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分子生物學教學改革研究:分子生物學教學改革應(yīng)用和實踐
生命科學的發(fā)展對科技發(fā)展、社會進步和經(jīng)濟增長產(chǎn)生了極其重要而深遠的影響,并在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥與健康、能源、環(huán)境保護等領(lǐng)域有較為廣泛的應(yīng)用[1]。近半個世紀以來,分子生物學作為生命科學領(lǐng)域發(fā)展最迅速的一個前沿學科,推動著整個生命科學的發(fā)展。目前很多高校的醫(yī)學、生命科學、農(nóng)學等專業(yè)都設(shè)立了分子生物學課程,并作為本科生必修的學位課程。然而,由于這門課程涉及的知識點抽象復(fù)雜,信息量大,知識更新速度很快,學生們難免會感到枯燥乏味,難以理解。目前為止,大部分教師仍然采用制作多媒體課件、根據(jù)課本內(nèi)容逐條灌輸知識的單一教學模式,導(dǎo)致學生上課興趣不大、效率低下、難以系統(tǒng)掌握知識等問題;高校授課教師科研壓力大,部分教師重科研、輕教學,教學上投入不夠而導(dǎo)致備課不充分、對教學內(nèi)容吃不透、個別知識點模棱兩可等,直接影響著教學質(zhì)量。因此,對分子生物學課程進行教學改革,是提高教學質(zhì)量的重中之重。筆者從教學方法和教師素質(zhì)方面進行了大量的教學改革實踐和探索,取得了較好的效果。
一、教學方法的改革
(一)問題式教學,鼓勵學生積極思考
問題式教學方法是教師根據(jù)所講授的內(nèi)容提出問題,讓學生在限定時間內(nèi)閱讀教材,思考教師設(shè)定的問題,教師提問,根據(jù)學生回答問題的情況進行有重點、有目的的引導(dǎo)和講解,最終教師講解鞏固,使課堂氣氛活躍,調(diào)動學生學習和思考的積極性,提高教學效果。崔希福[2] 將問題式教學方法應(yīng)用在馬克思主義基本原理課堂上,非常有助于抵制和規(guī)避課教學中普遍存在的問題,使學生不僅真正掌握基本原理和方法,并且提高了學生分析問題和解決問題的能力。王榮等[3]利用問題式教學方法在機械原理課堂上也進行了教學實踐,并取得了很好的教學效果。吉敏麗[4]在憲法學教學中通過問題式教學方法的運用,提升了學生思維能力,并開拓了學生的知識面及視野。問題式教學方法在看似枯燥的原理課程上運用將極大提高課堂的教學效果,使學生的自主思考和表達能力得到較好的提升。問題式教學與傳統(tǒng)的教學相比,是以“施人以漁而非施人以魚”的方式對學生進行培養(yǎng),與“填鴨式”傳統(tǒng)教學模式比較,更利于學生獲得分析問題和解決問題的能力,也更利于綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和提高。通過本研究分析的結(jié)果,問題式教學在分子生物學理論課程中取得了較好的教學效果,有必要進一步推廣使用。
(二)研讀外文文獻,倡導(dǎo)學生開展講座
分子生物學是理論與技術(shù)相互結(jié)合和相互促進效果最顯著的學科,分子生物學的理論指導(dǎo)新技術(shù)的產(chǎn)生,新技術(shù)的應(yīng)用又促進了新理論的形成。因此,分子生物學知識的更新速度在生命科學領(lǐng)域首屈一指,將外文文獻引入到分子生物學的教學中不僅能夠拓寬學生的視野,而且能夠展現(xiàn)這些抽象的理論知識在實驗中的應(yīng)用以及基于分子生物學知識的近期研究進展,以啟發(fā)學生廣闊的思維方式。比如,基因的表達調(diào)控章節(jié),教材中講述了從基因水平、轉(zhuǎn)錄水平、轉(zhuǎn)錄后水平、翻譯水平和翻譯后水平的基因表達調(diào)控,正是由于基因表達調(diào)控的存在,才能使僅僅擁有2.5萬個基因的人類成為較高級最復(fù)雜的生物。表觀遺傳學是基因表達調(diào)控的新興內(nèi)容,包括小RNA和DNA甲基化對基因表達的調(diào)控等內(nèi)容,這些知識在教材中一筆帶過,學生無法真正認識和了解前沿信息。通過推薦外文文獻,讓學生分組學習和討論,并在課堂上以講座的形式分享自己學到的新知識,對于增強學生自信心和團隊協(xié)作意識、提高自我學習思考能力具有顯著的效果。
二、教師素質(zhì)的提升
當今高校教師肩負著兩項基本任務(wù)就是教學和科研[5]。對于廣大青年博士教師,面臨初登講臺和科研任務(wù)的雙重壓力,使他們喘不過氣來,難免對教學的重視程度不夠,從而導(dǎo)致學生對于教學效果評價較差。因而教師端正態(tài)度、擺正思想就尤為重要。除了自我修養(yǎng)的提升,教師自身知識的更新也非常重要。教師必須經(jīng)常閱讀分子生物學方面的近期文獻,以了解分子生物學的前沿研究進展,同時積極參加各種學術(shù)會議以及培訓,用新知識和新方法不斷充實教學內(nèi)容,才能更有激情的高質(zhì)量上好每一節(jié)課,進而激發(fā)學生學習熱情,提高教學質(zhì)量。
分子生物學教學改革研究:分子生物學綜合實驗教學改革探索
摘 要：通過對高校分子生物學實驗教學現(xiàn)狀及實驗教學中存在問題的分析，針對性地提出了分子生物學實驗教學改革途徑。采取了加強實驗教材建設(shè)、改進實驗教學方法、改革實驗教學考核評價體系以及加強實驗室和師資隊伍建設(shè)4個方面的綜合改革措施。
關(guān)鍵詞：分子生物學大實驗；教學探索
隨著分子生物學與各生物學科領(lǐng)域的廣泛相互滲透［1］［2］，許多有關(guān)生命學科專業(yè)的高校都紛紛地參與到分子生物學教學探索之中來［3］［4］［5］，以期望學生不僅能獲取近期的理論知識還能掌握一些分子生物學實驗的基本技能。因此，分子生物學實驗教學也成為了教學實踐關(guān)注的一個重點。
一、分子生物學實驗教學現(xiàn)狀
當前，分子生物學實驗指導(dǎo)書不少，其內(nèi)容也很多，但真正適合本科生且操作性強的實驗并不多。大多實驗開展不起來，一方面是由于實驗操作步驟連續(xù)性強，學生沒有完成實驗的充足時間；另一方面是實驗材料、試劑、設(shè)備不能同時滿足眾多的學生來使用。
大多數(shù)的高校一般會根據(jù)現(xiàn)有的實驗條件，開出一些經(jīng)典的基礎(chǔ)性驗證實驗，這些實驗大多為動物或植物基因組DNA的提取、質(zhì)粒DNA的提取、瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA、PCR基因擴增、大腸桿菌感受態(tài)細胞的制備以及質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化。這類實驗具有培養(yǎng)學生進行微量操作和無菌操作的特點，是學生理解相關(guān)知識及操作步驟的一扇窗口。此外，也有一些高校［6］［7］，為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，將實驗內(nèi)容串聯(lián)起來，形成一個連續(xù)的、緊密的相關(guān)系列實驗，如通過PCR基因擴增、分離回收與純化、DNA重組、質(zhì)粒轉(zhuǎn)化、重組子鑒定與表達組成的一系列綜合實驗。這類實驗有利于學生學會分析問題、學會對理論知識的靈活運用，具有提升學生綜合素質(zhì)的特點。因此，綜合實驗的優(yōu)點多被高校看重［8］［9］［10］［11］［12］［13］［14］,學校也非常鼓勵多開展此類實驗。
二、分子生物學實驗教學存在的問題
以實驗為基礎(chǔ)而發(fā)展起來的分子生物學，其實踐性很強，如何突顯出理論與實踐的聯(lián)系，充分發(fā)揮分子生物學實驗教學對創(chuàng)新型人材培養(yǎng)的貢獻［15］，已成為當前分子生物學實驗教學改革所面臨的挑戰(zhàn)。在分子生物學實驗內(nèi)容的組織上，我校偏重于質(zhì)粒DNA的重組克隆，圍繞著重組克隆而建立起了一系列有機聯(lián)系的實驗，依次為大腸桿菌感受態(tài)細胞的制備、DNA重組和轉(zhuǎn)化、重組質(zhì)粒的提取及鑒定。這一系列實驗環(huán)環(huán)相扣，前一實驗結(jié)果是后一實驗的起始，對實驗結(jié)果好壞的檢驗也只有待到下一實驗結(jié)論出來之后才能確定。由于實驗結(jié)果檢測周期長，學生不易即時發(fā)現(xiàn)操作過程中的失誤，這樣就使得學生實驗的效果往往是越往后做效果越差，有時甚至沒有最終的實驗結(jié)果，加之受教學學時數(shù)的限制，學生沒有重做的時間。整個實驗?zāi)茼樌瓿上聛淼膶W生只占一少部分，大部分學生由于中途實驗結(jié)果不理想，嚴重地影響了未完成實驗的效果。總的來看，單靠分子生物學課堂上的實驗教學來給學生建立起相關(guān)的操作技能，有一定的難度。尤其是對剛接觸分子生物學實驗的學生而言，要讓他在腦袋里真正形成微量及無菌操作的觀念，需要有一個過程。這些都是需要任課教師不得不做出思考的地方。
