動物科學(xué)專業(yè)分子生物學(xué)教學(xué)改革探討

楊松柏

摘要：分子生物學(xué)是浙江農(nóng)林大學(xué)動物科技學(xué)院動物科學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，本課程內(nèi)容抽象，新技術(shù)、新理論、新方法更新較快，學(xué)生學(xué)習(xí)起來相對來說較為困難。針對本課程出現(xiàn)的問題，結(jié)合教學(xué)實踐，從教材選擇、網(wǎng)絡(luò)資源整合、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、教學(xué)模式和教學(xué)手段等方面進(jìn)行了探索和改革。

關(guān)鍵詞：分子生物學(xué)；教學(xué)改革；課程

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）25-0149-02

分子生物學(xué)是研究生物體內(nèi)的核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能、遺傳信息傳遞以及基因表達(dá)調(diào)控的一門學(xué)科，其目標(biāo)是能夠從分子水平揭示生物體遺傳、發(fā)育、生長、變異等現(xiàn)象的機制，進(jìn)而揭示生命的本質(zhì)[1]。從20世紀(jì)50年代DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)預(yù)示著“分子生物學(xué)”的誕生以來[2]，分子生物學(xué)技術(shù)發(fā)展迅猛，特別是近幾年來，隨著轉(zhuǎn)基因、克隆、CRISPR等生物技術(shù)的發(fā)展，更是預(yù)示著分子生物學(xué)相關(guān)技術(shù)將在以后的醫(yī)療，農(nóng)業(yè)等行業(yè)中有著更為廣闊的前景。顯然，分子生物學(xué)是生物技術(shù)的理論基礎(chǔ)，對于一名動物科學(xué)專業(yè)的本科生來說，學(xué)好分子生物學(xué)能夠幫助其從分子水平認(rèn)識動物的生長和發(fā)育，指導(dǎo)育種，同時又可以為其以后的科研生涯打下良好的基礎(chǔ)。

分子生物學(xué)作為動物科學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)理論課程，其理論性較強，內(nèi)容抽象，加之新技術(shù)、新理論、新方法的不斷更新，學(xué)生學(xué)習(xí)起來相對來說較為吃力[3]。筆者認(rèn)為，分子生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法目前存在以下問題：（1）分子生物學(xué)是一門交叉學(xué)科，和遺傳學(xué)和生物化學(xué)之間的內(nèi)容交叉比較多，特別是核酸結(jié)構(gòu)和遺傳物種傳遞這部分內(nèi)容。（2）分子生物學(xué)知識更新速度日新月異，教材的實時更新顯得尤為重要。目前國內(nèi)分子生物教材較為落后，更新較慢。（3）作為一門理論性較強，知識點較為抽象的學(xué)科，傳統(tǒng)的以授課教師為主的“填鴨式”教學(xué)會加大學(xué)生對本課程的抵觸情緒。而在網(wǎng)絡(luò)高度發(fā)達(dá)的今天，如何充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，整合多種教學(xué)模式，使分子生物學(xué)教學(xué)變得更為有效，值得我們進(jìn)一步深思。筆者從事分子生物學(xué)理論和實驗教學(xué)多年，針對以上一些問題。從教材選擇、網(wǎng)絡(luò)資源整合、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、教學(xué)模式和教學(xué)手段等方面進(jìn)行了探索，并取得了一定的效果。

