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分子生物学教学改革初探

分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的功能、形态结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学,是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘,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。在近半个世纪中它是生命科学范围发展最为迅速的一个前沿领域,推动着整个生命科学的发展。目前很多高校生命科学专业都设立了分子生物学课程,是本科生必修的专业基础课,也是其他专业如化学、物理等的选修课程。同时,这门课程也是从事生物技术领域的研究人员需要掌握的一门重要基础课程。鉴于这门课程的重要性,对其进行教学改革,提高教学质量,对培养21世纪的高素质生命科学领域技术人才具有重要意义。我们结合近几年的分子生物学的教学经验,就教学内容、教学方法、教师素质、网络课程建设等方面进行了有益的教学改革探索和尝试,取得了较好的效果。

1、教学内容

《分子生物学》教学改革初探

迟彦1 季长清2

1. 大连大学生物工程学院116622

2. 大连大学物理科学与技术学院 116622

1.1突出重点,避免重复

广义上讲,蛋白质和核酸等生物大分子结构和功能的研究都属于分子生物学范畴,也就是从分子水平阐明生命现象和生物学规律。例如,蛋白质结构、运动和功能、酶的作用机理和动力学,膜蛋白结构功能和跨膜运输等都属于分子生物学的研究内容。不过目前人们通常采用狭义的分子生物学概念,主要研究遗传信息的中心法则即DNA的复制、转录、翻译和基因表达调控的过程。分子生物学教材大部分也是按照中心法则这条主线来安排课程内容。但这部分内容与生物化学、细胞生物学有较多的重复和交叉。比如,在转录这部分内容,生化主要讲述转录的基本过程、启动子及RNA聚合酶等基本信息。而分子生物学除介绍基本知识外,还强调原核和真核转录过程、启动子和聚合酶的区别,侧重真核生物mRNA及两类内含子的加工过程。因此,明确分子生物学的教学重点,难点,明确与生物化学教学内容的区别,是讲好分子生物学的前提。课前,对于已学习过的内容,让学生提前预习回顾,上课时这部分内容可以简要讲解、或者通过提问的方式加以学习、巩固,对于新的知识、重点部分则要重点讲述。这样即能避免重复,节约时间、提高课堂效率,又能突出重点,体现分子生物学课程特点。

1.2 体现前沿方向

在人类基因组计划的推动下,分子生物学的主要研究目标已从单纯的基因测序转向对生物整个基因组结构与功能的研究,重点是基因功能的研究,因此应运而生了基因组学和蛋白质组学。但是在传统的教学中,却很少涉及这部分内容。这部分的相关内容在分子生物学课堂上应该有所体现,这对于学生掌握分子生物学前沿方向,了解分子生物学的最新研究内容和发展态势具有重要意义。

1.3 重视新技术、新方法的教学

近年来,随着分子生物学发展的突飞猛进,其新技术和新方法层出不穷,这就又给分子生物学教学带来了极大挑战。传统的教学内容,多围绕基因克隆的方法进行讲述,不能体现新近发展的技术、研究策略,这不利于学生今后科研工作的开展。因此,在教学中,应该适当增加这部分的学时,内容上不但包括传统的方法,还要包括新的技术如焦磷酸测序技术、新的基因克隆技术如RDA、SSH等以及基因功能研究技术如酵母双杂交、RNAi、SAGE等。这将为开阔学生研究视野、建立科研思维、提高今后解决科研课题的能力奠定坚实基础。

2、教学方法

同其他学科相比,分子生物学信息量大、内容庞杂、抽象。但在素质教育的背景下,理论课时往往很有限。在这种情况下,采用传统的灌输式讲课方式不能够适用于该门学科,这种灌输式讲课方式常常使得课堂沉闷、乏味,学生面对抽象、复杂的大量知识点也感到厌烦,提不起学习兴趣。同时,整堂的讲述教师自己也感到疲乏,更为重要的是学生在底下的被动的倦怠的学习也使得教师没有了教学热情,严重影响了教学质量。因此讲课方法的改革势在必行。

2.1 设置问题情景,引导学生思考课堂教学是由教师、学生、教材和教学方法这四大基本要素构成的一个动态过程。教师在教学过程中采用什么样的教学方法和手段把教材提供的知识传授给学生,从而达到教学目的是一直以来教学方法改革的核心内容。对于学生来说,以教师为主体的教学模式是一被动认知过程,被动的学习过程无法发挥学生自身的能动性,无法提高学生的学习兴趣和学习积极性,因此也不利于知识的掌握、学习能力和创新意识的提高。但是反过来,课堂上,若以学生为主体的自学,往往又不能很好的把握知识要领,提高学习效率。怎么在学习过程中做到“教”与“学”的

平衡,是我们一线老师值得探讨的问题。笔者在教学过程中,将二者有机的结合起来,在教师的引导下,适当创设问题情景,引导学生思考,从而点燃学生思维火花, 充分发挥学生主体的作用。如在讲到蛋白质合成这一内容时,蛋白质合成的起始第一阶段为30S小亚基与mRNA结合,形成30S起始复合物。蛋白质合成过程本来就比较枯燥、抽象,而且起始复合物的形成由众多成分参与,过程较复杂。在此内容上,我们提出了两个问题,即核糖体由大小亚基构成,那么30S小亚基如何保证其游离形式呢? 游离的小亚基通过什么可以与mRNA结合呢?通过问题的提出,引导学生思考、解析,获得答案的过程也是思维能力提高的过程,同时也是对于蛋白质合成这一复杂生命现象理解的过程。这种在教师引导下的发挥学生主观能动性的学习方式使得教与学处于一种平衡状态,既不强调老师的主体地位,也不忽视学生的能动性发挥,有利于提高学习效率,促进学生思维、锻炼学生的学习能力。