三、分子生物學實驗教學改革途徑
盡管實驗技能培養(yǎng)內(nèi)容滯后于理論［16］，的現(xiàn)狀仍舊存在，而對于人才培養(yǎng)的要求也越來越高的今天，我們不得不積極面對，采取一些相應(yīng)的改革措施，以適應(yīng)現(xiàn)階段人才培養(yǎng)的要求。
（一）、繼續(xù)加強實驗教材建設(shè)
1.完善實驗教學內(nèi)容，注重內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性
本著促進學生對知識的深刻理解與運用，實驗內(nèi)容要盡可能做到覆蓋分子生物學重要理論的觀點，本課程組開出了植物基因組DNA的提取、隨機擴增多態(tài)性DNA標記（RAPD PCR擴增）、瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA、農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化、以及感受態(tài)細胞的的制備、質(zhì)粒重組、轉(zhuǎn)化、提取、鑒定九個實驗項目。實驗內(nèi)容涵蓋了對攜帶遺傳物質(zhì)生物大分子核酸DNA的操作、比較了不同植物基因組在組成序列上的差異、通過改變植株遺傳物質(zhì)獲得轉(zhuǎn)基因植株以及目的基因的克隆，形成了比較完備的實驗教學內(nèi)容。各實驗有著明確的教學目的，實驗組成之間又有著緊密的聯(lián)系，能充分地讓學生明白該項實驗在分子生物學實驗中的地位和作用。
2.精選實驗技術(shù)，加強實驗技能訓練
瓊脂糖凝膠電泳檢測技術(shù)在分子生物學實驗中應(yīng)用頻率頗多，讓學生掌握這一技術(shù)尤其重要。大多初學者感到通過瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA的學習，其實驗操作本身并不難，難的是要會對實驗結(jié)果有一個正確的分析和判斷。學生擁有這樣的體驗和感受是由于缺乏一定的相關(guān)實驗經(jīng)驗所致，關(guān)于這一點學生將會在以后的實驗內(nèi)容如植物基因組DNA、PCR產(chǎn)物瓊脂糖凝膠電泳檢測結(jié)果分析中得到鍛煉和加強。
給學生建立無菌操作的觀念，這對需要無菌操作的實驗環(huán)節(jié)至關(guān)重要，這一細節(jié)常常是學生稍不注意就犯錯誤的地方。通過感受態(tài)細胞制備的實驗使學生首先建立起嚴格的無菌操作概念，在后續(xù)相關(guān)實驗中重復(fù)強調(diào)，以加深學生對無菌操作的認識。
微量操作是分子生物學實驗操作上的一大特點，讓學生學會微量操作，通PCR擴增實驗讓學生體會微量操作的重要性，培養(yǎng)學生認真、嚴謹?shù)刂螌W態(tài)度。
無菌操作和微量操雖是實驗細節(jié)，但這些細節(jié)上的問題恰恰在關(guān)鍵時足以造成實驗整體的失敗。因此，有必要在精選實驗技術(shù)上多考慮對學生實驗素質(zhì)培養(yǎng)的內(nèi)容，加強實驗技能訓練的同時，多注重培養(yǎng)學生嚴肅、嚴密、嚴格的科學態(tài)度。
（二）、改進實驗教學方法
依據(jù)每項具體實驗?zāi)康募耙蟮牟煌捎貌煌膶嶒灲虒W方法。總之，是要盡可能地通過分子生物學實驗教學讓學生掌握本學科研究的基本實驗方法、熟練使用相關(guān)的常規(guī)儀器設(shè)備。
1.建立探究式實驗教學模式
在學生有限的實驗教學時間內(nèi)，教師首先側(cè)重講解實驗內(nèi)容中各環(huán)節(jié)間的內(nèi)在聯(lián)系、實驗操作關(guān)鍵點及注意事項。然后，在學生動手操作過程中注意發(fā)現(xiàn)普遍存在的問題，有針對性地及時提示和糾正錯誤，對個別學生出現(xiàn)的問題進行單獨輔導(dǎo)。重視實驗失敗的學生并及時引導(dǎo)這類學生尋找原因、分析原因及尋求解決的辦法。在課堂上，加強師生之間的互動性，用提前預(yù)備好的中途實驗材料彌補學生因中途實驗失敗所致的后續(xù)實驗不能順利進行下去的被動狀態(tài)，充分調(diào)動學生動手動腦的積極性，不斷引導(dǎo)學生自主地完成實驗內(nèi)容。#p#分頁標題#e#
2.充分利用實驗室現(xiàn)有資源，拓展學生視野
實驗教學中通過運用多媒體技術(shù)，變分子生物學中抽象的概念和技術(shù)為可視化的動畫、音頻和視頻效果，使實驗教學內(nèi)容更加直觀、生動、形象，豐富了實驗教學課堂內(nèi)容。通過“虛擬實驗”［17］的講解，學生將對預(yù)做實驗有一個總體的感性認知。在接下來的具體親自動手操作過程中，學生能更輕松地按照實驗要求來完成實驗，教師也將贏得更多的時間把注意力和精力投放到學生的整個實驗教學過程中。
3.采用開放式教學模式，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力
開放性實驗教學是高校實驗教學深化改革過程中的一項新成果。學生借助開放實驗室，可以自由支配課外時間親自動手參與實驗全過程。對一些學有余力的學生而言，開放實驗室則成了學生學習的第二課堂，學生通過查閱資料、撰寫論文報告或綜述選擇自己感興趣的內(nèi)容作為研究項目，向開放實驗室提出申請，獲得批準的學生可以進入實驗室在實驗教師的指導(dǎo)下完成該項目。
開放性實驗教學是課堂實驗教學的一個延伸，它給學生營造出一個寬松的學習氛圍，是一種以學生為主、教師為輔的教學模式，它在學生學習的自主性、創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程中起到了積極的作用［18］［19］。
四、改革實驗教學考核評價體系
目前，我校已將分子生物學實驗教學與理論教學分開，設(shè)置實驗教學學時數(shù)72學時、獨立計算學分4.5分。考核內(nèi)容主要由學生平時實驗操作（包括每次實驗的預(yù)習情況、實際操作過程、實驗報告書寫的規(guī)范化及實驗結(jié)果的分析討論）和實驗理論閉卷考試兩部分組成，每一部分內(nèi)容各占總考核成績的50%。進一步細化了學生平時實驗操作考核內(nèi)容，將學生在每堂實驗課中的表現(xiàn)以分數(shù)形式進行量化考核，促進考核的公平性，充分調(diào)動了學生學習的積極性和主動性。
五、加強實驗室及師資隊伍建設(shè)
在實驗室建設(shè)上，我校于2006年成功地組建了農(nóng)科專業(yè)基礎(chǔ)實驗教學中心，這使原分屬于農(nóng)學院管轄的分子生物學實驗室納入到實驗教學中心的統(tǒng)一管理范圍之內(nèi)。由此，分子生物學實驗室的硬件設(shè)施得以充實和改善，在一定程度上緩解了教學資源相對學生需求不足之間的矛盾，學生則增加了動手操作的機會。
在實驗室?guī)熧Y隊伍建設(shè)方面上，實驗室配備專職管理人員，使儀器設(shè)備得到有效運轉(zhuǎn)和即時維護，確實地保障了實驗教學的順利開展。實驗課程組目前現(xiàn)有成員8人，其中教授2人，副教授4人，高級實驗師1人，實驗師1人，具博士學位的教師有4人，有著合理的職稱結(jié)構(gòu)和高的學術(shù)水平，教學科研能力強。課程組定期或不定期地開展教研活動，教師之間交流密切，促進了教師團隊的成長。
分子生物學教學改革研究:研究生分子生物學實驗教學改革措施
摘要:實踐能力是研究生培養(yǎng)質(zhì)量的重要指標.分子生物學實驗教學是培養(yǎng)生物學科研究生科研思維和動手能力的重要實驗平臺.該文主要介紹內(nèi)蒙古科技大學生物學科研究生學位課“研究生現(xiàn)代分子生物學實驗”的設(shè)計思路與改革實踐,就實驗課的實施過程、實驗內(nèi)容安排、教學團隊的組建,以及實驗結(jié)果評價等幾方面進行了陳述與討論,為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、建設(shè)高素質(zhì)的研究生實驗教學師資隊伍開辟了有效的途徑.
