高级动物生物化学教学模式探讨

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摘要:高级动物生物化学是畜牧学、兽医学、水产养殖、食品科学等相关专业硕士研究生的核心课程，在研究生课程教学体系中占有重要地位。笔者就该课程的教学内容设置、课程教学形式、考核方式、教学思路和方法以及突破的教学难题等方面进行了整体介绍，以期为相关高校专业教师提高教学质量及研究生提高学习效果提供参考。

关键词:高级动物生物化学;研究生课程;教学模式;科研创新能力;教学改革

随着我国创新型国家建设步伐的加快，研究生教育的发展也日渐迅速。近年来，研究生队伍不断扩大，如何提高研究生的培养质量是各高校及相关教师关注的重点。高级动物生物化学课程是相关畜牧、兽医、水产、食品等学科研究生教育的专业基础课之一，笔者结合多年的教学经验及天津农学院动物科学与动物医学学院的教学实际，以提升研究生的科研创新能力为教学导向，就该课程的教学内容设置、课程教学形式、考核方式、教学思路和方法以及突破的教学难题等方面进行了整体介绍。

1课程性质及地位

高级动物生物化学是相关涉农高校、师范院校及综合性高校研究生课程体系中的一门重要专业课，是畜牧学、兽医学、水产养殖、食品科学等相关专业硕士研究生的核心课程。该课程是对本科基础生物化学课程教学的提高和深入，又是研究生学好分子营养学、分子生物学、分子病理学、分子病毒学等课程的前期基础［1－2］。该课程的学习对提高研究生的科研素质、培养其科学精神和创新能力都有重要作用。天津农学院在2007年获得硕士学位授予权，从那时起就开始为“基础兽医学”“预防兽医学”“临床兽医学”“动物源性食品安全与营养学”“水产养殖”和“渔业资源”等二级学科的硕士研究生开设高级动物生物化学课程，至今已有11年的历史。从最初的每届20多名研究生，到现在的每届60多名研究生，高级动物生物化学作为这些专业的核心学位课程，在天津农学院研究生培养过程中发挥了重大作用。在多年的高级动物生物化学课程教学过程中，课程组教师逐步完善了教学内容体系，数年前课程组教师编印《高级动物生物化学讲义》(内部印刷)，对本课程的教学起到了重要推动作用。2011年至今，课程组教师进一步完善和提升了课程相关教学工作，期间进一步编制完善了教学大纲、教学内容、教学计划等有关材料，制作了高级动物生物化学的多媒体课件，形成了适应新时期研究生教学要求的教学内容体系，大幅度调整和更新了相关教学内容，尤其是增加了高级动物生物化学学科前沿相关内容，教学形式也更加灵活，注重挖掘和锻炼研究生自身的科研潜力等。通过一系列教学改革，使该课程的教学质量及研究生的创新能力得到明显提升。