2.2 开展学习讲座,提高学生自学能力分子生物学信息量大,内容更新快,在有限的课时下很难囊括所有的知识和方法技术。因此,正如古语所说,“授之以鱼,不如授之以渔”,也就是说,作为教师,你要把信息知识即“鱼”通过一定的方法传授给学生,到不如教会学生获取知识的能力,即“钓鱼”的能力。如就基因克隆方法部分,除了书中提到的RDA方法外,还有差异显示DD,抑制性消减杂交等。教师可就基于差异表达分离目的基因的方法这一专题,开展第二课堂活动,让学生课后查阅相关资料,撰写讲稿,制作多媒体课件,然后每组选派一名代表由学生上台讲述,其余学生提问讨论,最后教师进行总结。用这种方法进行教学,学生的学习积极性高涨,而且由于知识是由学生自己通过探究获得的,所以,理解记忆比较刻,掌握起来较为容易,不易被遗忘。更为重要的是在整个过程中,拓宽了学生的知识面,提高了学生查阅资料的能力以及分析问题和解决问题的能力。除了开展专题讲座形式以外,分子生物学的研究热点、新技术方法等还可通过如论文报告、讨论会、辩论大赛等多种途径展开研讨,这对于学生充分发挥主体作用、提高学习分子生物学的兴趣、提高学生自学能力、培养学生思维及促进素质教育具有重要作用。

3、网络课程建设

我们认为网络课程是课堂教学的一个很好的补充。网络课程建设是高校课程建设的重要组成部分,对推动高等教育信息化进程起到了重要的作用。网络课程的优

势在于它可以通过文本、图像、图形、动画、音频、视频、仿真软件等多种媒体,最大限度地整合教学资源,最大限度地进行教学内容的呈现, 最大限度地突破时间与空间的局限, 通过多种表现手法化解课程的难点(课程指导、课程学习、课程练习、问题思考、相关知识点的链接、教学论坛、资源搜索), 教学表现具有开放化、立体化、多元化的特点。因此,通过分子生物学网络课程建设可以实现该课程教学资源包括教学课件、教学录像、教案、试题库等的共享,为学生学习该课程提供了方便,对于课上没有理解或理解不好的内容,学生可随时随地浏览该课程,自主获取相关信息,提高了学生学习自主性,也提高学生学习兴趣,从而巩固了知识,加深了理解。另外,通过网络交互平台的搭建,还可实现网上讨论、网上指导。通过这种网络交互,不但可加强学生之间的交流,也可使教师第一时间得到学生的反馈,及时了解学生学习情况,因此便于教师有的放矢的调整课堂教学,提高教学质量。

4、教师素质

分子生物学是目前自然学科中进展最迅速,最具活力和生气的领域,也将是下一世纪的带头学科。因此,分子生物学的知识更新速度要远比其他学科快,这就对于分子生物学教师提出了更高的要求。教师必须经常访问生物方面的网站,阅读生物方面的杂志、查阅大量新的文献以了解分子生物学的最新研究进展,掌握最新前沿信息、把握最新研究方法和技术。另外,教师还需要通过参加学术会议、培训班等形式不断地学习,掌握广博精深的专业知识, 用新知识、新观点、新材料、新发展不断充实和丰富教学内容,这样才不能使讲授的知识与时代相脱节,有利于激发学生学习兴趣和学习热情,有利于提高教学质量。

型”教师。

3. 加强新任教师职业技能素质的培养,造就“双师型”教师

高校新任教师职业技能素质的培养主要有以下几个方面:第一,教学能力的培养,可采用教师岗位培训、以老带新的导师制、青年教师课堂教学竞赛、教学经验交流及学术交流会等形式,组织有教学经验的老、中、青教师上教学示范课,并进行评教,使教师在教育理论指导下尽快掌握教学方法和教学艺术。第二,科研能力的培养,造就一大批跨世纪学科带头人,在科研经费、实验设备、图书资料等方面给新任教师重点扶持,不断提高新任教师的工程实践能力。第三,实验技能的培养,安排新任教师定期到实验室,参与实验室建改和实验课教学,开发新的实验项目,使新任教师在实验室工作中提高动手能力。通过教学、科研、实验技能的培养,使新任教师成为既有教学能力,又有工程实践能力,既能讲课,又是工程师的“双师型”教师。

4. 不断完善教师聘任制,实现“双向选择”的竞争机制。不断深化高校内部管理体制改革,特别是学校人事分配制度改革,进一步完善高校教师职务聘任制。根据国家关于教师职务结构比例和学科建议的需要,强化岗位意识,因事设岗,因岗择人,形成合理的职务结构;完善教师职务聘任办法,实行严格的定期聘任,在实行社会保障制度的地区实行聘任合同制试点,打破教师职务聘任的终身制,形成聘任“双向选择”的竞争机制。同时,规定聘期,重视聘约和聘后管理,严格考核,要纠正职务评聘中重理论轻实践,重科研轻教学的不良倾向,进一步明确教师的教育教学职责和教学工作量要求,教师考核和职务聘任实行教学要求“一票否决制”。强化政策导向,充分利用教师职务聘任这一机制,培养新任教师的竞争意识、危机意识,全面提高新任教师的综合素质。

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