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關(guān)鍵詞:分子生物學(xué);教學(xué)改革;實(shí)驗(yàn)教改
中圖分類號: G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號: 1674-0432(2013)-08-92-2
引言
分子生物學(xué)是在分子水平研究生命現(xiàn)象本質(zhì)及其規(guī)律的一門新興學(xué)科,它是研究核酸等生物大分子功能、形態(tài)結(jié)構(gòu)特征及其重要性和規(guī)律性的學(xué)科,是人類從生物分子水平上真正揭開生物世界奧秘,由被動適應(yīng)自然界轉(zhuǎn)向主動地改造和重組自然界的學(xué)科[1]。近些年來分子生物學(xué)已日益滲透到生物學(xué)的各個領(lǐng)域之中,并產(chǎn)生了巨大的影響。而分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)也已成為生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)等學(xué)科站在新的高度和角度揭示生命奧秘的重要手段。分子生物學(xué)的理論掌握和實(shí)驗(yàn)操作是掌握分子生物學(xué)精髓的重要途徑。因此,從培養(yǎng)學(xué)生能力出發(fā)科學(xué)地創(chuàng)建分子生物學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)體系、選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)教學(xué)方法及客觀地評定學(xué)生實(shí)驗(yàn)課成績,會對分子生物學(xué)理論課理解和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果產(chǎn)生重要的影響。高等學(xué)校傳統(tǒng)的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)[2]往往只是結(jié)合各自的實(shí)驗(yàn)室條件開展有局限的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),缺乏科學(xué)的實(shí)驗(yàn)體系,忽略合適實(shí)驗(yàn)方法的選擇,缺少對實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果全面、客觀、系統(tǒng)的評估,這些都不利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而高校是孕育和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的搖籃。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高校教學(xué)體系的一個重要組成部分,是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、創(chuàng)新意識的重要途徑[3]。本文就分子生物學(xué)課程教學(xué)的改革闡述一些觀點(diǎn)和體會,以期為提高分子生物學(xué)教學(xué)質(zhì)量及培養(yǎng)創(chuàng)新型和素質(zhì)型人才提供一定的參考。
1 分子生物學(xué)教學(xué)改革具體的措施
1.1 教學(xué)體系的優(yōu)化
分子生物學(xué)是在生物化學(xué)和遺傳學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來[4]。隨著分子生物學(xué)研究的快速發(fā)展,分子生物學(xué)已經(jīng)成為一門獨(dú)立的學(xué)科。很多分子生物學(xué)教材的內(nèi)容與生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、遺傳學(xué)等課程重復(fù)較多,例如DNA 和染色體的結(jié)構(gòu),RNA轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)翻譯等課程內(nèi)容在分子生物學(xué)、生物化學(xué)和分子遺傳學(xué)方面都有一定篇幅的介紹,重復(fù)的課程內(nèi)容占用了大量的教學(xué)課時。因此,為了避免課程教學(xué)的重復(fù),通過與生物化學(xué)、遺傳學(xué),細(xì)胞生物學(xué),分子遺傳學(xué)等課程的教師交流與研討,對相關(guān)課程內(nèi)容進(jìn)行了具體而系統(tǒng)的優(yōu)化,明確課程之間的有機(jī)銜接,突出了分子生物學(xué)的教學(xué)重點(diǎn)。在“RNA轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)翻譯”這部分的教學(xué)內(nèi)容中進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化,生物化學(xué)注重講述轉(zhuǎn)錄和翻譯的基本過程、而分子生物學(xué)則注重介紹具體的分子機(jī)制,又如原核和真核轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成過程及分子機(jī)制的教學(xué)內(nèi)容生物化學(xué)和分子生物學(xué)也進(jìn)行了相應(yīng)的側(cè)重。
1.2教材的優(yōu)化選擇
通過多年的教學(xué)實(shí)踐過程,選取適合本科生學(xué)習(xí)的分子生物學(xué)教材,對于學(xué)生系統(tǒng)的掌握本課程的理論知識及最新研究動態(tài)至關(guān)重要。課程設(shè)置之初選取閻隆飛主編的《分子生物學(xué)》第二版,之后開始側(cè)重理論課與實(shí)驗(yàn)課的有機(jī)結(jié)合,選用朱玉賢等主編的《現(xiàn)代分子生物學(xué)》,它的知識體系較為完整,內(nèi)容較前沿,尤其是第三版將分子生物學(xué)研究法分為了兩章,分別講述了DNA、RNA及蛋白質(zhì)操作技術(shù)和基因功能研究技術(shù),突出強(qiáng)調(diào)了分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和原理,同時對基因組與比較基因組學(xué)也做了較大幅度的修改和充實(shí)[5]。這些內(nèi)容均體現(xiàn)分子生物學(xué)的最新技術(shù)和研究成果,同時也滿足學(xué)生了解分子生物學(xué)最新進(jìn)展和考研的需要。為避免教材單一的局限性,還為學(xué)生推薦閻隆飛編著的《分子生物學(xué)》(第二版),LewinB主編的《Gene Ⅷ》,吳乃虎主編的《基因工程原理》(第二版)等書籍作為參考教材,并在教師的指導(dǎo)下有針對性地學(xué)習(xí),這樣不僅滿足了大多數(shù)學(xué)生考研的需求,同時也加深了學(xué)生對分子生物學(xué)學(xué)習(xí)的興趣及教學(xué)難點(diǎn)和重點(diǎn)的理解,取得了較好的教學(xué)效果。
1.3教學(xué)方法與教學(xué)手段的改善
在教學(xué)方法上,除了采用傳統(tǒng)的教師講授方法之外,為發(fā)揮學(xué)生作為教學(xué)主體的能動性,根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容安排啟發(fā)式,討論式等多種教學(xué)方法,讓學(xué)生參與到教學(xué)過程中。如在講授分子生物學(xué)研究法時,在班級內(nèi)以各個學(xué)習(xí)小組為單位進(jìn)行研究討論會,以學(xué)生為主體討論他們感興趣的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù),鼓勵學(xué)生主動思考,自由發(fā)表他們的觀點(diǎn),通過討論的方式測試相應(yīng)的知識,以學(xué)生樂于接受的方式完成對知識的學(xué)習(xí)。本課程通過多種教學(xué)方法的有機(jī)結(jié)合,充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,分子生物學(xué)課程也因此受到學(xué)生的好評。近幾年來學(xué)生考研選擇生物化學(xué)及分子生物學(xué)作為專業(yè)課的人數(shù)日益增加并且考研專業(yè)課成績逐年上升。
在教學(xué)手段上,采用傳統(tǒng)教學(xué)與計(jì)算機(jī)輔助教學(xué) CAI相結(jié)合的方法。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué) CAI 應(yīng)用于高等學(xué)校教育已成為主流趨勢,它的優(yōu)勢在于可以通過文本、圖形、動畫、音頻、視頻、仿真軟件等多種媒體最大限度地整合教學(xué)資源,形象直觀地進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)[6],使學(xué)生通過多種展示方法理解并掌握課程的難點(diǎn)。如在“DNA高級結(jié)構(gòu)” 這部分教學(xué)內(nèi)容中,學(xué)生對DNA的分子結(jié)構(gòu)感覺很抽象,在教學(xué)過程中通過圖片和視頻等手段使學(xué)生對此結(jié)構(gòu)有了具體的感知。又如在“DNA復(fù)制,RNA轉(zhuǎn)錄,翻譯和真核和原核生物的基因表達(dá)調(diào)控”的教學(xué)內(nèi)容中,僅通過傳統(tǒng)課堂講解,學(xué)生無法理解,通過多媒體的方法,利用動畫、視頻和圖片對其涉及的微觀機(jī)制進(jìn)行相應(yīng)的演示,使學(xué)生理解其具體過程和分子機(jī)制,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
2 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革措施
2.1加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件建設(shè),構(gòu)建良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺
分子生物學(xué)是20世紀(jì)中期隨著核酸的發(fā)現(xiàn)及結(jié)構(gòu)和功能的研究發(fā)展起來的新興學(xué)科,研究基礎(chǔ)較為薄弱。我校前身是師范類院校,對物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)等傳統(tǒng)學(xué)科側(cè)重較多。自2004年我校升級為本科院校,由師范類院校轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合類院校,學(xué)校增加了對各學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)投入。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室先后配備了Eppendorf PCR擴(kuò)增儀、Eppendorf梯度PCR擴(kuò)增儀、高效制冰機(jī)、UVP凝膠成像系統(tǒng)、Millipore超純水系統(tǒng)、Eppendorf臺式高速離心機(jī)、sigma大型高速冷凍離心機(jī)、日本三洋超低溫冰箱、分子雜交儀等先進(jìn)儀器,滿足了分子生物學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)要求,為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研構(gòu)建了一個良好的平臺,為我院分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革提供了有力的支持。通過上述平臺由我院學(xué)生參與的分子生物學(xué)方向科研實(shí)驗(yàn)在國家級挑戰(zhàn)杯競賽中取得了良好的成績。
2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的優(yōu)化
之前由于實(shí)驗(yàn)條件的限制,我院分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要以基礎(chǔ)性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主。隨著實(shí)驗(yàn)條件的改善,逐步在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上加大綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、所占的比例。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選取也根據(jù)生物科學(xué)、生物技術(shù)專業(yè)的不同專業(yè)特點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)生物科學(xué)師范類專業(yè)的特點(diǎn),在注重分子生物學(xué)基礎(chǔ)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的同時開設(shè)與分子生物學(xué)快速發(fā)展相結(jié)合的綜合性實(shí)驗(yàn)。在生物技術(shù)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)上則注重選取以實(shí)踐操作為主的操作性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的優(yōu)化中應(yīng)注意各個實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之間的銜接與關(guān)聯(lián)[7]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容中建立好各實(shí)驗(yàn)之間的銜接對學(xué)生系統(tǒng)思維的培養(yǎng)具有重要意義,有利于學(xué)生對所學(xué)實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容的理解和熟練掌握以及實(shí)驗(yàn)技術(shù)邏輯體系的建立。我院在實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容開設(shè)的順序?yàn)榛蚪MDNA的提取,聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)獲得目的片段,電泳檢測,大腸桿菌活化、感受態(tài)細(xì)胞的制備,質(zhì)粒 DNA 提取,DNA 片斷酶切,目的片段與載體的連接,轉(zhuǎn)化等,當(dāng)學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)時,會注意到各實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之間彼此承接與關(guān)聯(lián)。前面實(shí)驗(yàn)效果的好壞直接影響到下一個實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行,以此來培養(yǎng)學(xué)生在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作過程中的系統(tǒng)性與邏輯性。
