分子生物学教学改革创新与实践探究

分子生物学教学改革创新与实践探究

姜立春

（绵阳师范学院　分子生物学与生物制药重点实验室）

摘　要：分子生物学是一门理论性和实践性较强的学科。通过实施平衡教师队伍、精选教学内容结构、构建新型教学模式和改进课程考核方式等一系列创新性教学改革手段，强化学生的理论知识和实验技能，提高学生分析和解决问题的能力，培养创新性研究人才。

关键词：分子生物学；创新；教学改革；结构优化

我国是人口大国，教育振兴直接关系国民素质的提高和国家振兴。只有一流的教育，才有一流的国家实力，才能建设一流国家。为此，2010年国家出台了《国家中长期教育改革和发展规划纲要》，指出教育是国家发展的基石。当今世界，知识成为提高综合国力和国际竞争力的决定性因素，而教育是传播知识的直接途径，能否将知识有效传递在于教师如何引导、教学内容如何选择、教学模式如何设计等。分子生物学作为一门新兴的学科，它是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的基础性科学，现以渗入生命科学的各科领域，成为当代促进整个生命科学发展的前沿学科。该课程能够使本科生从分子水平上认识生命的本质；掌握分子生物学技术的新方法；培养学生创新性思维；为未来参与科学或教学研究奠定基础。为了实现该课程的教学目标，提高教学质量，培养学生学习兴趣，根据本校学生的情况，从教师队伍、教学内容、教学模式、考核方式等方面进行了改革探究。

一、提高教师队伍质量

邓小平同志指出：“一个学校能不能为社会主义建设培养合格人才关键在教师。”教师的教学本领直接关系到学校的教学质量，能否建立学历梯队相当、教学本领优质、知识结构合理的教师队伍是教学质量好坏的关键。

（一）平衡教师队伍结构

加大对青年教师的培训是平衡教师队伍的关键。由分子生物学教研组组织教师定期进行学科点评，老中青教师相互交流，对教学工作中的难点和重点问题展开讨论，通过老教师对新教师进行指导，加快青年教师成长进程；由学院组织教师参加校内外各种教学培训和学术交流会等；由学校组织教师参加进修，输送教师到重点高校深造，以增加与外界学术交流的机会，鼓励青年教师出国学习和在职攻读博士学位。这样，他们不仅能学习重点高校和国外的先进技术，而且可借鉴其先进的教学思想和方法，对提高教学质量和改革创新起到了积极的促进作用。

（二）提高教师素质和业务能力

提高教师的现代化教育水平，是教育方式的重大变革，也是我们追求的目标。我校现有的多媒体教室、语音教室、电子阅览室、超星图书馆等教学资源供校内老师和学生使用，已在教学中初步显示了它的积极作用。把现代化教学手段引进课堂，其发挥的作用有多大，就取决于教师教育思想观念的转变大小和业务水平的掌握程度。因此，学校应该把教师的培训工作纳入工作计划中。学校可以采用聘请专家讲学、外出考察等方式来提高教师的教育思想；通过学院组织教师学习多媒体使用、PPT制作、语音室操作、资料的检索与收集等，分子生物学教研组积极配合学院督促教师将所学业务及时运用到教学中，以达到预期效果。

二、优化课程教学内容

（一）优化教学大纲

教学大纲是根据学科内容和教学计划的要求编写的教学指导文件，规定了学生必须掌握的基础知识和基本技能，是实现人才培养目标的重要保证。课程要形成自己的特色，根据社会发展、课改需求和自身的实际情况，以学生掌握扎实的操作技能和充分发挥学生创造力为主，突出技能训练与实践相结合来调整授课内容，结合学科的发展趋势和我国人才市场需求，根据生物学专业培养计划，重新修订分子生物学教学大纲，使大纲内容更加充实、符合实际运用和满足社会要求，如增加制定教学大纲的依据、选择课程内容的基本原则、教学方法与手段、考核方式与成绩评定、预修课程、参考书籍与期刊等。依据教学大纲，教师能够掌握教学尺度，以学生能更好掌握知识为目标来组织教学。