關(guān)鍵詞:研究生培養(yǎng);分子生物學;實驗教學
分子生物學是從分子水平上研究生命現(xiàn)象、生命本質(zhì)、生命活動及其規(guī)律的科學,是當前生命科學中發(fā)展最快并與其他學科交叉滲透最廣泛的前沿學科之一.進入21世紀,分子生物學的實驗技術(shù)與方法已經(jīng)應(yīng)用到了生物學各個分支學科的研究中[1].研究生教育是培養(yǎng)具有科學精神和創(chuàng)新能力高層次人才的主要方式,培養(yǎng)碩士研究生創(chuàng)新思維和科學研究能力,將是作為研究生階段的研究工作和將來作為科研人員所必備的素質(zhì).近年來,很多高校在研究生的培養(yǎng)上采取了重大舉措,如浙江大學、中國科技大學、西安交通大學、中國農(nóng)業(yè)大學等,實現(xiàn)了研究生的理論教學、實驗教學和學位論文研究三階段的培養(yǎng)模式[2].在加強研究生理論教學和學位論文研究的同時,注重研究生實踐能力的培養(yǎng),增加了實驗教學環(huán)節(jié),實現(xiàn)研究生實踐能力的寬領(lǐng)域培養(yǎng),再通過學位論文的研究,形成研究生實踐能力的立體多方位培養(yǎng).作為一個生物學研究生,把本科所學的基礎(chǔ)知識與科學研究的近期進展聯(lián)系起來,學好、學通分子生物學是必需的一步.基于此,2012年起我校在生物學科研究生學位課中設(shè)置“分子生物學實驗”課,3年來雖然取得了明顯的成效,得到了研究生與指導(dǎo)教師的認可,但在實際運行過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題,還需要通過不斷的改革和實踐,使生物學科的研究生更系統(tǒng)、更地掌握分子生物學的實驗技術(shù)和技能,為后續(xù)的研究性實驗工作和今后走上工作崗位提高科研水平打好一個堅實的基礎(chǔ).
1課程定位及理念
分子生物學在20世紀取得了理論和技術(shù)的飛速發(fā)展.分子生物學技術(shù)越來越廣泛地應(yīng)用于生命科學的各個研究領(lǐng)域當中.隨著越來越多的理論突破,分子生物學技術(shù)也日新月異.在高等院校的生物相關(guān)學科的研究生教學中,越來越廣泛地注重分子生物學的教學.分子生物學理論課教學內(nèi)容多,范圍廣,有一定深度,學生很難透徹理解和掌握,如果不做實驗,只學習理論,往往會事倍功半,理不出頭緒.分子生物學實驗課能給學生親自動手參與實驗全過程的機會,便于學生加深對相關(guān)理論的理解[3].研究生來自不同的院校,由于各院校課程設(shè)置不同,研究生接受的本科階段的教育差別很大,這種差別在實驗操作能力上體現(xiàn)最為明顯.對于已經(jīng)進入分子時代的生命科學來說,不熟練分子生物學實驗操作的學生就很難快速適應(yīng)課題研究的科研工作.在研究生學位課中設(shè)置分子生物學實驗課,合理安排實驗課內(nèi)容,建立常規(guī)操作與科研課題相結(jié)合的實驗課程體系,是提升研究生實踐能力的重要途徑,同時也能為學生完成碩士學位論文及將來從事科研工作打下良好基礎(chǔ).內(nèi)蒙古科技大學生物學碩士研究生學位點于2006年經(jīng)批準設(shè)立,2007年起招收首批碩士研究生,近10年來,已為內(nèi)蒙古自治區(qū)及全國輸送了一批從事生物學研究與開發(fā)的人才.“加強專業(yè)技術(shù)教學、緊跟學科發(fā)展前沿、提升研究生培養(yǎng)質(zhì)量”一直是本學科研究生培養(yǎng)工作的重點和目標.為適應(yīng)新形勢下高等院校研究生教育與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標,對研究生分子生物學教學的改革勢在必行.2012年以來,我們通過在研究生學位課中設(shè)置“分子生物學實驗”課,不僅顯著地提高了研究生對分子生物學課程的學習熱情,而且明顯提升了研究生的科研能力.
2課程建設(shè)及特色
2．1課程建設(shè)的過程與方法
每學年的秋學期初新錄取的研究生入學,根據(jù)對新生分子生物學知識背景和實驗動手能力的詳細調(diào)研合理安排實驗課內(nèi)容,建立常規(guī)操作與科研課題相結(jié)合的實驗課程體系,并根據(jù)學科發(fā)展不斷更新和完善,力求促進研究生科研工作的順利開展.研究生分子生物學實驗教學的改革分為3個階段進行.
2．1．1準備階段
組織相關(guān)人員成立課題小組,對小組人員進行具體分工,以2015年新入學的碩士研究生為研究對象,采用問卷調(diào)查方式對他們的分子生物學基礎(chǔ)知識與實驗操作能力進行摸底,撰寫調(diào)查報告[4].
2．1．2實施階段
(1)制定教學大綱.根據(jù)準備階段的調(diào)查結(jié)果討論研究生分子生物學實驗課教學大綱,實驗項目實行多層次、模塊化管理,分為基礎(chǔ)性、綜合設(shè)計性、創(chuàng)新性3個模塊.基礎(chǔ)性實驗項目以基本的分子生物學操作技術(shù)為主,如:質(zhì)粒DNA的提取、限制性內(nèi)切酶酶切DNA分子、瓊脂糖凝膠電泳分離DN段、大腸桿菌感受態(tài)細胞的制備、重組DNA分子的構(gòu)建與轉(zhuǎn)化等、PCR擴增目的基因等.對沒有任何分子生物學常規(guī)操作基礎(chǔ)的研究生要逐個開出;對本科階段已經(jīng)接觸并熟悉這些基礎(chǔ)性實驗的研究生可直接開出綜合設(shè)計性實驗,如:多種方法獲得目的基因、動植物中某關(guān)鍵基因的克隆、重組質(zhì)粒的構(gòu)建等.創(chuàng)新性實驗項目全部由本學科教師承擔的科研課題轉(zhuǎn)化而來,研究生可根據(jù)自己的研究方向與興趣愛好選擇項目完成,包括植物細胞中MYB類轉(zhuǎn)錄因子的篩選、與人類遺傳病相關(guān)的核苷酸重復(fù)序列的克隆等.
(2)學生選課.將全部實驗教學內(nèi)容及具體開出安排提前公布,學生根據(jù)實際情況與自己的研究方向進行實驗內(nèi)容的選擇,這一環(huán)節(jié)須由指導(dǎo)教師協(xié)助完成.選課結(jié)束后根據(jù)每個項目的選課情況準備實驗,包括學生分組、準備實驗材料、儀器設(shè)備、耗材試劑和實驗講義與實驗報告冊分發(fā)等.
(3)預(yù)實驗.指導(dǎo)教師根據(jù)學生分組情況,每組安排組長一名,副組長一名,在實驗開出前協(xié)助指導(dǎo)教師完成預(yù)實驗.
(4)實驗課開出.按計劃認真組織研究生開出實驗.實驗操作階段,要求學生熟練掌握實驗操作流程,嚴格按規(guī)范進行操作.同時指導(dǎo)教師要充分調(diào)動學生的學習積極性和主動性,增強學生獨立完成實驗的能力和實際動手能力,使學生能夠盡可能主動地、獨立地完成實驗的整個過程,為以后獨立從事科研設(shè)計和科學實驗打下良好的基礎(chǔ).
(5)課程考核.實驗課結(jié)束后進行成績考核,綜合學生的預(yù)習報告、實驗操作、實驗結(jié)果與實驗報告撰寫情況給出實驗課成績.
(6)編寫研究生實驗教材.基于教學實踐的積累,編寫研究生實驗教材“研究生現(xiàn)代分子生物學實驗”,重點面向研究生的實驗教學,將分子生物學基本實驗技術(shù)和近年來發(fā)展起來的新技術(shù)、新方法有機融合.