2.3分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的探索
合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法可以使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容取得預(yù)期的實(shí)驗(yàn)效果,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上注重深入淺出的闡述原理,重點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的解析。針對學(xué)生的興趣特點(diǎn)在教學(xué)方法上做了以下幾點(diǎn)改進(jìn)。一、把學(xué)生分成多個實(shí)驗(yàn)小組,每組選出一人輔助實(shí)驗(yàn)教師完成實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作。在學(xué)生準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)問題。二、發(fā)現(xiàn)問題后,在實(shí)驗(yàn)課講授的過程中,教師對問題有針對的講解與演示,強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的操作方法及實(shí)驗(yàn)中各環(huán)節(jié)的注意事項(xiàng)。并將實(shí)驗(yàn)過程做成電子課件指導(dǎo)學(xué)生正確操作。三、在實(shí)驗(yàn)過程中注意實(shí)驗(yàn)操作主體的差異性指導(dǎo)。教師在實(shí)驗(yàn)課講授和演示結(jié)束后,注意觀察學(xué)生的操作過程,針對學(xué)生存在的普遍問題,給予及時糾正和指導(dǎo);對于少數(shù)同學(xué)存在的個別問題個別指導(dǎo)。這樣既保證學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)確性,又達(dá)到在有限的時間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)的要求。
2.4分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課成績評定方式的改進(jìn)
科學(xué)、有效評價學(xué)生實(shí)驗(yàn)理論及操作技能是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量強(qiáng)有力的措施[8]。在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)成績評定中采用多樣化考核手段,主要從兩個方面評定:一、實(shí)驗(yàn)理論的評定,主要通過實(shí)驗(yàn)報告考察學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理和步驟的掌握和理解。通過結(jié)果分析考查學(xué)生對整個實(shí)驗(yàn)的理解與掌握。二、實(shí)驗(yàn)操作技能的評定。在實(shí)驗(yàn)過程中,各實(shí)驗(yàn)小組不同學(xué)生實(shí)驗(yàn)態(tài)度以及對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的理解思考差異很大。鼓勵那些大膽對實(shí)驗(yàn)步驟提出疑問的同學(xué),同時激勵其他的同學(xué),在成績評定中不同學(xué)生的評定會有所區(qū)別。
3 結(jié)語
如何教好分子生物學(xué)課程,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,改變學(xué)生為了考試而學(xué)習(xí)的觀念,提高教學(xué)效果,是擺在所有分子生物學(xué)理論及實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作者面前的一個共同問題[9-10]。通過以上的改革和探索。無論及教學(xué),考研,科研還是就業(yè)都取得了一定的成效。為了更好地提高分子生物學(xué)的教學(xué)效果,希望能夠與各高校的分子生物教師進(jìn)行交流和合作,進(jìn)一步優(yōu)化分子生物學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程體系及教學(xué)方法和手段。從學(xué)生作為教學(xué)主體出發(fā),發(fā)揮學(xué)生的主動性和能動性,以期培養(yǎng)出更高質(zhì)量的高校畢業(yè)生。
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關(guān)鍵詞 研究生;分子生物學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)改革;師范院校
中圖分類號 G40-056 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2012)22-0336-01
分子生物學(xué)是從分子水平研究生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能從而闡明生命現(xiàn)象本質(zhì)的一門科學(xué)[1]。自20世紀(jì)50年代以來,分子生物學(xué)已發(fā)展成為當(dāng)前生命科學(xué)發(fā)展的主流,是目前最具潛力、最迅速的生命學(xué)科之一,成為研究生物學(xué)及相關(guān)科學(xué)的一個有力工具[2-3]。加強(qiáng)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生掌握分子生物學(xué)的理論基礎(chǔ)知識和實(shí)驗(yàn)操作技能,而且有利于培養(yǎng)學(xué)生形成正確的科學(xué)研究素養(yǎng)和創(chuàng)造思維精神,讓學(xué)生更好地進(jìn)入科學(xué)研究領(lǐng)域[4]。
1 面臨的問題
師范院校研究生的分子生物學(xué)基礎(chǔ)較為薄弱,學(xué)生大部分來源于省市級師范院校,“985”和“211”高校生源較少。師范類院校本科教育以培養(yǎng)中學(xué)教師為目的,更注重培養(yǎng)學(xué)生的理論知識,對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手能力、創(chuàng)造性思維能力、科研素養(yǎng)等重視不夠。同時,所讀本科師范院校為省市級院校,學(xué)校師資、實(shí)驗(yàn)條件、資金等條件一般,較難進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)范的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
當(dāng)前師范院校碩士研究生培養(yǎng)時間為3年,學(xué)生進(jìn)校第1年要進(jìn)行文化課程學(xué)習(xí),第3年要提前寫畢業(yè)論文,做科研的時間相對較短。分子生物學(xué)是一門實(shí)踐操作性很強(qiáng)的課程,大部分研究生的課題研究都需要用到。如何在較短的時間里提高學(xué)生的分子生物學(xué)理論知識水平,培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作能力,增強(qiáng)分子生物學(xué)的科研素養(yǎng),讓學(xué)生更好地進(jìn)入科學(xué)研究領(lǐng)域是分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨的最主要問題。
2 改革的主要內(nèi)容
2.1 師資隊(duì)伍
師資隊(duì)伍是分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)首要環(huán)節(jié)。教師必須具備較強(qiáng)的科研素養(yǎng),具有較長的分子生物學(xué)研究經(jīng)歷及不斷獲取國際先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的能力。由于分子生物學(xué)的特殊性,教師最好具有在國外較有影響的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)工作的經(jīng)歷;同時,要承擔(dān)有國家、省部級的科研課題。做為師范院校的學(xué)生,實(shí)驗(yàn)操作能力的提高是目前最為迫切的任務(wù)。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是非常細(xì)致的操作,因此具有較好的操作技能、未離開科研實(shí)驗(yàn)工作第一線的老師的實(shí)驗(yàn)演示對學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的掌握具有重要作用。同時,興趣是最好的老師,教師對科研工作特別是對分子生物學(xué)的精到理解,對學(xué)生科研興趣的培養(yǎng)尤為重要。具有較高造詣的分子生物學(xué)專任教師任教,有利于培養(yǎng)學(xué)生形成正確的科研精神和創(chuàng)新思維。要加大師資隊(duì)伍建設(shè),要讓優(yōu)秀的分子生物學(xué)專業(yè)且仍在科研實(shí)驗(yàn)工作第一線的教師投入到分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的工作中。
2.2 實(shí)驗(yàn)平臺
實(shí)驗(yàn)平臺是分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要保障。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)要用到較多大型的實(shí)驗(yàn)儀器,如PCR儀、分光光度計(jì)、冷凍高速離心機(jī)、凝膠成像系統(tǒng)等,需要投入大量的資金購買必備的實(shí)驗(yàn)儀器。另外,分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)對實(shí)驗(yàn)場地的要求較高,為保證教學(xué)效果,每位學(xué)生基本要做到每人獨(dú)立實(shí)驗(yàn)。因此,在加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)平臺的建設(shè)上,要加大資金投入,建立獨(dú)立專門的研究生分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室;要讓實(shí)驗(yàn)儀器公開化、常態(tài)化,提高實(shí)驗(yàn)儀器的使用率;要讓每一個學(xué)生都有足夠的機(jī)會操作實(shí)驗(yàn)儀器,讓每個學(xué)生都能熟練掌握常用的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器。
2.3 教材教學(xué)
教材教學(xué)是分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心內(nèi)容。師范院校研究生的生源不一,分子生物學(xué)基礎(chǔ)差異較大,學(xué)生在研究生期間開展的課題對分子生物學(xué)掌握程度的要求又一樣。因此,教材教學(xué)顯得尤為重要。
2.3.1 科學(xué)研究與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合。打破傳統(tǒng)的固定化的教學(xué)模式,更新陳舊的教學(xué)內(nèi)容,把科研素質(zhì)培養(yǎng)放在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的第一位。教師要把科學(xué)研究的思維灌注于整個分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,適時將任課老師的科研項(xiàng)目引入到實(shí)驗(yàn)課程中來。研究生進(jìn)入學(xué)校后,都會較早地了解自己在研究生階段即將開展的課題的大致方向,因此要把實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研項(xiàng)目和研究生各自的課題聯(lián)系起來。教師要以科學(xué)研究的指導(dǎo)思想來引領(lǐng)和統(tǒng)籌開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
2.3.2 教材講授與專題講座相結(jié)合。在教學(xué)內(nèi)容上,教材講授與新進(jìn)展專題講座相結(jié)合,注重科學(xué)研究的新發(fā)展,要適時邀請相關(guān)領(lǐng)域較有造詣的教授就某些專題進(jìn)行報告。分子生物學(xué)是一門發(fā)展中的學(xué)科,注重科學(xué)研究的前沿講授,讓學(xué)生及時了解分子生物學(xué)的最新發(fā)展尤為重要。專題講座有利于拓寬學(xué)生的科研視野,提高學(xué)生的科研思維能力,增強(qiáng)學(xué)生的科研素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣,讓學(xué)生及早由本科生的教材學(xué)習(xí)向研究生的科學(xué)研究過渡。
2.3.3 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與研究實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)包括質(zhì)粒DNA的提取、瓊脂糖凝膠電泳、酶切鑒定、PCR技術(shù)、DNA的純化、載體的構(gòu)建、感受態(tài)細(xì)胞的制備、細(xì)胞轉(zhuǎn)化、重組子鑒定、RNA提取等常規(guī)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)。同時,讓學(xué)生根據(jù)自己的課題科研需要,自主查閱資料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),利用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的常規(guī)技術(shù)進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中,任課老師可以定期組織學(xué)生匯報,也可附以郵件等方式及時解決實(shí)驗(yàn)問題。研究實(shí)驗(yàn)以上交畢業(yè)論文的形式進(jìn)行考核,學(xué)生均要按照課題研究背景、研究目標(biāo)、研究意義、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、分析討論進(jìn)行撰寫論文,同時以小型答辯的形式讓學(xué)生進(jìn)行匯報,讓學(xué)生參與討論相互學(xué)習(xí)?;A(chǔ)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的基本操作能力,研究實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生運(yùn)用分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行科學(xué)研究的能力和學(xué)生的科研創(chuàng)造力。
3 結(jié)語
