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【关键词】医学;高等院校;中医专业;医学分子生物学;教学;实践
1教材的选择
教材是体现教学内容和教学方法的知识载体,也是教师授课的重要依据和学生学习知识的工具,因此选择合适的教材是教学过程中非常重要的环节。在开设中医学专业医学分子生物学课程时,我们选择了供中医药类专业使用,由唐炳华,王继峰主编,中国中医药出版社出版的《医学分子生物学》作为教材。该教材承接医学院校生物化学的教学内容,深入和系统地介绍分子生物学的理论、技术和应用,注重与基础医学和临床医学的结合,符合中医学专业学生医学分子生物学教学的实际情况,增强了教学效果。分子生物学是一门现代生命科学领域中的前沿性学科,新知识、新理论、新技术层出不穷,发展成果日新月异。因此如何借助现代化的教学设施将基础性的教材内容与最新研究成果的补充增添内容融为一体,是教学改革的主要内容[5]。近年来,以新一代基因测序技术为代表的高通量分析技术,极大地推动了分子生物学的发展,组学以及大数据分析的技术手段为分子生物学的研究提供了更丰富的信息和更广阔的视野。这使得现有的教材出现了一定的滞后性,我们根据长期教学和科研工作的经验体会,编写了针对高等医学院校学生医学分子生物学的专业授课为明确对象的《医学分子生物学》教材。本教材在突出前沿和实用为原则的前提下,缩减了同类教材中普遍出现的与技术细节相关的大篇幅内容,而对理论和原理部分进行了扩展与强化;注重讨论与疾病和临床案例或相关问题的联系;根据对分子生物学发展趋势的把握,尝试了对系统生物学等前沿领域的介绍[1]。目前,该教材已经在本校医学各专业使用了近1年,取得了良好的教学效果。
2教学内容的优化
医学分子生物学课程的概念抽象,内容繁多、新概念、新技术及新进展不断涌现。在有限的学时内,合理安排教学内容、根据学生专业的特点优化教学内容、注重理论知识及技术相互渗透,并兼顾新知识的传授,是取得良好教学效果的关键。配合新教材的内容,重新修订了大纲和教案,精选了7个专题,以“基因与基因组”,“基因组稳定性与DNA损伤修复”,“基因表达的表观遗传调控”作为学生学习分子生物学理论知识的基础;随后通过“基因结构分析的基本方法”,“基因克隆与基因体外表达”介绍多项分子生物学中重要的实验技术;与医学紧密联系的“肿瘤分子生物学”;包含近年来分子生物学前沿知识的“生物组学与研究方法”。确保课程内容既丰富全面,涵盖基本理论与基本技术,又避免重复,还具有前沿性。
3教学方法的多样性
医学分子生物学课程的特点决定了必须采用灵活多样的教学方法才能达到良好的教学效果。
3.1利用多媒体教学的优势
医学分子生物学课程中有很多需要掌握的概念、原理和技术,传统教学模式会导致学生感觉学习枯燥,不能深刻理解概念,缺乏学习兴趣。相较于以往传统的板书教学,多媒体形式更灵活、内容含量更丰富,可以通过幻灯片、动画、视频等更加直观形象地呈现,利于学生在有限的时间内获得更多的信息量[6]。例如在讲授聚合酶链式反应(PCR)技术的基本原理时,仅有文字描述,甚至示意图都不能让学生很好的理解PCR技术是如何把目的基因扩增至100万倍的,在讲解原理后配合PCR扩增的多媒体动画,生动形象的展示PCR在每一轮循环中DNA新链合成的过程,数目变化,最终是如何达到100万倍的。这样就使抽象的理论知识变得具体化,加深了学生对概念的理解和记忆,提高了学习兴趣。
3.2注重学生知识体系的建立
分子生物学的理论知识与基础医学各个学科如生理学、微生物学、免疫学、病理学、药理学以及临床各学科都有广泛的联系,相互交叉与渗透。所以要透彻理解分子生物学的理论精髓,必须将这些相关学科的基本原理有机地贯穿到相应的原理和概念中去。在医学分子生物学教学过程中注重之间的相互联系,例如核酸分子杂交技术涉及生物化学课程中讲过的核酸分子重要的特性即:核酸的变性和复性。我们在讲授核酸分子杂交技术之前会带着学生复习核酸分子变性和复性的概念,然后引出核酸分子杂交的概念,再进入核酸分子杂交技术的介绍。这样既巩固了学生已有的知识,又由浅入深地理解和掌握了新知识,使学生的知识体系跨越学科的界限相互联系在一起。
3.3突出分子生物学技术在中医药学研究中的应用
近年来,运用分子生物学相关知识与技术研究中医学已经在国内外广泛开展,目前的研究成果多集中在中医基础理论、中医辨证论治学说、中药临床应用、中医临床研究等方面,对推动中医理论向现代化迈进有着重要的意义[7]。中医药专业学生的生物学知识背景相对薄弱,因此在教学过程中需要考虑到学生的知识体系、兴趣以及中医药专业人才的培养需求,针对性的进行讲授[8]。在给中医专业的学生讲授医学分子生物学课程的过程中,我们注意在医学分子生物学理论和实验技术的讲解过程中穿插中医药研究中实际案例,如在讲解限制性长度多态性(RFLP)技术时,引入科学家利用PCR和RFLP技术作为分析手段对黄芪亚族和甘草亚族亲缘关系的研究。在讲解人类基因组学和蛋白质组学的研究成果时,介绍利用蛋白芯片技术来鉴定中药品质、分析中药成分;利用基因芯片技术研究中药治疗前后疾病相关基因位点的变化,筛选中药作用靶点。一方面激发学生的学习兴趣,开拓了视野,另一方面让学生认识到学习和掌握分子生物学理论和技术的重要性。
4提高学生的综合素质
时代的发展对分子生物学教学不断提出新要求,对专业人才知识结构和能力素质也提出了新标准,迫切需要培养创新型高素质人才[9]。因此,针对当前中医专业学生的特点,培养学生在基础研究、临床实践中应用医学分子生物学知识分析问题、解决问题的能力,可以为今后学生科研选题或从事这方面的工作打下良好基础。此外,我们还鼓励有能力的学生阅读相关英文专业书籍、和专业文献;参加海内外相关领域专家所做的学术报告,增加学习兴趣和热情。
1.基本概念很重要
分子生物学中有很多名词会让初学者感到不可理喻,有的学生即使对其有专业感觉也很难把它说清楚,这直接导致学生分子生物学学习障碍的产生。所以老师要做的第一件事就是向学生教授概念,澄清概念和鉴别概念。(1)教授概念如果这个概念是学生在其他科目中没有接触到的全新概念,老师就需要对其给出一个鲜明准确的定义,这点是每个老师都应该做到的,比较常规,此略。(2)澄清概念主要指的是帮助学生理顺概念间的相互关系。例如:染色体,染色质,核小体,螺线管,超螺线管,DNA(RNA),蛋白质这一组名词,我们应该掌握他们的内在联系。染色体是由DNA(RNA)和蛋白质组成的。染色体的基本组成单位是核小体,一个个核小体成串排列在染色质细丝上。核小体是DNA(RNA)缠绕在八聚体蛋白被压缩成1/7的结果,核小体缠绕成螺线管又压缩了1/6,进一步压缩成1/40的超螺线管,超螺线管再压缩到1/5成为染色单体。可以看到染色体,染色质,核小体,螺线管,超螺线管的组成都是DNA(RNA)和蛋白质,只不过在不同情况下存在不同形态而对应不同名称而已。对于很多同学来讲,这种概念的澄清是非常必要的。(3)鉴别概念刚才说的是同一物质不同形态的名称问题,这里指的就是完全一样的内涵对应不同名字的问题。例如:在真核生物基因表达调控内容中,通用型转录因子与一般辅助因子,同源域与同源盒等等,虽然说法不同但表示相同的内容。这些情况如果老师对学生缺乏交待,会造成大部分学生概念认识上的混乱。如果在分子生物学授课过程中能够使学生对基本概念有一个清晰明确地认识,后续的教学任务才有望顺利完成。
2.建立知识体系
以比较权威的分子生物学教材——北京大学教授朱玉贤的《现代分子生物学》——为例,分子生物学的教学内容分以下章节:染色体与DNA;从DNA到RNA;从mRNA到蛋白质;分子生物学研究法;原核基因表达调控模式;真核基因表达调控规律;疾病与人类健康;基因与发育;基因组与比较基因组学。分子生物学的核心基础知识集中体现在前六部分,后面内容更多的是前面知识的综合运用。当课程进行到真核基因表达调控规律一般内容的时候,笔者会帮助学生回首前面的所有内容,并将其纳入到此为止揭示出的理论框架中来,即真核基因表达调控的核心内容是顺式作用元件与反式调控因子之间相互作用的过程。这说明什么呢?DNA经过转录和翻译生成蛋白质,真核基因表达调控是蛋白质因子与DNA序列间作用,原核生物虽以操纵子为模型来讲述其调控过程,但实际上也是通过蛋白质因子与DNA的作用来完成的。虽然真核生物与原核生物各个方面存在很多不同,但我们看到了其大同的一面,这样我们就可以把有关DNA,蛋白质以及一切从不同角度对真原核生物表达调控进行描述或分类的内容都镶嵌到这个框架相应的位置上。如果学生做到了这一点,他会有豁然开朗,别有洞天之感,分子生物学理论学习道路上的一切阴霾就此消散。至于基因治疗,发育生物学,免疫学等是在此基础上结合其他课程内容,对分子生物学知识的综合运用,研究方向相对独立,只要学生有了前面的知识框架基础,再来看这些内容,会多少找到用公式原理解应用题的感觉。在笔者的分子生物学理论教学过程中,一直把知识体系的建立放在重中之重的位置,这比要求学生掌握很多细节知识更重要。
3.培养学生用哲学方式看问题
关键词:分子生物学;教学改革;经验介绍
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)31-0176-02
分子生物学主要研究DNA的复制、转录、蛋白质的翻译及其相关调控规律的学科,它是高等学校生物相关专业开设的核心课程之一。虽然分子生物学是近二十年才被写入高校生物类及相关专业本科及研究生培养大纲,但是分子生物学已成为生物类等很多专业的核心专业课程之一。分子生物学理论和实验结合最紧密的课程之一,不但是生物科学和其他生物技术专业的基础课,而且广泛应用于生命科学实验的各个领域。分子生物学这门课程内容繁杂,微观概念繁多,并且其理论体系演变发展很快,也对其课程教学带来了巨大的挑战。
笔者长期从事分子生物学课程的理论和实验技术的教学工作。在教学过程中,结合该课程微观概念繁多、抽象性强等特点,从教材的选用、内容、以及教学方法等几个方面进行了探索研究,并取得了一些成效。以下对教学改革的几点措施以及体会和认识进行具体的描述。
一、精心选择有关教材和参考书
教材是学生“学”和教师“教”的过程中的基本资料,市面上关于分子生物学的教材十分多。由于分子生物学所包涵的知识面十分广,在编写教材时有不同的侧重点,因此选用一本合适的教材十分重要。通常要求教材既能涵盖分子生物学基本概念与基础知识,同时又能反映学科的发展动态,体现学校的办学特色。分子生物学是我校较早实行双语教学的课程之一,根据学生的实际水平选择了科学出版社影印出版的英国经典分子生物学教材《Molecular Biology》(Turner)。本教材按主题,采用言简意赅的语言和简明清晰的图表,系统概括了分子生物学的核心内容、主要技术及前沿动态。而且,此教材有中文译本,可以帮助学生快速准确获得信息,十分适合作为双语课程的教材。
二、优化教学内容
由于目前大多数生物学课程,如遗传学、生物化学、细胞生物学等都进入了微观分子时代,因此均增加了蛋白质、核酸、基因表达调控等基础知识的讲解。这使得学生对开设在高年级的分子生物学有一些似曾相识的感觉。这虽然有助于学生对分子生物学的理解,但是也会使学生感觉好多内容是对前面的复习,出现厌学情绪。针对这种情况,我们邀请遗传学、生物化学、细胞生物学等可能涉及分子生物学内容课程的主要负责人,认真讨论,优化了各自的教学大纲,在保证课程内容完整性的前提下,尽量压缩分子生物学的相关内容。对于教学过程中,生物化学、遗传学和遗传学中必须出现的分子生物学内容,如蛋白质核酸的结构与组成,采用分组讨论的方式进行自学,调动学生的学习积极性,因势利导,使学生对所学知识能够更加理解,对所学知识的记忆和理解能够进一步加深,为以后对相关知识点的学习打下良好基础。与此同时,这既节约了教学时间,又不会再出现与遗传学和生物化学有相同内容的重复教学问题。这样,一方面对分子生物学的教学重点进行了明确,另一方面又突出了分子生物学的教学特点,即以遗传学和分子生物学为基础,保证了教学课程的系统性和完整性。
三、合理使用多媒体课件
分子生物学理论课教学内容多,而且抽象,因此学生很难熟练掌握和理解。另外,分子生物学又有着很强的技术性。其原理十分复杂、难度高,很难进行试验操作且成本很高,这样可以利用教学课件中的相关图像及动画来进行演示,提高学生的学习兴趣。教师还可根据学生的个性特点以及接受能力来选择合适的多媒体课件配合内容的讲解,文、声、图、像并茂的新闻课件能够从多个角度分层次地展现教学内容,使学生更加容易理解相关知识,从而提高教学质量。美观清晰的多媒体界面,逼真的动画模拟更加方便教师在教学过程中的使用。通过多媒体向学生提供信息,是对学生进行多种感官的综合刺激,在获取信息的过程中,学生通过听觉、视觉等多方面的并用,更加容易使学生在学习中进行想象和创新,提高学生的学习积极性和创新能力。