2．1．3總結(jié)階段
跟蹤調(diào)查,了解研究生在分子生物學實驗課結(jié)束進入課題研究后的情況,掌握他們在分子操作各個環(huán)節(jié)上的操作熟練程度,對取得的研究資料做的整理分析.在學科內(nèi)部推出“研究生分子生物學實驗”示范課,并完成相應(yīng)的資料庫與光盤制作,并進一步在全校范圍內(nèi)推廣.同時課程改革小組的成員要不斷討論項目實施過程中存在的問題,并及時與兄弟院校溝通學習,提出切實可行的辦法[5].
2．2指導(dǎo)教師隊伍建設(shè)
自2012年生物學科碩士研究生開設(shè)分子生物學實驗課以來,該課程的教學任務(wù)一直由我校外聘的留美分子生物學專家王建英教授負責,另配2名講師作為助手.經(jīng)過3年來的教學實踐體會,加上學生與研究生導(dǎo)師的意見反饋,我們發(fā)現(xiàn)這種單一的指導(dǎo)教師模式是需要改進的,需要建設(shè)一支由長期工作在科研、教學一線教師組成的研究生實驗課教學團隊.教學任務(wù)分配上,根據(jù)團隊內(nèi)每位教師主要從事的科研領(lǐng)域和專業(yè)特長,分配相應(yīng)的實驗教學內(nèi)容,每個項目安排2名指導(dǎo)教師,他們不僅熟悉所指導(dǎo)實驗的技術(shù)要點,及時解決實驗過程中出現(xiàn)的各種問題,還能將本領(lǐng)域相關(guān)的科研前沿、熱點問題介紹給學生,以開闊學生視野,使每次實驗均能獲得預(yù)期結(jié)果.同時,指導(dǎo)教師在教學實踐過程中也不斷發(fā)現(xiàn)和審視自己,包括對自身專業(yè)知識的把握與實驗技能熟練程度的反思,這樣也能促使他們緊密跟蹤學科發(fā)展前沿不斷提高[6].本課程經(jīng)各方面協(xié)調(diào)討論,現(xiàn)已逐漸組建了一支人員穩(wěn)定、業(yè)務(wù)基礎(chǔ)、具有團結(jié)協(xié)作精神的教學團隊.其中教授3人、副教授2人、講師2人.其中大多數(shù)教師承擔國家自然科學基金、內(nèi)蒙古自然科學基金、內(nèi)蒙古高校基金等科研項目,在努力完成這些科研任務(wù)的同時,有意識地將許多科研工作中的思路和先進的技術(shù)轉(zhuǎn)化到研究生分子生物學實驗的教學實踐中.實驗課教學團隊的建設(shè)極大地提高了研究生實驗教學質(zhì)量,并申請得到了我校研究生教學改革項目建設(shè)立項資助.
2．3實驗課成績考核與結(jié)果評價
經(jīng)過教學團隊的調(diào)研討論,針對分子生物學實驗考核形式的問題,提出實驗課評價體系多層次評價的管理制度,包含預(yù)習報告、平時考勤、實驗操作、實驗結(jié)果與實驗報告撰寫情況5個部分,分別所占比例為1∶2∶4∶1∶2;針對設(shè)計性與創(chuàng)新性實驗,要加上實驗方案制定與實驗論文撰寫環(huán)節(jié).針對研究生各實驗組人數(shù)較少、時間較靈活、學生專業(yè)多樣化等特點,在考核中更加注重實驗的具體操作過程.在課程開課初要將考核方案告知學生,讓他們明確各環(huán)節(jié)的評分標準,在實際考核過程中如實記錄作為評價依據(jù).實驗課結(jié)束后,通過“問卷調(diào)查與后期跟蹤相結(jié)合”的模式及時對教學效果進行評價[7].通過發(fā)放問卷調(diào)查表的方式綜合調(diào)查研究生對本門實驗課的內(nèi)容設(shè)置、教學方法及授課教師的教學效果等信息的評價.另外,在實驗課結(jié)束一個學期后,我們對研究生指導(dǎo)教師進行問卷調(diào)查,對上一年度的實驗教學效果進行了后期跟蹤評價,對研究生進入到各自實驗室工作后的科研思維、實驗設(shè)計、操作能力等進行調(diào)研,綜合評價實驗教學效果[8].
3結(jié)語
分子生物學實驗技術(shù)是生物學各分支學科科學研究必備的手段,在研究生入學后進入課題研究之前開設(shè)“分子生物學實驗”課,熟練掌握基本的分子生物學操作技術(shù),這是生物學研究生快速進入科研課題與順利完成碩士學業(yè)的基本保障[9].研究生經(jīng)過基本實驗技能培訓、綜合實驗及自主設(shè)計實驗的鍛煉及創(chuàng)新實驗平臺的多方位提升,科研能力得到大幅度提高.學生普遍反映研究生分子生物學實驗為他們順利進行課題研究、完成學位論文和未來的科研工作奠定了良好基礎(chǔ),一部分學生在碩士期間就發(fā)表了高水平的SCI論文.為生物學研究生開設(shè)分子生物學綜合實驗,在內(nèi)蒙區(qū)內(nèi)外兄弟院校進行此類設(shè)置的尚不多見,需要我們更加努力創(chuàng)立并逐步完善研究生實驗教學平臺,提升我校碩士研究生培養(yǎng)水平[10G12],及時將教師的科研成果提煉引入實驗教學,提高指導(dǎo)教師的教學能力,使實驗內(nèi)容不斷更新,為研究生進行課題研究及畢業(yè)以后從事相關(guān)的科研工作打下堅實的基礎(chǔ).
作者：李雅麗 趙秀娟 鞏東輝 趙宏宇 王晶妍 單位：內(nèi)蒙古科技大學數(shù)理與生物工程學院
分子生物學教學改革研究:動物醫(yī)學專業(yè)分子生物學教學改革研究
摘要：分子生物學是研究核酸，蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能，并從分子水平上闡明蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)與核酸之間的相互作用及其基因表達調(diào)控機理的學科。筆者結(jié)合近年來的分子生物學教學經(jīng)驗，就如何讓動物醫(yī)學專業(yè)本科生更好的理解和掌握分子生物學知識進行了簡單探索。
關(guān)鍵詞：分子生物學;多媒體教學;新興疫苗技術(shù)
1由淺入深，充分利用學生已知信息引入分子生物學概念
對于絕大多數(shù)動物醫(yī)學專業(yè)學生而言，分子生物學仍停留在“傳說階段”,聽說過也大概了解，但其中具體涉及哪些內(nèi)容仍不得而知，仍是一些“高大上”的理論內(nèi)容。因此，如果將學生由門外漢引入分子生物學的世界至關(guān)重要，也是學好這門課的首要前提。由于專業(yè)限制，動物醫(yī)學專業(yè)的學生視線多集中在各種動物疫病的診斷、防控等領(lǐng)域，因此對這方面的內(nèi)容比較熟悉，比如疾病診斷中常用的ELISA檢測及動物免疫疫苗等。以禽流感病毒為例，大家肯定都知道最近國內(nèi)留下的H5N1及H7N9禽流感病毒，也知道養(yǎng)殖戶需要打疫苗進行防范，那么這些疫苗是如何生產(chǎn)的呢？傳統(tǒng)的疫苗生產(chǎn)基本圍繞雞胚擴繁病毒并滅活，而一些新興的疫苗技術(shù)，如DNA疫苗、亞單位疫苗及反向遺傳疫苗等勢必引起學生的興趣，這些都是我們分子生物學領(lǐng)域研究的內(nèi)容，讓學生認識到分子生物學知識的重要性。
2發(fā)揮多媒體教學優(yōu)勢
分子生物學課程中涉及大量的動物醫(yī)學專業(yè)學生前所未聞的新鮮概念，如果單純的依靠傳統(tǒng)板書進行講解很難取得滿意的效果，因此多媒體教學勢必發(fā)揮著重要作用。將一些看不見摸不著的晦澀理論知識，以生動形象的多媒體形式展示出來，使學生一目了然的明白我們究竟講的是什么內(nèi)容，具體的原理是什么，真正掌握分子生物學的精髓，才能將分子生物學知識應(yīng)用于實際。如分子生物學中最常見的“PCR技術(shù)”，如果我們說這是“聚合酶鏈式反應(yīng)”，學生必然一頭霧水，其設(shè)計到引物、目的基因、擴增溫度等等因素，單純的講解很難理解，這時我們可以通過視頻的形式，將PCR反應(yīng)的各種組分及反應(yīng)步驟一一分解，勢必起到事半功倍的效果。
3以近期科研進展充分調(diào)動學生積極性