2基于科研创新能力培养的课程教学内容设置

在教学内容设置、教学形式以及考核方式等方面，课程组教师在调研国内同类高校教师有关高级动物生物化学教学内容设置的基础上，结合本校教学实际，并综合考虑课程的“逻辑性、系统性、前沿性、创新性、兴趣性”的五性要求，提出了天津农学院高级动物生物化学教学内容的四大模块，即机体代谢的联系和调节模块、组学模块、生物化学核心实验技术理论模块和生物化学学科前沿进展模块，以便更好地适应培养创新型人才的需要，旨在为培养具有扎实科研创新能力的高素质专业人才及提高研究生培养质量发挥积极作用。2.1机体代谢的联系和调节。模块动物的健康生长取决于机体代谢的有条不紊，进一步加深对动物机体代谢联系和调节机理的理解和认识，对培养生命科学相关专业研究生的理论素养具有重要意义，因此该课程专门设置了这一重要模块。该模块包括5个专题，即血液生物化学、肝脏生物化学、物质代谢的联系和调节、基因表达调控、细胞信息传递。专题一“血液生物化学”重点介绍血液的基本成分与功能、血浆蛋白质、红细胞代谢、白细胞代谢、铁的代谢等;专题二“肝脏生物化学”重点介绍肝脏在物质代谢中的作用、生物转化作用、胆汁酸代谢、胆色素代谢与黄疸等;专题三“物质代谢的联系和调节”重点介绍物质代谢的特点、代谢途径间的联系、物质代谢的调节网络等;专题四“基因表达调控”重点介绍基因表达概述、原核基因转录调节、真核基因表达调控等;专题五“细胞信息传递”重点介绍信息传递体系、信息传递途径、信息传递途径间的交互联系、信息传递网络、信息传递与疾病等。2.2组学模块。组学是现代生命科学相关学科研究的热点和前沿，对揭示生命现象的分子机理有重要作用，因此课程设置组学模块以利于研究生追踪分子生物学理论前沿，有助于培养研究生的科研兴趣和创新思维。该模块包括4个专题，即蛋白质组学、基因组学、糖组学、人类基因组计划。专题一“蛋白质组学”重点介绍蛋白质组学概述、常规蛋白质组学研究技术、应用等;专题二“基因组学”重点介绍基因、基因组、功能基因组学、比较基因组学等;专题三“糖组学”重点介绍糖组学的背景及研究意义、糖组学的研究策略、糖组学研究技术进展等;专题四“人类基因组计划”重点介绍人类基因组计划产生的历史背景和发展历程、解读生命的“天书”———人类基因组序列图、人类基因组计划对未来医学的重大影响、人类基因组计划研究的伦理问题等。2.3生物化学核心实验技术理论模块。掌握扎实的相关实验技术是学好高级动物生物化学课程的基础，因此课程组教师在教学安排上专门设置了核心实验技术理论模块［3－4］。该模块包括5个专题，即功能基因组学主要研究技术，高通量筛选概况，核酸提取及常见问题分析，PCR常见问题、原因分析及其对策，Western－blot的问题与对策。专题一“功能基因组学主要研究技术”重点介绍生物芯片技术、转基因和基因敲除技术、RNA干扰技术等;专题二“高通量筛选概况”重点介绍高通量筛选发展历程、定义、特点及组成、模型及其评价、常用检测方法及原理、中药筛选中的应用、部分仪器、相关分子生物学软件、我国研究概状及存在问题等;专题三“核酸提取及常见问题分析”重点介绍核酸提取及常见问题分析、原因分析及其对策，DNA提取方法，DNA提取常见问题，、原因分析及其对策，RNA提取方法，RNA提取过程等;专题四“PCR常见问题、原因分析及其对策”重点介绍PCR技术简介，PCR常见问题、原因分析及其解决方案，提高PCR反应特异性的策略，以及RT－PCR常见问题、原因分析及其对策等;专题五“Western－blot的问题与对策”重点介绍Western－blot方法选择、检测系统比较、检测方法、影响Western－blot成功的要素、常见问题分析与对策等。2.4生物化学学科前沿进展模块。生物化学学科涉及面广，理论及实验特色均较明显，学科发展日新月异，课程设置该模块旨在通过查阅、讲解本学科最新的前沿文献，丰富课堂教学内容，激发学生的学习兴趣，挖掘学生自身科研潜能，锻炼学生的语言表达能力等，重点体现课程教学内容的前沿性、开放性特点。课程采用教师课堂讲授和研究生上台讲解相结合的方式，突出培养研究生的文献查阅、PPT制作、语言表达、提炼科学问题、解决科学问题等科研创新能力。该模块内容根据每年生物化学学科的发展变化，教师和研究生分别对有关前沿文献进行讲解交流。

3基于科研创新能力培养的课程教学形式改革

采取教师课堂讲授和研究生上台讲解相结合。研究生教学不同于本科生教学，本科生教学重在知识传授，注重授课教师的课堂讲解，而研究生教学应注重学生科学精神、科学研究思维、创新意识等综合科研创新素质的培养［5］。因此，高级动物生物化学课程改变以往以授课教师讲解为主的课堂教学形式，由授课教师主讲课程的前3个模块(机体代谢的联系和调节模块、组学模块、生物化学核心实验技术理论模块)，在第四模块(生物化学学科前沿进展模块)中采取教师主讲1篇或2篇最新的生物化学学科前沿文献，为研究生做示范，之后安排研究生上台讲解自己查阅的前沿文献。通过这种具体的课堂展示实践培养研究生的科学素养和研究思维。

4基于科研创新能力培养的课程考核方式改革

课程组教师注重研究生科研创新能力的多元评价模式。一改传统的“一锤定音”的考试方式，采用上课出勤情况、查阅文献的新颖程度及科学价值、PPT的制作水平、讲解文献的能力表现、回答师生提问的能力、提出科学问题及分析问题的能力等方面进行综合考核，平时记录这些单项成绩，期末将这些单项成绩进行汇总统计，最后给出综合成绩。这种考核方式激发了研究生的主动学习潜能，锻炼了研究生的英文文献查询、阅读及思考科学问题的能力，使学生更易结合导师的研究方向，较早地找到自己的科研兴趣点，为之后的课题研究工作打下坚实的基础。

