关于分子生物学教学改革的初探

2019-09-03 版权声明 举报文章

[摘要] 根据分子生物学课程和实验教学过程中存在的问题,本文分别从分子生物学课程教学和分子生物学实验教学的角度对该课程的教学方法改革进行了一些初探。

[关键词]分子生物学 实验教学 课程教学 改革

分子生物学自20世纪50年代以来就是生物学的前沿与生长点,主要研究的是生物大分子的结构和功能,并试图根据化学和物理规律来解释生命现象,是生命科学在发展的过程中产生的一门学科。分子生物学这门学科是高等院校生物专业开设的主干课程之一,其自身特点是:理论性强、符号名词多、模型假说多、难懂难记。照本宣科式的教学方式很容易使学生对抽象的专业内容无法理解,教学效果不好,因此,需要我们大胆进行教学改革,采用引导,启发,讨论等教学手段,适应时展需要,培养学生良好的专业素质和获取知识的能力。

一、分子生物学课程教学改革

1.分子生物学课程教学存在的问题

分子生物学的理论性很强,有一定难度,如果采用填鸭式教学的方法会大大遏制学生学习的兴趣,影响学习积极性。另外,分子生物学的教材种类较多,有些是按照生物大分子的结构功能和应用等来编排的;有的是围绕中心法则来编排的;有的是按照分子生物技术的类型来编排的,可能存在与基因工程,生物化学等课程相互重复,相互渗透的情况。

2.分子生物学课程教学改革的方案

(1)优化课程教学内容

分子生物学课程中设计生物大分子结构的内容可以适当简化,避免课程之间的重复,分子生物学实际上是由生物化学延伸而来的,许多教材中重复了大量的生物化学中的有关内容,这部分内容讲解时可以压缩,而突出分子生物水平上的新知识,包括分子机制的原理,分子间相互作用关系,最新的分子生物学研究方法等核心内容。结合Nature和Science的最近研究成果,使学生了解目前国内外分子生物学最新的研究热点。

(2)课程教学方法的改良

分子生物学的理论知识,例如DNA复制,转录,翻译;基因表达调控等内容抽象,由于这些生物大分子是看不见摸不着的,本身学生也只有一个模糊的认识,如果再加上生硬重复的转录复制等机制,更容易使学生听得云里雾里,严重打击其学习积极性。因此,必须结合多种教学方式,采用提问题,引出学生的思路,对一些日常生活中常见的现象,例如,父母与子女的长相为何很相似,刑侦案件通过血迹破案的原因,镰刀型贫血病的产生机制,微生物为何生产出效果极佳的药物等等,可以将这些内容作为一

个个的切入点,剖析其机制及理论的依据(即教材内容),这些与生活和专业相关的话题可以激发学生的求知欲与好奇心,说明学好这门学科的实际意义。教师备课应依据教学内容要求、学生生活经验积累, 寻求有利于教学的生活案例,找到学科教学与生活教育的结合点, 把学生感兴趣的问题提示给学生。另外分子生物学课程中不乏经典的实验发现和重要技术发明,此时要从探索发现的角度剖析这些重要发现和发明产生的偶然性与必然性,使学生能够理解自然科学中的奥秘的发掘过程,学习科学家们的研究精神和方法,明白“授人以鱼”不如“授人以渔”的道理。

(3)教学资料的整合

通过将每节课的主要内容整理发给学生,让他们自己可以复习,提出问题后进行一一讲解。课堂上对幻灯内容进行选择性地研讨,引发学生进行课堂讨论,并安排学生组成兴趣小组,拟定题目进行分组讨论,最后在课堂上用幻灯讲解自己的观点,并将幻灯资料收集印发。

二、分子生物学实验教学改革

1.分子生物学实验教学存在的问题

分子生物学的理论性较强,如果实验内容安排过少不利于理论知识的理解,目前理论学时与实验学时的比例为2.5:1,如果进行系统实验需要更长的实验学时,分子生物学的实验试剂昂贵,实验周期长,一般高校都受到实验经费的限制,在此情况下,更需要高效地利用教学资源开展综合性强的实验。学生在课程实验过程中,经常反应出内容过于单一,系统性不强的问题。