我們知道分子生物學知識發(fā)展非常迅速，每天都有新的研究進展，因此課本上的知識永遠無法跟蹤到近期的科研進展。那么我們就可以通過多媒體形式將近期相關(guān)領(lǐng)域的研究進展引入教學，既能讓學生了解研究前沿知識，深入理解掌握所學分子生物學知識的含義，更能激發(fā)學生的學習熱情。比如前面講到的“反向遺傳疫苗”，這是幾年來研究比較火熱的一個方向，“反向”是相對于“正向”而言，“正向”指的是生物學的初始階段是由表型到內(nèi)部，即由蛋白到核酸的過程，而“反向”則是由核酸到蛋白質(zhì)的研究過程，即通過改變核酸從而改變蛋白質(zhì)表型，生產(chǎn)新型疫苗，比如中國農(nóng)業(yè)科學院哈爾濱獸醫(yī)研究所近年來做了大量研究，開發(fā)了一系列新型的反向遺傳疫苗并應(yīng)用于實際生產(chǎn)，這樣會迅速抓住學生的學習興奮點。
4比喻教學法，以通俗易懂的語言解答晦澀難懂的理論
利用恰當?shù)谋扔鹘虒W方法在解釋一些晦澀難懂的理論知識時效果很好，能生動形象的讓學生明白我們講授的內(nèi)容。比如在講授蛋白質(zhì)翻譯過程時，從DNA轉(zhuǎn)錄為RNA并翻譯為蛋白質(zhì)，其中信使RNA（mRNA）、轉(zhuǎn)移RNA（tRNA）和核糖體RNA（rRNA）是細胞質(zhì)中參與蛋白質(zhì)合成的三類主要的RNA,如何更好的理解這部分內(nèi)容呢？我們可以將mRNA比喻為上司下達的一道命令，具體的堿基就是命令的具體內(nèi)容；rRNA則是能幫助讀懂這些命令的秘書，隨后秘書將信息傳代給具體執(zhí)行操作的信號兵，也就是tRNA，這樣三者配合完成從RNA到蛋白質(zhì)的翻譯過程。5理論聯(lián)系實際，調(diào)動學生主動學習、思考的能力在學生掌握了一定的分子生物學理論基礎(chǔ)上，恰當?shù)淖龅嚼碚撀?lián)系實際，發(fā)揮學生主動思考能力，將有助于學生更好的理解理論知識。比如我們學習了PCR技術(shù)，知道這是一種針對遺傳物質(zhì)DNA的特異性擴增技術(shù)，那么具體有什么應(yīng)用價值呢？這時我們可以引入病原檢測方面的例子，讓學生分析一下目前進出口檢驗檢疫方面常見的手段有哪些？除了傳統(tǒng)的ELISA檢測，很多時候PCR技術(shù)都發(fā)揮了重要的作用，能針對某種特定病原菌的特征性基因設(shè)計引物，只要PCR技術(shù)檢測出陽性結(jié)果就說明有這種病原菌，快速靈敏。這樣能讓學生更容易意識到分子生物學知識在實際中是如何應(yīng)用的。分子生物學技術(shù)在當代動物醫(yī)學領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，如何讓非生物專業(yè)的動物醫(yī)學學生更有效的掌握這門重要的基礎(chǔ)知識仍存在許多難點，需不斷總結(jié)實踐提高，真正達到我們的教學目的。
作者：姜延龍 王春鳳 楊桂蓮 單位：吉林農(nóng)業(yè)大學動物科技學院
分子生物學教學改革研究:臨床醫(yī)學專業(yè)分子生物學教學改革研究
摘要：分子生物學理論和技術(shù)推動著整個生命科學領(lǐng)域的發(fā)展。為了提高碩士研究生分子生物學的教學效果，為分子生物學培養(yǎng)素質(zhì)型人才提供有益的參考，文章通過研究新入學碩士研究生對分子生物學理論知識掌握程度，從教學內(nèi)容的改革，理論知識與臨床應(yīng)用相結(jié)合的教學模式，理論與科研實例相結(jié)合的教學模式，教師引導(dǎo)下自主學習的教學方法，實驗課考核方式的改革五個方面探討了分子生物學教學改革。
關(guān)鍵詞：分子生物學；碩士研究生；教學改革
21世紀是生命科學的世紀。醫(yī)學分子生物學是生命科學領(lǐng)域中一門知識面覆蓋廣、實驗性極強的新興學科，是從分子水平的角度揭示人體在正常和疾病狀態(tài)下生命活動規(guī)律的學科[1-2]。作為一門新興的前沿學科，醫(yī)學分子生物學的發(fā)展日新月異，新理論、新技術(shù)層出不窮，并超出了學科界限，為更多的基礎(chǔ)學科、臨床學科的科研所借鑒和運用[3]。但是，教師在對大部分本科生進行醫(yī)學分子生物學教學過程中還存在以下幾個方面的問題[4]：首先，教學方式多以傳授型為主，很難培養(yǎng)學生自主學習的能力及個性發(fā)展；其次，分子生物學教材固定單一，很少涉及當前分子生物學領(lǐng)域的近期成果，不利于開拓學生的視野和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。再次，本科生實驗教學與理論教學脫節(jié)嚴重，模式單調(diào)，學生對如何應(yīng)用分子生物學技術(shù)進行科學研究方面缺乏一定認識；本科生實驗內(nèi)容多以驗證性為主，缺乏綜合性、設(shè)計性實驗，學生思維局限，不利于學生科研綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。因此，很多本科生即使學習過分子生物學，但對分子生物學理論的理解以及相關(guān)技術(shù)的靈活應(yīng)用依舊比較欠缺。分子生物學是影響研究生課題設(shè)計及研究水平的基礎(chǔ)課程之一。臨床醫(yī)學專業(yè)研究生對分子生物學的基礎(chǔ)知識和前沿動態(tài)的理解，有利于學生從分子水平揭示將來臨床工作中所遇到的問題。因此，如何讓研究生做到學以致用，是判斷碩士研究生分子生物學教學效果的關(guān)鍵因素[5]。傳統(tǒng)的研究生教學注重分子生物學理論及相關(guān)機制的講解，且教學內(nèi)容陳舊，未能結(jié)合近期的研究成果[6]。另外，研究生教學延續(xù)了本科生教學中采用的傳統(tǒng)的教師講學生聽的教學模式，未能激發(fā)學生學習的主動性。這樣的教學內(nèi)容與教學模式阻礙了研究生開展課題設(shè)計及將來的研究工作。因此，為了滿足研究生的實際需要，我們在對授課學生的分子生物學內(nèi)容掌握情況調(diào)研后，教學團隊對2013級臨床醫(yī)學研究生的分子生物學教學進行了實踐探索，從教學內(nèi)容、教學模式、教學方法及考核方式等多個方面對分子生物學的課程進行了整體改革，達到了很好的教學效果。下文將對幾項教學改革措施進行介紹。
一、新入學碩士研究生對分子生物學理論知識掌握程度的調(diào)研
為了提高分子生物學課程的教學效果，在授課之前，我們對2013級250名研究生在本科階段對分子生物學的了解情況進行了問卷調(diào)查。調(diào)查結(jié)果顯示：學生在大學期間對分子生物學內(nèi)容的掌握情況參差不齊。大約有28%的學生大學期間從來不了解分子生物學的內(nèi)容；59%的學生沒有系統(tǒng)地學習過分子生物學的課程；有31%的學生在大學期間已經(jīng)很系統(tǒng)地學習過分子生物學的理論知識與實驗技術(shù)，但對分子生物學知識的理解仍然處于淺層次。為了滿足學生的上課需求，本教研室通過反復(fù)研討決定，教學內(nèi)容既不能脫離分子生物學的基礎(chǔ)理論知識，以專題講座的形式進行；也不能以本科生的上課方式只進行基礎(chǔ)理論知識的講解，應(yīng)該將分子生物學基礎(chǔ)知識與科學前沿進行有效的結(jié)合。本教學團隊在2013級的碩士生教學中采用這一模式教學后，調(diào)查結(jié)果顯示（如圖1）：96%的學生對這樣的教學內(nèi)容表示非常滿意，有91%的學生非常認同這樣的教學安排，認為在分子生物學課堂上學到了很多知識。
二、教學內(nèi)容的改革