5基于科研创新能力培养的课程教学思路和方法改革

课程组教师在实际教学过程中，结合不同模块教学内容的特点，参照参考文献［6－8］采取灵活多样的教学方法、方式及策略来加强研究生对课程的学习及其科研创新能力的培养。重点突出以下5种教学思路和方法。5.1采用“案例教学法”，密切联系学生日常生活及科研实际为调动研究生课堂学习的主动性，在课堂讲授有关模块专题时，课程组教师将学生学习的生化理论知识和研究生日常生活实际及将来可能开展的科研项目有机结合，加强研究生对高级动物生物化学重点、难点知识的理解和掌握［5］。如在讲授“物质代谢的联系与调节”这一模块时，教师会将脂肪代谢的理论知识和日常生活中常见的高血压、高血脂、高血糖紧密联系，和研究生一起讨论交流分析，如“三高”发生的原因和生化机理是什么?“三高”发生和脂肪代谢有什么关系?日常体检中测定的血液指标，如低密度脂蛋白胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇的高低与高血压的发生又有什么关系?肥胖人群为什么心脑血管疾病发生的概率增加?为降低“三高”的发生，在日常饮食方面应注意哪些问题?通过这些有趣问题的交流探讨，提高了学生的学习兴趣，培养了其积极思考的意识，提高了其提出问题、分析问题和解决问题的能力，课堂教学效果明显提升。5.2尝试将前沿高水平学术报告引进高级动物生物化学课堂在课程教学实践中，课程组教师积极邀请本市及国内外生物化学学科同行专家走进课堂，为研究生展示动物生物化学学科的前沿进展，让学生聆听到先进的学科理论知识，培养学生的科研兴趣，同时也学习优秀学者及科学家的科研精神，真正认识到科研的价值及意义，树立学生将来从事科研的文化自信［3，9］。同时，这种专家学术报告也在很大程度上丰富了课堂教学形式。5.3引导研究生积极阅读国内外学科前沿文献查阅最新的专业学术文献，提炼科学问题，搜索最科学的试验研究技术，解决科学问题并撰写英文学术论文，这些都是研究生必备的学术能力［3］。根据多年高级动物生物化学课程教学的积累，课程组教师收集整理了上百篇生物化学方面的国际权威学术论文，相关专业研究生可以根据自己的科研兴趣进行选阅，学生通过这些高水平英文学术论文的研读，既能增强其英文文献的阅读能力，弥补其在本科学习阶段专业英语学习的不足，又能开阔其科研视野，熟悉英文学术论文的写作规范，为今后撰写英文论文打下基础。5.4注重研究生科研思维的强化，塑造其科学精神在第四模块“生物化学学科前沿进展”中，特设“生物化学发展史中的重要人与事”这一专题［3，5］。该专题比较系统地介绍了国内外近现代史上对生物化学学科做出杰出贡献的科学家，如获得生命科学领域、医学领域、化学领域的诺贝尔奖得主，这些科学家的生平、重要科研经历、标志性科研成果、主要科学贡献等。通过对生物化学学科发展进程中重大历史事件的介绍，增强了学生对学科重要原理的把握和理解，培养塑造了研究生的科研思维和科学精神。5.5及时更新多媒体课件内容，不断提高课程教学效果近年来，随着现代畜牧业的快速发展，动物生物化学学科发展步伐也迅速加快，课程组教师及时将畜牧兽医理论及生产实践创新成果补充到课堂教学中，并结合自身的科研工作，及时将最新的科研成果充实到课堂内容中，每学年都及时更新多媒体课件的内容，对教学课件不断修改完善，使课程教学效果逐年提升。

6课程教学改革解决的难题

6.1解决了以往课程教学内容设置混乱，系统性、逻辑性差的难题新的课程教学内容设置有利于培养研究生的科学精神、科学思维和创新意识，有利于研究生综合科研能力的培养。6.2解决了教师主体单一授课致使课程枯燥、学生兴趣性差的难题新的“教师讲授和研究生上台讲解相结合”的教学形式激发了学生的内生动力，为学生创造了展示个人科研潜质的机会，非常利于研究生科研创新能力的培养。6.3解决了以往“一锤定音”式考核不利于评价学生理论素养及其创新能力的难题新的考核方式突出多元综合评价，从学生课堂互动交流情况、文献讲解情况、出勤情况、期末试卷答题情况等多角度进行考查，最终给出综合成绩，这样更有利于客观反映研究生的科研创新素质。

作者:李留安 于晓雪 徐 军 金天明 单位:天津农学院