但是,在教学过程中使用多媒体时,应注意它只是一种教学手段,是为教师的教和学生的学服务的。教师不能一味地让学生时刻跟着多媒体,只是做一个多媒体的操作员。所以,在多媒体教学过程中,教师要把多媒体当一种教学辅助手段,同时要注意给学生思考和讨论的机会和时间,培养学生的创新思维,重视学生的主体地位。
四、剖析经典实验
分子生物学是所有生物学学科相关课程中,最注重实验研究的课程之一。目前,现代分子生物学的理论发展的过程,实际上是前人大量实验发现的科学阐述集合,比如转座子的发现、RNA干扰现象及其机制的发现等。这些设计巧妙的实验,有着严谨的论述,其中的一些研究方法如今仍然在分子生物学的研究中广泛应用,如RNA干扰。这些经典实验过程本身就是一个科学故事,在很大程度上提高学生对相关领域的兴趣,其实验设计可以启发学生寻找解决问题的方法,也可以帮助学生在专业课程的学习中了解研究方法,从而加深对相关理论知识的理解和掌握。
同时,分子生物学本身仍在不断地完善当中。相关的知识内容、发现和研究方式方法日新月异。如对非编码RNA的研究已经成为目前对分子生物学进行研究的特点。将用故事的相识对非编码RNA的研究历史进行讲述,进而采用启发的方式对学生进行引导,讨论在研究中对这一作用的应用。这样的起发过程,可以增加学生对现代生物学研究中理论与技术相互促进发展的理解,激励他们对已学知识的充分思考,建立基础研究与社会应用之间的联系,提高学生的创新能力和学习积极性。
五、利用科研实例剖析重点难点问题
分子生物学虽然理论很高深,但是它却被广泛应用于各种领域。特别值得一提的,如今各高校的教师有着较高的学历和丰富的科研经历,能够在教学过程中融入实际的科研案例。在教学中对书本知识进行传授的同时,为学生讲解讲授一些在实际工作中应用理论知识的实例,对学生知识的灵活运用能力的提高有很大帮助,可以为他们今后的工作和实践奠定基础。从课堂教学效果来说,有助于激发学生的学习积极性,并增强他们对重点知识的掌握理解。除此之外,也有助于提高学生对所学知识的应用能力,为以后的工作和实践奠定基础。
如可能的话,教师可以介绍自己研究团队的一些有趣的研究。比如笔者所在的团队,是搞泌乳调控机制的研究的。首先,向学生简单介绍研究泌乳调控机制的背景(泌乳对母亲和婴儿的重要作用)。我们在研究过程中发现一个小RNA对泌乳调控有重要作用,它可以影响乳蛋白的合成。进一步向学生介绍这个实验的设计思路,研究过程中所采用的试验方法。这种讲解,可以使学生对小RNA有深刻的印象,大大激发他们的科研兴趣。
六、实行双语教学
分子生物学,可以说是发展最快的生物学领域,因此分子生物学课程内容相应地也在迅速更新。大多数分子生物学的新发现,主要以英文论文形式发表在各种期刊杂志及其他媒体上。这要求教师不光要给学生讲授分子生物学的理论内容,同时还要培养学生通过英文杂志媒体了解、掌握分子生物学的前沿进展。双语教学在分子生物学教学过程中体现了很大的优势。我校分子生物学课程组自2004年起开始了双语教学的尝试,积累了一些经验。首先,在教材方面,我们选用了内容简洁的英国经典分子生物学教材《Molecular Biology》(Turner)。该教材涵盖了分子生物学绝大多数的基本知识点,且篇幅较短,特别适合本科生使用。第二,在教学方法方面,采用循序渐进、分步实施的办法。即开始是中英文对照,逐渐改为全英文,让学生逐步适应,减少因畏惧产生厌学。教学过程中,采用多媒体教学手段,教学课件中尽量多选用形象、精美的图片,将高深的抽象概念转变成直观的图像、动画,调动学生的学习积极性。注意搜集国外分子生物学视频,特别是一些标准英文配音的动画视频。这些动画视频形象地把一些分子生物学过程展示给同学,极大引起学生的兴趣。视频所配的标准英文介绍,可以帮助学生纠正一些专业词汇的正确读音,演示后,教师加以中文解释可进一步加深学生对相关知识的理解。
参考文献:
[1]王子健,张超,刘群红.生物化学和分子生物学课程整合的教学探索[J].基础医学教育,2011,13(12):1061-1063.
[2]Weaver.R.F.分子生物学[M].郑用琏,译.北京:科学出版社,2010.
[3]谢兆辉.小RNAs作用机制的研究进展[J].遗传,2009,31(12):1205-1213.
论文关键词:学科教学知识;分子生物学;教学质量
进入21世纪,以分子生物学为先导的生命科学正经历新的发展阶段,特别是分子生物学的理论发展和技术创新,使生物技术产业的增长达到了前所未有的程度,这将从根本上推动科学、经济和社会的发展。分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门学科,是当前生命科学中发展最快并与其他学科广泛交叉和渗透的前沿研究领域,其基本原理和研究技术已应用到生命科学的所有分支,它的内容得到了更大的扩展,分子生物学已发展成为生命科学相关专业的重要基础理论学科。面对进一步加强分子生物学教育质量和针对性的要求,学习和研究国外创新的教育理论和方法,对于提高我国分子生物学教学质量具有直接的借鉴和启发意义,而发轫于美国的学科教学知识理论则是近年来在我国教育界深受关注的一种教育理念。
1学科教学知识的概念和内涵
1.1学科教学知识的概念
学科教学知识(PedagogicalContentKnowledge)简称PCK,最早是由美国斯坦福大学舒尔曼教授提出的。他指出,教师的知识包括7个范畴的知识:学科内容知识(contentknowledge)、一般教学法知识(generalpedagogicalknowledge)、课程知识(curriculumknowledge)、学科教学知识(PCK)、关于学习者的知识(knowledgeoflearnersandtheircharacteristics)、教育情境知识只(knowledgeofeducationalcontexts)和关于教育的目标、目的和价值及其哲学和历史背景的知识(knowledgeofeducationalends,purposesand values,and theirphilosophicaland historicalgrounds),学科教学知识就是“教师个人教学经验、教师学科内容知识和教育学的特殊整合”,是教师将学科内容转化和表征为有教学意义的形式、适合于不同能力和背景学生的能力,是综合学科知识、教学和背景知识而形成的知识,是教师特有的知识。它包括表达思想的最好方式,最有用的类比、样例、图示、解释和演示等易于学生理解的表征方法,也包括教师消除学生对某一特定学习内容的偏见和误解的策略,以及用怎样的方式组织、表达使不同兴趣、能力和背景的学生理解教学内容的知识。
l.2学科教学知识的内涵
教师必须拥有所教学科的具体知识:事实、概念、规律、原理等,而这些学科知识来自于科学领域的专门学科,教师不能仅仅对某一概念、原则或原理有直觉的个人的理解,为了促进学生的理解,他们必须先理解向学生表征概念的方法,帮助或引导学生以个人有意义的方式理解教学内容以减少其形成错误概念,应该学习将自己拥有的学科知识转化成易于学生理解的表征形式的知识。也就是说,教师的PCK是在具体的教学情境中,结合学科知识、学生的知识(能力、学习策略、年龄和发展水平、态度、动机、前知识)、背景的知识(社会的、政治的、文化的和自然环境)和教学法的知识经由自身的价值观做出判断、选择、重组而形成的。实际上PCK就是教师自身具有的复杂而成熟的理解与学生的理解之间的一道桥梁,它的内涵即在于学科知识在一定的教学情境中如何采用最适当的表征方式使学生易于理解。
2学科教学知识在分子生物学教学中的指导应用
分子生物学知识体系庞杂,专业名词和知识点较多,难懂难记,抽象复杂的分子机理需要充分发挥想象力来理解,且学过的内容也较难记住,许多学生就容易在学习分子生物学时产生畏难心理,致使学习积极性下降,甚至厌学;分子生物学理论性强,研究内容抽象,并以大量的实验为基础,对实验技能和实验条件的要求较高;分子生物学领域不断出现的新发现和新进展也对教师整合既有的学科内容、快速领会和把握这些学科前沿、衔接新的理论知识提出更高的要求。针对这些问题,借鉴学科教学知识理论,指导教师在教学实践中进行积极的探索和有益的尝试。
2.1做好教学设计
在具体的分子生物学教学过程中,教师按照PcK理论要素(学科知识、学生的知识、背景的知识和教学法的知识)逐条对应到具体的教学设计中,较好地融合教学过程的诸多要素。
2.2积累学科教学经验
教师对于自己耍讲解的分子生物学及其扩展内容要准确理解和把握,分析不同教科书的例证与讲解的重点内容之问的关系,明确可以增加的有利于学牛理解的课外内容;要充分了解学生对于教授内容的熟悉程度及专业知识基础,提前思考学生在接受教授内容时可能遇到的难;选择使用最佳的方式(模拟、图解、举例、解释示范等)清楚呈现所要讲授的知识点;对于学牛有兴趣并在课堂上提出的课程相关或无荚的问题要有应急处理的能力。
2.3丰富教学手段
学科教学知识指导教师采取新的视角、新的模式和丰富多变的教学方法来改进分子生物学教学。多罗西·沃森(1989脱过:“如果课堂活动不能生动地激发学生的兴趣,不能有效地满足学牛的需要,就毫无意义。”利用信息技术将最新的科学研究、发现和方法直接引入课堂,激发学生探究兴趣,可以充分调动其学习积极性,使学习成为他们主动、自觉的活动;多媒体教学使所讲的内容形象化、具体化,通俗易懂,易于学,丰理解记忆;教师精心设计有意义的问题,鼓励学生展开想象的翅膀,积极引导,促进学生理解掌握抽象的概念和复杂的机理;准备充分的案例讨论使学生在广度和深度上进行探索、分析和鉴别,学会将基本概念、理论知识和实际应用相联系。
2.4完善教学理念
学科教学知识是一种开放性的教育理念,其可贵之处即在于善于吸收采纳其它教学理念教学方法的长处,优势互补,更有效地提高教学效果。分子生物学是…门试验科学,在教学过程中积极应用实践教学的方式方法,通过特定的实验设计引导学生经常进行实验操作,使学生既能更好地理解掌握理论知识,又能锻炼实践动手能力,从而达到提高学生综合素质的教学目标。
【关键词】分子生物学;双语教学;SWOT;对策
1.引言
随着我国高等教育的国际化,全国高校近年来纷纷尝试新的办学思路和方法,双语教学由于其特殊的教学模式和与国际接轨的显著特点也成为近几年各高校纷纷设立的一种新的教学模式,许多学生和家长都被这个新名词所吸引,双语专业成为许多学生和家长追逐和向往的专业。同时双语教学的开展也是学生后续科研以及国际交流的必然手段之一。本文针对如上背景讨论分子生物学双语教学的尝试,旨在分析现阶段存在的主要矛盾以及未来教学设置的可持续发展。
2.分子生物学开展双语教学的SWOT分析
对比国内分子生物学汉语本科教学,从双语教学的内部及外部影响因素对分子生物学双语教学做如下分析:
2.1 优势 (Strength)
分子生物学双语教学通过中西教学理念的结合提高分子生物学理论基础教育。国内分子生物学基础教学对原理的讲解普遍较生硬,体现在教材上是教材表面上看涵盖很多知识点,但对分子生物学历史和分子生物学基本原理简单介绍之后,将侧重点放到分子生物学基本技术的传授方面,对分子生物学概念框架、分子生物学基本理论没有深入的讲解,也没有举例进行阐释;体现在课堂教学上也是如此,由于学时有限而需要介绍的内容偏多,因此对原理的讲解也较简单,这明显不利于培养初学者的分子生物学思维,也不利于提升初学者学习分子生物学的兴趣。
2.2劣势(Weakness)
双语教学缺乏成熟的教学模式。据调查目前双语教学主要采用的模式有英文课件、英文讲授,英文课件、英汉双语讲授,英文课件、汉语讲授,英汉双语课件、英汉双语讲授,英汉双语课件、汉语讲授等多种,并且有些学校对于双语讲授进行了规定,规定了英文讲授和汉语讲授的比例。针对教学模式的调查结果是,学生对已经开设的双语课程中,哪种模式最易于接受这个问题的回答是,英汉双语课件、英汉双语讲授的学生比例最高,占到33.83%。
2.3 机遇 ( Opportunity )