分子生物學(xué)是研究生課程教學(xué)中一門重要而又相對難學(xué)的課程。隨著分子生物學(xué)在生命科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用不斷深入,分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能的熟練掌握、運(yùn)用分子生物學(xué)技術(shù)的能力對學(xué)生科學(xué)研究越來越重要。只有通過分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不斷改革,才能迅速提高學(xué)生的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作能力、有效增強(qiáng)學(xué)生的科研素質(zhì),為研究生科學(xué)研究工作的迅速開展奠定基礎(chǔ)。
4 參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:高等師范院校;分子生物學(xué);課程改革
作者簡介:梁衛(wèi)紅(1968-),女,山西祁縣人,河南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,副教授;楊獻(xiàn)光(1980-),男,河北邯鄲人,河南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,講師。(河南 新鄉(xiāng) 453007)
基金項(xiàng)目:本文系河南省高等教育教學(xué)改革研究省級研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號:2012SJGLX134)、河南師范大學(xué)教學(xué)研究基金重點(diǎn)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號:521751)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)01-0110-02
分子生物學(xué)是一門從分子水平研究生命現(xiàn)象、生命本質(zhì)及其規(guī)律的科學(xué),以1953年Watson和Crick提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型為標(biāo)志,分子生物學(xué)作為一門獨(dú)立的學(xué)科誕生。該學(xué)科的最大特點(diǎn)是發(fā)展迅速,并在生命科學(xué)領(lǐng)域與其他學(xué)科融合交叉,對現(xiàn)代生物學(xué)發(fā)展的影響越來越廣泛和深刻,因此分子生物學(xué)在生物學(xué)基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)中占有重要地位。目前很多高校的生物科學(xué)、生物技術(shù)、生物制藥、生物工程、藥學(xué)、環(huán)境科學(xué)等專業(yè),都將“分子生物學(xué)”作為本科生的必修專業(yè)基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)主干課,重視“分子生物學(xué)”教學(xué)已成為生物專業(yè)廣大師生的共識。本文結(jié)合近年來河南師范大學(xué)本科分子生物學(xué)的教學(xué)實(shí)踐,就分子生物學(xué)的課程體系安排、教學(xué)模式等方面進(jìn)行了探索和分析。
一、課程教學(xué)內(nèi)容體系改革
“分子生物學(xué)”的主要內(nèi)容包括生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能、基因表達(dá)與調(diào)控以及技術(shù)方法等。通過對本課程的學(xué)習(xí),要求學(xué)生掌握核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能,理解遺傳物質(zhì)的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程及其分子機(jī)制、基因表達(dá)調(diào)控的基本模式、遺傳物質(zhì)突變、修復(fù)和重組的機(jī)理,了解分子生物學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)原理和應(yīng)用。為在有限的學(xué)時和條件下,使學(xué)生理解抽象的分子生物學(xué)理論和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)原理,筆者從以下方面進(jìn)行了改革和嘗試:
1.課程在培養(yǎng)方案中的定位
從學(xué)科角度來講,分子生物學(xué)涵蓋面廣、學(xué)科內(nèi)容更新快,與“細(xì)胞生物學(xué)”、“生物化學(xué)”和“遺傳學(xué)”等生命科學(xué)主干課程有一些交叉,所以在開設(shè)該課程時,需要充分考慮學(xué)生的接受能力。在本校生物專業(yè)2005年的本科生培養(yǎng)方案中,該課程為36學(xué)時,在大四第一學(xué)期開設(shè),設(shè)定為生物技術(shù)和生物科學(xué)專業(yè)的必修課,水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)的選修課,實(shí)際開設(shè)時間是在學(xué)生教育實(shí)習(xí)之后11月到來年的1月,共9周,每周4學(xué)時。在教學(xué)中,筆者發(fā)現(xiàn)雖然在大四開設(shè)時,學(xué)生已經(jīng)具備了預(yù)修課程的專業(yè)基礎(chǔ)知識,但是由于95%以上的大四學(xué)生在這學(xué)期復(fù)習(xí)考研,而“分子生物學(xué)”又是許多生物專業(yè)碩士生入學(xué)考試的必修課,學(xué)生普遍反映該課程開設(shè)晚,學(xué)起來感覺時間緊、壓力大。鑒于此,在2010年的本科生培養(yǎng)方案中,分子生物學(xué)改在大三第一學(xué)期,以每周2學(xué)時的方式面向生物科學(xué)、生物技術(shù)和水產(chǎn)養(yǎng)殖三個專業(yè)開設(shè),這樣學(xué)生可以在一個完整的學(xué)期內(nèi)學(xué)習(xí)這門課,擁有了較為充裕的時間,系統(tǒng)掌握“分子生物學(xué)”基礎(chǔ)理論,從反饋意見上看,學(xué)生非常認(rèn)同這樣的改革。
2.課程體系的制定和完善
本校生物專業(yè)本科“分子生物學(xué)”的教學(xué)體系自2005年以來進(jìn)行了三次調(diào)整,第一次是從2005年起,采用了雙語教學(xué)的模式,主要原因是當(dāng)年本校面臨本科教學(xué)評估,雙語教學(xué)已經(jīng)列為本科教學(xué)質(zhì)量評估的觀測指標(biāo)之一,為使生物技術(shù)專業(yè)的課程的雙語教學(xué)授課率達(dá)到15%,綜合各方面因素,“分子生物學(xué)”雙語教學(xué)成為一個試點(diǎn)。為開展人才培養(yǎng)模式的改革創(chuàng)新,“分子生物學(xué)”課程嘗試采用雙語授課形式,旨在提高大學(xué)生專業(yè)英語水平和直接使用英語從事科研的能力。但是當(dāng)時適合高等師范院校本科生使用的原版分子生物學(xué)教材很少,幾經(jīng)篩選,本校最終將《Instant Notes in Molecular Biology》作為學(xué)生的教材。該書以24個專題的形式講述細(xì)胞與大分子,蛋白質(zhì)和核酸的特點(diǎn),染色體結(jié)構(gòu),DNA的復(fù)制、損傷修復(fù)和重組,基因表達(dá)調(diào)控,分子生物學(xué)常規(guī)技術(shù),每個專題相對獨(dú)立,簡潔易懂,但是系統(tǒng)性和深度尚有欠缺,難以適應(yīng)學(xué)生考研的需求,所以在教學(xué)中,教師需要補(bǔ)充大量內(nèi)容,因此無論教還是學(xué),這本教材在使用中的缺陷都比較明顯。鑒于此,自2009年起,本院選擇了《現(xiàn)代分子生物學(xué)》作為教材,首先考慮該書由著名學(xué)者朱玉賢等編寫,是“十一五”國家級規(guī)劃教材,其次該書也是多所學(xué)校分子生物學(xué)考研復(fù)習(xí)的推薦參考書。該書在編排上分11章,從染色體與DNA,生物信息的傳遞,分子生物學(xué)方法,基因表達(dá)調(diào)控,疾病與人類健康,基因與發(fā)育,基因組與比較基因組學(xué)等方面介紹分子生物學(xué)基礎(chǔ)理論和技術(shù),在教學(xué)中,結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況,筆者并未完全按照該書的內(nèi)容講授,有些與生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)重疊的內(nèi)容采用略講方式,而有些內(nèi)容則在教學(xué)中進(jìn)行了補(bǔ)充或刪減,例如:本教材中DNA修復(fù)和轉(zhuǎn)座部分的內(nèi)容薄弱,脈絡(luò)不清晰,筆者主要依據(jù)《基因的分子生物學(xué)》進(jìn)行了補(bǔ)充,而該書中一些與分子生物學(xué)主線關(guān)聯(lián)不緊密的部分,則進(jìn)行了刪減,2012年,本校在多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)積累的基礎(chǔ)上,結(jié)合本科生的特點(diǎn),出版了《普通分子生物學(xué)》一書,以易教易學(xué)作為編書的出發(fā)點(diǎn),參考了多部目前國內(nèi)外主流的分子生物學(xué)教材,構(gòu)建了一個重在基礎(chǔ)、兼顧前沿、簡潔明了的體系,全書分6章,介紹了DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制,RNA的結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)錄,蛋白質(zhì)的生物合成,基因表達(dá)的調(diào)控,分子生物學(xué)研究方法。該書在結(jié)構(gòu)上分為三個模塊,即基因組的維持、基因組的表達(dá)和調(diào)控、分子生物學(xué)技術(shù),方便學(xué)生對學(xué)科體系的整體認(rèn)識。
3.課程內(nèi)容的優(yōu)化
分子生物學(xué)是從生物化學(xué)分化延伸出來的一門獨(dú)立的學(xué)科,一些內(nèi)容和生物化學(xué)有較多的聯(lián)系或重疊。但是分子生物學(xué)有自身的學(xué)科特點(diǎn),突出對生命現(xiàn)象分子本質(zhì)的解析。由于本校生物專業(yè)的“分子生物學(xué)”課程是在“生物化學(xué)”之后開設(shè)的,在課程教學(xué)中,任課教師通過討論,對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了分析,確定了兩門課的側(cè)重內(nèi)容,在注意系統(tǒng)性的前提下,著重講解教材的重點(diǎn)與難點(diǎn),例如:在“生物化學(xué)”中已經(jīng)有較大的篇幅講述生物大分子的結(jié)構(gòu),在“分子生物學(xué)”課程中將略講,教師在講解復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯等過程分子機(jī)制時,以溫故知新的方式,將基礎(chǔ)知識和基本概念進(jìn)行要點(diǎn)概括,借此為下一步的教學(xué)做鋪墊,并檢測學(xué)生的背景知識掌握情況,這種教學(xué)方法不僅得到了學(xué)生的廣泛好評,而且使學(xué)科特點(diǎn)在教學(xué)中更加突出,專業(yè)課教學(xué)學(xué)時分配更加合理,起到了引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注專業(yè)基礎(chǔ)知識關(guān)聯(lián)性的作用。
4.課程設(shè)置的調(diào)整
鑒于本校生物專業(yè)學(xué)生普遍有考研的需求,學(xué)生對“分子生物學(xué)”的教學(xué)要求高,希望能更貼近考研的要求,所以在2010年的培養(yǎng)方案中,分子生物學(xué)采取了分級、分段開設(shè)的方法,在大三面向所有專業(yè)開設(shè)的“分子生物學(xué)”,教學(xué)重點(diǎn)放在系統(tǒng)性和基礎(chǔ)性上;在大四以選修課的形式開設(shè)的“高級分子生物學(xué)”,旨在通過教學(xué)促進(jìn)學(xué)生提高專業(yè)基礎(chǔ)理論的綜合能力,在學(xué)科的深度和廣度上做進(jìn)一步的擴(kuò)展,不僅補(bǔ)充了最新的國內(nèi)外分子生物學(xué)前沿和熱點(diǎn)內(nèi)容,而且選擇一些重點(diǎn)科研院所的考研真題進(jìn)行剖析,引導(dǎo)學(xué)生完成拓展和提高。調(diào)查顯示,學(xué)生普遍贊同這一課程改革方式。
二、課程實(shí)踐環(huán)節(jié)與理論環(huán)節(jié)的有效銜接
實(shí)踐教學(xué)是“分子生物學(xué)”課程的重要部分,但是由于條件所限,目前本校生物專業(yè)的“分子生物學(xué)”課程僅開設(shè)了理論課,實(shí)驗(yàn)課尚未開設(shè)。為解決這一問題,在理論教學(xué)中通過對教學(xué)內(nèi)容的分析,盡最大可能的將基礎(chǔ)理論的講授和分子生物學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,堅(jiān)持既要使教學(xué)沿著課程的主線進(jìn)行,又要努力使實(shí)驗(yàn)技術(shù)的介紹與理論課教學(xué)合理的銜接的原則,一定程度上彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足,旨在通過課堂教學(xué),使理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)融為一個有機(jī)的整體,一些代表性的分子生物學(xué)技術(shù)的原理和方法按照表1所示的安排在基礎(chǔ)理論部分的講解中進(jìn)行了介紹。
作為任課教師,要使課堂教學(xué)精彩,還應(yīng)深入科研第一線,這樣才能利用科研和生產(chǎn)實(shí)踐中的例子豐富課堂教學(xué)內(nèi)容。[1]尤其是分子生物學(xué)這樣更新快的學(xué)科,教師必須了解和準(zhǔn)確把握學(xué)科發(fā)展方向和前沿?zé)狳c(diǎn),將自身科研實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)、體會和感悟傳遞給學(xué)生,激發(fā)學(xué)生的對科學(xué)研究的熱情,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。值得注意的是,專業(yè)課教學(xué)要充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體作用,努力提高他們的分析能力、綜合能力和創(chuàng)新能力,引導(dǎo)學(xué)生將理論知識和實(shí)驗(yàn)技術(shù)內(nèi)容有效的融合,在教學(xué)中采用了一些方法來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性,例如:每節(jié)課之后有要點(diǎn)回顧和知識鏈接提示,留給學(xué)生較為寬松的時間進(jìn)行復(fù)習(xí)和延伸學(xué)習(xí);設(shè)置一些與本節(jié)課內(nèi)容有關(guān)的基礎(chǔ)題、提高題、實(shí)驗(yàn)分析題,安排學(xué)生課下自行選擇完成,以便學(xué)生檢測學(xué)習(xí)掌握的情況,及時將知識梳理歸納,增加了學(xué)習(xí)過程的開放性和自主性。
