程教学改革的报道。本人针对学生在学习分子生物学过程中面临的困难，结合自己的教学经验，进行了系列的研究和改革，提高了学生学习的积极性和主观能动性，并使课程更加通俗易懂，学生容易理解，取得了显著的教学效果。

1 师范院校分子生物学教学存在的难点与问题

1.1 分子生物学内容多，难度大

与其他课程相比，分子生物学的教学内容较多，既包括基础的分子生物学知识，例如染色体与DNA、DNA的复制、转录与翻译;也包括拔高的知识点，例如分子生物学的研究方法，原核和真核生物的基因表达调控。对于大学本科生而言，对于分子生物学的粗浅的认识一般还停留在高中生物教材所教授的内容，对于分子生物学中入突然增多的知识点，一时难以接受，而且该课程所教授的很多内容均属于微观世界的范畴，例如DNA、RNA、蛋白质等，学生反映太过于抽象，不像其他课程，例如植物学、动物学等课程易于理解。

1.2 分子生物学实验条件不足

分子生物学是一门典型的实验学科，需要理论联系实践，学生多进入实验室进行实验操作，这样更容易理解课堂所讲授的内容。然而受实验课时、设备数量、场地等多方面的限制，分子生物学实验分组人数一般为4～5人，很难满足每一位学生动手操作的需求。受课题经费、实验室条件等因素的限制，除实验课之外，学生进入实验室进行实验操作的机会也相对较少。这就导致学生对于课程的理解仅仅停留在教材讲授的层面。

1.3 师范学生学习分子生物学存在的问题

本人近年来主要讲授生物科学专业的课程，该专业是师范专业，毕业的学生有一部分要从事中学生物学教学工作。因此，在教学中一方面注意引导学生学习专业只是，另一方面本人也注意教授学生讲课的方法，启发学生在以后的教学工作中怎样让中学生对生物课程感兴趣，更容易学懂学会。生物科学专业分子生物学的学时仅有36学时，而教学内容又相对较多，怎样在有限的学时内将重要的知识点讲完、讲透彻也是一个需要认真钻研的课题。

2 分子生物学教学改革初探

那么如何在教师的引导下，将该课程深奥难懂的、复杂的知识理论变为浅显易懂的、形象具体的分子生物学知识，为学生进一步学习和掌握相关专业知识奠定必要的基础呢？结合我校实际情况和本人多年的教学实践经验，对该课程的教学改革，提出如下建议：

2.1 修订教学大纲

对于生物科学的学生来讲，分子生物学是最重要的课程之一。然而由于各方面的原因，该课程的学时仅有36个学时，在有限的教学时间内，很难面面俱到。因此，下次修订本科生培养计划时需要将学时提高到54个或者更多个学时。目前在有限的学时内，应该重点讲述染色体与DNA、转录与翻译等即基础又重要的部分，对于原核基因的表达调控则可以适当的降低学时，一方面原核基因的表达调控内容不多（相比其他章节，例如真核基因的表达调控、分子生物学研究方法等），另一方面未来从事原核生物研究的可能性较真核生物相对较低。

2.2 运用多媒体、动画

分子生物学的概念、原理较多，而且大多比较抽象，学生不容易理解，只有通过教师课堂面授，才能将枯燥的、抽象和难以理解的知识点变的直观生动。本人在教学中一直运用PPT，将抽象的知识点通过图片、视频等形式展示出来。例如介绍DNA的半保留复制时，如果仅仅通过书本上文字的描述，学生很难理解为何通过氯化铯密度梯度离心实验就可以证明DNA是半保留复制。通过图片等形式模拟DNA复制，学生就能很容易理解什么是DNA的半保留复制。比如在介绍PCR原理的时候，通过书本的知识学生知道PCR主要包括三个步骤：变性、退火和延伸。然而通过给学生播放PCR循环的视频，加深了学生的理解和学习兴趣，特别是在讲到PCR前两个循环，得不到我们想要的目标片段时，学生基本不理解，而通过反复的观看视频后，学生才恍然大悟其中的道理。因此，我们制作分子生物学课件时，充分利用网络资源，既紧扣教学大纲、突出重点和难点，又充分利用多媒体的优势，使学生轻松、愉快的学习。