近年來，隨著分子生物學突飛猛進的發(fā)展，新技術(shù)和新方法層出不窮。本教學團隊在前幾年的教學中，主要以基因克隆的教學內(nèi)容進行講述，很少體現(xiàn)新近發(fā)展的技術(shù)及研究策略，不利于研究生今后科研工作的開展。除此之外，基礎(chǔ)醫(yī)學教學中還存在學科教材內(nèi)容重復(fù)現(xiàn)象，主要集中在生物大分子、細胞的結(jié)構(gòu)、功能、調(diào)控等生命科學的熱點和經(jīng)典問題上，其結(jié)果造成與生物化學、遺傳學、細胞學多個學科講授雷同的內(nèi)容，導(dǎo)致消耗大量學時并造成學生所學知識分散模糊[7]。為了使研究生的教學更加貼近實際，學以致用，本教學團隊在詳細分析并在實際調(diào)研后，對理論教學內(nèi)容進行了重新組合和構(gòu)建，刪除了重復(fù)部分較多的蛋白質(zhì)、核酸的結(jié)構(gòu)與組成、基因組結(jié)構(gòu)與功能、基因變異與疾病等章節(jié)，補充了目前的研究熱點，如基因的序列分析、基因的功能分析及癌基因等內(nèi)容。在重新擬定了教學大綱后，我們對2013級250名研究生按新的教學內(nèi)容授課，課后進行了問卷調(diào)查，結(jié)果顯示（如圖2所示）：40%以上的學生對基因的序列分析及基因克隆這兩部分內(nèi)容感興趣，認為這兩部分的內(nèi)容對研究生課題設(shè)計有幫助，要求在這兩部分的教學內(nèi)容中再次增加學時。因此，本教學團隊根據(jù)教學反饋，在了解大部分研究生所從事課題的基本信息的基礎(chǔ)上，根據(jù)各專業(yè)的特點，有選擇性地增加了一些專題性質(zhì)的課程內(nèi)容，例如，增加了DNA測序的專題討論課，內(nèi)容不但包括傳統(tǒng)的方法，還包括新技術(shù)，如焦磷酸測序技術(shù)、單細胞測序技術(shù)、單分子測序技術(shù)；增加了利用網(wǎng)絡(luò)資源查找基因序列及PCR引物的設(shè)計等教學內(nèi)容，使我們的教學內(nèi)容可以更加貼近研究生的課題需求，為開闊研究生的理論視野、建立科研思維及為以后開展科研課題奠定了堅實的基礎(chǔ)。
三、理論知識與臨床應(yīng)用相結(jié)合的教學模式
教學模式是為實現(xiàn)教學目標而創(chuàng)建的一種教學模型。開放式、研究性教學模式是對封閉式、驗證性教學模式的改革，通過對教學課程內(nèi)容、教學方法、課堂活動及實驗教學等進行研究性的科學設(shè)計，達到培養(yǎng)學生學習興趣，充分調(diào)動學生學習的積極性，提高學生運用“已知”去探索“未知”的開拓創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)的目的[8-9]。同其他學科相比，分子生物學由于信息量大、內(nèi)容抽象復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的灌輸式教學方式常常會使課堂沉悶、乏味，學生對抽象、復(fù)雜的大量知識點也很難理解，更提不起學習興趣。因此，傳統(tǒng)的講課方法嚴重影響了教學質(zhì)量，改革勢在必行。為了使研究生在實際科研中能將所學理論知識及實踐技能融會貫通，達到活學活用的教學目標，本教學團隊對2013級碩士生的教學模式進行了改革，采取了分子生物學基礎(chǔ)知識與科學前沿相結(jié)合，理論知識與臨床實際應(yīng)用相結(jié)合的方式。每一節(jié)課都有一個核心主題，在授課過程中除了講解分子生物學基礎(chǔ)知識之外，還要進行一定的前沿擴展，并圍繞該教學知識點對臨床中的應(yīng)用進行舉例說明。比如，在講DNA測序這節(jié)課的內(nèi)容時，我們首先講解了Sanger法測序的原理，然后具體講解在科研中是如何分析測序的，以授課教師在DNA測序的科研工作中所遇到的問題作為重點，將理論課程與實際操作結(jié)合起來，使學生對該項技術(shù)的理解更加深入。除此之外，我們還對測序這一章的內(nèi)容進行了前沿擴展，介紹了第二代焦磷酸測序技術(shù)與第三代測序，并介紹了新一代測序技術(shù)在臨床中的具體應(yīng)用，促進學生對分子生物學學習的迫切性。在講解PCR與RT-PCR章節(jié)時，除了介紹PCR與RT-PCR原理外，大部分的學時用來介紹PCR與RT-PCR的結(jié)果分析及臨床應(yīng)用。讓學生知道通過PCR等技術(shù)可對臨床患者的特定基因片段進行檢測，以顯示其缺失、插入等核苷酸序列的變化，直接作出分子病理診斷，還可以了解一些疾病發(fā)病的分子機制。在講解分子雜交技術(shù)時，除了講解雜交的原理之外，我們擴展了基因芯片、基因原位雜交等技術(shù)，讓學生知道核酸雜交原理已經(jīng)應(yīng)用于大規(guī)模的產(chǎn)前診斷，大大減少遺傳病兒的出生率。除此之外，分子生物學的很多技術(shù)，如限制性片段長度多態(tài)性連鎖分析，DNA斑點雜交等可以直接對患者的血液、消化、內(nèi)分泌、泌尿和神經(jīng)系統(tǒng)數(shù)百種遺傳病的基因組DNA和RNA進行研究并作出分子病理診斷。
四、理論知識與科研實例相結(jié)合的教學模式
對于臨床碩士研究生來說，在課堂上學習分子生物學理論知識及相關(guān)技術(shù)，對其今后在科研工作中的發(fā)展很有幫助。因此，作為高校的分子生物學教師，科研經(jīng)歷都很豐富，具備在教學中融入科研實例的能力[10]。在課堂上介紹分子生物學理論時，需增加該部分理論知識在科研工作中的應(yīng)用實例。因此，在本課的教學中，我們在基因的表達調(diào)控、基因克隆、基因的序列分析、基因的功能分析這幾章中引入了相關(guān)的科研實例。比如，在基因表達調(diào)控中，以一個基因為例，通過講解文獻中科研工作者是如何通過對啟動子的研究來調(diào)節(jié)基因的功能；在基因克隆過程中，以設(shè)計一個重組蛋白疫苗為例，講解疫苗設(shè)計工作者從獲取目的基因開始，到選擇表達系統(tǒng)進行蛋白質(zhì)表達；在基因的序列分析及基因的功能分析中，我們同樣也是以一篇文獻為例，充分探討如何研究一個基因的序列拷貝數(shù)、如何敲除基因、如何轉(zhuǎn)基因來獲得基因的生物學功能。采用理論知識與科研實例相結(jié)合的教學模式，不僅可以使學生更好地掌握所學知識，而且也能將枯燥的理論知識變得生動化，激發(fā)學生的學習興趣。這樣的教學模式可以使學生靈活地掌握分子生物學的理論知識及技術(shù)，為其今后工作和實踐奠定基礎(chǔ)。
五、教師引導(dǎo)下學生自主學習的教學方法
為了提高學生的學習效率，真正達到將課堂上學到的分子生物學知識靈活地應(yīng)用到科研工作中，我們摒棄了以往灌輸式的教學方法，采用了教師引導(dǎo)，學生自主學習的教學方法。我們通過兩種方式來完成，一種方式是設(shè)置問題情境，引導(dǎo)學生思考；另一種是通過學生自主講課的教學方式實現(xiàn)得。“設(shè)置問題情境，引導(dǎo)學生思考”的教學方式主要是在課堂上通過選擇一些有爭議性的專業(yè)知識問題，讓學生分組討論,并總結(jié)自己的觀點。這種教學方式能夠促使學生開動腦筋，運用所學知識去解決現(xiàn)實中存在的問題，利于開拓學生的科研思維。另外，在PCR引物設(shè)計這一章節(jié)，教學團隊的教師在講完引物設(shè)計，發(fā)現(xiàn)學生設(shè)計的引物所存在的問題，并及時地解決，這樣學生就很容易發(fā)現(xiàn)自己對設(shè)計引物知識點的掌握情況。，在課堂上每個同學都分享了自己設(shè)計引物時所遇到的問題，并講解是如何解決的，促進了學生間的交流與合作。“學生自主講課”的教學方式主要是學生在課下通過查閱相關(guān)資料，自己思考總結(jié)，然后在課上把自己所查閱的內(nèi)容介紹給其他學生。這種自主學習的方式有助于提高學生的自學能力，調(diào)動學生學習的積極性。我們以“如何通過序列數(shù)據(jù)庫查找一個感興趣基因的編碼序列”這部分的教學內(nèi)容為例，在以前的教學過程中，教師在課堂上通過PPT的授課方式一步一步地給學生演示，并給出基因序列的查找結(jié)果。學生雖然能夠按照教師的講解完成該部分的教學內(nèi)容，但是在科研工作中遇到從數(shù)據(jù)庫中查找其他序列，學生就不知所措了。因此，我們把這部分教學內(nèi)容的教學方式由教師引導(dǎo)式轉(zhuǎn)變成學生自學式。讓學生課后查閱各種論壇、網(wǎng)站獲取相關(guān)資料，總結(jié)查找基因序列的方法及主要過程，以小組為單位制作多媒體課件，選派一名學生代表給全班同學講解自己查找的過程及遇到的問題，教師進行總結(jié)。這種方法不僅讓學生的學習積極性高漲，而且查找的方法是由學生自己通過探究獲得的，所以，理解和記憶會比較刻，而且在查找其他信息時，能夠做到以一舉三，觸類旁通。采用這種教學方法，課后幾乎每個學生都能掌握課堂上所學到的知識，收獲很大。更為重要的是在整個過程中，不僅鍛煉了學生自主從網(wǎng)絡(luò)上獲取相關(guān)知識的能力，還拓寬了學生的知識面，提高了學生解決問題的能力。用這種教師引導(dǎo)下學生自主學習的教學方法對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力，促進素質(zhì)教育具有重大的作用。