三、教學(xué)模式的探索和實(shí)踐
雙語教學(xué)作為一種的新的教學(xué)模式,順應(yīng)了國家培養(yǎng)復(fù)合型人才的要求,也是考評學(xué)校教學(xué)質(zhì)量和水平的一個重要指標(biāo)。[2]2005年本校生物專業(yè)的“分子生物學(xué)”課程作為第一批教學(xué)模式改革的課程,率先采用了雙語教學(xué)形式授課,一方面是出于本科教學(xué)評估的要求,另一方面也是專業(yè)課教學(xué)模式的一種嘗試和探索。從2005至2008年的實(shí)踐和學(xué)生反饋意見上看,雙語教學(xué)作為教學(xué)改革的一種探索是值得肯定的,調(diào)查顯示,92%的學(xué)生認(rèn)同和贊成雙語教學(xué),認(rèn)為通過使用原版英文教材和全英文課件,感覺學(xué)習(xí)“分子生物學(xué)”并沒有開課前想象中的那么困難,通過學(xué)習(xí),理解和掌握了學(xué)科知識體系,專業(yè)英文的閱讀能力得到較大的提高,對專業(yè)詞匯有一定的積累,很有成就感,對這門課更有興趣了。從任課教師的反饋意見上看,由于難以找到合適的教材,所以在備課上需要下更大的力氣,充實(shí)教學(xué)內(nèi)容,不少教師在教學(xué)中信心不足,擔(dān)心由于缺乏專業(yè)英文口語訓(xùn)練,造成專業(yè)術(shù)語的發(fā)音錯誤等問題。所以實(shí)際上,本校生物專業(yè)分子生物學(xué)開設(shè)的動因主要來自學(xué)校本科教學(xué)評估的要求。[3]筆者認(rèn)為,雙語教學(xué)的有效實(shí)施尚需從課程體系、師資培訓(xùn)、評價機(jī)制等多方面予以保證。[4]雙語教學(xué)并沒有固定的模式可循,需要從實(shí)際出發(fā)。
鑒于目前雙語教學(xué)可用教材有限,選擇適合的原版教材存在較大的困難,而分子生物學(xué)課程內(nèi)容更新快,內(nèi)容多,為適應(yīng)絕大多數(shù)學(xué)生的考研難度需要,2009年以來,本校生物專業(yè)“分子生物學(xué)”選擇了中文教材授課,將教學(xué)的重點(diǎn)放在系統(tǒng)性、基礎(chǔ)性和前瞻性上,每年的授課內(nèi)容至少更新30%,從學(xué)生的反饋意見上看,這一調(diào)整更加貼近學(xué)生的需要。這些年來的“分子生物學(xué)”課程改革實(shí)踐也使本校認(rèn)識到無論是常規(guī)教學(xué)還是雙語教學(xué)形式,從學(xué)科特點(diǎn)、學(xué)生基礎(chǔ)、師資條件等因素出發(fā),制定合理的教學(xué)方案,提高教學(xué)質(zhì)量,服務(wù)于人才培養(yǎng)這一目標(biāo)才是課程改革的出發(fā)點(diǎn)和最終歸宿。
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運(yùn)用分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)探索生命科學(xué)的奧秘,構(gòu)建完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系是分子生物實(shí)驗(yàn)學(xué)教學(xué)的重要任務(wù),在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下,分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要配合實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)以及實(shí)驗(yàn)資源的配置情況,既缺乏有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,又沒有形成獨(dú)立的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,對分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率也產(chǎn)生了較大的影響,所以需要通過有效的途徑促進(jìn)分子生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的完善,促進(jìn)其教學(xué)效率的提升。
一、分子生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題
1.實(shí)驗(yàn)室以及實(shí)驗(yàn)資源有限
分子生物學(xué)是一門新興學(xué)科,因此在高校教育活動的開展方面仍然會受到諸多因素的影響,其中最重要的就是資金的投入。當(dāng)前,高校在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)方面投入的資金十分有限,與其他經(jīng)典學(xué)科相比顯然更少,但是分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)對于實(shí)驗(yàn)室以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備都有較高的要求,很多設(shè)備都需要從國外進(jìn)口,價格十分昂貴,很多高校在資金的負(fù)擔(dān)方面都有很大的壓力,因此也影響了分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率。
2.缺乏足夠的實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員
分子生物學(xué)在我國教育體系中的起步時間相對較晚,所以相關(guān)的教學(xué)人員和技術(shù)人員的數(shù)量十分有限,很多高校在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面都需要聘請專門的技術(shù)人員,而人員的缺乏也成為了限制分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的另一個重要因素。雖然我國教育機(jī)構(gòu)也在積極培養(yǎng)分子生物學(xué)的專業(yè)技術(shù)人員,但是人員的數(shù)量以及其成長速度,都無法滿足當(dāng)前分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求,不能保證分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開展。
3.教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置缺乏科學(xué)性
分子生物學(xué)是一門跨學(xué)科的綜合性教育課程,因此其教學(xué)內(nèi)容涉及到生物、醫(yī)學(xué)以及藥學(xué)等多個領(lǐng)域,這就涉及到知識的連接性與滲透性,因此在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容設(shè)置方面,需要考慮其綜合性。但是從當(dāng)前分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容設(shè)置方面來看,顯得較為單一,往往只是集中在某個領(lǐng)域,缺乏對實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的考慮,而且沒有形成科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價體系,對于分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果無法做出準(zhǔn)確、科學(xué)的評價,無法為后續(xù)教學(xué)活動的開展提供必要的依據(jù)。
二、分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)策略
1.加大實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的資金投入
高?,F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和資源無法滿足分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求,因此需要加大實(shí)驗(yàn)室以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備的資金投入,積極引進(jìn)國外先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,提高分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)性,才能提高分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。同時,為了保證分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開展,需要加大相關(guān)技術(shù)人員和實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員的素質(zhì)培養(yǎng),為分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開展提供足夠保障。
2.完善分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容
根據(jù)分子生物學(xué)的特點(diǎn)以及教學(xué)大綱的要求,在注重分子生物學(xué)常規(guī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,適當(dāng)加入更多可以凸顯專業(yè)特色的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,如大腸桿菌活化、質(zhì)粒DNA提取等,注重分子生物學(xué)與其他相關(guān)學(xué)科的結(jié)合。同時在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的選取方面,要考慮到學(xué)生對于知識的掌握程度,由淺入深、循序漸進(jìn),使學(xué)生可以參與到實(shí)驗(yàn)中,并且感受分子生物學(xué)的神奇,才能激發(fā)學(xué)生求知的欲望,獲得良好的學(xué)習(xí)效果。
3.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法
為了提高分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性,需要改進(jìn)傳統(tǒng)的教學(xué)方法。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中包含很多復(fù)雜的實(shí)驗(yàn),學(xué)生理解和記憶的難度都較大,如果教師僅僅采用示范和講解的方法,顯然無法給學(xué)生留下深刻的記憶,因此要對現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行必要的調(diào)整,使每個學(xué)生都可以參與到實(shí)驗(yàn)中,親自操作和演示,也可以在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,這種方法可以激發(fā)學(xué)生的興趣,同時也有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和研究能力,對于提高學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ休^大的幫助。
4.構(gòu)建科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價體系
對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)果做出準(zhǔn)確、客觀的評價,可以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況以及對知識的掌握情況,同時也可以為后續(xù)教學(xué)活動的調(diào)整提供必要的依據(jù),有利于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的針對性和可操作性,促進(jìn)分子生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的不斷深化。
關(guān)鍵詞:基礎(chǔ)不同;網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè);啟發(fā)式教學(xué);探索式教學(xué);實(shí)踐教學(xué)
中圖分類號:G643 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)36-0176-02
分子生物學(xué)是從分子水平上了解生命活動的規(guī)律,是推動生命科學(xué)發(fā)展的領(lǐng)頭學(xué)科,其理論和技術(shù)既具有基礎(chǔ)性又具有前沿性,已經(jīng)滲透到生物學(xué)、農(nóng)學(xué)、林學(xué)、畜牧學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)以及環(huán)境科學(xué)技術(shù)等許多一級學(xué)科。分子生物學(xué)課程也成為生物類學(xué)科的基礎(chǔ)專業(yè)課程,對于學(xué)生的知識體系構(gòu)成、實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)以及學(xué)科創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)方面均起著舉足輕重的作用。因此,分子生物學(xué)是生命科學(xué)各專業(yè)研究生階段的主干課程之一。
本校研究生分子生物學(xué)公共課面向農(nóng)學(xué)、植保、林學(xué)、園藝、草業(yè)、食品科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生物學(xué)等專業(yè),共60學(xué)時,其中40學(xué)時理論課,20學(xué)時實(shí)驗(yàn)課。但在講授時,發(fā)現(xiàn)學(xué)生分子生物學(xué)基礎(chǔ)水平參差不齊。以農(nóng)科專業(yè)為主,學(xué)生來自不同的本科院校、不同的專業(yè),有的學(xué)過生物化學(xué)和分子生物學(xué)課程,而有的沒有學(xué)過分子生物學(xué),只學(xué)過生物化學(xué),還有個別學(xué)生專業(yè)跨度大,本科階段沒有學(xué)過生物化學(xué),對微觀生物學(xué)了解甚少。面對這種情況,該如何讓基礎(chǔ)好的學(xué)生不覺得已經(jīng)學(xué)過,失去興趣,認(rèn)為自己看書就能學(xué)會;如何讓基礎(chǔ)差的學(xué)生不覺得難懂,失去動力,認(rèn)為受到了冷落。如何讓所有學(xué)生在教學(xué)中都能掌握分子生物學(xué)的理論和技術(shù),都能有所提高呢?實(shí)施“一刀切”肯定不利于所有學(xué)生掌握知識和發(fā)展,需采用共同但有區(qū)別的方法進(jìn)行。在教學(xué)過程中注意本科生與研究生分子生物學(xué)教學(xué)的區(qū)別,注意學(xué)生間基礎(chǔ)不同的差異,在研究生教學(xué)中從深度和廣度上進(jìn)一步加強(qiáng),注重將最新研究進(jìn)展和技術(shù)引入課堂。筆者嘗試對教學(xué)方法、手段和實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革,取得了較好的效果。