（二）合理选用教材

目前，分子生物学发展日新月异，新知识、新技术不断涌现，国内外教材不断更新。我们对各种教材进行内容体系和风格的比较，根据学生发展的实际情况，选择内容紧跟学科发展、反映学科新理论，能为生物专业学生提供必要的理论知识和实践技能的教材，是教学工作中至关重要的部分。同时，教师应关注学科的进展及前沿，及时补充和收集新的知识，每年由学校根据教师的需求增订参考书和辅导书，不断更新教学内容。近几年出版的与分子生物学相关的教材主要有朱玉贤等编著的《现代分子生物学》（高等教育出版社，2007版）、赵亚华编著《基础分子生物学教程》（科学出版社，2006版）、P.C.Turnenr等编著的《Molecular Biology》（科学出版社，2002版）、李海英等编著的《现代分子生物学与基因工程》（化学工业出版社，2008版）、静国忠编著的《基因工程及其分子生物学基础》（北京大学出版社，2009版）、张阳德编著的《生物信息学》（科学出版社，2009版）、向本琼等编著的《现代生物学实验技术指导》（北京师范大学出版社，2009版）等。将其比较，我院可选择朱玉贤等主编的《现代分子生物学》供学生使用，该教材主要介绍了基因的复制、转录、翻译和调节控制过程等，比较全面系统地讲解了基因的本质及其分子机制，内容紧凑、逻辑性强、图文并茂，具有鲜明的特色，同时所讲的内容也比较基础，符合生物学本科生的教学要求，成为生物专业学生提供必要理论知识和技能的主要教材。在教学中，选择内容紧跟学科发展，反映学科新理论，使教学内容与国际接轨的教材，有利于开阔学生的视野与思路。另外还参考国内外其他优秀教材和期刊加以补充，作为教学参考资料，帮助学生了解分子生物学的发展前沿与热点动态。

（三）精选教学内容

分子生物学与生物化学、遗传学有一部分内容是相互交叉的，它们相互渗透、相互联系。在教学内容上做到重点、难点突出，避免重复。因此，对生物化学、遗传学中讲过的内容可通过复习、提问的方式简单快速降解。这样，突出了分子生物学是以生物化学、遗传学为基础的特点，同时也明确了分子生物学的教学重点，保证了课程的完整性和系统性。现代分子生物学是以中心法则和基因表达调控为主线的课程，要求学生掌握DNA复制，RNA转录和蛋白质翻译原理及基因基因表达调控特点、机制以及现代分子生物学的基本研究方法，了解肿瘤的形成机制、基因治疗与基因组学的新成果、新进展等。本课程理论教学仅有48学时，因此授课内容务求精练、易懂。分子生物学发展迅速，教材内容相对滞后于知识的发展，因此，在教学中不能局限于书本上的知识，在传授知识的同时，还要插入与之相关联的国内外该领域的最新进展，使学生了解目前国内外分子生物学最新的研究热点。

三、建立新型教学结构模式

（一）采用现代化教学手段，将课堂与网络相结合

分子生物学是以生物分子为基础，内容抽象，较难理解，加之内容飞速更新，这样一来，传统教学手段就无法描述这些新内容。为此，我们可采用多媒体与板书相结合的方式进行讲授，让分子生物学以多媒体课件的形式生动、形象、直观、系统、完善的展示。一方面帮助学生加深对分子生物学理论知识的理解，调动学生的学习兴趣，激发学习热情；另一方面将更多的分子生物学前沿知识引入课堂，使学生尽可能多地了解这门学科的最新知识和进展，增加教学信息量，拓宽学生知识面。

多媒体教学利用动态画面展示事物发展的动态或推理的全过程，可以将抽象、理论的东西形象化；将空间、难以想象的内容具体化。例如，蛋白质的生物合成以及基因表达调控的过程，还有讲到比较新的RNA干扰技术等，用语言和书上的图来讲授，学生不容易理解、印象不深，达不到较好的教学效果；而使用多媒体将其制作成动画，模拟蛋白质合成机制和基因表达调控进行的全过程，利用动画的生动性、直观性、形象性等，能进一步加深学生抽象知识的理解，极大地激发学生的学习兴趣和积极性，同时使教学效果得到进一步提升。