六、實驗課考核方式的改革
臨床醫(yī)學碩士研究生開設(shè)的分子生物學實驗課是一門獨立的課程，該課程稱為分子生物學實驗技術(shù)。在2001—2013年，分子生物學實驗技術(shù)的教學內(nèi)容主要是以“以基因克隆為主線”，實驗內(nèi)容主要分為以下五個部分：及時部分為人外周血基因組的提取及酶切；第二部分為組織中總RNA提取，并以mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄為cDNA；第三部分為以cD－NA為模板進行PCR擴增基因GAPDH；第四部分為目的基因與T載體連接、轉(zhuǎn)化及感受態(tài)細胞的制備；第五部分為重組質(zhì)粒的酶切及鑒定。因此，該部分的教學內(nèi)容決定了考核方式主要以閉卷的方式對基因克隆的原理及操作過程進行考核。該考核方式具有很多弊端：首先，大部分的考試內(nèi)容與分子生物學理論考試中重組DNA技術(shù)的考核內(nèi)容重復(fù)；其次，的閉卷考試很難考查出學生對實驗中所學知識及技能的掌握；，也是最重要的該考核方式很難考查學生知識運用能力、個人操作及合作精神。因此，為了提高對學生考核方式的性和性，本教學團隊在2013年后探討了一種新的實驗課程的考核方式，該考核方案考查了學生在實驗課程的綜合能力，達到了很好的教學效果。我們對學生綜合能力的考核主要集中在考查學生是否能夠主動思考、主動實踐、主動發(fā)現(xiàn)問題、主動解決問題。為了達到上述的考核目標，我們將分子生物學技術(shù)的考試分為了三個部分。及時部分以綜述形式完成一個以“基因克隆技術(shù)”為主線的課題設(shè)計，該部分內(nèi)容占考試總分的20%。該部分的考核內(nèi)容可以使學生靈活地將分子克隆技術(shù)應(yīng)用到后續(xù)的實驗過程中，真正達到學以致用。第二部分考查學生對教學過程中的實驗原理、實驗結(jié)果的分析，該部分以閉卷的方式完成，占考試總分的60%。該部分的考核內(nèi)容是以實驗過程中的各種陽性、陰性的實驗結(jié)果圖為素材，讓學生進行結(jié)果分析。該部分的考核內(nèi)容可以真正考查學生對實驗結(jié)果的理解，為后續(xù)科研過程中解決遇到的問題提供了基礎(chǔ)。第三部分以PPT形式總結(jié)實驗過程中所遇到的問題，并提出改善問題的方案，該部分占考試內(nèi)容的20%。該部分是以小組的形式來完成，通過總結(jié)整個課程中自己小組的實驗結(jié)果，分析出現(xiàn)該結(jié)果的原因，并提出改進的措施。該部分可以鍛煉個人對實驗結(jié)果的總結(jié)分析能力，也能鍛煉各成員之間的合作精神，以及實事求是的科學態(tài)度。總之，醫(yī)學分子生物學作為基礎(chǔ)醫(yī)學的一門重要學科，不僅是醫(yī)學碩士研究生理論知識體系中的重點內(nèi)容，也是以后臨床醫(yī)學研究及科研工作中的基本技術(shù)。我們在多年臨床醫(yī)學臨床專業(yè)醫(yī)學分子生物學教學過程中結(jié)合學科特點及學生的培養(yǎng)需求，根據(jù)臨床碩士研究生的專業(yè)學科特點安排教學內(nèi)容，根據(jù)教學目標調(diào)整了分子生物學基礎(chǔ)理論與臨床應(yīng)用相結(jié)合的教學模式，又根據(jù)分子生物學專業(yè)特點及學生的培養(yǎng)需求不斷改變以學生為主，教師為輔的教學方式，以期為臨床醫(yī)學院校碩士研究生分子生物學的教學提供有益的經(jīng)驗。
作者：房明麗 王麗穎 王華 楊光 萬敏 孫巍 單位：吉林大學基礎(chǔ)醫(yī)學院分子生物學教研室
分子生物學教學改革研究:生物技術(shù)專業(yè)分子生物學教學改革探討
摘要分子生物學是生物技術(shù)專業(yè)學生必修的一門重要基礎(chǔ)課程。由于分子生物學理論知識更新快，實驗技術(shù)發(fā)展快，加之內(nèi)容較為抽象，可從合理利用教學方法、提倡分組討論，開展小班教學、利用網(wǎng)絡(luò)資源，提升自主學習能力、建立形成性評價體系、以及優(yōu)化實驗教學體系等方面進行教學改革，以提高生物技術(shù)專業(yè)分子生物學的教學效果，培養(yǎng)知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的應(yīng)用性、復(fù)合型生物技術(shù)專業(yè)人才。
關(guān)鍵詞生物技術(shù);分子生物學;教學改革
分子生物學是從分子水平上研究生命現(xiàn)象、生命本質(zhì)及其規(guī)律的的科學，主要研究核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征及其重要性、規(guī)律性和相互關(guān)系的科學，是21世紀具活力的生命科學之一。[1]目前，分子生物學是生物技術(shù)專業(yè)學生一門重要的專業(yè)必修課。因此，確定合理、科學的教學改革方案，優(yōu)化、重組教學內(nèi)容，精心設(shè)計教學方法和教學手段，對保障生物技術(shù)專業(yè)分子生物學課程教學質(zhì)量具有重要意義。[2]
1分子生物學教學現(xiàn)狀
（1）分子生物學是生物技術(shù)專業(yè)的一門主要課程，教學單位往往會根據(jù)教師上課需求以及市場需求來選擇教材，然而，卻有可能忽略了對學生的接受能力以及理解程度的考慮。部分分子生物學教材內(nèi)容高深莫測、專業(yè)詞匯多且與實際聯(lián)系不夠緊密，造成學生在學習過程中困難重重，嚴重降低了學生對該學科學習的積極性。（2）教學條件限制。在分子生物學課堂中，使用多媒體設(shè)備等教學手段對提高學生的學習積極性以及學習效果有明顯的促進作用。然而，部分教學單位由于教育資源分布不均勻，難以利用先進的教學手段。（3）分子生物學課程所涉及的知識點以及生物學過程，大多數(shù)是看不見摸不著的微觀世界，學生在學習的過程中難以直觀感受。（4）理論知識更新快，實驗技術(shù)發(fā)展快。分子生物學作為生命科學的前沿學科，其發(fā)展日新月異，這也對教學提出了更高的要求。授課老師需及時接納近期知識，充分備課。
2分子生物學教學改革的主要措施
2.1PBL教學法的合理運用