2.分子生物学实验教学改革的方案

分子生物学实验是解析分子生物学重要理论知识的手段。随着社会各方面对学生动手能力、综合素质和创新能力提出了更新、更高的要求。生物专业本科学生的实验课程可以综合性实验为主,便于深入理解理论知识,在此基础上引入一些具有设计性的实验项目。通过开设综合性实验培养学生的综合分析能力、实验动手能力及查阅中外文资料的能力。通过开设设计性实验的目的在于着重培养学生独立解决实际问题的能力、创新能力、组织管理能力和科研能力。

(1)综合性实验教学方案改革

由于分子生物学与基因工程在实验方面有较多重复的内容,可以结合专业特点将分子生物学实验,基因工程实验和其他专业课程实验部分融合在一起,组合成有特色的生物专业综合实验。因为各个高校的生物专业各有侧重点,包括环境,食品,植物,防疫等诸多方向,通过结合专业方向将分子生物学与其他专业方向课程实验综合起来,最后提交综合实验论文。生物专业学习的科目较多,课业较重,想要学好学精必须投入大量精力,如果教师在教学过程中结合课程的交叉性,设立系统性较强的综合实验,便于学生在头脑中建立完整的专业框架。例如,食品发酵专业的综合性试验可以将:食品中几种重要工业微生物的分离纯化;微生物的PCR鉴定及扩增产物的回收;克隆及转化大肠杆菌实验;质粒提取及定性定量分析;蛋白质SDS-PAGE电泳;利用分离纯化的微生物进行发酵实验等内容结合在一起建立系统的涵盖分子生物学,基因工程,食品发酵的综合性实验课程。这部分内容主要结合的是专业基础课程和专业课程的实验,使学生真正体会学习到生物专业的应用性。

(2)设计性实验教学方案改革

设计性实验可由指导教师出题目、给方案、给实验目的要求和实验条件,由学生自己拟定步骤、自己选定仪器设备、自己处理数据。更进一步的设计性实验则是在指导教师出题后,全部由学生自己组织实验,甚至可以让学生自己选题、自己设计,在教师的指导下进行,以最大限度发挥学生学习的主动性。例如,通过不同的方法对蚕豆进行胁迫处理,然后检测某基因及表达水平的变化;或以原核细胞为主体,给予不同的条件处理,分析蛋白表达的变化等探究学习。虽然强调学生学习的自主性,但决不能放弃教师的指导和帮助。

综合性实验和设计性实验根据具体情况进行调整,但分子生物学实验课程与其他相关课程的结合对生物专业的学生更加系统地学习专业理论与技术是很重要的。

3.实验教学方法的改革

如果没有有效地利用方案,发挥方案的优势,使学生对项目产生浓厚的兴趣和主动性,实验可能达不到理想的效果。根据具体情况,引入多种教学方式,如建立分子生物学实验教学网络平台,及时交流实验经验体会,或者采用多媒体的教学方式,将原来死板、枯燥的实验原理变得生动、具体、形象、逼真。这种集声音、图像、动画及文字等与一体的多媒体教学方式也是生物学教学理想的教学方式之一。在实验教学过程中,教师在讲解时要有针对性地联系相关专业理论知识,以加深学生的印象。实验结束后不要仅仅通过实验报告和考勤评价学生的实验技能,而应根据其实验思路,实验操作,解决问题的能力,团队协作能力等方面进行综合评价。除此之外在暑假期间鼓励学生从事开放实验的训练,提高学生的实验技能,使实验教学质量能够不断提高。

分子生物学教学改革是一项系统的改革,涉及到很多相关课程。目前我们还处于摸索和实践的阶段,教师任重道远,需要不断提高自身业务水平,不断探索,不断实践,不断创新,不断总结,把教学工作开展得更生动活泼,更有效果,为国家培养出更多高素质的生物技术人才。

参考文献:

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