沈 昕

北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 北京 100083

分子生物學(xué)是生物類本科教育中一門主要的基礎(chǔ)課，它以探究生命過(guò)程中生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能為主要內(nèi)容，以解析基因組和蛋白組中生物大分子在各個(gè)生命過(guò)程中的作用、基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制以及信號(hào)傳遞網(wǎng)絡(luò)為主要研究目標(biāo)[1-3]。生物大分子結(jié)構(gòu)與功能的研究滲透于生理學(xué)、發(fā)育生物學(xué)等各學(xué)科研究中，相關(guān)的知識(shí)構(gòu)成了基因組、轉(zhuǎn)錄組和蛋白組研究的重要基礎(chǔ)。掌握分子生物學(xué)的原理和實(shí)驗(yàn)技術(shù)對(duì)生物類學(xué)生認(rèn)識(shí)生命的本質(zhì)，培養(yǎng)生命科學(xué)研究能力至關(guān)重要，也有助于后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，為將來(lái)進(jìn)一步深造奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。從學(xué)科特點(diǎn)而言，分子生物學(xué)是一門新興學(xué)科，理論體系處在一個(gè)不斷發(fā)展和完善的階段，研究方法也在不斷創(chuàng)新。分子生物學(xué)課程知識(shí)點(diǎn)多而分散，實(shí)驗(yàn)涉及的內(nèi)容較為復(fù)雜，要求我們?cè)诮虒W(xué)中一方面要適時(shí)地更新教學(xué)內(nèi)容，滿足學(xué)生掌握分子生物學(xué)發(fā)展動(dòng)向的需要，另一方面要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和從事科學(xué)研究的能力。我們?cè)诙嗄攴肿由飳W(xué)課程的教學(xué)改革和課程建設(shè)中，針對(duì)生物技術(shù)專業(yè)的分子生物學(xué)教學(xué)分別從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面進(jìn)行了探索，具體情況如下。

1 加強(qiáng)新知識(shí)點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容，深化對(duì)生命本質(zhì)的認(rèn)識(shí)

知識(shí)更新快是分子生物學(xué)一個(gè)鮮明的特點(diǎn)，如何將經(jīng)典的基礎(chǔ)知識(shí)與新知識(shí)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)是分子生物學(xué)教學(xué)中需要探討和解決的問(wèn)題。在前期分子生物學(xué)教學(xué)中，我們以經(jīng)典的遺傳信息傳遞過(guò)程為主線，側(cè)重對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的介紹，新知識(shí)點(diǎn)雖有涉及，但遠(yuǎn)不能反映學(xué)科的發(fā)展。近年來(lái)，隨著生命科學(xué)研究的不斷深化，真核生物基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制、信號(hào)傳遞網(wǎng)絡(luò)、生物大分子在生命過(guò)程中的作用等方面科研成果不斷涌現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄調(diào)解因子的組合調(diào)控機(jī)制、組蛋白修飾與DNA甲基化、異染色質(zhì)化、轉(zhuǎn)錄后基因沉默、細(xì)胞對(duì)環(huán)境信號(hào)的感知及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制等已經(jīng)成為發(fā)育生物學(xué)、生理學(xué)及其他學(xué)科研究的熱點(diǎn)[4-9]。了解和掌握這些知識(shí)對(duì)學(xué)生認(rèn)識(shí)生命過(guò)程的本質(zhì)具有重要意義。在已往的教學(xué)中，我們用較多的課時(shí)講解以中心法為基礎(chǔ)的遺傳信息流的基本原理，但在教學(xué)實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)這部分內(nèi)容與其他課程存在較大的重疊，一個(gè)主要的困惑是學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中重復(fù)學(xué)習(xí)相同的知識(shí)點(diǎn)，這在很大程度上影響了學(xué)習(xí)的積極性。另一方面，在經(jīng)典教材中真核生物組合調(diào)控、表觀遺傳學(xué)、基因轉(zhuǎn)錄后調(diào)控等內(nèi)容篇幅明顯偏低，而這些內(nèi)容正是目前分子生物學(xué)發(fā)展的熱點(diǎn)，對(duì)學(xué)生認(rèn)識(shí)生命過(guò)程的本質(zhì)尤為重要。如何更合理地安排學(xué)時(shí)，兼顧基礎(chǔ)知識(shí)與科學(xué)發(fā)展新動(dòng)向，是我們教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)摸索，我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中適當(dāng)減少遺傳信息傳遞的課時(shí)，壓縮與其他學(xué)科重復(fù)的內(nèi)容，增加了對(duì)真核生物組合調(diào)控機(jī)制、DNA甲基化修飾、組蛋白N端修飾、真核生物信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等內(nèi)容。通過(guò)對(duì)教學(xué)效果的評(píng)估，我們觀察到，教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高了他們對(duì)課程重要性的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也使學(xué)生對(duì)生命過(guò)程的本質(zhì)有了更深刻的認(rèn)識(shí)，為后續(xù)生理學(xué)和發(fā)育生物學(xué)的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

