动物科学分子生物学教学改革探讨

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摘要：分子生物学是浙江农林大学动物科技学院动物科学专业的专业基础课程之一，本课程内容抽象，新技术、新理论、新方法更新较快，学生学习起来相对来说较为困难。针对本课程出现的问题，结合教学实践，从教材选择、网络资源整合、教学内容调整、教学模式和教学手段等方面进行了探索和改革。

关键词：分子生物学；教学改革；课程分子

生物学是研究生物体内的核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能、遗传信息传递以及基因表达调控的一门学科，其目标是能够从分子水平揭示生物体遗传、发育、生长、变异等现象的机制，进而揭示生命的本质[1]。从20世纪50年代DNA双螺旋结构的发现预示着“分子生物学”的诞生以来[2]，分子生物学技术发展迅猛，特别是近几年来，随着转基因、克隆、CRISPR等生物技术的发展，更是预示着分子生物学相关技术将在以后的医疗，农业等行业中有着更为广阔的前景。显然，分子生物学是生物技术的理论基础，对于一名动物科学专业的本科生来说，学好分子生物学能够帮助其从分子水平认识动物的生长和发育，指导育种，同时又可以为其以后的科研生涯打下良好的基础。分子生物学作为动物科学专业的基础理论课程，其理论性较强，内容抽象，加之新技术、新理论、新方法的不断更新，学生学习起来相对来说较为吃力[3]。笔者认为，分子生物学的教学内容与教学方法目前存在以下问题：（1）分子生物学是一门交叉学科，和遗传学和生物化学之间的内容交叉比较多，特别是核酸结构和遗传物种传递这部分内容。（2）分子生物学知识更新速度日新月异，教材的实时更新显得尤为重要。目前国内分子生物教材较为落后，更新较慢。（3）作为一门理论性较强，知识点较为抽象的学科，传统的以授课教师为主的“填鸭式”教学会加大学生对本课程的抵触情绪。而在网络高度发达的今天，如何充分利用网络资源，整合多种教学模式，使分子生物学教学变得更为有效，值得我们进一步深思。笔者从事分子生物学理论和实验教学多年，针对以上一些问题。从教材选择、网络资源整合、教学内容调整、教学模式和教学手段等方面进行了探索，并取得了一定的效果。

一、对教材选择和教学内容进行整合优化

教材是课程的载体，所以教材的选择就尤为重要。目前国内教材普遍更新较慢，远落后于分子生物学知识的更新速度。国内的教材中，普及率较高的朱玉贤的《现代分子生物学》最新版本是2012年的第四版；郑用琏的《基础分子生物学》更新到2012年的第二版；而针对动物科学专业来说比较好的赵书红的《动物分子生物学》是2010年的版本。相对于国内的分子生物学书籍，国外的分子生物学著作更新较快，比较著名的有HarveyLodish等编著的《分子细胞生物学》已经更新到2016年的第八版；Jocelyn等编著的分子生物学经典专著《Lewin's基因》已经更新到2017年的第十二版。当然，这些书籍都是英文原版，对大多数本科生来说，阅读起来可能比较困难。所以在教材选择上可以选择一本国内的教材，然后再选择一本国外教材作为参考教材，若有中译本更好。在教学内容上，由于与生物化学和遗传学有较多重复，任课教师需要相互沟通，将授课的侧重点区分开，分子生物学的核心内容是中心法则和基因表达调控，这些内容只需要在遗传学和生物化学课程中简略介绍即可，更为详细的内容可以放到分子生物学课程中学习。同时为了使学生能够追踪最新的分子生物学理论和技术，如近几年来发展迅猛的基因编辑技术CRISPR，可适当选择几个课时做专题讲座，邀请各专业领域的教师进行授课。分子生物学实验是分子生物学课程重要的组成部分，在安排分子生物学实验课时，需要结合理论课授课进程同步进行，以加深相关理论的理解以及增强学生理论联系实际的能力。例如在理论课中当学习DNA复制的时候，可安排学生做PCR实验，这样就可以将理论课中关于DNA复制的原理应用到实践当中，从而将分子生物学理论课和实验课有机的结合起来。