分子生物学的国际交流为双语教学的发展带来了前所未有的机遇。在具体的课程开展尤其是学生后期发展需求方面均离不开对本专业英语知识的学习,包括高等级文章的阅读、高等级会议交流需要等方面。因此,从客观教学需求以及主观学生知识体系完善方面均有一定的积极意义。
2.4 挑战 ( Threat )
施教者的综合素质不高制约着双语教学的顺利开展。一般说来,高校教师在学科安排上具有比较宽泛的专业自,教师的专业自的前提在很大程度上决定于教师是否有能力。同时,受教者综合素质参差不齐也影响着双语教学的开展。据调查,学生对双语教学的理解不尽相同,有的学生认为双语教学就是全英教学,应该全部由外教来授课,全部运用国外教学方式方法;也有学生持不同看法,认为双语教学即将专业知识翻译成英文讲解等观点都存在。且双语授课班学生中有一部分学生对双语教学有抵触情绪,认为教学效果不理想,自己的英文基础和专业基础都较差,看不懂英文教材,听不懂英文讲解,一些学生还陷入了英语也没有理解,专业知识也没有掌握的窘境。
此外,缺少成熟的双语课程教材使双语教学缺少依据。双语分子生物学教学教材的缺乏也成为困扰其开展的主要问题之一。我国教材市场中的分子生物学双语教材也有一些,但多数为影印教材,真正适用于双语教学的很少,教材的缺失不仅给教师教学带来困难,更给学生学习带来阻碍。
3.构建基于CACR模式下的分子生物学双语教学尝试
笔者通过几年的双语教学实践,摸索和实践了一些教学方法,认为双语教学需要做好几个结合,才能发挥优势、化解劣势,真正促进其改进和完善及持续发展。
3.1 双语教学应做好两种语言的充分结合(Combining the two languages)
双语教学中如何结合英汉两种语言使其达到较好的教学效果,笔者认为教学中可以采用双语课件,双语讲授的方式,并且双语授课不应拘泥于授课语言的比例,授课语言的比例应根据课程特点和授课对象的特点来决定,如:对于一本班学生,如果学生语言基础扎实,可以在教学中加大英文运用的比重,多用英文讲授;但如果授课对象是项目班学生,一般应加大汉语授课比重。另外,对于那些用英语解释会更加清晰、准确,更利于学生理解的定义、概念、例题,就用英文讲解,而一些用中文讲解更易于理解的知识点就用中文讲解,语言的比例应灵活掌握,语言的结合自然流畅。
3.2 双语教学应着重教学内容的有机结合(Applying western theories to the China details)
教学内容的结合主要指教学应结合中外分子生物学教学内容的精华,,教材也是教学中至关重要的环节,可以按照中西结合的思路编制特定的双语教材,以满足实际需要。
3.3中外教学理念和方法的恰当结合(China-foreign perspectives & methods)
(1)恰当地结合国外原理和我国技术教学方式。将我国侧重分子生物学思维教学的优势与我国侧重技术操作教学的特点有机结合,双语教学究其根源其实是为了借鉴国外先进的理论、教学资源和教学模式,所以,双语教学应立足于国外的理论,在清晰介绍原理的基础上,展开分子生物学方法和分子生物学技术的介绍,并辅之以大量的练习,使学生在确立分子生物学思维的基础上,练习分子生物学实务和操作。
3.4 与相关课程的巧妙结合(Related the accounting courses with pertaining courses)
双语课程的顺利开展和相关课程的设置也有密切的关系,合理设置分子生物学学双语课程的前置课程(prerequisites),在开设双语分子生物学课程之前,可以开设分子生物学史及分子生物学专业术语课程,讲授专业术语,为分子生物学课程做前期铺垫,使分子生物学原理变得更易于理解,便于课程的衔接,使分子生物学双语课程能够更加顺利地开展。
4.总结
分子生物学双语教学的展开具有一定的必要性,同时我们也需要意识到无论是从教师的个人素质、学生的平均水平、教材内容的设定、教学方法的规划等诸多方面还存在一定的不足。需要通过相关配套课程的开展以及教学内容的革新来完善整体的双语教学体系,为今后双语教学的展开提供理论基础与实践指导。
参考文献:
[1]王宪平. 课程改革与教师教学能力发展研究.[M].上海:学林出版社,2009: 59.
[2]史锋. 双语教学在中国实行的逆向思考. 中国大学教学. [J]2011(8):17-20.
关键词:临床医学专业学生;生物化学与分子生物学实验课;转化医学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)30-0064-02
随着医学的发展,基础医学与临床医学之间的关注焦点与研究方法差距越来越大,沟通和交流却逐渐减少,最终产生了二者之间的鸿沟,被称之为“基础医学与临床医学之间的死亡谷”[1]。转化医学(translational medicine)又称为转化研究(translational research)。1992年,Choi[2]在《Science》上发表的论文中首次提出了“bench to bedside”的概念;1996年,Geraghty[3]在《Lancet》上发表文章首次应用“translational medicine”一词;2003年,Zerhouni[4]在《Science》上发表的文章“Medicine. The NIH Roadmap”中提出了转化医学的概念,其核心内容是将医学生物学基础研究成果迅速、有效地转化为可在临床实际中应用的理论、技术、方法和药物,在实验室与病房(bench to bedside)之间架起相互沟通的桥梁。不论是基础医学还是临床医学课程,实验教学都是临床医学专业学生教学中的重要环节,只有通过实际的操作和操作中获得的对理论知识的二次习得,才能使临床医学专业学生对复杂抽象的理论知识理解得更加透彻,在实验课中学生的基础医学技能操作也得到很好的锻炼。生物化学与分子生物学是临床医学专业学生所学习的一门重要的基础医学课程,它连接着基础医学和临床医学。在生物化学与分子生物学实验教学中创新性地结合转化医学理念和内容,使学生在掌握生物化学与分子生物学基础知识,培养科学思维能力的同时,兼具有转化医学理念和思维模式的复合型人才的培养,这是生物化学与分子生物学实验教学的一项创新,并影响了实验课内容、方式和教学方法的选择。
一、生物化学与分子生物学的学科特点
生物化学与分子生物学是生命科学的基础,是在分子水平探讨生命的本质,主要包括研究生物体的分子结构与功能、物质代谢与调节,以基因信息传递为中心的现代分子生物学知识。生物化学与分子生物学的主要内容决定了其知识点纷繁复杂,使得学生学习起来枯燥吃力,因此在理论或实验教学过程中,应建立“病例引导型教学”[5](Case Based Study,CBS),从具体临床疾病现象做引入使学生先有具体模像,然后对疾病相关的生化和分子生物学机理进行分析和讲解,这样“由表及里”地引导教学过程能让学生有层次地学习和理解生化与分子生物学知识,课堂中营造出的“病例-机理”氛围也能使医学生感受到生物化学与分子生物学在临床中的重要性。生物化学与分子生物学又是生命科学领域的前沿学科,新理论、技术层出不穷,具有很强的更新及前瞻性。与日新月异的发展前沿不同,教学所采用的教科书的更新和修订速度较慢,因此不论在理论或实验教学中,教师都应主动在教学过程中添加前沿新发现和技术,这样不仅能引起学生学习的积极性,更能拓宽学生的知识面和对基础知识的理解和掌握。生物化学与分子生物学已渗透到基础医学和临床医学的各个领域,对于医学生来说学好生物化学与分子生物学十分必要,可为后续基础与专业课程的学习奠定基础。
二、生物化学与分子生物学与转化医学的联系
医学生物化学与分子生物学是基础医学与临床医学的桥梁。作为基因组学与蛋白质组学时展产物的转化医学,其研究内容的中心环节之一是生物标志物的研究,涉及到分子标志物的鉴定和作用;基于分子分型的个体化用药治疗,疾病治疗反应和预后的评估与预测[6]。转化医学的主要任务是架起基础科研工作者跟临床医师的桥梁。它的出现使得基础科学重视临床医学中遇到的现象和问题,并根据现象追根溯源寻找机理原因,并能将研究出的机理成果运用到临床问题中,解决临床医学现实中遇到的困难。并在“现象-机理-运用”这一过程中形成及时反馈,使临床研究者修改观察指标或侧重点,同时也相应地使基础研究者修改研究方向,为临床服务,最终使患者受益。其两者都是桥梁学科,与多学科密切联系,特别是与临床知识密切相关。这就要求医学生物化学与分子生物学工作者教学与研究必须以转化医学的理念为指导,从而适应转化型医学人才培养的要求。
三、生物化学与分子生物学实验课与转化医学理念的创新结合
1.引入病例引导型实验内容。在实验教学中,建立“病例引导型教学”(CBS)内容。用具体临床疾病做实验背景,并阐述疾病相关的生化和分子生物学原理,然后对验证此原理所采用的实验技术进行讲解和操作示范,学生即可开始实验操作并完成报告和教师布置的相应思考题。例如,我们使用医院生化化验单的幻灯片来引入血糖这一生化指标,讲述血糖的生化和临床诊断意义,并以糖尿病为病例讲解血糖超标后对身体的影响,在进行背景铺垫后开始讲解葡萄糖氧化酶测定血糖的原理及方法,最后让学生对事先准备好的不同血糖浓度的血浆样本进行检测,获得结果后进行分析:所测样本血糖是否在正常;如果不在正常值范围内,是偏低还是偏高,分别可能的原因是什么。经过这次实验,学生不仅学习了检测血糖原理的实验技术,并对血糖的生化知识和临床运用有了很好的结合学习。
2.引入个性化用药治疗的系统实验内容。转化医学将分子标志物、分子分型的个体化用药治疗及疾病治疗与预后的评估与预测作为最主要的研究内容。在实验中充分融入转化医学科研成果,开展一系列以科研成果如个体化用药治疗为主的内容新颖、应用性强的专业前沿研究性实验,能够极大地调动和培养学生的专业学习兴趣,使学生对目前科学研究领域的热点与关键问题有初步的了解,较好地实现科研与教学的相互转换,相互促进。我们在实验课中创新设置了“限制性片段长度多态性检测人乙醛脱氢酶2(ALDH2)基因多态性”实验。首先为学生讲解整个实验背景:硝酸甘油作为治疗心绞痛的基本药物之一广泛用于临床。研究发现硝酸甘油的舒血管作用通过释放一氧化氮(NO)所介导[7]。乙醛脱氢酶2(ALDH2)具有硝酸酯酶活性,对硝酸甘油转化产生NO起了关键作用[8],而ALDH2基因中Glu504Lys位点的多态性会影响ALDH2硝酸酯酶活性,用药指导建议,ALDH2 504Lys等位基因携带患者慎用硝酸甘油[9],所以这一基因多态性位点具有指导临床硝酸甘油的合理用药的重要意义。然后为学生讲解人脱氧核糖核酸(DNA)的提取、聚合酶链式反应(PCR)、限制性内切酶酶切反应和琼脂糖凝胶电泳检测这些关键技术的原理和方法。使得学生对实验背景、目的和所采用技术的原理及操作都能有统一清晰的认识。具体实验流程为指导学生从自己的口腔黏膜细胞中提取自己的DNA,经过PCR特异性地扩增ALDH2基因中含Glu504Lys片段,再经过酶切反应和电泳检测即可获得自己的Glu504Lys位点基因型。通过这一系列综合开放性的实验,以学生自身遗传多态性为背景,将临床个性化用药检测与经典的分子生物学实验结合,不仅极大地激发了学生对实验的关注和投入,训练了实验操作能力,还加强了他们转化医学思维的培养,
3.实验教材的采编。实验教材是实验课程的重点。本教研室认真研究国内外优秀教材,借鉴其经验,同时结合本学院学生的临床需求,精心编写自己的教材,建设与生物化学与分子生物学基础课程配套的实验系列教材。同时也精心挑选合适的转化医学内容穿插入实验教学过程中。
随着日新月异的生化和分子生物学进展,我们也对前沿进展和发现保持持续关注,将更新的内容及时修改、添加到实验教材中。
以上仅是我们作为生物化学与分子生物学教师在转化医学大背景下,在教学改革方面的一些探索的心得及体会,随着转化医学的发展,其内容必将会更新和扩大,作为基础医学教师要敏锐地跟上发展脚步,积极寻找转化医学与生化、分子生物学的结合点,才能为国家培养出基础扎实、科研思维清晰的有用医学之才。
参考文献:
[1]赵玉沛.转化医学本土路线图[J].中国医院院长,2011,(11):92.
[2]Choi DW. Bench to bedside:the glutamate connection[J].Science,1992,258(5080):241-243
[3]Geraghty J. Adenomatous polyposis coli and translational medicine[J].Lancet,1996,348(9025):422.