电子计算机和网络的普及使用，促进了教学方式的改革，推进了教育信息化的进程，为教育资源的共享提供了有利条件。教育部连续多年评选精品课程并挂网供大家共享。我们推荐较好的分子生物学精品课程网址给学生，让学生自学鉴赏。在网页上，学生们能够查到课程的各种教学信息，也能进行互动。网络课程，内容具有开放性、灵活性、资源丰富，而学习活动具有自主性和协作性，教学关系具有双边性乃至多边性，既可以与传统课堂教学相结合，也可以作为传统课堂教学的补充，有助于培养学生学会学习、终生获取知识、使用知识的能力。在讨论课前和布置思考题时，如转基因食品安全性、艾滋病的治病机理和传播途径等，经常让学生在网络上搜索知识，来证明自己的观点、想法和解决自己的迷惑等。

（二）充分发挥学生主观能动性

现代教育重视学生创造力的培养，强调发挥学生的主动性。在教学过程中，既要注意发挥教师的主导作用，又要注意调动学生的主动性和积极性。要使学生尽可能多地参与到学习活动中来，在老师的引导下，大胆想象，积极思维，主动去了解、认识新事物，探求不同事物的关系，体验探索的艰辛和成功的喜悦，在学习中挖掘自己的内在潜力，开阔学生视野，培养发展各种能力，不断提高创造力。在课堂上，教师经常提出问题，给学生一定的思考时间并作出回答，课后定期留一些问题和思考分析题，因为，“科学和知识的增长永远始于问题，终于问题———越来越深化的问题，越来越能启发新问题的问题。”让学生利用网络、检索文献、阅读文献、分析和解决问题等，这样，激发了学生主动学习的积极性，又启迪了学生创造的思维；既提高了学生独立处理问题的能力，又培养了学生的创造意志。

（三）理论与实践相结合

实践教学是分子生物学教学的重要组成部分，只有在学习基础理论的同时，不断强化分子生物学实验技能训练，才能为从事科学研究、技术发明、产品开发的综合创新能力奠定基础。分子生物学是一门实践性很强的学科，除理论教学外还应包括实验课，因此在分子生物学教学中开设实验课是十分必要的。实验教学相对理论教学而言具有较强的直观性、实践性、综合性和创新性，在加强学生素质教育与培养创新能力方面有着重要的、不可替代的作用。为了强化实验教学效果，结合教师科研工作，把现代分子生物学的研究技术不断整合到教学体系中，以科研促进教学，使教师科研与实验有机结合，增强了实验的关联性；同时鼓励学生积极参加教师的科研课题，让学生在探索过程中学习，在学习过程中实践，在实践过程中创新。实验教学是学生掌握分子生物学实验基本技术、培养理论与实践相结合的能力以及创新能力的有效方法。

在实践教学过程中，有些实验原理相对较难，可以使用多媒体授课，比如“PCR扩增”实验，将PCR反应原理制成动画，比较形象生动，学生容易理解，在做实验时就会有一个清楚的认识。撰写实验报告是实验教学的重要内容，也是学生对实验原理、仪器、试剂和操作过程认识的反映，要求学生重点描述实验结果、数据处理与分析和讨论；要求学生在实验报告中讨论并分析实验中各环节的设计是否合理、设计原理是什么、影响实验结果的因素、是否有更合理的实验方案。通过分析、讨论，学生可不断发现和提出问题，尝试寻找问题的答案，探寻解决问题的途径和方法，使学生在积累知识的同时培养创新意识和实践能力。

