《分子生物学》教学改革探讨

　　摘要：分子生物学是生物学科的前沿学科，与其他生物学科内容交叉渗透，共同推进21世纪生命科学的发展，在培养生物科技新型人才方面起着关键性作用。该文分析了当前分子生物学课程在本科教学阶段存在的问题，提出了相对应的教学改革方案，从培养学生的学习兴趣、更新教学模式、采取新型教学手段以及联系实验教学等4个方面进行改革，旨在对分子生物学科的教学提供有价值的参考。

　　关键词：分子生物学；本科教学；教学改革

　　20世纪40―60年代期间，分子生物学在生物化学和遗传学的基础上逐渐诞生并发展，生物学从此进入了一个崭新的时代[1]。目前分子生物学学科日渐成熟，早已被列入高等院校生物学专业基础必修课中。不过，由于分子生物学存在理论知识繁冗、内容抽象、实践性强、涉及技术面广等问题[2]，使得本学科的教学效果一直不是很理想。因此，分子生物学课程的教学改革成为了专业教师当下面临任务的重中之重。如何根据学生的学习特点和学科本身的专业特点来确定科学、合理的教学改革方案，是急需解决的难题。

　　1当前分子生物学教学面临的问题

　　1.1学生缺乏学习的兴趣分子生物学是所有生物学科中最抽象的一门课程，“看不见摸不到”的分子结构使学生对此学科望文生畏，加之理论内容庞大复杂，学生很难提起兴趣来学习。所谓兴趣是学习的源动力，如果学习一门课程只是机械刻板接受信息而不带有任何兴趣，那么就无法真正的深入理解并掌握知识。

　　1.2教学模式落后传统授课中，教师普遍采取“填鸭式”教学，更有甚者完全照本宣科，学生在这样的教学活动中完全体会不到参与感，只是被动接收，这是导致分子生物学教学效果不佳的重要因素。

　　1.3教学手段不灵活分子生物学教学如果仅仅采用“教师授课，学生记笔记”的传统手段授课，就会使师生之间缺乏互动，导致学生学习积极性不高，难以理解教学内容。像某些生物技术如克隆技术、表达载体构建、酶切等教学内容如果不借助图片、现场或录像等教学手段，很难表述和理解。

　　1.4实验教学效果不佳理论知识和实践操作是相辅相成的，二者共同促进学生对知识的吸收和理解[4-5]，而现在有很多教学都是偏向理论一侧。尽管大部分院校在教学设置上都安排了实验课，但由于在实验的整个过程中，从实验准备到实验结束，完全都是由教师一手包办，学生参与程度很低，导致学生不能将所学理论知识通过自己的消化理解恰当的运用到实验中。

　　2课程教学改革

　　2.1培养学生的学习兴趣兴趣是学习最好的老师，也是学好任何一门学科的前提，所以培养学生对本学科的习兴趣是教改的关键。首先，教师在上课之前，需要给学生上一堂分子生物学兴趣培养课，我们定义为《分子生物学》导入课。这堂特殊的课程要求教师从多个角度讲解分子生物学在实际生产实践中的重要作用，还要更多地介绍生物类专业的就业前景。例如，教师可从学生们喜爱的刑侦破案类电影电视剧入手，搜集有关利用分子生物学技术的破案视频资料，比如利用DNA指纹技术做亲子鉴定，利用PCR技术对Y染色体特异性片段鉴定性别，利用毛发、血迹、液体等做DNA鉴定，利用凝胶电泳技术或荧光标记技术将结果呈现在众人面前，通过图像或信息的比对分析判断嫌疑人是否有罪等，然后运用网络获取相关视频资料，节选10～20min通过多媒体教学工具展示给学生。此做法可以使学生在短时间内充分领会到分子生物学的独特魅力，进而建立起学科兴趣。其次，教师还要关注本学科领域的最新发展动态，对学生讲述近年来我国在生物学研究领域工作中取得的显著性成果[6]。例如，在正式上课前，教师可引入近期科研动态，如王黎明博士关于“癌症早期分子生物学研究与进展和人工智能”的学术报告，为学生讲述HPV检测技术给癌症患者带来的希望；以及近年来对石榴进行分子生物学的研究[7]，克隆石榴籽粒木质素合成途径的关键基因和转录调控因子、克隆并验证石榴耐盐基因、通过分子标记技术评估区域资源遗传多样性等。通过这些介绍，将同学们带进一个神奇的分子世界，充分见证分子生物技术对人类生活的巨大贡献。2.2更新教学模式传统的分子生物学教学往往采取教师主讲的方式[8-9]，大部分学生只是单方面接收信息而疏于思考，更不会积极主动地提出问题，探讨问题，致使学生课堂参与感不强，所以对于传统的教学模式我们急需改进。考虑到学生课堂参与程度不够，但同时也必须要考虑本科教学还是要以教师为主导，所以在教学过程中穿插“学生讲课”环节。具体做法如下：将教材分解成2个部分，难度低的部分安排到学生讲课环节中，包括基础内容：染色体和DNA、生物信息的传递（DNA到RNA）、生物信息的传递（mRNA到蛋白质）；根据学生人数酌情分组，由学生分组进行报告。组内同学明确分工，根据布置内容每人主讲1个专题。报告后，小组同学接受全班同学及授课教师的提问、建议、指导，教师就各组、各生的报告情况，如内容的完整性、准确性、答疑等项目进行讲评、补充。难度高的部分由教师主讲，包括分子生物学研究法DNA、RNA及蛋白质操作技术、基因功能研究技术、基因表达与调控等。上述教学模式中，学生针对某一专题进行材料收集、比较、归纳、分析，并在有限时间内将专题内容讲述清楚，有效培养了其分析能力与报告能力，同时充分调动了学生学习的主动性与积极性，既活跃了课堂气氛，又有利于培养学生自主获取知识、灵活运用知识的能力。