[4]Zerhouni E. Medicine. The NIH Roadmap[J].Science,2003,302(5642):63-72.
[5]贾舒婷,张继虹.针对临床医学专业的病例引导型生物化学教学方法实践体会[J].教育教学论坛,2014,(1):67,8.
[6]闫华.医学科教新任务――促进转化医学[J].中华医学科研管理杂志,2010,(23):225-228.
[7] Marsh N,Marsh A.A short history of nitroglycerin and nitric oxide in pharmacology and physiology[J].Clin Exp Pharmacol Physiol,2000,(27):313-319.
教师要更新观念,具备科学创新意识科学创新人才需要科学创新教育,教师作为教育者是否具有科学创新意识是实施创新教育的关键。首先,作为生物化学与分子生物学教师要意识到自己是生物化学与分子生物学的教师,是当今世界最前沿学科的教师,在本科或本科以上的学生进行科学创新教育是我们义不容辞的责任。我们生物化学与分子生物学教师不仅仅是传授生物化学与分子生物学基本理论和基本概念(这些基本理论和基本概念是继续学习其他学科的基础),也是科学创新教育的最前沿。为此我们教师要不断学习,用最新的知识武装自己,紧跟科学的最新进展,要有教育的学术性、前瞻性和权威性[2]。要求教师要有现代化的素质,掌握本学科和相关学科最新的学科思想和最前沿的科研成果,做到教到老学到老,不然就不能成为大学生物化学与分子生物学合格教师。其次,教师要树立正确评价学生的观点。知识经济时代对人才的要求不再仅仅是具有积累和掌握知识的能力,更重要的是具备创造知识的能力。因此,不仅要评价学生的学习成绩,还要评价他们的思维品质,要改变过去只看重学生的学习成绩,而忽视培养学生创造力的做法。再次,教师要树立师生平等的观念。在这种和谐、平等的关系下,教师和学生都能够自由地展现自己的丰富性,充分地展现自己的创新能力,以各自的知识、经验、情感、个性投入教学活动中,相互影响,相互促进。激发学生学习生物化学与分子生物学兴趣学习兴趣是学生有选择地、愉快地力求探究某些事物而进行学习的心理倾向,是学习的一种动力。浓厚的学习兴趣能有效地激发学生的学习积极性,从某个角度上讲,是培养和发展学生创造性思维的重要条件,也是教师完成教学任务,达到教学目的的前提[3]。为此我们从以下三个方面激发学生学习生物化学与分子生物学兴趣。学科进展和科学家故事相结合:杰出科学家的经验教训、人格力量、科学态度、奉献精神、团队意识以及世界观、人生观、价值观等都可能对学生起到潜移默化的感染和教化作用。教育心理学认为个体的创新性与其人格力量紧密相关。
在生物化学教学活动中,适当地向学生展示和评点科学家的人格力量,尤其是其批判精神和怀疑精神,有助于塑造学生良好的人格特征,进而促进学生创新精神的提高。例如,在讲授被认为是分子生物学诞生标志的DNA双螺旋模型时,我们讲授了沃森(JamesWatson)、克里克(FrancisCrick)、威尔金斯(MauriceWilkins)和富兰克林(RosalindFranklin)建立了DNA的双螺旋模型使生命科学从细胞水平的研究深入到分子水平的研究的过程以及他们的个人恩怨。我们也讲授了艾弗里(OsvaldAvery)永远的遗憾,他是DNA遗传本性的发现者而未获诺贝尔奖。联系临床使基础知积实用化:在讲解氨基酸代谢时,讲解肝功能衰竭的患者为什么会出现肝昏迷的现象。在讲授核酸杂交和探针时,结合爱滋病和H1N1型流感病毒的诊断。在讲授DNA多态性和PCR时结合亲子鉴定和疾病诊断等。我们在教学实践中通过讲座课相应增加了功能基因组学、蛋白质组学、代谢组学、系统生物学、生物芯片、现代生物工程等前沿学科内容、国内外最新研究成果及其在临床医学上的应用。这样,既加强了生物化学与临床课之间的横向联系,又可以调动学生的学习积极性[4]。采用直观教学的方法,使抽象知识通俗化和形象化:(1)以多媒体等教学设备为支撑,把信息技术当作教学过程中不可或缺的资源、手段和环境,使生物化学与分子生物学教学与信息技术有机地结合起来,教师用教育信息化的最新理念来指导教学活动[5-6];(2)利用PowerPoint和Flash设计制作教学课件,例如我们利用Flas将蛋白质生物合成起始过程按教材中的文字信息和图片信息创造成连续的动画,生动准确地刻画生物体微观世界的蛋白质生物合成过程;(3)利用生物化学和分子生物学精品课程网站,我们生物化学和分子生物学课程是安徽省精品课程,学生利用网络可以浏览课件、视频等,并可进行互动交流。建立创新教学模式培养人的创新能力,最重要的是培养人的创造思维。在创造思维活动中,发散式思维起主导作用。因此,我们在教学中要改变单一教师讲授基本理论和基本内容的做法,突破思维定势的束缚,唤醒学生的创新意识[7]。我们在讲课中增加问题的设立、讨论教学和进展或问题解决的设想。我们的具体做法:提出问题—讲授内容(基本理论、基本概念和基本技术)—讨论—学术进展或问题解决的畅想。我们鼓励学生突破习惯思维的限制,敢于发表自己思考后所产生的看法。学生提出的观点越奇特,越标新立异,说明于进行发散式思维,我们予以充分的肯定。最后,引导学生通过查询各种信息资料和进行逻辑推理和总结。对于疑难和有争论的问题教师尽力阐明自己的看法,但允许学生保留意见。例如在讲授蛋白质生物合成时,先提出问题,例如提出生命如何将核酸的核苷酸序列的信息变成蛋白质的氨基酸序列信息?密码子为什么是3个核苷酸,而不是2个、4个等?接着让学生短暂思考,教师讲授主要内容,接着让学生讨论,最后让学生畅谈第二套遗传密码(尚未完全解迷)能否被解迷?如何解迷?实践证明这种模式教学,绝大多数同学不仅理解了DNA遗传物质—基因—基因表达、密码子—反密码子—(第二套密码)—氨基酸的关系,而且激发了学生科学发现的浓厚兴趣。
同时增加自主性、创新性实验的比例,争取在临床7年制学生的自主性、创新性实验达到40%。例如我们给临床学生开设了基因工程的综合性实验,实验中运用现代生物化学与分子生物学技术,如DNA提取、琼脂糖电泳鉴定、回收、RT-PCR、DNA重组连接转化,基因的表达等。改革实验考核模式,激励学生的创新精神改变实验考核模式,决不能流于形式。鼓励学生进行实验设计、科学探索和创新,对学生自己设计的实验主要看重思维,淡化实验结果。鼓励学生参加科研团队鼓励和引导在校学生早期接触科研,参与教师的科研团队,进行科研训练和创新,并将其作为或替代部分实验教学,给予实验成绩,对成绩突出者给予奖励和课程成绩加分。总之,生物化学与分子生物学教育工作者要催生的个性化创新教育,将颠覆传统的教学理念和模式,要敢于打破教条、挑战权威,为培养高质量的临床医学研究人员做出应有的贡献。
作者:秦宜德 许功林 顾芳 单位:安徽医科大学生物化学与分子生物学教研室
一、注重教学仪态举止
仪态举止是一种非语言交际行为,包括眼神、表情、手势及仪态等。恰当的仪态举止在教学过程中发挥着重要的作用,其可直接影响教学效果的好坏。首先,教师应注意自身的面部表情。当教师面带微笑讲解授课内容时,学生感受到的是轻松愉悦。反之,若教师把刻板展现在脸上,则会直接招来部分学生反感的情绪。其次,教师应注重和学生的眼神交流。如教师的目光需要覆盖全体学生,不要漂移不定等,从而使学生有很好的归属感。其三,教学过程需配合适当的手势。在教学过程中,手势既直观又形象,是极其重要的辅助手段。此外,不同的手势表达不同的情感。教师若能合理运用手势,将会使课堂变得更加丰富多彩。其四,教师还需注重仪态。一方面,教师的着装应简约大方,不标新立异。另一方面,教师的举止也应文雅、庄重。如果教师的仪表或是举止不修边幅,则很难得到学生的尊重。总之,良好的教学仪态举止,不仅能提升教师的个人形象,更能提升教学效果。
二、激发学生学习兴趣
“兴趣是最好的老师。”只有学生对学习的内容感兴趣,才会产生强烈的求知欲望,积极主动地参与教与学的全过程。然而,药学分子生物学课程理论性较强,知识点密集,且内容抽象,易使学生感到枯燥乏味。因此,如何激发学生学习兴趣则是本门课程教学中不容忽视的一点。在教学过程中,教师可以通过引入一些相关的背景知识进行讲解来激发学生的兴趣。如在讲授衔接蛋白“SOS”即“son of sevenless”的具体作用机制时,可先通过简单介绍其家族其它编码蛋白的基因:evenless(无七),bride-of-sevenless(无七的新娘)等在果蝇中的发现过程来引出“无七”的下游“son of sevenless”( 无七的儿子), 从而吸引学生的注意,以加深其对其概念的记忆,并让学生明白科学的发现和探索有时也是个有趣的过程。此外,教师还可通过运用语言艺术,来达到提高课堂教学质量和效率的目的。如教师可利用乾隆皇帝和纪晓岚的回文联:“客上天然居,居然天上客,人过大佛寺,寺佛大过人” 引出反向重复序列[2]。
三、科学规划教学内容
药学分子生物学的教学内容不能仅仅局限的理解为一部大纲教案、一份教案或是对课件的枯燥陈述。教学内容应被合理的选择、组织、安排,从而使讲授内容深入浅出、融会贯通。科学规划教学内容包含两个方面:其一,精简重复内容,补充前沿新知识。由于药学分子生物学的理论讲授内容与生物化学、遗传学等学科的内容有部分重叠。因此,教师须在现有教材的基础上,对教学内容进行一定的取舍,以避免在教学中与其它学科简单的重复。此外,由于药学分子生物学的飞速发展,知识更新换代较快,教师应及时将最新的理论知识及科研成果引入教学内容,进而扩大学生的视野。如在讲解siRNA时,可同时引入一些mirRNAceRNA、PiRNA等前沿相关知识;其二,教学内容具有系统的逻辑结构。药学分子生物学的知识是一个有机的统一体。而每堂课所教授的概念、原理、应用又是相互联系的,具有内在的逻辑性和系统性。因此,教师在教学的过程中,应注意由旧知识到新知识的过渡,由概念到原理的过渡等等;其三,教学内容要满足不同层次学生的需求,做到教学内容重点、难点以及了解内容的差异性讲解,如哪些知识点需要重点强化、哪些知识点要精解、哪些知识点只要一般了解、哪些内容可以由学生在课后自学等。
四、合理利用多媒体手段教学
随着分子生物学的发展速度一日千里,其新的理论知识及研究方法不断的更新和涌现。同时,由于该学科内容相对抽象复杂、较难理解,因此,单纯的“黑板加粉笔”的传统授课模式也日益显示出了一些弊端问题,如信息量小、知识面窄、知识内容抽象空洞等问题。因此,为了帮助学生更好的理解教学内容,我们应充分地运用多媒体教学方式,从而以逼真、生动的模式来创造良好的教学情境。例如在讲授基因敲除中同源重组的原理是时,若单纯的用语言进行讲解及阐述则会相当的晦涩难懂。但是,若能在教授过程中辅以图片及动画演示,则可非常直观的阐明DNA如何整齐排列,如何形成holliday中间体及异源双链,最后形成双链重组体等过程。以这种直观、动态的形式展现同源重组的原理,不仅能使学生更容易接受理解其过程,更能激发学生的学习兴趣。
五、实验课辅助
教材要因人施教。一般农业院校学生学习的一个基本事实是对理论知识的学习动力不足,而对实用性知识的学习,相对更加有动力和兴趣。而目前高校分子生物学教材太过偏重理论知识的介绍,缺乏这些理论知识在农业方面具体应用的阐述。学生不清楚自己学的这些知识到底有什么实用价值。随着分子生物学理论知识在农业方面的应用日益深入,对相关农业科研人员掌握分子生物学理论、技术及应用的知识体系要求越来越高。因此,选择一本符合农林院校学生的教材非常重要。在教学过程中,要力求在分子生物学课程讲授基本理论的同时,还要适当与这些知识在农业实际生产中的应用进行有机地结合、如与品种鉴定相关的分子生物学实验技术、基因工程、分子标记技术等知识体系。因此,我们选择全国高等农林院校“十二五”规划教材,由张桦等主编的《分子生物原理与应用》。该教材分为两部分,第一部分为基础理论篇,主要介绍分子生物学的原理,第二部分为应用篇,介绍分子生物学理论的应用技术,整个教材理论联系实际,教学结合科研和生产应用。因此,比较适合作为农林院校学生的教材[2]。限于篇幅限制,对于有志于科研深造的学生可以同时选读,如朱玉贤等主编的《现代分子生物学》(第四版)等作为参考教材。同时,为大学生推荐一些生物学论坛网站,如丁香园论坛(/bbs)、中国生命科学论坛(),通过论坛讨论激活他们对微观生命世界的好奇心,激发学习分子生物学的兴趣。