PBL（problem-basedlearning，問題式學習）教學法于1969年由美國Barrows教授創(chuàng)立，并引入高等教育，很快在高校中廣泛應(yīng)用。是一種以問題為導(dǎo)向，以學生為中心的教學方法。其主要流程是：老師提出問題，學生作為主體進行分組討論，學生解決問題。[3]在PBL教學過程中，學生是主體，老師則主要起到輔導(dǎo)的作用。分子生物學課程內(nèi)容復(fù)雜，用傳統(tǒng)的教學方式不易調(diào)動學生的學習積極性，而且課堂效率不高。在課堂中適當引入PBL教學法，可改善教師唱獨角戲，學生被動接受的狀況。在進行PBL教學前的備課過程中，任課老師應(yīng)查閱大量的文獻，充分考慮在討論案例過程中可能出現(xiàn)的問題，內(nèi)容涉及分子生物學以及其他學科如生物化學、細胞生物學等。在課堂上，教師應(yīng)寓教于樂，充分調(diào)動學生積極性，控制好課堂節(jié)奏，同時應(yīng)根據(jù)教學大綱的安排，強調(diào)學習過程中應(yīng)掌握的知識要點。[4]在分子生物學的教學過程中，PBL教學可分為四個階段：（1）提出問題。開展PBL教學的時間不宜在課程開始的階段，而應(yīng)在課程中后期，學生具有一定的分子生物學基礎(chǔ)后再開展。PBL教學討論的主要題目應(yīng)該是分子生物學教學過程中的重點或者難點，并且結(jié)合生活實際的討論內(nèi)容。教師在這個過程中是組織者的身份。（2）人員組成。為調(diào)動學生參與的積極性，同時考慮到團隊的高效性，將每個班級分成4~6組，每組包括4~6名同學。分組結(jié)束后，要求各組成員選拔出該組的組長并選定擬解決的問題，然后進行人員的分工，明確每個成員應(yīng)完成的內(nèi)容和時間節(jié)點。老師負責全程把控，掌握教學的整體節(jié)奏與進展，及時了解各組的情況，包括進程、主要觀點、存在問題、后續(xù)進展等。鼓勵各組結(jié)合自己的研究、思考提出自己的想法。對成效較好的小組，給予肯定和表揚；對存在問題較多或進展較慢的小組有針對性的指導(dǎo)，幫助小組找到解決問題的核心路徑。（3）成果展示。學生展示自己的研究成果，并開展充分討論。主講老師在學生討論完畢后，對學生的成果、討論的主題、各組的亮點、學生關(guān)注點較集中或爭議較大的問題、學生未掌握到的知識點、研究時未關(guān)注的部分、下一步學習或研究中需要改進的研究方法進行總結(jié)、歸納，并提出改進意見。[5]（4）考核評分。考核評分是對PBL學生成果的集中體現(xiàn)，評分體系主要包括三部分：一是課件制作，占比30%，評價標準主要是內(nèi)容正確、重點突出、課件美觀、清晰易懂，能綜合運用圖片、音頻、視頻、動畫等表達自己的觀點；二是課件展示，占比40%，準備充分、邏輯正確、條理分明、落落大分，能清晰的闡述自己的研究成果、觀點等；三是課堂討論：占比30%，主動思考，積極參與，能夠拋出富有啟發(fā)意義的論點，回答問題時中肯。
2.2提倡分組討論，開展小班教學
在討論課開始前2周，老師將要討論的內(nèi)容告知學生。以小組為單位進行學習，各小組成員間可以進行分工協(xié)作，分頭尋找資料、討論并匯總；課堂上以小組形式提出問題，介紹小組觀點、結(jié)論，老師也會對該小組的匯報進行點評；課后以小組為單位進行復(fù)習，增強學習效果。小組學習活動的意義既體現(xiàn)個人的價值和責任，更強調(diào)成員間彼此賦予信心和力量，通過體驗團隊的智慧和協(xié)作，培養(yǎng)了學生間可貴的團隊合作精神。分子生物學的課堂提倡小班教學。一方面，可以增加師生間互動的頻率。由于分子生物學課程所涉及的知識點以及生物學過程，大多數(shù)是看不見摸不著的微觀世界，學生在學習的過程中難以直觀感受，這就增加了學生學習該課程的難度。小班教學有助于老師關(guān)注每一個學生對相關(guān)知識的把握；另一方面，小班教學易于實施多種教學形式，靈活掌握教學要求和進度，便于及時調(diào)整教學內(nèi)容。
2.3利用網(wǎng)絡(luò)資源，提升自主學習能力
自主學習強調(diào)的學生作為知識的主動構(gòu)造者自己進行學習的意愿和能力，反映了教學向個性化、創(chuàng)新化、自主化、多元化過渡的趨勢。分子生物學作為前沿科學，信息量大、更新快，要積極利用互聯(lián)網(wǎng)信息資源，提升學生學習和借鑒研究成果、自主學習的能力。教師要由照著教材講變成開放式、啟發(fā)式教學，較大限度調(diào)動學生學習的積極性、思考的主動性、課堂的參與性。鼓勵學生自主學習，主動去學習和研究當前科研的最前沿知識，在研究的過程中敢于提出自己不同的看法，培養(yǎng)學生探索創(chuàng)新精神。[6]讓學生由被動受教變成自主學習，主動參與到課堂學習中，形成教學工作“教”與“學”相輔相成、相互促進。教師要積極拓展教學內(nèi)容的外延，主動介紹國內(nèi)外的生物網(wǎng)站、資源庫、期刊、論壇等，鼓勵學生積極開展課外閱讀，豐富學科專業(yè)知識、前沿信息、專業(yè)詞匯等知識，激發(fā)學生探索新知識的熱情，也不斷培養(yǎng)學生自主學習、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。[7]
2.4建立形成性評價體系
“形成性評價”的概念是由斯克里文1967年所著《評價方法論》中首先提出來的，與傳統(tǒng)的“終結(jié)性評價”不同，它是對學生的學習過程進行的評價，旨在確認學生的潛力，改進和發(fā)展學生的學習。因此，形成性評價方式更能體現(xiàn)出學生的學習效果。[8]分子生物學課程的目的在于培養(yǎng)學生形成良好的分子生物學學習習慣和實驗習慣，提高他們的科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。期中或期末考試不能真實地反映出學生的真實學習情況，采取形成性評價的方式顯得更加科學和必要。具體如下：一是平時成績，占課程總成績60%，包括課堂考勤，占總成績5%、課堂作業(yè)，占總成績10%、課堂提問，占總成績5%、PBL討論會，占總成績10%、實驗考評，占總成績30%。二是期末考試，占課程總成績40%。由于形成性評價是強調(diào)過程的評價方式，引導(dǎo)學生重視平時的學習情況，大大減少了學生考前突擊的可能，也更能真實地反映出學生的真實水平。
2.5優(yōu)化實驗教學體系
分子生物學實驗技術(shù)是生物技術(shù)專業(yè)學生必須掌握的重要基本技能之一。其研究方法及策略已被廣泛應(yīng)用于生命科學的研究當中。[9]通過對學生實驗技能的培養(yǎng)，一方面有利于將理論教學與實踐教學相結(jié)合，豐富教學內(nèi)容，提升教學的實踐性、實用性、綜合性，便于學生理解和掌握；另一方面，在提升學生綜合素質(zhì)、學習興趣、創(chuàng)新能力、思考能力等方面也有十分重要的作用。[10]因此，增加分子生物學實驗學時數(shù)，開展綜合實驗也是課程改進的一個重要方向。在實驗教學中，教師要結(jié)合分子生物學快速發(fā)展的特點，選取與教學內(nèi)容相適應(yīng)的操作性、設(shè)計性實驗，并做好不同實驗之間的關(guān)聯(lián)與銜接，建立實驗的邏輯體系。一是分組分工，輔助實驗老師提前做好實驗準備工，并提前觀察、發(fā)現(xiàn)問題及時記錄。二是教師針對前期準備工作中發(fā)現(xiàn)的問題有針對性的闡述，并對實驗流程、操作方法、各環(huán)節(jié)中注意事項進行講解與演示，指導(dǎo)學生開展實驗。三是講解與演示結(jié)束后，學生動手實驗，教師應(yīng)注意注意觀察過程和細節(jié)，對共性問題，要及時統(tǒng)一糾正，對個別同學的個性問題，要個別指導(dǎo)。既確保操作的性、嚴謹性，也要保障實驗質(zhì)量，通過實驗檢驗教學情況。
3結(jié)語
生物技術(shù)專業(yè)應(yīng)用人才培養(yǎng)是一個綜合性、系統(tǒng)性的工程，涉及到教育環(huán)節(jié)的方方面面。課程教學是其重要的一環(huán)，分子生物學課程教師要積極發(fā)揮作用，不斷提升專業(yè)能力、教學能力，教學理念與時俱進、教學手段豐富靈活，激發(fā)學生學習的主動性、創(chuàng)造性，提升學習內(nèi)容掌握能力及應(yīng)用效果，為國家培養(yǎng)知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的應(yīng)用性、復(fù)合型人才。
作者：張鐵軍 陳新美 歐陽永長 單位：廣州醫(yī)科大學生命科學學院