一、建設(shè)課程網(wǎng)站使學(xué)生利用“互聯(lián)網(wǎng)+”延伸教學(xué)空間
隨著分子生物學(xué)理論和技術(shù)的飛速發(fā)展,知識體系每年都在不斷更新,如何在學(xué)生生物學(xué)基礎(chǔ)參差不齊的情況下完成教學(xué),傳統(tǒng)的授課方式已經(jīng)越來越無法滿足需要,急需引入新的授課方法和技術(shù)。
1.內(nèi)容豐富的課程網(wǎng)站建設(shè)。筆者長期從事生物化學(xué)和分子生物學(xué)的教學(xué)和科研,依托新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)課程中心網(wǎng)站進(jìn)行了分子生物學(xué)課程網(wǎng)站和生物化學(xué)網(wǎng)站建設(shè),形成文字教材、電子教材、輔助教材和參考資料相配套的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源,包括教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、教學(xué)課件、教學(xué)錄像、微課視頻、參考書目、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、閱讀資料等;形成網(wǎng)絡(luò)考試、作業(yè)、論壇、答疑為主要內(nèi)容的與學(xué)生互動交流空間。將教學(xué)課件和微課視頻、延升閱讀資料以及分子生物學(xué)的新技術(shù)和研究進(jìn)展上傳網(wǎng)站,供學(xué)生課前課后查閱,同時上傳了大部分生物過程如基因結(jié)構(gòu)、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、啟動子特點(diǎn)、表達(dá)調(diào)控等的動畫演示,便于學(xué)生理解。上傳難易程度不同的試題庫,可根據(jù)每個學(xué)生的基礎(chǔ)情況選擇合適的試題組合生成小測驗(yàn)或是作業(yè)發(fā)放給學(xué)生。
2.師生有效利用課程網(wǎng)站。在教學(xué)過程中充分利用課程網(wǎng)站和互聯(lián)網(wǎng)資源,讓學(xué)生可以隨時在網(wǎng)站上學(xué)習(xí)課程內(nèi)容、瀏覽相關(guān)延伸閱讀材料和觀看微課視頻及動畫演示,教師可以有效利用網(wǎng)站讓學(xué)生主動參與。教師先從試題庫中抽題合成一套摸底綜合題,在上課前學(xué)生需上網(wǎng)站做這套題,共100題,全部為客觀題,通過做題了解學(xué)生對分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識的掌握程度,80分以上的學(xué)生基礎(chǔ)較好,80分以下的學(xué)生在每節(jié)課前需通過網(wǎng)站做課前預(yù)習(xí)題,從課程網(wǎng)站上和互聯(lián)網(wǎng)上主動查閱自學(xué)找到答案,了解下節(jié)課的背景知識點(diǎn)。講完一章后,在網(wǎng)站發(fā)給學(xué)生每章練習(xí)題,學(xué)生在做題中繼續(xù)通過課程網(wǎng)站和互聯(lián)網(wǎng)上的資源深入了解知識點(diǎn),及時復(fù)習(xí)這章內(nèi)容,教師也可通過學(xué)生提交的答案了解學(xué)生的掌握程度。授課結(jié)束后,將綜合測試題在網(wǎng)站上發(fā)給每位學(xué)生,學(xué)生在網(wǎng)站上做題從而鞏固全部知識,教師也能從學(xué)生提交的答案知道每位學(xué)生的掌握程度和本次授課的效果。通過網(wǎng)站還可以建立師生互動論壇,由教師和學(xué)生發(fā)起一個主題來討論。
利用“互聯(lián)網(wǎng)+”進(jìn)行教學(xué)方法的改革,是“不教與教”教學(xué)方法的融合,一方面可以有效的利用網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展教學(xué)空間,使基礎(chǔ)差些的學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)課程的背景知識,通過反復(fù)看視頻清楚了解課程內(nèi)容,不至于跟不上課程進(jìn)度,使所有學(xué)生隨時都可以通過網(wǎng)站復(fù)習(xí)或深入了解課程知識體系;另一方面提高學(xué)生的主動參與性,增強(qiáng)對學(xué)習(xí)分子生物學(xué)的興趣和科學(xué)的思考方式,為今后的科學(xué)研究和論文工作和個人發(fā)展具有積極的推動作用。
二、創(chuàng)新課堂教學(xué)方法,促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)
有了內(nèi)容完善的課程網(wǎng)站,學(xué)生可以方便的得到課程知識和相關(guān)信息,這對課堂教學(xué)就有了新的要求,不能再按部就班的采用傳統(tǒng)的灌輸式的教學(xué)方式,需根據(jù)課程內(nèi)容積極實(shí)行啟發(fā)式、探索式等教學(xué)模式,促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí),培養(yǎng)適合社會發(fā)展需要的高素質(zhì)創(chuàng)新人才。
1.啟發(fā)式教學(xué)方法的應(yīng)用。在教學(xué)中根據(jù)授課內(nèi)容綜合應(yīng)用圖片、故事和研究啟發(fā)等啟發(fā)式教學(xué)方法,加深學(xué)生對分子生物學(xué)知識體系的理解。如介紹基因克隆是放一張用魚竿釣魚和撒網(wǎng)補(bǔ)魚的對比圖,啟發(fā)學(xué)生思考2種不同的獲得基因的思路;用雙螺旋發(fā)現(xiàn)的故事啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識到多學(xué)科的交叉融合和研究人員的分工合作在分子生物學(xué)研究的重要性,判蚪ソ的介紹分子生物學(xué)理論和技術(shù)體系;通過介紹十年時間研究64個遺傳密碼的過程,讓學(xué)生了解基因編碼和蛋白質(zhì)氨基酸順序的關(guān)系是如何破譯的,使學(xué)生明白分子生物學(xué)研究不是短期能完成的,可能是長期重復(fù)性的工作積累。通過啟發(fā)式教學(xué)提高學(xué)生主動思考的能力,了解分子生物學(xué)科學(xué)研究的過程和研究思路,知道理論和實(shí)踐相結(jié)合的重要性,培養(yǎng)理性思維方式。
2.探索式教學(xué)方式應(yīng)用。在學(xué)生對分子生物學(xué)的知識體系和研究方法有一定的了解后,開始進(jìn)行問題和任務(wù)導(dǎo)向的探索式教學(xué)方式。如給學(xué)生一個思考題:如何獲得抗蟲轉(zhuǎn)基因棉花?這個問題綜合考查學(xué)生對基因克隆、遺傳轉(zhuǎn)化、分子檢測等理論和技術(shù)的掌握程度。學(xué)生要像做項(xiàng)目一樣,必須了解每個過程,寫出技術(shù)路線,并進(jìn)行分析,探索每個方案的可行性,從中了解轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展和受爭議的原因。教師選擇有代表性的學(xué)生方案在課堂上進(jìn)行點(diǎn)評。這一教學(xué)方式培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識,積極思考問題、解決問題的能力;也使學(xué)生了解科研項(xiàng)目的研究過程和科學(xué)問題的發(fā)現(xiàn)和解決過程。
三、因能施教的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式
實(shí)踐教學(xué)是分子生物學(xué)課程的重要組成部分。在選擇研究生實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容時,也必須考慮到學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能的掌握程度,有的學(xué)生已進(jìn)行了分子水平的很多實(shí)驗(yàn),動手能力較強(qiáng),而有的學(xué)生基本沒有做過相關(guān)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)操作能力較弱,這種情況下,就必須正視學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ牟町?,選擇有區(qū)別的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。分子生物學(xué)公共課只有20學(xué)時的實(shí)踐教學(xué),如何在有限的時間里做到不與本科期間內(nèi)容重復(fù)又能兼顧學(xué)生的能力差異,使每個學(xué)生都能掌握相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)呢?我們選擇2天時間的綜合大實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行,嘗試同樣的技術(shù)解決不同的問題這種實(shí)踐教學(xué)模式。一個是真核基因克隆,一個是真核基因表達(dá)分析,所用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)均為RT-PCR技術(shù),即先提取總RNA,再反轉(zhuǎn)錄,再PCR分析。但前者較容易,屬于定性實(shí)驗(yàn),能擴(kuò)增出目的條帶就算成功;后者屬于定量實(shí)驗(yàn),需要實(shí)驗(yàn)者手法準(zhǔn)確,還需增加內(nèi)參基因?qū)φ蘸脱h(huán)數(shù)分析,做出好結(jié)果需要有一定的難度和技巧要求。上實(shí)驗(yàn)課前先將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容全部發(fā)到網(wǎng)站,然后讓學(xué)生選擇做哪個實(shí)驗(yàn)。學(xué)生會根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)技能掌握的程度選擇,最后基本都能得出滿意的結(jié)果。
這種模式,實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作基本一樣,但學(xué)生實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和操作有所區(qū)別。讓學(xué)生通過一次綜合實(shí)驗(yàn)課了解真核基因的克隆和真核基因表達(dá)分析的研究方法,兩天時間完成一個完整實(shí)驗(yàn),也使學(xué)生了解到科研工作的連續(xù)性,前一個實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物還要繼續(xù)進(jìn)行下一個實(shí)驗(yàn),每一步都必需認(rèn)真完成最后才能得到好的結(jié)果。由學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)水平來選擇做哪個實(shí)驗(yàn),這樣學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主動性很強(qiáng),都想做出好的結(jié)果,無論是實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)好的學(xué)生還是基礎(chǔ)弱的學(xué)生都很滿意。
網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)站、課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)三者是有機(jī)的整體,網(wǎng)絡(luò)課程中心的建設(shè)和使用擴(kuò)展了教學(xué)的時間和空間;新的教學(xué)方法和手段的運(yùn)用提高了教學(xué)質(zhì)量;實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)促進(jìn)了理論與實(shí)踐、教學(xué)和科研的結(jié)合。在教學(xué)中三者有機(jī)結(jié)合,提高教學(xué)整體水平,培養(yǎng)高層次創(chuàng)新性人才。
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關(guān)鍵詞:分子生物學(xué)基因重組醫(yī)學(xué)基因工程
1.引言
國內(nèi)外研究情況與歷史背景
1953年沃森和克里克關(guān)于 DNA 分子空間結(jié)構(gòu)及其作為遺傳信息載體的著作的發(fā)表標(biāo)志著分子生物學(xué)的誕生。分子生物學(xué)的誕生是生物學(xué)的一個重要發(fā)展,標(biāo)志著生物科學(xué)對許多重大問題已開始由現(xiàn)象描述轉(zhuǎn)入到基本規(guī)律的闡明。雖然分子生物學(xué)的興起還不到 60 年,但是在分子生物學(xué)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域內(nèi)取得的成果卻很顯著。分子生物學(xué)與醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、生物工程等的關(guān)系十分密切。分子生物學(xué)的研究成果使不同生物體之間的基因轉(zhuǎn)移成為可能,在農(nóng)業(yè)上開辟了育種的新途徑,在醫(yī)學(xué)上有可能治療某些遺傳性疾病,在工業(yè)上形成了以基因工程為基礎(chǔ)的新興工業(yè),從而有可能生產(chǎn)許多用常規(guī)技術(shù)從天然來源無法得到或無法大量得到的生物制品。
2.分子生物學(xué)的應(yīng)用列舉
2.1分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用
(一)癌癥的研究即將出現(xiàn)重大的突破
癌基因的發(fā)現(xiàn)是近年來分子生物學(xué)研究的重大成果。過去在癌病因?qū)W上眾說不一的局面正在改善。由各種內(nèi)外因素導(dǎo)致癌基因激活或異常表達(dá)很可能就是癌癥發(fā)生的根本原因。癌基因本來是正常的基因成分之一,它的生理功能是什么?它是如何被調(diào)控的?異常表達(dá)和激活的機(jī)理是什么?癌基因產(chǎn)物和生長因子的關(guān)系是怎樣的?是否存在著反癌基因和生長的負(fù)調(diào)節(jié)因子?等等。這些問題都是當(dāng)前研究的熱點(diǎn),正在取得日新月異的進(jìn)展,與此有關(guān)的是艾滋?。ˋIDS)的研究受到世界范圍的密切關(guān)注如果分子生物學(xué)研究成果和社會性的預(yù)防措施能夠很好地結(jié)合起來,這個疾病的流行將會較快得到制止。
(二)遺傳病