二、教学模式改革
分子生物学是一门实践性非常强的学科,没有科研实践,对理论知识是难以真正理解和掌握的。因此,实验教学应该成为分子生物学课程中非常重要的一个教学环节。通过教学实践发现,理论知识反复讲解多遍,不如一次实验实践给学生的印象深刻。因此,对于有条件的学校可以考虑,在教学中进一步凝练理论知识体系,压缩理论学习的时间,延长实验实践的周期,采用边实践边学习理论的模式,用实验引发学习的动力,用理论去指导实验设计,然后再用实验加深理论知识的理解,整个教学模式遵循从感性认识到理性认识,再到感性认识的认知规律,逐步带领学生进入一个良性的认知循环中。对于没有条件的学校,实验实践可以采用视频播放的形式去模拟。在具体操作时,可以主要围绕以现代生物技术的核心“基因工程技术”为主要内容开展实验课,以大肠杆菌为研究对象进行、基因的克隆和转化,载体构建,基因的表达和检测实验,中间贯穿讲解以中心法则为理论主线的各个理论知识点。
三、教学方法改革
分子生物学是一门介绍生命微观分子世界的学科,学生对DNA为何物,以什么形式存在于生命体中,基因转录与蛋白质表达到底是一个怎样的过程?学生几乎没有任何感性认识。由于与学生以往的世界认知体系没有建立联系,如果直接讲解这些微观世界,学生很难理解。因此,有必要在课程教学之前,从学生已有的宏观认知世界出发,先简要讲解宏观的生物个体,然后是系统器官,再次是组织细胞,然后到细胞器,最后展示这门课程所要研究的对象-核酸和蛋白质,逐层次地深入介绍,最终把学生身临其境地带到生命的微观分子世界里,使学生大体了解核酸和蛋白质在生物体中到底是一种什么样的状态,在细胞中大致是怎么活动的,这一过程用视频的方式展示效果最好。在学习具体的理论细节前先给学生一个整体的轮廓印象,这个学习过程就好像直接给一个人看一张校园街景图,一般人不会有什么特别的概念印象,但如果先看一张世界地图,然后逐次放大到中国、新疆、乌鲁木齐、新疆农业大学校园,最后是这张街景图。那么此时人一般就会有清晰的概念了,原来是新疆农业大学校园的一角。在具体的课程教学时,传统的分子生物学教学主要是以教师向学生讲授灌输知识为主,学生只是被动地接受,大脑中没有积极主动学习接受知识的状态,所以造成学习效果差[3]。最后导致学生完全听不懂,彻底放弃。因此,如何增强学生学习知识的积极主动性,对于课程学习的效果非常关键。比如,我们在讲授理论课之前会给学生设置一个场景:你们到一家跨国生物技术公司应聘,公司给你们布置了一个考题,如何创制出一个抗虫的转基因烟草,以Bt基因为例,设计具体详细的工作方案,最终依据你们的方案决定你们的去留,显然这个问题学生是无法回答的,但是你可以告诉他们,答案就在这门课程的学习中。这种方法的目的是通过这样一个场景的假设,给他们一个感同身受的压力,进而激活他们学习相关知识的积极性和主动性。操作时可通过将整个方案分解成多个问题,再从每个问题的回答中去学习相关理论知识。如基因克隆时要用到PCR技术,由此可以引出DNA的复制,进而引出PCR技术原理、从而又引出DNA的变性和复性、DNA合成校正等知识点;构建基因表达载体时可以引出转录、翻译和基因的表达调控等知识点。这样就可以把分散的知识点用一个具体案例串联起来,而且还联系了生产实际,使学生产生学习效能感,不再觉得所学知识离他们的工作遥不可及。通过这种方法,使学生带着问题来学习理论知识,可以大大提高学习的动力和积极性[4]。
四、加强教学师资内涵
应用上述教学模式和方法,要取得较好的教学效果,对教师的科研和理论联系实践的水平提出了很高的要求,因此合格的师资队伍是关键。分子生物学发展日新月异,应用范围广泛而深入。如果一个老师只是单纯地教课,而缺乏科研和生产实践,那么任凭他有多丰富的教学技巧和经验,其教学也将是一潭死水,学生很难从中获得学习热情[5]。所以教师应加强科学素养和科研经验,老师通过申请课题,查阅大量资料,参与课题研究,从而扩充知识体系,提升自己的科学素养,并将它们融入到教学中,从而使应用案例教学更加具体生动,给学生以更多的启迪和思考[6]。另外,学校还应大力引进高素质人才,让更多的老师有常态化的机会能接触和学习到外面先进的教学理念和思想,从而拓宽视野来提高教师专业素养和学术水平。
五、结束语
我们开展分子生物学教学改革遵循两条基本原则:一是适应普通高等教学需求的基本原则;二是适应本学科发展和人才培养需要的基本原则。在坚持两个基本原则基础之上,我们提出三条改革思路:一是针对生物工程类专业特点,突出分子生物学在现代工业微生物研究和改良中的应用趋势和途径,加强学生对专业的理解和本学科的认识;二是遵循高等院校教学特点,从教学方法和教学内容等方面进行改革和探索,建立一套能够培养理论素养与实验能力并重的工程化人才的分子生物学教学体系;三是加强理论知识与实际应用实例相结合的教学方式,在理论中强调应用,在应用中引出理论,使学生在有限的教学课时内消化理论知识的同时拓展视野并加强对本学科的理解。
2教学改革具体内容
2.1优化教学内容
我们在进行分子生物学课程的授学时,首先针对生物工程类专业特点选择合适的教材并制定教学大纲。经过比较和分析,我们选择赵亚华编著的《分子生物学教程》(第三版)(普通高等教育“十一五”国家级规划教材)作为基础教材,该教材主要阐述的是狭义分子生物学所涵盖的范畴,编写内容具有条理清晰,语言简练,信息量大,实例丰富等特点,并且全书系统地在重要的知识点后附有简要小结,便于学生在学习和复习过程中从繁杂的信息中快速的查找和理解重点内容,比较适合于普通高校生物工程类专业教学使用。分子生物学课时少而内容繁杂,在有限的课时之内不可能按教材内容全部讲授,学生也不可能全部能够接受。因此,在实际教学过程中,我们必须结合专业特点,对教科书内容进行取舍,并根据专业的培养目标进行补充,突出专业领域涉及的重点和难点。因此,选定教材之后,我们根据生物工程类专业特点对教学内容进行了优化:(1)弱化学科交叉重复部分,分子生物学是在多个学科的基础上发展起来的,也决定了分子生物学中有很多理论知识与其它学科具有交叉和重复,如生物化学、遗传学、酶学和微生物学等,我们在分子生物学的实际教学过程中对已经学习过的交叉部分的知识点采用复习的方式快速进行;(2)强化对与专业相关的理论知识讲解,例如DNA的重组、真核生物与原核生物基因的转录和表达调控等内容;(3)引导介绍与本专业相关性不强的知识点,学生如有兴趣可以利用课外时间进行学习,以满足求知欲望较为强烈的学生的学习要求,如噬菌体基因的表达调控、病毒的分子生物学等;(4)结合专业方向补充教学内容,加大应用实例讲解,促进学生对理论知识的理解,例如讲解特异位点重组内容时,可以结合目前研究领域应用较多的Xer/dif重组系统进行讲解,让学生理解了特异位点重组概念和过程的同时,又学习了该重组理论最新研究进展及其在微生物代谢途径工程中的应用,从而实现教学内容的理论性、专业性、实用性、学术性和前沿性并举。
2.2改革教学方法
对大学生而言,分子生物学是一门及其抽象的学科,其中涉及的理论体系和生物过程复杂而又晦涩难懂,极其难以掌握,采用传统的填鸭式教学,学生的学习兴趣不高,学习效率有限,因此创新教学方法,改变授课方式,使抽象化的概念能够直观地呈现在学生面前,对提高学生的学习兴趣并提升学习效率尤为重要。我们在实际教学中,对教学方法做了以下改革:(1)采用多媒体教学,结合大量精美图片、动画和视频,将抽象的、理论的生物过程或概念中涵盖的大量信息有效、生动、形象化地展现给学生,例如,蛋白质合成过程中涉及的起始、延生和终止三个过程以及延生过程中涉及的进位、转肽和转位三个反应实际上是一个连续的动态过程,中间涉及的概念和因子很多,通过板书无法有效地进行形象化演示和解释,而在多媒体教学方式下,借助大量图片和动画实现静态和动态相结合的方式讲授该生物过程,可使学生有效地理解并掌握该部分内容;(2)大力利用网络资源,搜寻与讲授内容相关的精美图片和科教视频,补充教材内容的不足,从不同视角、不同阶段对重点内容进行阐释,帮助学生对难点的理解和掌握,例如,RNA干扰技术是一个比较抽象的概念和过程,课堂调查中发现学生很难理解双链RNA的产生、水解蛋白的作用过程等概念,在我们的实际教学过程中选用一段网络公开视频通过三维动画模拟,使学生轻松地“看到了”生物体内RNA干扰过程,极大地帮助了学生对相关过程的认识和理解;(3)利用生物学分析软件演示促进学生理解,在现代分子生物学研究领域,无论是简单基因的比对分析还是复杂的蛋白质定向进化模拟都离不开专业的生物学分析软件,在教学方面利用生物学分析软件也可以达到事半功倍的效果,例如,在讲授蛋白质的编码基因序列和开放阅读框两个概念的时候,学生短时间之内无法深刻理解,如果使用生物学分析软件对一条基因进行分析演示,学生可以一目了然地“看到”CDS与ORF之间的联系与区别;(4)结合实例对重点理论进行剖析,例如基因表达调控部分内容,在目前的科学研究领域和实际工业化应用领域研究都极为广泛,但在实际教学时,由于知识点多,过程复杂,学生在学习过程中往往感觉到枯燥而不知所以然,此时即可在教学过程中结合某个具体的相关研究项目(例如硕士研究论文、博士研究论文或科研基金研究项目)的目的、意义和方法等进行讲解,达到理论学习与实际应用相结合,在实例中引出理论概念和过程。通过大量实例的讲解,不仅促进了学生对理论知识的理解和掌握,同时加深了学生对本学科的认识,拓展了学生的视野,培养了学生在实际应用中解决问题的思维能力。
2.3强化实验教学
分子生物学是在实验论证的基础之上建立并发展起来的对实验技能要求很强的一门实验性学科,因此,分子生物学的教学也必须有实验教学作为支撑,只有在理论教学和实验教学相结合的模式下才能使学生学以致用,达到真正理解并掌握分子生物学的教学目的。对工科的生物工程类专业,实验教学具有举足轻重、不可替代的作用,是培养学生动手能力和创新能力的基础。在我们的实验教学改革中,将每个班分为10组,每组3~4人,每个学生可以且必须单独完成实验操作,掌握本专业应用最为广泛的基因工程操作技术中常用的经典方法。实验教学时间与课堂教学时间比例设置为1∶2,保障有1/3的教学时间用于实验教学。实验内容主要围绕基因工程操作技术经典的四个步骤进行,即目的基因的获取、重组载体的构建(克隆载体)、受体细胞(大肠杆菌)转化、结果验证,在此过程中连续进行染色体提取、连接、大肠杆菌感受态细胞制备、转化、质粒提取、限制性酶切以及琼脂糖凝胶电泳检测等基本操作,使学生掌握DNA体外重组过程中使用的基本操作方法和技术原理。在上述实验过程中,多数实验步骤中都是微升级反应体系,对学生的动手能力和分析能力要求极高,因此,通过分子生物学实验教学可以培养并强化学生的“精细化”实验操作能力,为培养动手能力强,专业素质过硬,分析能力严谨的合格大学毕业生做出贡献。
3结语
关键词: 分子生物学 教学改革 问题 思考
分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、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示生物世界奥秘,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[1]。分子生物学的发展经历了孕育、创立和高速发展三个阶段,如今已经形成了许多新的交叉学科和分支学科,并且基本理论已渗透到生物学的各个领域。分子生物学已逐渐成为现代生物学领域最具活力的学科之一,在推动我国科学事业的发展、推动生物技术产业的崛起、推动国民经济持续高速发展等方面具有重要的作用。随着现代分子生物学理论体系的不断发展和完善,新知识、新概念、新技术和新理论不断涌现,给分子生物学教学带来了巨大的挑战[2]。
分子生物学课程是高等农业院校生命科学领域重要的基础课程之一,得到了教师和学生的普遍重视,在国内各综合性高校、师范院校及地方院校的本科生和研究生培养中都将其列为必修课或限修课。笔者通过对《分子生物学概论》课程教学存在的问题进行剖析,就教师自身综合素质和能力、教学内容、教学方法和教学手段等进行改革探索,旨在提高教学质量,推动我校应用型大学建设。