学生通过动手操作会增加对所学理论知识的感性认识，同时把所学理论知识运用到实践中，激发学习兴趣，主动地去学习，解决实验操作中遇到的各种问题，从而加深对分子生物学理论知识的理解，提高动手能力。在实践教学的内容上设置分子生物学中最常用、最基本的实验技术，如基因组提取、碱裂解法提取质粒DNA、琼脂糖凝胶电泳、PCR扩增、DNA酶切鉴定、大肠杆菌感受态细胞制备与转化、序列分析与比对、引物设计以及综合性或设计性实验。在实验实践上，教师注重培养学生个人实验能力和团队精神，从药品的配制、器材的准备到试验具体步骤的制定均由学生独立去完成。综合性实验内容要根据分子生物学理论和基础实验去设计，如：菌株的分子鉴定（16S rRNA），其实验内容如下，提取菌株基因组、克隆16S rRNA基因片段、连接到T载体上、转化到大肠杆菌DH5α、筛选和鉴定阳性重组子、基因测序以及构建系统发育树等一系列工作，向学生强调实验的连贯性和整体性，让学生充分认识到每个环节的重要性。该综合性实验内容涉及较多，过程较复杂，更好地锻炼了学生的思维和能力。综合性或设计性实验应提前通知学生，将学生分组（3～4人/组），确定实验题目，根据所学实验知识，查阅相关资料与文献，设计方案，然后由老师对其进行指导修改，再相互交流、探讨等。通过这样培养，可以激发学生的实验兴趣，起到良好的教学效果。

四、改进考核方式

许多高校考试成绩通常采用理论测验作为最终评价结果，这种方式有很大的偶然性，并且容易使学生养成“考前大突击”的坏习惯。教与学的目的不是为了考试，而是为了培养学生主动学习的习惯，增强学生参与知识构建的积极性和自觉性。“高分低能”一直是应试教育的弊病，为改变这种现状，我们对考核方式和成绩评定进行改革。期末总评成绩以多元化指标进行综合评定，可以由4 部分组成：一是平时成绩，占15％，包括出勤、平时作业、课内外讨论活动情况。二是基础实验成绩，占25％，根据学生实验课表现、实验报告、实验操作的情况作出综合评定。三是综合设计实验项目成绩，占10％，根据学生自主设计情况、试验操作、创新思维情况等做出评价。四是期末考试成绩，占50％，在理论课试卷设计上，建立试题库，包括名词解释、填空、选择、判断、问答和综合等题型，实现了教考分离，重点考查基础知识、基本概念、基本理论掌握情况和学生知识面；为了提高学生的应用和实践能力，还设计了综合能力创新性题目等，让学生不仅掌握理论知识，还要培养创新意识和创新思维能力。这样，试卷不再是单凭理论成绩来定最终结果，而是综合考查学生各方面的能力，具有一定的客观性和科学性。

五、结语

分子生物学教学改革是一项系统、复杂而艰巨的工程，涉及教师教育思想观念的转变，又涉及教学管理体制的改变；既要更新课程内容和教学方法，又要斟酌传授知识和培养能力的关系。因此，从教学管理人员到教师都应开展教育思想的学习与讨论，增强人才培养质量意识，树立全面、科学的教育观，自觉用现代教育思想和理念指导教学改革与实践。教学改革不仅仅是被动的适应社会，为社会服务，还要主动引领社会发展的方向。与此同时，也必须始终站在时代的前列，与时俱进，不断更新教育思想，转变教育观念。在教学改革实践过程中，对任课教师提出更高要求。因此，教师必须提高自身的专业素质，加快知识更新，时刻跟踪学科的前沿进展和发展动态；同时，也要努力学习计算机技术和外语，以不断扩大知识面，为取得良好的教学效果打下坚实的基础。

参考文献

[1] 蒋曹德，廖志华，杨应斌等. 分子生物学创新实验教学模式的探索[J]. 西南农业大学学报（社会科学版），2009，7（2）：200～202.

[2] 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）：201～211.

[3] 王兰，刘向东. 本科分子生物学教学的改革与实践[J]. 中国科教创新导刊，2009（32）：79～81.

[4] 许崇波，迟彦，逄越. “分子生物学”课程教学改革的初探[J]. 中国科技信息，2007（13）：239～241.

[5] 朱玉贤，李毅. 现代分子生物学（第3版）[M]. 北京：高等教育出版社，2007.

[6] 李兰，韩梅. 我国研究生教育科研素质培养研究[J]. 中国冶金教育，2006（4）：79～81.

[7] 张宝珠，陈德富. 培养学生综合能力的“分子生物学实验”课程体系的建立[J]. 高等理科教育，2005（4）：90～92.