隨著醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)研究的日益深入,有關(guān)遺傳病的一些概念正在發(fā)生變化。首先,這類疾病不再像過去認(rèn)為的那么罕見。至今發(fā)現(xiàn)按照孟德爾方式遺傳的遺傳病已達(dá)3000余種。如果估計(jì)到疾病易感性和基因變異的關(guān)系,則遺傳病范圍會更加擴(kuò)大,例如易患心臟病、肺氣腫、高膽固醇血癥、糖尿病、變態(tài)反應(yīng)和胃潰瘍病等等的基因正在得到分離,甚至癌癥,有的學(xué)者認(rèn)為也可歸屬于遺傳病的范疇,其根本原因在于DNA的損傷。其次,基因探針技術(shù)正在逐步擴(kuò)大產(chǎn)前診斷和遺傳病診斷的范圍。在治療上,過去一切對遺傳病的療法都只能是對癥的,從理論上講,只有基因療法才是治療遺傳病的唯一根治方法。
(三)藥物和疫苗
隨著基因工程的蓬勃興起而首先受益的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域就是制藥工業(yè)。現(xiàn)在已經(jīng)有些多肽或蛋白質(zhì)藥物,如人胰島素、生長激素、干擾素等能夠通過“工程菌”大量生產(chǎn),更多的藥物則正在開發(fā)之中。疫苗的研制正在極大地促進(jìn)預(yù)防醫(yī)學(xué)的發(fā)展.例如,白細(xì)胞介素 2和β干擾素是兩種具有抗癌作用的蛋白質(zhì),在其多肽鏈中各有三個半胱氨酸殘基,但只形成一對二硫鍵,由于分子中含有多余的一個半胱氨酸殘基,所以二個分子容易締結(jié)合成二聚體而失活,用定點(diǎn)突變法改變半胱氨酸的密碼子為絲氨酸密碼子,就可防止二聚體的形成,從而在不損害活性的情況下大大延長這兩個蛋白質(zhì)的半衰期,提高了療效。
2.2 分子生物學(xué)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用
分子生物學(xué)用于農(nóng)業(yè), 已經(jīng)對農(nóng)作物的品種改良起了以前不可能 想象的重要影響。農(nóng)作物以及家畜品種的改良,現(xiàn)在可以用定向引人有關(guān)基因的方法進(jìn)行,這就從根本上改變了過去盲目大量誘變?nèi)缓笤?從中進(jìn)行篩選的傳統(tǒng)作法。 在農(nóng)作物中,已經(jīng)成功地對馬鈴薯進(jìn)行了改造,不但使其獲得了抗病毒基因,也得到了高蛋白質(zhì)含量的馬鈴薯新品種。把一個蛋白水解酶抑制劑基因引人煙草之后,使得以煙葉為食的害蟲不能消化其中的蛋白質(zhì),因而不能繁殖。這樣,這一品種就獲得了抗蟲害的能力。 雖然植物基因工程的應(yīng)用 還不是很久,但為農(nóng)作物的大量增產(chǎn)和品種改造,例如固氮基因的轉(zhuǎn)移等,提供了無法估量的發(fā)展前景。
2.3分子生物學(xué)在工業(yè)上的應(yīng)用
如今已經(jīng)產(chǎn)生了一種新興的工業(yè), 即以基因工程為基礎(chǔ)的生產(chǎn)生物制品的工業(yè)。 它的基礎(chǔ)是從一種生物體分離編碼某個蛋白質(zhì)的基因,即DN斷,把這個基因人工重組到可以用發(fā)酵法大量生產(chǎn)的如大腸桿菌或酵母的基因中去,使其在大腸桿菌或酵母的細(xì)胞中得到表達(dá),并達(dá)到大量生產(chǎn)的目的[2]。 新近發(fā)展起來的蛋白工程則是分離出某個蛋白質(zhì)的基因之后,再加以改造,根據(jù)三聯(lián)密碼,把這個DNA序列中編碼某一個氨基酸的密碼子,改變成為編碼另一個氨基酸的密碼子;或者用合成 DNA 的方法 直接合成基因。 從以上兩種方法都可以得到在天然界原來并不存在的 DNA,再用和上面所說的類似的方法,引人大腸桿菌或酵母的基因中進(jìn)行表達(dá),以達(dá)到大量生產(chǎn)的目的,得到具有新的特性的蛋白質(zhì)。
1制定合理的帶教計(jì)劃,重點(diǎn)明確
實(shí)習(xí)學(xué)生在本院實(shí)習(xí)分子生物學(xué)的時間為4周。由于實(shí)習(xí)時間較短,帶教老師應(yīng)首先制定合理的帶教計(jì)劃,便于學(xué)生充分利用有限的時間掌握實(shí)習(xí)內(nèi)容。在制定帶教計(jì)劃的過程中,不僅要結(jié)合學(xué)科的大綱要求,還應(yīng)結(jié)合歷屆學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和實(shí)驗(yàn)室的基本情況,制定最合理、最貼近實(shí)際的帶教計(jì)劃。由于本實(shí)驗(yàn)室開展的檢驗(yàn)項(xiàng)目較多,而學(xué)生實(shí)習(xí)時間較短,實(shí)習(xí)內(nèi)容不可能面面俱到,因此在帶教計(jì)劃中將帶教內(nèi)容分為4個類別,即熟練掌握、基本掌握、熟悉和了解。例如,分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的分區(qū)制度、工作流程、乙型肝炎病毒DNA檢測等納入實(shí)習(xí)生應(yīng)熟練掌握的內(nèi)容。有側(cè)重點(diǎn)的帶教可以讓實(shí)習(xí)學(xué)生在有限的時間內(nèi)牢固掌握常用檢測項(xiàng)目的原理、操作方法、注意事項(xiàng)、臨床意義等,有助于學(xué)生在以后的工作中進(jìn)一步由點(diǎn)到面地進(jìn)行分子生物學(xué)檢驗(yàn)知識的學(xué)習(xí)。
2注重崗前教育,樹立整體意識
為引導(dǎo)實(shí)習(xí)學(xué)生轉(zhuǎn)變角色,保證實(shí)習(xí)質(zhì)量,崗前教育是必不可少的。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室對設(shè)備、環(huán)境和操作人員有較高的要求,因此在實(shí)習(xí)學(xué)生進(jìn)入分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室前,應(yīng)首先對其進(jìn)行崗前教育,包括分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室基本情況、分區(qū)制度及相關(guān)工作流程等。并且要求學(xué)生實(shí)習(xí)前仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)室管理文件和標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程(SOP)文件,著重學(xué)習(xí)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室各區(qū)的工作制度、各項(xiàng)目檢測操作規(guī)范、質(zhì)量控制、生物安全防護(hù)及標(biāo)本接收、處理和保存等內(nèi)容,使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)室工作有初步的認(rèn)識。學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后,帶教老師應(yīng)首先引導(dǎo)實(shí)習(xí)學(xué)生按照區(qū)域流向制度依次參觀各實(shí)驗(yàn)分區(qū),系統(tǒng)地向其介紹各檢驗(yàn)項(xiàng)目的檢測原理及臨床意義。然后,根據(jù)帶教計(jì)劃的側(cè)重點(diǎn),選擇常用檢測項(xiàng)目,結(jié)合項(xiàng)目介紹主要相關(guān)儀器設(shè)備的工作原理、操作程序、日常保養(yǎng)及記錄登記,讓實(shí)習(xí)生樹立整體意識,對實(shí)驗(yàn)室的工作有全面的了解。
3加強(qiáng)操作訓(xùn)練,培養(yǎng)質(zhì)量控制理念
分子生物學(xué)的發(fā)展速度較快,學(xué)生在校園內(nèi)依靠有限的教學(xué)設(shè)備和較少的實(shí)驗(yàn)課時難以掌握分子生物學(xué)的基本技術(shù)。因此,實(shí)習(xí)學(xué)生在進(jìn)入臨床實(shí)驗(yàn)室后,對很多儀器設(shè)備較為陌生,操作過程中難免存在不規(guī)范之處。再加上分子生物學(xué)檢驗(yàn)對實(shí)驗(yàn)操作的要求比較高,因此在指導(dǎo)學(xué)生的過程中,應(yīng)給予學(xué)生盡可能多的實(shí)踐機(jī)會,使其不斷進(jìn)步。首先,帶教老師必須從最基本的實(shí)驗(yàn)操作出發(fā),邊操作示范邊講解相關(guān)知識,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)操作要點(diǎn)和關(guān)鍵步驟,指出注意事項(xiàng)并說明原因。然后讓學(xué)生實(shí)際操作,帶教老師在旁給予指導(dǎo),并當(dāng)場糾正操作中出現(xiàn)的錯誤,讓學(xué)生記憶深刻。通過操作示范和指導(dǎo),帶領(lǐng)學(xué)生逐步完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)操作項(xiàng)目。此外,帶教老師應(yīng)盡量多地創(chuàng)造機(jī)會讓學(xué)生動手,加強(qiáng)對學(xué)生的監(jiān)督,讓學(xué)生能夠熟練掌握各項(xiàng)目的檢測操作步驟和操作規(guī)范,在短期內(nèi)提高學(xué)生的動手能力。準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)果是檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)的生命。檢驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)較大偏差會對患者診治產(chǎn)生影響,甚至引起醫(yī)療糾紛。分子生物學(xué)檢驗(yàn)是繁雜有序且細(xì)致的工作,從標(biāo)本接收、標(biāo)本前處理、DNA提取、擴(kuò)增分析到報告發(fā)放的任何一個環(huán)節(jié)都不得有誤。因此,帶教老師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生全面的質(zhì)量控制理念。帶教老師在帶教過程中,需要根據(jù)崗前教育的內(nèi)容,對各個操作環(huán)節(jié)的影響因素進(jìn)行細(xì)致分析,并向?qū)W生講解相應(yīng)的質(zhì)控措施,重點(diǎn)說明標(biāo)本質(zhì)量判斷標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、儀器設(shè)備校準(zhǔn)、質(zhì)控參數(shù)設(shè)定、結(jié)果處理、報告審核與簽發(fā)等內(nèi)容。在學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作時,帶教老師應(yīng)做到“放手不放眼”,對學(xué)生嚴(yán)格要求、持續(xù)關(guān)注,一方面保證檢驗(yàn)質(zhì)量,另一方面也能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和良好的工作習(xí)慣。
4科學(xué)考核,嚴(yán)把實(shí)習(xí)質(zhì)量
在學(xué)生實(shí)習(xí)期滿時,應(yīng)按照要求對其進(jìn)行考核。本實(shí)驗(yàn)室對實(shí)習(xí)生分子生物學(xué)檢驗(yàn)的考核內(nèi)容包括如下兩方面。(1)基本操作考核:實(shí)習(xí)生需獨(dú)自完成規(guī)定標(biāo)本的乙型肝炎病毒DNA檢測。帶教老師根據(jù)學(xué)生的操作流程、操作規(guī)范程度、檢測結(jié)果準(zhǔn)確性進(jìn)行打分。(2)理論考試:內(nèi)容涉及分子生物學(xué)的基本理論、實(shí)驗(yàn)室分區(qū)、標(biāo)本采集及保存、質(zhì)量控制、常用檢驗(yàn)項(xiàng)目的簡要操作流程或項(xiàng)目檢測的臨床意義、污染預(yù)防措施等。通過考核,帶教老師能了解實(shí)習(xí)學(xué)生對實(shí)習(xí)內(nèi)容的掌握情況,對實(shí)習(xí)學(xué)生掌握不佳的知識點(diǎn)再加以指導(dǎo),為保證實(shí)習(xí)質(zhì)量把好關(guān)。
5引導(dǎo)學(xué)習(xí)前沿知識,培養(yǎng)科研思維
由于教材更新一般都滯后于學(xué)科的發(fā)展,因此為了彌補(bǔ)分子生物學(xué)教材和臨床實(shí)踐應(yīng)用脫節(jié)的缺陷,帶教老師還應(yīng)盡量引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)相關(guān)前沿知識,提倡學(xué)生廣泛搜集、閱讀文獻(xiàn)和專業(yè)書籍,使學(xué)生能夠了解最新的學(xué)科進(jìn)展。當(dāng)然,這對帶教老師也提出了較高要求,需要不斷加強(qiáng)學(xué)習(xí),掌握新知識、新技術(shù),為學(xué)生做好表率。此外,學(xué)生實(shí)習(xí)期間還需完成畢業(yè)論文,對于承擔(dān)畢業(yè)課題指導(dǎo)任務(wù)的帶教老師而言,還需注重培養(yǎng)學(xué)生的科研能力。如果條件允許,帶教老師可以讓學(xué)生參與相關(guān)科研課題的研究,使其能夠在完成畢業(yè)論文過程中,通過搜集、整理文獻(xiàn)鞏固基礎(chǔ)理論知識,了解新的研究進(jìn)展;通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)熟悉和掌握多種實(shí)驗(yàn)方法;通過撰寫畢業(yè)論文提高科研寫作水平。科研和教學(xué)相輔相成,既豐富了分子生物學(xué)帶教內(nèi)容,又激發(fā)了學(xué)生的科研思維和提高了學(xué)生的科研能力。
6小結(jié)
關(guān)鍵詞:翻轉(zhuǎn)課堂;教學(xué);自主學(xué)習(xí)
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)38-0260-03
分子生物學(xué)是生命科學(xué)教學(xué)中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,教學(xué)內(nèi)容涉及生物體中核酸和蛋白質(zhì)這兩類生物大分子的功能、形態(tài)結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系。實(shí)踐教學(xué)是高校教學(xué)工作的重要組成部分,是深化課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié),是學(xué)生獲取、掌握知識的重要途徑[1]。因此,在分子生物學(xué)教學(xué)中理論與實(shí)驗(yàn)課程具有同等重要的地位,很多高校生命科學(xué)專業(yè)都單獨(dú)設(shè)立了分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程。
河北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院自2000年設(shè)立《分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》。多年來,課程依托“河北省級生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”,在動物學(xué)國家重點(diǎn)(培育)學(xué)科,河北省生物學(xué)強(qiáng)勢特色學(xué)科,河北省生物學(xué)國家重點(diǎn)培育學(xué)科等資金支持下,教學(xué)內(nèi)容不斷豐富,教學(xué)效果得到顯著提升。然而,近年來生命科學(xué)發(fā)展迅猛,新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是生物類教學(xué)基礎(chǔ)而又前沿的實(shí)踐課程,教學(xué)內(nèi)容和方法必須不斷革新[2,3]。因此,開展教學(xué)改革研究工作十分必要。