1.园艺专业《分子生物学概论》课程概述
河北科技师范学院园艺专业拥有75年办学历史,是河北省品牌特色专业、河北省农业教育创新高地建设牵头专业,也是我校应用型大学建设专业综合改革重点专业。园艺专业培养适应园艺产业现代化发展需求,德、智、体、能全面发展,能从事园艺相关领域的教学与科研、生产与开发、示范与推广、经营与管理等工作的应用型专业技术人才,可在园艺企业、事业单位从事教学、科研、开发、管理等工作。《分子生物学概论》是园艺专业开设的一门专业任选课程,本课程包括理论教学和实验教学两部分,其中理论教学内容以核酸的相关内容为主线,包括核酸的结构、复制、转录及蛋白质翻译的详细机制,以及真核、原核基因表达调控的机制和研究进展。实验教学使学生能够掌握比较全面的分子生物学理论知识和实验技能,通过该课程的学习,使学生了解分子生物学技术发展的现状、未来及其应用,为以后生命科学类专业课的学习和未来从事生命科学相关的教学、研究等工作打下坚实的基础。
2.园艺专业《分子生物学概论》课程教学存在的问题
2.1知识抽象,缺乏感官认识。分子生物学理论抽象而深奥,远离日常生活,感官认识缺乏,导致学生很难接受微观而抽象的知识。比如染色体与DNA章节的内容,因都是微观小分子,缺乏对染色体的正确认识,加之复杂抽象的二级结构、高级结构等,无法进行感官认知,进而造成认知困难,难以理解。
2.2填鸭式教学,难以激发兴趣。传统的填鸭式教学,以教师讲授为主,缺乏创新,学生被动听课,很难让学生长时间保持精力集中。加之,现在学生自主意识强,自控能力差,易受外界因素影响,造成没兴趣上课,玩手机、上网等情况时有发生,进而导致不能有效吸收消化课堂内容。
2.3实验教学学时偏少,学生参与程度不足。大部分分子生物学实验需要花费大量时间进行准备,且多数试剂具有毒性,使得很多实验内容难以开展。另外,实验过程中等待时间很长,比如PCR反应、蛋白质电泳等,都需要几个小时的等待。但实验学时少,时间根本无法满足,很多教师采用穿插式实验教学法,导致学生参与度不够,无法深切领会实验内容,影响教学效果。
3.强化教学效果的几点思考
分子生物学是一门新兴学科,新理论、新技术层出不穷,理论知识和研究方法的不断更新,给课程教学带来更大的挑战。为优化教学研究,提高学生兴趣,促进学生学习动力,提高教学质量,笔者从教学内容、方法等方面进行了思考。
3.1优化教学内容,明确教学重点。分子生物学与其他相关学科存在知识点交叉,比如染色体与DNA在生物化学、遗传学、育种学等课程中都有涉及。如果统一规划这几门课程的教学内容,实现各有侧重,主次分明,每门科目重点突出地讲解各自知识点,可在有限的学时内,让学生明确学习重点。
3.2立足应用型大学建设,合理选择教材。课程设置要紧紧围绕学校的办学定位,在强调基础知识重要性的同时,加强学科应用的讲解,培养学生动手实践能力。教材选择不能照搬,要综合考虑学生接受能力和培养目标,比如可以选择《生命科学名著:分子生物学》、《现代分子生物学》、《基因Ⅷ》等。笔者认为朱玉贤等编著的《现代分子生物学》教材,图文并茂,认知性强,能启发学生与实际生活相联系,易于学生接受。
3.3改进教学手段,提高教学质量。分子生物学知识较为微观和抽象,晦涩难懂。传统的教学手段无法满足教学的需求,而多媒体教学清晰直观、图文并茂。备课环节要多花时间和精力制作PPT,并适时通过动画来展示复杂的逻辑。比如在讲授转座子等部分内容时,可以借助玉米花斑图片,展示转座机制,将复杂的分子机理与现实生活中的玉米联系起来,增强认知。
3.4理论联系实际,增强动手能力。增加实验教学学时,加强学生实验操作技能,着力培养动手能力和科研素养。在实验项目中可先安排验证型实验[3],比如DNA提取、电泳技术、PCR方法等,再增设研究型实验,比如与黄瓜单性结实有关的SSR分子标记筛选等,引发学生思考,制订实验方案,并以小组的形式开展实验。这样有助于帮助学生理解抽象的理论知识,掌握实验技能,增强动手能力和解决问题的能力。同时,启发学生大胆创新,学以致用,利用所学解决现实问题,成为社会有用的应用型人才。
参考文献:
[1]朱玉贤.现代分子生物学[M].北京:高等教育出版社,2007.
[2]林谦.分子生物学教学改革探索[J].安徽农学通报,2011,17(13):215-216.
[3]吕彩云.基于地方应用型高校《分子生物学》课程教学改革探索[J].黄山学院学报,2016,18(3):128-130.
分子生物学作为农业院校生物专业的基础课之一,是一门实践性和应用性都很强的学科,在课程教学体系中处于承前启后的地位,它以遗传学、生物化学、微生物学等为基础,同时又为学习育种学、基因工程等课程奠定了基础。分子生物学主要研究生物大分子之间相互关系和作用,并从分子水平阐明生命现象和生物学规律,是目前生命科学的最前沿领域,克隆羊、抗虫棉、转基因玉米无一不是分子生物学发展的结果。同时,分子生物学又是技术性强的学科,实验教学则是分子生物学理论联系实际的重要环节,通过实验教学可提升学生的实践能力、创新能力和综合分析解决问题的能力。
2《分子生物学》实验教学中存在的问题
自安徽农业大学1998年开办生物专业本科教育以来,分子生物学已开展了实验教学,但是仍显露出一些不足与亟待解决的问题,主要表现在以下4个方面。
2.1课时缩短自实行教学改革以来,该课程的理论教学和实验教学时数大为缩减,要在有限课时内完成教学任务并保障教学质量稳中有进,则必须精选教学内容,达到整体优化的目的。
2.2教学内容缺乏连贯性传统的分子生物学实验课教学中,每个实验都是相对独立的,所以一段时间后学生就可能将所学的实验遗忘,因此,分子生物学实验内容的安排应该打破这种格局,让学生所学的每个实验技术既不一样,又存在某种联系,有利于加深印象,又能激起学生学习的兴趣。
2.3学生的综合能力得不到锻炼传统的实验教学中验证型实验较多,学生被动地按照老师的思路和步骤来完成实验,缺乏设计性和创造性,实验结果基本上都完全相同,不利于学生创新思维和创新能力的培养。
2.4教学内容滞后,分子生物学发展缓慢不断涌现新知识和新技术[2],像RNA的提取、分子标记等新方法都没有安排在实验内容上。鉴于以上几点,传统实验教学必须进行相应地调整,以开拓学生的视野,提高学生综合运用知识的能力。
3改进《分子生物学》实验教学方法的对策与建议
3.1合理确定课程内容根据教学大纲和教学目标要求,该校设置了“植物基因组DNA的提取与DNA定量”、“植物RNA的提取与鉴定”、“PCR技术进行基因克隆”、“DN段的纯化”、“随机引物PCR”、“连接及酶切鉴定”、“RNA的反转录和RT-PCR”等7个实验。通过精选安排实验内容,既保障了实验课与理论课、教学与实习的有机衔接,又避免了教学内容上不必要的重复,从而有效地利用了教学课时,增大了教学信息量,提高了实验课的效率。
3.2培养学生创新能力,训练扎实的基本功传统的实验教学一般由教师讲解实验内容和方法,学生再根据实验指导书按部就班地进行实验,这种教学方法中,学生被动地按照老师或教科书的思路和步骤来完成实验,缺乏设计性和创造性,培养学生创新思维和创新能力有限,学生对实验课的兴趣也不大。近年来,生命科学学院在实验教学改革中,相应减少验证性实验所占比例,适当增加了RNA的反转录和RT-PCR等环节。RNA的反转录和RT-PCR包含了RNA提取、反转录反应、PCR、引物设计等基本技能,因此,可将之前所学的验证性实验有机地结合起来。通过综合性实验,使学生可以对感兴趣的片段进行克隆和分析,既培养了学生独立地提出、分析和解决问题的创新能力,也培养学生团结协作、共同进取的精神,使学生初步建立了科学研究的意识,培养了对科研的兴趣。
3.3利用现代化教学手段,使实验内容变得更加生动形象、丰富多彩在分子生物学理论学习中,概念和技术都十分抽象,而分子生物学实验课教学中,多媒体教学能解决教学中的可视化和动态过程。大量实拍的逼真和直观的图片(图1),以及多媒体教学中可使用的动画、音频和视频效果,使教学内容更加直观、生动、形象[3],有助于学生加深对分子生物学抽象内容的理解,可以极大地丰富了实验课内容,提高实验课的质量,使实验课内容变得更加生动、形象、引人入胜。
3.4严格要求,保障教学质量分子生物学实验教学中会涉及到溴化乙淀、氯仿等有机试剂的使用,此类试剂如果使用不当会对人身安全产生较大的威胁。因此,实验中要求学生要严格按照实验要求动手操作,完成各项观察和操作内容,并且建立溴化乙淀的回收处理制度,防止污染物扩散到环境中去。另外,按时按质按量地完成实验报告,在实验教学中建立起“引导—实验—掌握—思考”的实验教学模式[4-5]。
4实践成效
4.1提高了学生的理解能力,激发了学生的学习兴趣在实验教学中通过多媒体应用、学生独立设计实验等多种教学方法的合理运用,提高了实验效果,不仅使学生对分子生物学原理和技术有了深层认识,而且使学生初步建立了科学研究的意识,培养了对科研的兴趣,特别表现在近几年毕业实习和研究生报考中,选择分子生物学及其相关专业的学生人数逐年递增。
4.2增强了学生的动手能力,培养了学生的科学态度在实验教学中强调“多问多做”、“独立操作”、“独立设计”、“团队合作”,学生的相关基本技能(如RNA提取、引物设计等)得到了强化训练,动手能力得到增强;同时,该校在实验教学过程中,始终坚持实事求是、一丝不苟、理论联系实际的科学态度,对学生严格要求,学生在该过程中受到潜移默化的影响,从而逐步确立了严谨的科学态度。
4.3培养了协作精神,提高了道德素质在分子生物学实验教学中,有许多实验仪器是多人共用,如离心机、凝胶成像系统、PCR等,而且有的实验(如综合性实验)则需要几个人做同一个实验题目,因此大学生只有互相协调、合理分工、积极配合才能顺利完成实验项目。通过合作这种方式,不仅使学生熟练了实验技能,而且培养了学生的团队协作能力。
关键词:启发式教学 分子生物学 实践
中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0178-02
20世纪90年代起,随着计算机技术的迅速发展和普及,多媒体教学以直观,信息量大为突出优点已经逐步取代了大学以往的板书、挂图以及多种教学媒体综合使用的地位。由于分子生物学不仅是生物学的前沿与生长点,它与生物学的几乎所有学科都有交叉。因此,分子生物学所涵盖的内容非常丰富,信息量也足够大。而多媒体教学的优点正好符合分子生物学的特点,而且还可以针对分子生物学中理论性强,抽象和不可视等导致的教学“难点”,通过多媒体教学的直观、生动的媒体动画展现出来,取得了可喜的成绩。但是,几年的教学实践也发现一些问题,比如由于授课信息量过大,使学生在学习时主动性减小、从而导致学生的学习兴趣与积极思考问题的能力有所减弱,对授课质量也有一定的影响[2]。针对这一问题,通过直观性启发、设疑启发、程序启发、讨论启发等启发式教学法的尝试,并与多媒体教学有机结合,取得了较好的效果。
1 直观性启发法 引导学生归纳总结
分子生物学中有一些概念属于文字简单,含义抽象。对于这种概念的讲解,如果忽视了学生学习过程的客观规律、理解能力、知识水平,不调动学生开动脑筋、积极思考,而是把现成的概念直接灌输给学生,学生只学到一些死知识,只会死记硬背,学习处于一种完全被动的状态。如果采取直观性启发教学法,就可达到对概念的深入理解和对多个知识点的融会贯通的效果。什么是直观性启发教学法呢?所谓直观性启发教学法就是通过展示与知识点密切相关的实物、数学模型、教具等具体事物,有计划、有目的、有顺序、有组织、认真仔细地进行观察、记忆,从而使学生从形象思维逐步过渡到抽象思维的一种方法[3]。比如在讲解基因家族概念时,不直接给出基因家族的概念,而是通过多媒体展示一组组蛋白(组蛋白1、组蛋白2A、组蛋白2B、组蛋白3和组蛋白4)的结构和功能相关图片,并通过具体的例子(几种生物的组蛋白在DNA中排列方式)进行引导,让学生从组蛋白的来源、功能和结构几方面思考,从中得出这一组组蛋白规律性的内涵:其来源相同、结构相似、功能相关。同时,指出像这一组组蛋白的基因就是一个基因家族。这样,学生通过积极思维不仅对基因家族概念有了深刻理解,同时还掌握了组蛋白的结构和在DNA上排列方式等有关的知识,以及这些知识之间的相互关系,还学会了对问题进行归纳总结。
2 设疑启发法,引起和强化学生兴趣