　　2.3采取新型教�W手段近年来，我国多媒体信息技术发展迅猛，针对分子生物学技术内容抽象这个特点可以利用现代多媒体技术辅助教学，有针对性、有选择的利用科研动画教学来解决[9]。动画内容包括分子生物学、微生物学、环境科学和生态学等，其中分子生物学的动画部分包括信使RNA的剪切、ELISA技术、PCR、蛋白质分泌、质粒克隆、双杂交技术及高通量DNA等等，画质十分清晰，将这些动画合理应用于相应的教学实践中。但由于这些动画均为英文解说，所以需要教师熟悉掌握整个动画所讲述的内容，在授课过程中双语教学，这就对教师提出了更高的要求。同时，为调动学生参与分子生物学课程学习的积极性，组织学生结合课程内容自主参与动画、视频的搜索。动画教学逐渐成为分子生物学教学的重要辅助手段，使学生被动的学习变成主动地参与，拓宽了学生自主学习的资源。

　　2.4合理运用实验教学在讲解分子实验如提取DNA、RNA，基因克隆，酶切，载体构建等内容时，不能只局限于单一的课本内容照本宣科，而要将学生带到实验室结合仪器进行现场教学，根据实物边演示边介绍，将理论与实践充分结合，使学生获得直观的感受，这样有利于学生对复杂实验流程的记忆，以及对抽象概念的理解。让学生参与到实验教学的准备活动当中，将实验员的工作转交给学生，这样便于学生理解实验的来龙去脉，让其迅速掌握实验技巧。实验过程中，尽量让学生们体会到实验成功的喜悦，进而有信心学习接下来的课程。教师可将分子生物学实验室对学生实时开放，设置一些简单的、完整性的科学实验，由学生独立完成，从而提高学生的动手能力和科技创新能力[10-11]，让学习从中获得一定的成就感，体会到学习分子生物学的乐趣。需注意一点的是，学生进入实验室前需要和教师登记，要有实验员监督。

　　3初步改革成果

　　本次教学部分改革方案已经在天津大学本科生范围内进行了实践，取得了较好的教学效果，90%的学生通过老师的课前兴趣开发课程对分子生物学产生了浓烈的兴趣，并且十分认可改革后的教学模式和教学手段。另外，对生物类专业的学生进行了问卷调查，调查结果如下：95%的学生认为这样的改革可以接受，并且愿意尝试；3%的学生认为方案不错，但害怕纸上谈兵，难以实行；另有2%的学生持不关心的态度。

　　4结语

　　人才的培养质量和课程的教学质量息息相关。本次教学改革通过分析学目前分子生物学课程所存在的问题，提出了一系列相应的改革措施。通过改变传统的课程模式，充分调动了学生自主学习分子生物学的积极性；通过采用新型教学手段，增强了分子生物学学科趣味性。作为生物学类专业的一门重要基础专业课，分子生物学课程的教学质量影响到学生对所学专业的兴趣和认同度。同时，为进一步探索分子生物学教学理念，今后要积极加强与各高校分子生物学教师的交流与合作，从整体上提高高校分子生物学的教学质量。