一、分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教改方法的思路
分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的是訓(xùn)練學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng)、熟練的操作能力、敏銳的觀察力及進(jìn)行科學(xué)研究的創(chuàng)新能力。然而,以往多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主要內(nèi)容的課程安排,學(xué)生對教師和教材依賴性強(qiáng),教學(xué)方式單一,在激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的主觀能動性方面存在不足[4]。“翻轉(zhuǎn)課堂”(Flipped Classroom或Inverted Classroom)是一種新型教學(xué)理念[5],該模式創(chuàng)造性地提出一種混合使用技術(shù)和親自動手活動的教學(xué)環(huán)境。在這種教學(xué)模式中,知識傳遞由傳統(tǒng)的教師課堂講授轉(zhuǎn)變成學(xué)生課前提前領(lǐng)會知識點(diǎn),強(qiáng)調(diào)自主性、針對性教學(xué)理念[6]。
高校教學(xué)體制改革目的是提高教學(xué)水平,培養(yǎng)出基礎(chǔ)知識扎實(shí),具有應(yīng)用性和開拓性的創(chuàng)新型人才[7]。作者結(jié)合在分子生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)一線的多年經(jīng)驗(yàn),并根據(jù)省屬重點(diǎn)大學(xué)的學(xué)生培養(yǎng)要求,從教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容、探索綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)等方面進(jìn)行了探索與革新。我們嘗試對分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教改,努力將翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)理念融合到實(shí)踐教學(xué)中。目的是提高教學(xué)質(zhì)量、強(qiáng)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和綜合能力,培養(yǎng)具有獨(dú)立思考和善于解決問題的應(yīng)用型、創(chuàng)新性人才。
二、翻轉(zhuǎn)課堂的起源與特點(diǎn)
翻轉(zhuǎn)課堂最早由教育學(xué)者薩爾曼?汗創(chuàng)造性地提出。目前,該教學(xué)方法和理念日益得到教育工作者的認(rèn)可[8]?;诜D(zhuǎn)課堂理念而成立的非營利性“可汗學(xué)院”網(wǎng)站,引起了教育界的廣泛關(guān)注。在我國,高等院校從2007年開始嘗試將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念運(yùn)用到大學(xué)課題中,取得了很好的教改效果[9]。
翻轉(zhuǎn)課堂,通常借助信息技術(shù)手段,結(jié)合不斷涌現(xiàn)的基于信息傳播的教學(xué)環(huán)境(如,微課、慕課等),重新規(guī)劃和組織教學(xué)內(nèi)容的課前、課內(nèi)、課后三個階段。創(chuàng)造性地將知識傳遞、知識內(nèi)化、知識鞏固的顛倒安排,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)中師生角色的翻轉(zhuǎn)。在這種新型的教學(xué)模式中,知識傳遞由傳統(tǒng)的教師課堂教學(xué)提前到課前,學(xué)生從教師提供的學(xué)習(xí)資料中首先接觸和領(lǐng)會知識點(diǎn)。知識內(nèi)化則實(shí)在課堂教學(xué)時間實(shí)現(xiàn),學(xué)生在教師的輔導(dǎo)和學(xué)習(xí)小組的協(xié)助下展開個性化的討論學(xué)習(xí)。這樣,基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的教學(xué)活動成為了學(xué)生提出問題、解決問題、合作學(xué)習(xí)的過程,教師和學(xué)生之間互動明顯加強(qiáng),學(xué)生的積極主動性得到激發(fā)。知識鞏固階段是學(xué)生領(lǐng)會知識、總結(jié)歸納的階段,源自教師的知識內(nèi)容順利地滲透到學(xué)生頭腦中,并“生根發(fā)芽”。
因此,翻轉(zhuǎn)課堂開創(chuàng)了全新的教學(xué)模式。在這種新型教學(xué)模式下,教師的角色發(fā)生了逆轉(zhuǎn):由傳統(tǒng)的知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)者和指導(dǎo)者。同時,學(xué)生也從知識的接納者轉(zhuǎn)變成了學(xué)習(xí)的探求者和思考者,教學(xué)效果得到極大提高。
三、翻轉(zhuǎn)課堂模式應(yīng)用于分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)具體方案
翻轉(zhuǎn)課堂作為新型的教學(xué)理念已經(jīng)受到了廣泛的好評,在微生物學(xué)[10]、生理學(xué)實(shí)驗(yàn)[11]、大學(xué)應(yīng)用[12]和地理學(xué)[13]等課程已經(jīng)開展教改并取得了顯著的教學(xué)提升效果。然而,分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作目標(biāo)都是核酸、蛋白質(zhì)等“微小、微量”的物質(zhì),教學(xué)內(nèi)容較為抽象[14]。因此,如何將翻轉(zhuǎn)課堂理念恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用到分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)這門課程仍需要認(rèn)真探討和研究。我們對翻轉(zhuǎn)課堂理念反復(fù)研究、開展教學(xué)研討,并結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn),提出了基于以下三個步驟的具體方案。
1.建立課程討論網(wǎng)絡(luò)平臺,明確翻轉(zhuǎn)的原則及教學(xué)目的。Blackboard教學(xué)平臺是一種基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化綜合教學(xué)模式,在Blackboard平臺上授課教師可以和學(xué)生進(jìn)行多媒體課件分享、教學(xué)內(nèi)容、數(shù)字化問答交流等[15]。河北大學(xué)教學(xué)處很早就建立了Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,數(shù)字化教學(xué)已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時,首先由教師在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上課程的教學(xué)大綱和教學(xué)目的,在課前及時更新教學(xué)課件、視頻以備學(xué)生進(jìn)行課前學(xué)習(xí)。此外,在Blackboard平臺或者利用即時通信軟件建立討論組,組織學(xué)生就課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)的問題進(jìn)行討論,并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互動答疑。
2.課前準(zhǔn)備階段。以分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課中的“藍(lán)白斑篩選重組子”實(shí)驗(yàn)為著力點(diǎn),我們將翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)理念生動地融入其中,并借助微課教學(xué)方法激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性。首先,教師根據(jù)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)大綱和本次實(shí)驗(yàn)的具體教學(xué)目的將“藍(lán)白斑篩選重組子”實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)內(nèi)容分離出來,確定微課的內(nèi)容,完成課件設(shè)計(jì)。具體而言,教師課前將藍(lán)白斑篩選重組子的基本原理和操作方法的多媒體課件通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺分享給學(xué)生,并列出任務(wù)單。任務(wù)單就是教學(xué)內(nèi)容的具體體現(xiàn),是翻轉(zhuǎn)課堂中“問題”的導(dǎo)向[16]。下發(fā)任務(wù)單,可以告知學(xué)生教學(xué)內(nèi)容,有利于幫助學(xué)生領(lǐng)會學(xué)習(xí)目標(biāo)。例如,“藍(lán)白斑篩選重組子”教學(xué)內(nèi)容的難點(diǎn)是兩個對照(陽性對照和陰性對照),將上述內(nèi)容制作為微課課件,并提出問題,引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)原理。并且,提出“重組子”和“轉(zhuǎn)化子”的概念,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,為后續(xù)的課上教學(xué)內(nèi)容做好鋪墊。
3.課上實(shí)施階段。課前準(zhǔn)備階段是為了讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,課上實(shí)施階段就是在課堂上解決問題。解決問題的方式不拘一格,可以采用學(xué)生提問、教師解答方式,也可以采用小組討論形式[17]。鼓勵學(xué)生參與解決問題,提出和討論問題本身就是學(xué)習(xí)和交流的過程。重點(diǎn)和難點(diǎn)問題可以由教師主動提出,學(xué)生可以自由發(fā)言或者分組辯論。這樣可以突出翻轉(zhuǎn)課堂的理念,強(qiáng)化學(xué)生自主學(xué)習(xí)地位,課堂討論中就鍛煉了思考問題和解決問題的能力。具體到“藍(lán)白斑篩選重組子”實(shí)驗(yàn),即由學(xué)生按照課前所掌握的實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)路線自行配制藍(lán)白斑篩選試劑、自主進(jìn)行藍(lán)白斑篩選重組子的實(shí)驗(yàn)。期間,就實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)及學(xué)生操作中遇到的問題組織課堂討論,通過教師演示和學(xué)生動手操作相合方式開展教學(xué)。等到上述問題解決后,教師可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程布置新任務(wù)、提出新問題。內(nèi)容可以涉及第一階段未解決的問題,或者還尚未提及的知識點(diǎn),幫助學(xué)生通過自主思考或者小組討論的方式完成。對于“藍(lán)白斑篩選重組子”實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生根據(jù)已有知識設(shè)計(jì)下一步實(shí)驗(yàn)操作,提出實(shí)驗(yàn)中可以改進(jìn)的方法以及需要注意的問題等。在課堂的教學(xué)過程中,教師可以弱化自己,作為“旁觀者”觀察學(xué)生的討論情況?;蛘?,可以轉(zhuǎn)變身份為一名普通學(xué)生,參與討論,平等交流。當(dāng)然,對于重點(diǎn)問題教師必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)募w講解和單獨(dú)輔導(dǎo)??傊n上實(shí)施階段就是學(xué)生主動完成解答問題、發(fā)現(xiàn)知識點(diǎn)的內(nèi)化學(xué)習(xí)過程。
4.課后鞏固階段。根據(jù)實(shí)際教學(xué)進(jìn)展情況,教師根據(jù)對學(xué)生參與的討論問題和關(guān)鍵知識點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。歸納課上實(shí)施階段出現(xiàn)的問題和發(fā)現(xiàn)的新思路、新方法,將完善后的學(xué)習(xí)資源和課件再次到網(wǎng)絡(luò)平臺,幫助學(xué)生鞏固知識。并且,經(jīng)歸納總結(jié)的前瞻性課堂還可以幫助有特殊需求的同學(xué)進(jìn)行參考,達(dá)到循環(huán)、拓展和拔高的效果。具體到“藍(lán)白斑篩選重組子”實(shí)驗(yàn),就是教師將課上學(xué)生總結(jié)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線進(jìn)行總結(jié)和升華,將實(shí)驗(yàn)操作中的重點(diǎn)難點(diǎn)(如感受態(tài)細(xì)胞制作、轉(zhuǎn)化和篩選過程)凝練,再次以微課形式到網(wǎng)絡(luò)平臺。當(dāng)然,為了將科研知識融入教學(xué)中,也可以將“藍(lán)白斑篩選”應(yīng)用相關(guān)的最新的文獻(xiàn)到網(wǎng)絡(luò)平臺上,供學(xué)生進(jìn)行知識拓展和拔高。
四、翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢
“翻轉(zhuǎn)課堂”的目標(biāo)是將課時為單位的教學(xué)活動和網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的預(yù)習(xí)與總結(jié)深度融合,完成提前預(yù)熱、課堂討論、課后歸納這種“三位一體”的全新教學(xué)模式,促進(jìn)師生互動和生生互動,著力提高教學(xué)效果和質(zhì)量。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)具有技能要求高、細(xì)節(jié)繁雜、概念抽象等客觀教學(xué)難點(diǎn),十分適合開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革。