设疑启发法在启发式教学中是应用最广泛的一种方法,设疑启发法,又称问题启发或质疑启发法,是运用一定的教学手段,激发学生的疑问,激起学生求知的要求,从而调动学生学习的积极性[4,5]。分子生物学的教学过程中运用设疑启发法也可起到非常好的效果。例如,B型DNA双螺旋结构是沃森和克里克1953年提出的,从此,分子生物学成为一门独立的学科。在讲解B型DNA双螺旋结构时,会讲到它是由10对核苷酸组成一个螺距,每个螺距高为3.4nm等。如果这时直接讲DNA的长度计算这时,同学们只能被动的听,可能会显得平铺直叙,枯燥!如果采用设疑启发法,教师通过提出问题:如果有一个1000个核苷酸对的DN段,请问你可以计算出它的长度吗?同学们这时会由被动变主动,主动的思考问题,并根据已经讲过的10对核苷酸的长度为3.4nm,计算出两个核苷酸之间的距离为0.34nm。知道了两个核苷酸之间的距离就很容易得出任何DNA分子的长度了!此时,再进一步提问:接下来同学们能计算1000个核苷酸的DNA的分子量是多少吗?同学们思考后回答:不能!教师问:为什么?同学回答:单个核苷酸的分子量不知道!教师答:这个问题回答的非常好,如果老师告诉你们4种核苷酸的平均分子量为330Da,你们可以计算吗?同学们马上回答:能!这样,同学们就在,“生疑—质疑—释疑”的过程中掌握了DNA的结构、长度和分子量之间的关系,学的灵活、记得牢固。为了进一步强化同学们的学习兴趣,进一步设疑:当先给某一DNA的分子量时,同学们能否计算出其长度、核苷酸对数和转数(螺距数)呢?同学们有了前面学习的基础,通过思考后很自信地回答:能!通过设疑启发法的应用,同学们自然达到触类旁通,举一反三的效果,整个过程中不仅很好的引起了学生的兴趣,而且还进一步强化了学生的学习兴趣。
3 程序启发法[6]的运用,调动学生解决问题
与基因家族概念不同,由于生命活动的复杂性,有些知识并不是运用一般规律就可以解释的。例如,我们都知道,蛋白质是由氨基酸组成的,通常一个氨基酸是由三个核苷酸组成的一个密码子进行编码的,也就是说DN段有多少核苷酸组成,意味着其编码的蛋白质的氨基酸的最大容量为核苷酸的数目除以3。但是,也有例外,ΦX174是一种噬菌体,其基因组为单链DNA,本身只有5375个核苷酸,按3个核苷酸编码一个氨基酸计算,基因组全部的核苷酸都用来编码氨基酸,最多也只能编码1792氨基酸的蛋白质,如果按氨基酸的平均分子量为110Da计算。该分子编码的蛋白质的总分子量为19.7万;但是,当ΦX174感染大肠杆菌后共合成11个蛋白质分子,总分子量为25万左右,相当于6078个核苷酸所容纳的信息量。是什么原因导致理论推理与实际情况之间的差异呢?要解决这个知识难点,采用启发式教学中的程序启发可以得到较好的结果。所谓程序启发法也称“有序启发”,按课题内容的规律性和教学过程的规律性,设计一套符合学生认识规律的程序,也可设计程序性练习,把复杂问题分解,分散难点,降低思维梯度,用前一问题启发后一问题,用后一问题深化前一问题,层层剖析、环环相扣,最后实现整体突破。因此,对于上面问题可以先从学生已经掌握的遗传密码这一知识入手。遗传密码是将DNA或RNA序列以三个核苷酸为一组的密码子转译为蛋白质的氨基酸序列,以用于蛋白质合成。在教学过程中先进行这样的启发:对DNA或RNA的阅读方式不同时,会导致什么结果?同学们自然会得出“用不同方式去阅读DNA或RNA序列时,导致编码的蛋白质大小和数量都可能是不同的”!接着教师可进一步启发:按不同方式阅读DNA或RNA序列,同一序列上有没有可能编码两种或两种以上的蛋白质?这时,可能有两种回答,教师可以请回答正确的一组同学陈述他们的理由,最后给出例子进行论证。最后得出:按不同方式阅读DNA或RNA序列,同一序列上有可能编码两种或两种以上的蛋白质,这就是导致ΦX174噬菌体能够编码超出自身容量的更多的蛋白质的原因。进而导出重叠基因的概念。在这个教学过程中还可以请一些同学论述自己的观点,从中发现同学们对这一知识理解的正确与否,以便教学过程中更有针对性。
4 讨论启发法的运用,激发学生的智慧
为了启发学生的智慧,活跃课堂气氛,还可引入启发式教学中的讨论启发法。所谓讨论启发法是以问题为中心,以讨论为形式,可收到互相启发、集思广益之效果。讨论的问题最好是无标准答案的开放型的问题,学生的思维引发的越新颖越独特越好,问题应具有代表性、典型性和启发性[7]比如:先有鸡还是先有蛋?这是一个千古难解的哲学和科学之谜。同样,在生命起源时,究竟是先有蛋白质还是先有核酸呢?这也是科学领域中还未彻底解决难题!这是因为从现在的生命现象中,既可以找到先有蛋白质的例子:DNA复制过程和RNA转录过程都有大量的酶(蛋白质)参与,换句话说:没有酶(蛋白质),DNA的复制是不可能进行的;同时,又可以找到先有核酸的证据:核酶是一种RNA,它可以在没有蛋白质和DNA存在的情况下进行自我剪切,自我催化作用。因此,在学习了一定分子生物学基础知识之后,可以将这个命题交给同学们,让同学们在讨论的过程中回顾已学DNA复制过程、RNA转录过程、蛋白质合成、RNA及核酶相关的知识,互相启迪、互相印证、互相碰撞集思广益,进而激发学生的学习智慧。
5 避免走进误区
前面我们用到了直观性启发、设疑启发、程序启发、讨论启发等几个方面,都涉及到“提问”这一环节,但要注意的是,“提问”并不是启发式教学方法的简单内涵,“提问”并不完全等于启发,启发的效果也不取决于提问的次数。所以,我们要善用提问又不可滥用提问,更要杜绝那种“三句半式”的问题,回答是简单的“是”与“不是”,这种绝不是启发式教学,徒有其形而无其实,没有任何可取之处。因此,教师要经常运用启发式教学,还要运用得法,就可以使全体学生的思维都处于警戒的敏锐状态,甚至闪出智慧的火花。从这一点看,教师更要做到思想活跃、思想解放,只有这样的教师才能培养思维敏捷而深刻的学生。这种教学方法与素质教育的目标是一致的。
参考文献
[1] 朱玉贤,李毅,郑晓峰.现代分子生物学(第3版)[M].北京:高等教育出版社,2007:8.
[2] 张飞云,李玉华.多媒体教学方法在高校分子生物学教学中的运用[J].科技资讯,2009(33):154,156.
[3] 叶心伟.略论启发式教学法[J].卫生职业教育,2005,23(5):49~50.
[4] 陈玉骥.启发式教学法的应用与基本要求[J].长沙铁道学院学报(社会科学版),2004,5(3):142~143.
[5] 刘丽,吕维愈.浅谈对启发式教学法的认识[J].石油教育,2001,107(4)88.
关键词生物技术;分子生物学;教学改革
分子生物学是从分子水平上研究生命现象、生命本质及其规律的的科学,主要研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学,是21世纪最具活力的生命科学之一。[1]目前,分子生物学是生物技术专业学生一门重要的专业必修课。因此,确定合理、科学的教学改革方案,优化、重组教学内容,精心设计教学方法和教学手段,对保证生物技术专业分子生物学课程教学质量具有重要意义。[2]
1分子生物学教学现状
(1)分子生物学是生物技术专业的一门主要课程,教学单位往往会根据教师上课需求以及市场需求来选择教材,然而,却有可能忽略了对学生的接受能力以及理解程度的考虑。部分分子生物学教材内容高深莫测、专业词汇多且与实际联系不够紧密,造成学生在学习过程中困难重重,严重降低了学生对该学科学习的积极性。(2)教学条件限制。在分子生物学课堂中,使用多媒体设备等教学手段对提高学生的学习积极性以及学习效果有明显的促进作用。然而,部分教学单位由于教育资源分布不均匀,难以利用先进的教学手段。(3)分子生物学课程所涉及的知识点以及生物学过程,大多数是看不见摸不着的微观世界,学生在学习的过程中难以直观感受。(4)理论知识更新快,实验技术发展快。分子生物学作为生命科学的前沿学科,其发展日新月异,这也对教学提出了更高的要求。授课老师需及时接纳最新知识,充分备课。
2分子生物学教学改革的主要措施
2.1PBL教学法的合理运用
PBL(problem-basedlearning,问题式学习)教学法于1969年由美国Barrows教授创立,并引入高等教育,很快在高校中广泛应用。是一种以问题为导向,以学生为中心的教学方法。其主要流程是:老师提出问题,学生作为主体进行分组讨论,学生解决问题。[3]在PBL教学过程中,学生是主体,老师则主要起到辅导的作用。分子生物学课程内容复杂,用传统的教学方式不易调动学生的学习积极性,而且课堂效率不高。在课堂中适当引入PBL教学法,可改善教师唱独角戏,学生被动接受的状况。在进行PBL教学前的备课过程中,任课老师应查阅大量的文献,充分考虑在讨论案例过程中可能出现的问题,内容涉及分子生物学以及其他学科如生物化学、细胞生物学等。在课堂上,教师应寓教于乐,充分调动学生积极性,控制好课堂节奏,同时应根据教学大纲的安排,强调学习过程中应掌握的知识要点。[4]在分子生物学的教学过程中,PBL教学可分为四个阶段:(1)提出问题。开展PBL教学的时间不宜在课程开始的阶段,而应在课程中后期,学生具有一定的分子生物学基础后再开展。PBL教学讨论的主要题目应该是分子生物学教学过程中的重点或者难点,并且结合生活实际的讨论内容。教师在这个过程中是组织者的身份。(2)人员组成。为调动学生参与的积极性,同时考虑到团队的高效性,将每个班级分成4~6组,每组包括4~6名同学。分组结束后,要求各组成员选拔出该组的组长并选定拟解决的问题,然后进行人员的分工,明确每个成员应完成的内容和时间节点。老师负责全程把控,掌握教学的整体节奏与进展,及时了解各组的情况,包括进程、主要观点、存在问题、后续进展等。鼓励各组结合自己的研究、思考提出自己的想法。对成效较好的小组,给予肯定和表扬;对存在问题较多或进展较慢的小组有针对性的指导,帮助小组找到解决问题的核心路径。(3)成果展示。学生展示自己的研究成果,并开展充分讨论。主讲老师在学生讨论完毕后,对学生的成果、讨论的主题、各组的亮点、学生关注点较集中或争议较大的问题、学生未掌握到的知识点、研究时未关注的部分、下一步学习或研究中需要改进的研究方法进行总结、归纳,并提出改进意见。[5](4)考核评分。考核评分是对PBL学生成果的集中体现,评分体系主要包括三部分:一是课件制作,占比30%,评价标准主要是内容正确、重点突出、课件美观、清晰易懂,能综合运用图片、音频、视频、动画等表达自己的观点;二是课件展示,占比40%,准备充分、逻辑正确、条理分明、落落大分,能清晰的阐述自己的研究成果、观点等;三是课堂讨论:占比30%,主动思考,积极参与,能够抛出富有启发意义的论点,回答问题时中肯全面。
2.2提倡分组讨论,开展小班教学
在讨论课开始前2周,老师将要讨论的内容告知学生。以小组为单位进行学习,各小组成员间可以进行分工协作,分头寻找资料、讨论并汇总;课堂上以小组形式提出问题,介绍小组观点、结论,老师也会对该小组的汇报进行点评;课后以小组为单位进行复习,增强学习效果。小组学习活动的意义既体现个人的价值和责任,更强调成员间彼此赋予信心和力量,通过体验团队的智慧和协作,培养了学生间可贵的团队合作精神。分子生物学的课堂提倡小班教学。一方面,可以增加师生间互动的频率。由于分子生物学课程所涉及的知识点以及生物学过程,大多数是看不见摸不着的微观世界,学生在学习的过程中难以直观感受,这就增加了学生学习该课程的难度。小班教学有助于老师关注每一个学生对相关知识的把握;另一方面,小班教学易于实施多种教学形式,灵活掌握教学要求和进度,便于及时调整教学内容。
2.3利用网络资源,提升自主学习能力
自主学习强调的学生作为知识的主动构造者自己进行学习的意愿和能力,反映了教学向个性化、创新化、自主化、多元化过渡的趋势。分子生物学作为前沿科学,信息量大、更新快,要积极利用互联网信息资源,提升学生学习和借鉴优秀研究成果、自主学习的能力。教师要由照着教材讲变成开放式、启发式教学,最大限度调动学生学习的积极性、思考的主动性、课堂的参与性。鼓励学生自主学习,主动去学习和研究当前科研的最前沿知识,在研究的过程中敢于提出自己不同的看法,培养学生探索创新精神。[6]让学生由被动受教变成自主学习,主动参与到课堂学习中,形成教学工作“教”与“学”相辅相成、相互促进。教师要积极拓展教学内容的外延,主动介绍国内外优秀的生物网站、资源库、期刊、论坛等,鼓励学生积极开展课外阅读,丰富学科专业知识、前沿信息、专业词汇等知识,激发学生探索新知识的热情,也不断培养学生自主学习、发现问题、解决问题的能力。[7]