2 調(diào)整教學(xué)方法，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

興趣是學(xué)習(xí)的動(dòng)力，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性是教好這門課的關(guān)鍵。多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)告訴我們，灌輸式教育不利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，容易導(dǎo)致學(xué)生形成死記硬背的不良學(xué)習(xí)習(xí)慣。在灌輸式教育模式下，學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)狀況，學(xué)習(xí)的積極性不高，思考問(wèn)題的意識(shí)和分析問(wèn)題的能力不強(qiáng)。為改變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀，克服灌輸式教育帶來(lái)的不利影響，我們需要對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改革，為此，我們?cè)谡n程建設(shè)過(guò)程中嘗試了導(dǎo)向性教學(xué)。在教學(xué)過(guò)程中，我們指定適量的文獻(xiàn)作為課外閱讀材料，以知識(shí)獲得過(guò)程為主線，引導(dǎo)學(xué)生分析討論前人發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與解決問(wèn)題的過(guò)程，并幫助他們分析、總結(jié)相關(guān)實(shí)驗(yàn)方案。通過(guò)教學(xué)方法的改革，學(xué)生不僅學(xué)到了相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，還學(xué)到了科學(xué)家發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的思路和方法以及科學(xué)家為科學(xué)獻(xiàn)身的精神。另外，搜集獲取科學(xué)文獻(xiàn)的能力是從事科學(xué)研究能力的重要方面。專業(yè)外語(yǔ)閱讀能力對(duì)學(xué)生獲取知識(shí)非常重要，我們?cè)趯?dǎo)向性教學(xué)中采取了雙語(yǔ)教學(xué)的方式，結(jié)合導(dǎo)向性教學(xué)給學(xué)生布置英語(yǔ)閱讀任務(wù)，讓學(xué)生自己搜集資料，使學(xué)生既培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí)也提升了搜集文獻(xiàn)的能力。通過(guò)教學(xué)方法的改進(jìn)，學(xué)生增強(qiáng)了對(duì)分子生物學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，也提高了他們的綜合分析能力，更重要的是，通過(guò)導(dǎo)向性教學(xué)，學(xué)生逐步養(yǎng)成了獨(dú)立思考的習(xí)慣并提高了創(chuàng)新意識(shí)。

3 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，注重能力培養(yǎng)

分子生物學(xué)研究策略被廣泛應(yīng)用于當(dāng)今的生物學(xué)研究中，分子生物學(xué)方法在科學(xué)研究創(chuàng)新中扮演著越來(lái)越重要的作用，分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)對(duì)發(fā)展學(xué)生潛能，提高畢業(yè)生質(zhì)量至關(guān)重要，在加強(qiáng)學(xué)生素質(zhì)教育與培養(yǎng)創(chuàng)新能力方面有不可替代的作用。相對(duì)于理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有實(shí)踐性、綜合性和創(chuàng)新性的特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和科研能力的培養(yǎng)有很大幫助。為培養(yǎng)具備較強(qiáng)科研能力的生物科學(xué)專業(yè)和生物技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生，我們?cè)诜肿由飳W(xué)教學(xué)實(shí)踐中設(shè)置了開放性實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容包括核酸的提取與純化、電泳分離與鑒定、分子克隆、PCR擴(kuò)增、原核表達(dá)及蛋白質(zhì)親和層析等實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)在當(dāng)今生物學(xué)研究中被廣泛應(yīng)用，掌握這些研究方法對(duì)學(xué)生科學(xué)研究能力的培養(yǎng)大有益處，我們期待學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)掌握分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原理和基本技能。為配合實(shí)驗(yàn)課開展，在教學(xué)中我們用較大篇幅介紹基本實(shí)驗(yàn)的原理和新技術(shù)，包括生物大分子的制備技術(shù)、PCR技術(shù)、雜交技術(shù)、RNAi技術(shù)等。在教學(xué)實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)出濃厚的興趣，參與實(shí)驗(yàn)的積極性很高。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)科學(xué)研究過(guò)程有了深刻的感性認(rèn)識(shí)，這對(duì)學(xué)生了解知識(shí)獲得的途徑和方法有很大幫助。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)，前期的實(shí)驗(yàn)課存在明顯的不足，主要表現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)原理的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)不足和實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)的欠缺。在前期教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備由教師完成，學(xué)生用教師配好的緩沖液、培養(yǎng)液進(jìn)行操作，雖然能夠獲得不錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)不利，學(xué)生常常不了解緩沖液中各成分的作用，對(duì)培養(yǎng)液配制中需要注意的問(wèn)題也缺乏了解，我們認(rèn)為這些問(wèn)題涉及學(xué)生的基本素質(zhì)，關(guān)系到能力的培養(yǎng)，為此在教學(xué)中我們采取了一些針對(duì)性的措施。一方面在理論課中增加了與實(shí)驗(yàn)技術(shù)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)的介紹，如對(duì)核酸提取緩沖液、蛋白提取中的細(xì)胞裂解液等作了詳盡介紹[10-12]，通過(guò)講解使學(xué)生對(duì)變性劑、抗氧化劑、緩沖劑、離子型與非離子型表面活性劑等成分的作用有了充分的認(rèn)識(shí)與了解，對(duì)蛋白質(zhì)和核酸純化原理有了全面的掌握。另一方面，在教學(xué)環(huán)節(jié)中，我們將實(shí)驗(yàn)改為開放性實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生自己準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，教師做必要的指導(dǎo)，通過(guò)這些措施使學(xué)生將分子生物學(xué)論課上學(xué)到的知識(shí)與實(shí)際操作過(guò)程相互印證。開放性實(shí)驗(yàn)使學(xué)生分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能得到了顯著提高，為學(xué)生獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)和培養(yǎng)良好的科研能力打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐，我們逐漸摸索出分子生物學(xué)教學(xué)的一些方法和技巧，并通過(guò)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主動(dòng)性，不僅使他們掌握了分子生物學(xué)的基礎(chǔ)理論，更重要的是培養(yǎng)了他們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的意識(shí)和解決問(wèn)題的能力，養(yǎng)成了獨(dú)立思考的習(xí)慣，教學(xué)改革顯示出良好的效果。今后，我們還將繼續(xù)探索，讓分子生物學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)在生物科學(xué)與生物技術(shù)本科生培養(yǎng)過(guò)程中發(fā)揮更大的作用。

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