教學(xué)過程中,根據(jù)實(shí)驗(yàn)課操作性強(qiáng)的特點(diǎn),精心制作微課等多媒體課件。利用動畫、視頻、照片等模式展示教學(xué)內(nèi)容,力求清晰簡明,突出特色。細(xì)節(jié)方面,首先采用近鏡頭錄制并適當(dāng)加入語言描述,強(qiáng)調(diào)教學(xué)難點(diǎn)和重點(diǎn),幫助學(xué)生認(rèn)知。視頻時長不宜過長,微課內(nèi)容不多于10分鐘,避免視覺疲勞。然后,將精心制作的微課資源通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,并為教學(xué)難點(diǎn)設(shè)置過關(guān)任務(wù),鼓勵學(xué)生自己動手嘗試實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。同時,還要借助網(wǎng)絡(luò)平臺開展在線解答問題、討論實(shí)驗(yàn)原理等教學(xué)內(nèi)容,借助信息化手段促進(jìn)學(xué)生與教師交流討論。最后,在完成上述工作的基礎(chǔ)上,組織學(xué)生實(shí)施教學(xué)內(nèi)容,自由分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,并且對照微課內(nèi)容,提出自己的問題,充分參與討論環(huán)節(jié),加深對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解。最終,通過上述過程,將教師講授、學(xué)生動手的實(shí)驗(yàn)流程“翻轉(zhuǎn)”,在學(xué)習(xí)課件、實(shí)踐操作和教師指導(dǎo)的過程中實(shí)現(xiàn)知識和技能的傳遞。這個過程就是典型的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和多媒體課件優(yōu)勢,幫助教師向?qū)W生傳授關(guān)鍵知識點(diǎn),力求提升教學(xué)效果。
分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革后,教師不再是課堂主導(dǎo)者。當(dāng)然,教師的知識水平依然決定著網(wǎng)絡(luò)平臺的運(yùn)作、課件資源的制作、教學(xué)路線的設(shè)計(jì)。所以,翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中教師依然是實(shí)質(zhì)性的主體。只是,教師轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)的幕后引領(lǐng)者和設(shè)計(jì)者。在這種前所未有的改革中,師資隊(duì)伍的培養(yǎng)依然是問題關(guān)鍵。這就要求教師在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中廣泛收集素材、全面評價學(xué)生活動、及時歸納總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn),并依據(jù)教學(xué)效果及時調(diào)整、優(yōu)化教學(xué)方案,使翻轉(zhuǎn)課堂能真正讓學(xué)生受益,幫助學(xué)生全面掌握分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容。
五、結(jié)束語
分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是構(gòu)成高等院校生物教學(xué)的重要組成部分,也是從事生物技術(shù)領(lǐng)域的研究人員必備實(shí)驗(yàn)技能。傳統(tǒng)的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重讓學(xué)生學(xué)習(xí)操作步驟,而忽視了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題能力的培養(yǎng)。將翻轉(zhuǎn)課堂理念融入到教學(xué)之中,可以確保學(xué)生在操作的過程中深入領(lǐng)會實(shí)驗(yàn)原理,同時開創(chuàng)討論式教學(xué)的創(chuàng)新教學(xué)模式。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是生命科學(xué)的基礎(chǔ),廣大教育工作者必須不斷探索新的教學(xué)方法,勇于革新教學(xué)理念,這樣才能真正提升教學(xué)水平,實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才的高等教育教學(xué)目標(biāo)。
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關(guān)鍵詞:研究生;醫(yī)學(xué)分子生物學(xué);教學(xué)改革
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)42-0173-02
分子生物學(xué)是生命科學(xué)中發(fā)展最為迅速的前沿學(xué)科之一,其研究方法和技術(shù)廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)相關(guān)的許多學(xué)科領(lǐng)域。分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的使命,就是應(yīng)用分子生物學(xué)的理論與技術(shù),從分子水平上揭示疾病發(fā)生、發(fā)展的分子機(jī)制,進(jìn)而對危害人類健康的各種疾病提供預(yù)防、診斷以及治療方法[1,2]。對醫(yī)學(xué)各專業(yè)的研究生而言,學(xué)習(xí)和掌握扎實(shí)的分子生物學(xué)知識,是將來成為合格醫(yī)學(xué)研究者和臨床工作者的內(nèi)在需求和必備條件。研究生《醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)》是本校一門重要的基礎(chǔ)課程,從1994年開設(shè)以來,一直是全校基礎(chǔ)與臨床專業(yè)共計(jì)400余人/年的碩士研究生必修課,2010年后改為選修課。然而隨著分子生物學(xué)理論和技術(shù)的日新月異,雖然教學(xué)內(nèi)容在不斷更新,但沿襲舊有的重視知識傳授而忽視學(xué)生自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不適應(yīng)新的教學(xué)理念需要,對新的教學(xué)模式的探索已勢在必行。
一、現(xiàn)階段存在的問題
總結(jié)多年的教學(xué)實(shí)踐,我們發(fā)現(xiàn)在《醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)》理論課教學(xué)中存在著一些問題,主要反映在:(1)課程體系及教學(xué)方法里學(xué)生自主學(xué)習(xí)、交互式團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)的模塊少,學(xué)生未能養(yǎng)成自主閱讀文獻(xiàn)、集體討論、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的習(xí)慣;(2)學(xué)生知識基礎(chǔ)參差不齊,專業(yè)背景及研究方向差異較大,課堂講授難度較大且有時收效不好;(3)部分內(nèi)容理論性強(qiáng),較為枯燥且不屬于學(xué)生的研究方向,學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高;(4)在教學(xué)內(nèi)容上只關(guān)注教材講授而不重視其專業(yè)發(fā)展方面的探究,雖然分子生物學(xué)教材內(nèi)容時有更新,但相關(guān)領(lǐng)域的最新進(jìn)展并不能及時涵蓋,這將使教師更新知識的主動性下降,同時研究生也會失去學(xué)習(xí)分子生物學(xué)的興趣。(5)期末考試閉卷問答式方式由于考試時間和考試內(nèi)容的限制,而不利于開拓研究生視野和創(chuàng)新意識的培養(yǎng);(6)在成績評價上,未能對學(xué)習(xí)積極的學(xué)生加以激勵。
二、教學(xué)改革內(nèi)容及方式
針對教學(xué)中存在的這些問題,我們對2012級研究生《醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)》理論課教學(xué)進(jìn)行了改革嘗試。我校2012級選修《醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)》課程的研究生共279人,將其分為兩個班,其中基礎(chǔ)專業(yè)和部分臨床專業(yè)共105人為1班,其余臨床專業(yè)174人為2班。本學(xué)期對1班學(xué)生進(jìn)行了教學(xué)改革活動,對2班學(xué)生仍按往年教學(xué)模式正常上課作為對比。本次教學(xué)改革活動的方式為:將1班的105名學(xué)生分成小組,每組4~5名學(xué)生。以小組為單位,要求學(xué)生課后閱讀中外文文獻(xiàn),內(nèi)容可以是分子生物學(xué)方面的經(jīng)典理論、熱點(diǎn)問題或最新研究進(jìn)展(如:PCR技術(shù)、細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與疾病、藥物基因組學(xué))等,小組同學(xué)分析討論后將文獻(xiàn)內(nèi)容制作成多媒體課件,分別在學(xué)期中和學(xué)期末各抽取4~5個課時在全班進(jìn)行讀書報告,每組推薦一名同學(xué)做報告,報告時間15~20分鐘,報告完畢由學(xué)生提問及老師點(diǎn)評,每小組共計(jì)耗時30分鐘,期末對兩個班的成績進(jìn)行分析比對。
三、考試成績分析
我們對1班和2班學(xué)生的期末考試成績進(jìn)行了對比。從表1可以看出,1班的考試平均成績比2班高出3.07分,且1班的最高分(88分)和最低分(59分)均分別高于2班的83分和43分。其次,1班不及格人數(shù)為1人,不及格率為0.95%;2班不及格人數(shù)為13人,不及格率為7.47%。兩班比較不及格率具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P箓0.05)。表1結(jié)果說明1班考試成績明顯超過2班。
四、本次教改活動的思考
經(jīng)過本次教改活動,我們體會到:研究生教育與本科的基礎(chǔ)教育不同,我們培養(yǎng)的研究生必須具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和鮮明的創(chuàng)新性。教師雖然是授課環(huán)節(jié)中的主導(dǎo)者,但學(xué)習(xí)是互動的過程,這個過程不僅是教師在講臺上的授課過程,也應(yīng)是臺下學(xué)生主動學(xué)習(xí)的過程。因此教師在教學(xué)中除進(jìn)行啟發(fā)式的教學(xué)外,還更應(yīng)該注重培養(yǎng)研究生主動學(xué)習(xí)的意識,塑造研究生的創(chuàng)新精神。本次在2012級研究生1班通過進(jìn)行讀書報告,首先優(yōu)化了教學(xué)氛圍,充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。通過查找文獻(xiàn)、歸納總結(jié)文獻(xiàn)并制作課件等,鍛煉了學(xué)生的科研思維能力和寫作能力;通過口頭報告鍛煉了他們的表達(dá)能力;通過小組討論鍛煉了他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。這些能力的訓(xùn)練為他們將來的研究工作和畢業(yè)論文答辯等打下了一定的基礎(chǔ)。其次,拓展了學(xué)生的知識面,有利于增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師在課堂上的講授只有幾十分鐘,時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,只能是內(nèi)容上的引導(dǎo),而切實(shí)掌握的知識還有待于學(xué)生課后的學(xué)習(xí)與思考,這就要求研究生必需樹立主人翁的意識,積極主動地完成自學(xué)過程并培養(yǎng)創(chuàng)新精神。我們在教學(xué)中也發(fā)現(xiàn),很多學(xué)生在課間以及課程結(jié)束后會主動向老師請教分子生物學(xué)方面的問題,這說明研究生的學(xué)習(xí)主動性增強(qiáng)了。但本次教改活動也有不足之處。從老師授課的情況和學(xué)生咨詢的問題來看,大部分研究生對實(shí)驗(yàn)技術(shù)的理解及操作很弱,由于本校的《分子生物學(xué)技術(shù)》實(shí)驗(yàn)課程已交給學(xué)?!搬t(yī)學(xué)與生物學(xué)研究中心”實(shí)驗(yàn)室承擔(dān),本次教改未能涉及到實(shí)驗(yàn)技術(shù)方面的改革。因此如何提供更好的實(shí)驗(yàn)室條件,加強(qiáng)學(xué)生的操作能力,是我們分子生物學(xué)教學(xué)改革的重要目標(biāo)。分子生物學(xué)的發(fā)展十分迅速,而本校使用的教材相對陳舊,雖然老師在講授時可以適當(dāng)介紹新的研究進(jìn)展,但陳舊的教材不利于學(xué)生自學(xué)。在本次教學(xué)活動中,雖然我們考慮過師生討論、互動式的教學(xué),但由于授課人數(shù)多,學(xué)生基礎(chǔ)參差不齊,甚至少部分學(xué)生只是為了獲取學(xué)分,對本課程毫無興趣等諸多原因,最終本課程36學(xué)時的教學(xué)中,大部分仍然是采用老師講授的方式進(jìn)行教學(xué)。
經(jīng)過對《醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)》這門課程的教學(xué)改革,我們雖然取得了一定的教學(xué)效果,但深知這門課程具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性,教師必須不斷探索合適的教學(xué)手段和教學(xué)方法。在今后的教學(xué)中,如何變革教學(xué)思路,體現(xiàn)以“醫(yī)學(xué)”為中心,并調(diào)整教學(xué)內(nèi)容使之與科研課題需求相結(jié)合,以進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造性思維等,將成為教研室教學(xué)改革重點(diǎn)思考的問題。作者認(rèn)為可以考慮在授課中盡量引用科學(xué)先驅(qū)們的成功事跡,以“故事”的形式進(jìn)行授課;在講解分子生物學(xué)經(jīng)典現(xiàn)象和原理時,可以從相關(guān)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、科學(xué)家如何提出假設(shè)、如何通過實(shí)驗(yàn)證明假設(shè)的思路,在講解中引導(dǎo)學(xué)生思考,從而鍛煉學(xué)生的科研思維;在介紹新進(jìn)展時應(yīng)充分結(jié)合生活中和醫(yī)學(xué)中的熱點(diǎn)問題進(jìn)行講述,明確本學(xué)科同臨床的聯(lián)系程度,這不僅強(qiáng)調(diào)了學(xué)科的重要性,同時也加強(qiáng)了研究生學(xué)習(xí)的迫切性,使他們真正喜愛這門課程,同時能高效地接收相關(guān)理論知識,應(yīng)該會取得更好的效果。
以上是本教研室為適應(yīng)教學(xué)改革需求,在研究生層次上的分子生物學(xué)教學(xué)的一些嘗試與體會。隨著高教改革的深入進(jìn)行,我們還將不斷完善、不斷總結(jié)、不斷創(chuàng)新,以使研究生的分子生物學(xué)教學(xué)走上新臺階,使學(xué)生學(xué)以致用,努力創(chuàng)新,最終成為教學(xué)、科研、醫(yī)療的棟梁之材。
基金項(xiàng)目:遵義醫(yī)學(xué)院教學(xué)改革項(xiàng)目“研究生分子生物學(xué)教學(xué)改革的研究與實(shí)踐”