2.4建立形成性评价体系
“形成性评价”的概念是由斯克里文1967年所著《评价方法论》中首先提出来的,与传统的“终结性评价”不同,它是对学生的学习过程进行的评价,旨在确认学生的潜力,改进和发展学生的学习。因此,形成性评价方式更能体现出学生的学习效果。[8]分子生物学课程的目的在于培养学生形成良好的分子生物学学习习惯和实验习惯,提高他们的科学素养和创新能力。期中或期末考试不能全面真实地反映出学生的真实学习情况,采取形成性评价的方式显得更加科学和必要。具体如下:一是平时成绩,占课程总成绩60%,包括课堂考勤,占总成绩5%、课堂作业,占总成绩10%、课堂提问,占总成绩5%、PBL讨论会,占总成绩10%、实验考评,占总成绩30%。二是期末考试,占课程总成绩40%。由于形成性评价是强调过程的评价方式,引导学生重视平时的学习情况,大大减少了学生考前突击的可能,也更能真实地反映出学生的真实水平。
2.5优化实验教学体系
分子生物学实验技术是生物技术专业学生必须掌握的重要基本技能之一。其研究方法及策略已被广泛应用于生命科学的研究当中。[9]通过对学生实验技能的培养,一方面有利于将理论教学与实践教学相结合,丰富教学内容,提升教学的实践性、实用性、综合性,便于学生理解和掌握;另一方面,在提升学生综合素质、学习兴趣、创新能力、思考能力等方面也有十分重要的作用。[10]因此,增加分子生物学实验学时数,开展综合实验也是课程改进的一个重要方向。在实验教学中,教师要结合分子生物学快速发展的特点,选取与教学内容相适应的操作性、设计性实验,并做好不同实验之间的关联与衔接,建立实验的逻辑体系。一是分组分工,辅助实验老师提前做好实验准备工,并提前观察、发现问题及时记录。二是教师针对前期准备工作中发现的问题有针对性的阐述,并对实验流程、操作方法、各环节中注意事项进行讲解与演示,指导学生开展实验。三是讲解与演示结束后,学生动手实验,教师应注意注意观察过程和细节,对共性问题,要及时统一纠正,对个别同学的个性问题,要个别指导。既确保操作的准确性、严谨性,也要保证实验质量,通过实验检验教学情况。
3结语
生物技术专业应用人才培养是一个综合性、系统性的工程,涉及到教育环节的方方面面。课程教学是其重要的一环,分子生物学课程教师要积极发挥作用,不断提升专业能力、教学能力,教学理念与时俱进、教学手段丰富灵活,激发学生学习的主动性、创造性,提升学习内容掌握能力及应用效果,为国家培养知识、能力、素质协调统一的应用性、复合型人才。
参考文献
[1]朱玉贤,李毅,郑晓峰等.现代分子生物学(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2013.
关键词:分子生物学 教学过程 解决对策
中图分类号:G42 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)06(a)-0110-02
双语教学是我国高等教育与国际接轨、培养具有国际竞争力人才的必然要求,也是当前教学改革和教学研究的重点与热点。教育要面向现代化、面向世界、面向未来,为适应经济全球化和科技发展的挑战,推进我国高等教育的发展,提高学生外语应用能力,教育部在2001年颁布的(《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见)(教高[2001]4号)[1]中的第八条专门谈到了在高等学校推进双语教学,该文件指出:“本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学。对高新技术领域的生物技术、信息技术等专业,以及为适应我国加入WTO后需要的金融、法律等专业,更要先行一步。”此外,在教育部(《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》(教高[2005]1号)文件中,再次强调双语教学的重要性[2]。
作为生命科学的一个重要组成部分,分子生物学是研究核酸等生物大分子的功能、形态结构特征及其重要性和规律性的科学,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[3-5]。近年来,分子生物学领域的突飞猛进,新技术、新理论层出不穷,给分子生物学的教学带来了极大的考验和挑战。为了使学生能够更加及时了解快速发展的分子生物学理论知识及实验技术,培养更具国际竞争力的高素质人才,江苏科技大学从2008年起对分子生物学的教学进行了双语教学模式的探索。在本课程的教学实践中我们不断总结经验,积极创新,该文主要介绍我们在双语教学实践中遇到的主要问题,和对这些问题解决办法的几点思考。
1 双语教学目前存在的问题
1.1 教材的选择问题
分子生物学课堂教学既应包括经典内容,又应增补生命科学的新技术、新进展,尤其是人类基因组计划的完成和后基因组时代的到来,该领域呈现日新月异的变化,因此,在教学选择上需要着眼于21世纪生命科学的重大学科方向和领域,注重本学科出现的重大理论和应用问题,充分反映生命科学最新进展和成就。此外教材的选择还要兼顾双语教学的需要。目前国内有很多部优秀的英文原版教材,如《分子生物学精要速览系列》[6]。该书脉络清晰,内容详实,但是对于本科三年级学生来说,阅读全英文教材仍感吃力,尤其对一些复杂机制、机理的理解存在一定困难。该教材由中国科学出版社出版的配套中文翻译版,但是同时购买两本教材增加了学生负担,并给课堂教学带来不便。
1.2 学生英语水平参差不齐,双语比例难把握
本课程授课对象是生物技术专业本科大三学生,学生英语水平参差不齐的问题较为突出。教学过程中,如果英文讲授比例偏大,学生则经常反应专业英语词汇量不够、听力水平不高,所以对于很多复杂知识点难免会一知半解。如果课堂上教师增加中文解释说明,一方面教学时间紧张,另一方面影响双语教学的效果,教学目标也得不到彻底的贯彻执行。
1.3 双语教学影响学生对互动式教学的参与
互动式教学是一种广泛采用的,旨在通过营造多边互动的教学环境,在教学双方平等交流探讨的过程中,达到不同观点碰撞交融,进而激发教学双方的主动性和探索性,达成提高教学效果的一种教学方式。但是双语教学实践中我们发现,由于英语水平尤其是口语水平的限制,一部分同学不敢开口,放弃了和老师之间互动。老师“唱独角戏”的场面时有发生,达不到互动式教学的教学效果。双语教学中如何提高师生间的互动,是一个值得思考的问题。
2 对解决分子生物学双语教学中诸多问题的思考
2.1 对教材选择的思考
英汉对照的分子生物学教材是最适合本科生使用的双语教学教材。目前本课程正在使用的教材是化学工业出版社的《英汉对照分子生物学导论》[7],教材为中英文对照教材,配有CD碟片,此教材知识难度适中、用语地道、简洁明了,图片生动易懂,十分适合大三年级学生使用。教师可以引导学生在课前预习时,先尽力阅读英文部分,遇到理解困难后可直接查阅相应的中文对照部分。课堂教学中教师用英语讲授过程中,如果学生出现听不懂的词汇,也可迅速在书中找到中文参考,帮助理解。使用中英文对照教材,既可以让学生沉浸式的体验英文的原版教材魅力,增加专业英语词汇量,又不会因为英文水平的限制影响对课程知识点的理解。但在教学实践中我们也发现该教材在使用中的一些问题:(1)有些重要知识点阐述过于简单,使得学生理解有些困难;(2)知识点涵盖面较窄;(3)此教材为2010年北京第1版,缺乏对分子生物学许多领域最新的研究成果的描述。因此,我们在教学中适当增加了参考教科书,如引入内容更为全面的《Instant Notes on Molecular Biology》[6]和《Molecular Biology ofthe Gene》[8]等。
2.2 对授课内容换和授课手段的思考
(1)将分子生物学前沿科研成果“导入”课堂教学。
将分子生物学前沿科学进展“导入”课堂是激发学生学习兴趣的绝佳手段。我们可以结合分子生物学某一研究领域的最新进展来启发学生,循循善诱,激发他们进一步了解相关内容的学习兴趣。比如,在讲真核基因表达调控时,可以“导入”2012年诺贝尔生理医学奖表彰的发现“体细胞重编程技术”,这样既让学生觉得自己所学的知识是新鲜的,又让他们因接近世界顶级科学研究成果而感到兴奋,可以极大的刺激学生的学习热情;再比如,在讲DNA变异时,先让学生讨论非典病毒及近期在中国蔓延禽流感的可怕原因,并在学生讨论过程中适时的提问,引导学生思考病毒变异的机理,激起学生强烈的求知欲望。
分子生物学的知识日新月异,先进的技术手段推陈出新,而且中英文专业词汇较多,学生既要克服语言障碍又要理解记忆专业知识;同时,教师也要紧跟学科发展的步伐,及时调整、补充教学内容,让学生及时了解学科发展的最新动态。所以,针对分子生物学知识更新快的特点,教师的教学方法也必须做出必要的改革。
(2)“情景式”教学加深学生对复杂知识点的理解。
分子生物学教学内容中涉及多处对复杂机理的阐述,如真核、原核生物基因表达调控机理、DNA复制机理、转录机理、内含子剪切机理等。机理中有包含多种酶、多种条件。这些复杂机理如果只是凭借教师口述、演示等,学生很难真正理解其中的原理,多种机理容易混淆不清,造成教学效果不佳,且容易使学生失去学习兴趣。而情景式教学能有效提高学生的学习兴趣,有利于理论与实践的过渡,帮助学生理解,从而提高教学效果。
比如对于复杂抽象的知识点,通过图片、动画等情景手段,将复杂内容直观地展现给学生。乳糖操纵子调控机制是教学中的重点及难点内容,涉及机制较复杂,按以往的课堂教学经验,如果直接讲授,学生理解具有一定困难,大多只能对相关机制及概念死记硬背,正负调控很容易混淆,教学效果不佳。
但采用情景式教学法,以学生生活中的常识:用油门和刹车控制汽车的运行来类比乳糖操纵子的正负调控机制,学生很容易理解,并且对这两种机制所起的作用有了更为形象和深刻的认识,不再发生混淆,教学效果良好。
此外,类似的教学法还可以在其他知识点的教学中多次使用,如,将lac阻遏蛋白的别构调节机制类比为钥匙开锁;将大肠杆菌利用乳糖的条件类比为人类饥饿时选择小麦还是面包等,这些类情景的模拟和类比,都是将晦涩难懂的微观世界的抽象规律转化为学生们生活中的具体实例,此方式十分适合于本课程中对复杂抽象机制及概念的教学。在教学中还需引入更多的情景式教学。
(3)用“动态平衡”的思想调节双语比例。
本课程内容术语多,需阐述的机制复杂,且不同章节难易程度不同、不同学生的英语及专业课基础不同,所以不能在教学中机械的限定双语使用比例,而是应该不断的根据教学内容和课堂实际情况的变化进行“动态平衡”式的调整。
例如在难度较大的章节,如果使用英语过多、过难、过快都会将本来就复杂的内容更加复杂化,不仅不能达到双语教学效果,反而会严重影响教学质量。所以应该适当增加中文使用中文解释。此外教学中辅以非语言教学,如直观、形象地图示和类比,帮助学生理解教学内容,消除由于语言理解滞后带来的知识点理解障碍。教学过程中还可以根据学生现场的反应来判断学生的理解情况,灵活掌控双语比例、语言难度及语速。
参考文献
[1] 教育部.关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见,2001.
[2] 教育部.关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见,2005.
[3] 朱玉贤,李毅,郑晓峰.现代分子生物学[M].3版.北京:科学出版社,2007.
[4] 阚显照,陈冬生.国家级分子生物学双语教学示范课程的实践与思考[J].中国电力教育:上,2010(5):96-97.
[5] 李佳楠.分子生物学双语教学尝试的新思路[J].科教文汇,2010(22):44-45.
[6] Phil Turner,Alexander McLennan,et al.2005. Instant Notes in Molecular Biology(3rded)[M].New York:Taylor & Francis,2005