2.3 透过经典故事激发学生兴趣

近一个世纪以来，分子生物学的发展从无到有，到今天的蓬勃发展，离不开先贤们的智慧和付出，是一代又一代的先贤们，像孟德尔、摩尔根、沃森、克里克、麦克林托克、穆利斯等等。他们的汗水和璀璨的成果推动了分子生物学快速的发展。这些伟大的科学家他们对工作孜孜不倦的热情，执着的精神是我们值得学习的地方，透过他们的故事，明显提高了学生们对课程的热爱和对科研的理解。比如1983年获得诺贝尔生理或医学奖的麦克林托克，她一生的经历非常传奇，用尽一生的时间和精力都在研究玉米遗传学，提出了著名的转座子学说。然而这个学说在1940年代提出时并不被大家认可，在随后的30年间也一直没有被当时的学术界所承认。直到1976年，在冷泉港召开的DNA插入因子、质粒和游离基因”专题讨论会上，人们才明确地承认可用麦克林托克的术语“转座因子”来说明所有能够插入基因组的DNA片段。这时，人们才真的对她刮目相看了。麦克林托克在密苏里大学工作期间，却是个被院方认为“制造麻烦的人”。行为举止有些疯狂：周末到办公室忘带钥匙，她爬上楼边的建筑物，从窗子里钻进去;学校明令禁止晚上11点后学生留在实验室，但她总鼓励学生继续干下去。同事们也不大喜欢与她相处。这个女人思路敏捷的让人跟不上，而她又缺乏耐心，不愿跟同事解释和争辩。这让周围的人觉得麦克林托克“自以为是。后来迫不得已离开密苏里大学前往位于纽约的冷泉港国家实验室工作，在那里通过研究玉米籽粒的色斑发现了转座子现象。在整个近代生物学的发展历程中，PCR的发明具有重要的里程碑意义。而PCR的发明者穆利斯博士的经历，也让学生受益匪浅。穆利斯在生物技术公司Cetus任职期间，发明了PCR技术，是为数不多的在公司任职而获得诺贝尔奖的科学家。获得诺奖后，穆利斯说，他是在从伯克利开车去门多西诺的途中想到这一突破，在一条黑暗的路上，他“灵光一闪解决了DNA化学中最令人头疼的问题”。看来灵感也很重要。除了对老本行生物感兴趣，穆利斯還对天文学、占星术等感兴趣，平时闲暇时喜欢到大海冲浪，是一个爱好广泛的科学家。通过对麦克林托克、穆利斯等伟大科学家轶事的介绍，即让学生看到了在科研中坚持的重要性，也增加了学生的兴趣，看到科学家有趣的另一面。

2.4 结合师范学院特点，让学生登台讲课

因为本人讲授的生物科学专业是师范专业，部分学生毕业后要从事中学生物课程的教学工作。因此，在教学过程中，有意让个别学生就某一个知识点进行讲解，一方面督促学生认真听讲，另一方面锻炼学生的讲课能力，取得了较好的效果。

3 结语

分子生物学是整个生命科学的基础理论与方法的支撑，也是大学泛生物专业最为重要的课程之一。因此，作为一名高校教师，在把分子生物学基础理论讲授好的同时，更重要的是如何提升学生的学习兴趣，培养学生学习的主观能动性。这样才能更好完成教师的职责，也促使教师不断提高自身素质，不断探索实践、不断总结体会，为把教学工作开展的更有活力，为培养新时代高素质的合格人才努力。

【参考文献】

[1]朱玉贤，李毅，郑晓峰.现代分子生物学[M].北京：高等教育出版，2016.

[2]金波，陈铌铍，钱朝东，高承贤，邵铁娟.分子生物学自主学习为主的教学模式改革初探[J].教育现代化，2018（45）： 55-57.

[3]张国华，卢建雄，刘丽霞.民族院校分子生物学课程教学改革研究与实践[J].科教文汇，2018（437）：53-54.

[4]金晶，王红胜，欧田苗，杜军，毕惠嫦.药学分子生物学教学改革实践[J].基础医学教育，2018（20）：1060-1061.