二、“反转式”教学模式将课堂的主动权交于学生

传统的教学模式是教师站在讲台上进行“填鸭式”授课，学生在讲台下面听得昏昏欲睡，加之手机网络等移动通讯的普及，部分学生在课堂上玩手机。为了激起学生的学习积极性，需要把课堂的主动权交给学生。而“反转式”教学模式可以将学习的主动权放归于学生，针对相关知识点，让学生在课下收集知识，然后以PPT幻灯片的方式总结出来，课堂上，教师听，学生讲，然后开始讨论，讨论以学生提问的方式引入，再以学生问答的方式结束，如果其中有的学生回答的有亮点，教师重点指出并加以表扬，如果有学生回答的不准确或者不知道怎么解答的时候，教师再予以详细解答。以分子生物学其中一章“DNA的复制”中的一个知识点为例：DNA的半保留复制。先发给学生一些参考资料，比如半保留复制实验的原始论文，也可以让学生自己在网络上收集和DNA的半保留复制相关的资料，然后将学生分组。小组成员课下共同研读论文，收集资料，总结后做成PPT，推举一名组员作为本组代表，课堂上讲授相关内容，然后学生提问讨论环节，这个环节要求尽量保证每个学生都能够参与进来，提问、发表看法等。然后教师需要仔细观察每个学生的表现，对每个学生的表现打分，把其作为考核的一部分。教师在整个环节中起到的是一个引导辅助的作用，与此同时，“反转式”教学对学生和教师都提出了较高的要求，特别是要求学生要有一定的自控自助能力完成课下的任务，教师要适应从自身讲授为主到以学生学习为主的角色转换[4]。真正地把课堂还给了学生，这样既激活了课堂气氛，又能够让学生深入的思考，加深对知识点的理解，更重要的是通过文献的搜索与阅读，为学生以后开展科研工作打下了良好的基础。

三、多种教学手段相结合进行混合拓展式授课

由于分子生物学授课课时相对有限，所以绝大部分的内容还是需要教师进行讲解，但授课方式方法需要多变。由于网络技术的快速发展与普及，所以可以结合多媒体教学，针对特定知识点，利用动画演示的方法加之领域内专家视频讲解的方式加深学生对知识点的理解。比如国内的大学MOOC，国外的edX、Coursera等在线课程平台都有分子生物相关课程，而且都是名校名师进行授课，在学到难点的时候可让学生观看国外的专家教授对知识点的解读。如在讲授真核RNA转录中的转录因子识别启动子的过程时，由于其涉及蛋白众多，识别过程复杂，可以借助视频动画演示的方式加深学生的理解。也可以收集各个大学的在线课程从不同角度比较对同一个知识点的解读。总之，资料的搜集和知识点的拓展都需要授课教师在备课的时候花更多的时间去准备。分子生物学是一门实验学科，许多理论的得出都来自实验。为了拓展学生的知识面，同时加深对知识点的理解，也为帮助其打下良好的科研思维基础，在解读某一知识点时，可以检索原始论文然后和学生一起去研读，了解整个实验的设计，用科研思维去解读知识点，例如，证明DNA是遗传物种的实验，包含三个实验，Griffith的肺炎链球菌转化实验，Avery体外遗传转化实验以及Hershey和Chase做的T2噬菌体震荡实验。

四、小结

分子生物学是一门实践性很强的理论学科，其发展势头迅猛，所以围绕分子生物学开展的教学改革需紧跟分子生物学技术发展步伐，这样也对授课教师提出了较高的要求。而随着网络技术的快速普及，授课教师应充分发挥互联网技术在教学中的优势，将课堂的主动权交给学生。总之，分子生物学教学改革需要授课教师不断创新，才能不断提高分子生物学教学效果，从而培养更多的创新研究型人才。

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,2012.

[2]秦笃烈.DNA双螺旋结构发现50周年全球庆典巡礼[J].遗传,2003,(25):762-765.

[3]许发芝,丁小玲.高等农业院校分子生物学教学方法改革探索[J].家畜生态学报,2018,(39):94-96.

[4]龙映宏,杨红卫,陈明锐,宋晏.基于翻转课堂的混合式教学探讨[J].海南大学学报(自然科学版),2017,(35):195-200.

作者:杨松柏 单位:浙江农林大学动物科技学院