一、對教材選擇和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合優(yōu)化

教材是課程的載體，所以教材的選擇就尤為重要。目前國內(nèi)教材普遍更新較慢，遠(yuǎn)落后于分子生物學(xué)知識的更新速度。國內(nèi)的教材中，普及率較高的朱玉賢的《現(xiàn)代分子生物學(xué)》最新版本是2012年的第四版；鄭用璉的《基礎(chǔ)分子生物學(xué)》更新到2012年的第二版；而針對動物科學(xué)專業(yè)來說比較好的趙書紅的《動物分子生物學(xué)》是2010年的版本。相對于國內(nèi)的分子生物學(xué)書籍，國外的分子生物學(xué)著作更新較快，比較著名的有Harvey Lodish等編著的《分子細(xì)胞生物學(xué)》已經(jīng)更新到2016年的第八版；Jocelyn等編著的分子生物學(xué)經(jīng)典專著《Lewin's基因》已經(jīng)更新到2017年的第十二版。當(dāng)然，這些書籍都是英文原版，對大多數(shù)本科生來說，閱讀起來可能比較困難。所以在教材選擇上可以選擇一本國內(nèi)的教材，然后再選擇一本國外教材作為參考教材，若有中譯本更好。

在教學(xué)內(nèi)容上，由于與生物化學(xué)和遺傳學(xué)有較多重復(fù)，任課教師需要相互溝通，將授課的側(cè)重點區(qū)分開，分子生物學(xué)的核心內(nèi)容是中心法則和基因表達(dá)調(diào)控，這些內(nèi)容只需要在遺傳學(xué)和生物化學(xué)課程中簡略介紹即可，更為詳細(xì)的內(nèi)容可以放到分子生物學(xué)課程中學(xué)習(xí)。同時為了使學(xué)生能夠追蹤最新的分子生物學(xué)理論和技術(shù)，如近幾年來發(fā)展迅猛的基因編輯技術(shù)CRISPR，可適當(dāng)選擇幾個課時做專題講座，邀請各專業(yè)領(lǐng)域的教師進(jìn)行授課。

分子生物學(xué)實驗是分子生物學(xué)課程重要的組成部分，在安排分子生物學(xué)實驗課時，需要結(jié)合理論課授課進(jìn)程同步進(jìn)行，以加深相關(guān)理論的理解以及增強學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。例如在理論課中當(dāng)學(xué)習(xí)DNA復(fù)制的時候，可安排學(xué)生做PCR實驗，這樣就可以將理論課中關(guān)于DNA復(fù)制的原理應(yīng)用到實踐當(dāng)中，從而將分子生物學(xué)理論課和實驗課有機的結(jié)合起來。

二、“反轉(zhuǎn)式”教學(xué)模式將課堂的主動權(quán)交于學(xué)生

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是教師站在講臺上進(jìn)行“填鴨式”授課，學(xué)生在講臺下面聽得昏昏欲睡，加之手機網(wǎng)絡(luò)等移動通訊的普及，部分學(xué)生在課堂上玩手機。為了激起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，需要把課堂的主動權(quán)交給學(xué)生。而“反轉(zhuǎn)式”教學(xué)模式可以將學(xué)習(xí)的主動權(quán)放歸于學(xué)生，針對相關(guān)知識點，讓學(xué)生在課下收集知識，然后以PPT幻燈片的方式總結(jié)出來，課堂上，教師聽，學(xué)生講，然后開始討論，討論以學(xué)生提問的方式引入，再以學(xué)生問答的方式結(jié)束，如果其中有的學(xué)生回答的有亮點，教師重點指出并加以表揚，如果有學(xué)生回答的不準(zhǔn)確或者不知道怎么解答的時候，教師再予以詳細(xì)解答。以分子生物學(xué)其中一章“DNA的復(fù)制”中的一個知識點為例：DNA的半保留復(fù)制。先發(fā)給學(xué)生一些參考資料，比如半保留復(fù)制實驗的原始論文，也可以讓學(xué)生自己在網(wǎng)絡(luò)上收集和DNA的半保留復(fù)制相關(guān)的資料，然后將學(xué)生分組。小組成員課下共同研讀論文，收集資料，總結(jié)后做成PPT，推舉一名組員作為本組代表，課堂上講授相關(guān)內(nèi)容，然后學(xué)生提問討論環(huán)節(jié)，這個環(huán)節(jié)要求盡量保證每個學(xué)生都能夠參與進(jìn)來，提問、發(fā)表看法等。然后教師需要仔細(xì)觀察每個學(xué)生的表現(xiàn)，對每個學(xué)生的表現(xiàn)打分，把其作為考核的一部分。教師在整個環(huán)節(jié)中起到的是一個引導(dǎo)輔助的作用，與此同時，“反轉(zhuǎn)式”教學(xué)對學(xué)生和教師都提出了較高的要求，特別是要求學(xué)生要有一定的自控自助能力完成課下的任務(wù)，教師要適應(yīng)從自身講授為主到以學(xué)生學(xué)習(xí)為主的角色轉(zhuǎn)換[4]。

真正地把課堂還給了學(xué)生，這樣既激活了課堂氣氛，又能夠讓學(xué)生深入的思考，加深對知識點的理解，更重要的是通過文獻(xiàn)的搜索與閱讀，為學(xué)生以后開展科研工作打下了良好的基礎(chǔ)。

三、多種教學(xué)手段相結(jié)合進(jìn)行混合拓展式授課

由于分子生物學(xué)授課課時相對有限，所以絕大部分的內(nèi)容還是需要教師進(jìn)行講解，但授課方式方法需要多變。由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展與普及，所以可以結(jié)合多媒體教學(xué)，針對特定知識點，利用動畫演示的方法加之領(lǐng)域內(nèi)專家視頻講解的方式加深學(xué)生對知識點的理解。比如國內(nèi)的大學(xué)MOOC，國外的edX、Coursera等在線課程平臺都有分子生物相關(guān)課程，而且都是名校名師進(jìn)行授課，在學(xué)到難點的時候可讓學(xué)生觀看國外的專家教授對知識點的解讀。如在講授真核RNA轉(zhuǎn)錄中的轉(zhuǎn)錄因子識別啟動子的過程時，由于其涉及蛋白眾多，識別過程復(fù)雜，可以借助視頻動畫演示的方式加深學(xué)生的理解。也可以收集各個大學(xué)的在線課程從不同角度比較對同一個知識點的解讀?？傊Y料的搜集和知識點的拓展都需要授課教師在備課的時候花更多的時間去準(zhǔn)備。

分子生物學(xué)是一門實驗學(xué)科，許多理論的得出都來自實驗。為了拓展學(xué)生的知識面，同時加深對知識點的理解，也為幫助其打下良好的科研思維基礎(chǔ)，在解讀某一知識點時，可以檢索原始論文然后和學(xué)生一起去研讀，了解整個實驗的設(shè)計，用科研思維去解讀知識點，例如，證明DNA是遺傳物種的實驗，包含三個實驗，Griffith的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗，Avery體外遺傳轉(zhuǎn)化實驗以及Hershey和Chase做的T2噬菌體震蕩實驗。

四、小結(jié)

分子生物學(xué)是一門實踐性很強的理論學(xué)科，其發(fā)展勢頭迅猛，所以圍繞分子生物學(xué)開展的教學(xué)改革需緊跟分子生物學(xué)技術(shù)發(fā)展步伐，這樣也對授課教師提出了較高的要求。而隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速普及，授課教師應(yīng)充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教學(xué)中的優(yōu)勢，將課堂的主動權(quán)交給學(xué)生?？傊?，分子生物學(xué)教學(xué)改革需要授課教師不斷創(chuàng)新，才能不斷提高分子生物學(xué)教學(xué)效果，從而培養(yǎng)更多的創(chuàng)新研究型人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱玉賢.現(xiàn)代分子生物學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2012.

[2]秦篤烈.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)50周年全球慶典巡禮[J].遺傳，2003，（25）：762-765.

[3]許發(fā)芝，丁小玲.高等農(nóng)業(yè)院校分子生物學(xué)教學(xué)方法改革探索[J].家畜生態(tài)學(xué)報，2018，（39）：94-96.

[4]龍映宏，楊紅衛(wèi)，陳明銳，宋晏.基于翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)探討[J].海南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2017，（35）：195-200.