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摘要:指出了分子生物學(xué)是農(nóng)業(yè)類本科教學(xué)的核心課程之一,在專業(yè)人才培養(yǎng)方面起著重要作用。分析了近幾年分子生物學(xué)教學(xué)過程中遇到的問題,探討了分子生物學(xué)產(chǎn)學(xué)研教學(xué)開展的模式,旨在加快科技成果轉(zhuǎn)化,提升教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:分子生物學(xué);產(chǎn)學(xué)研結(jié)合;教學(xué)改革
1引言
分子生物學(xué)是一門以中心法則為基礎(chǔ),以研究核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能以及其在生命發(fā)生發(fā)展過程中作用的科學(xué)[1],屬于技術(shù)類學(xué)科。目前已經(jīng)成為生物類、醫(yī)學(xué)類、農(nóng)學(xué)類專業(yè)教學(xué)的核心課程之一[2]。在生命科技人才培養(yǎng)、社會(huì)醫(yī)療以及生活服務(wù)方面均起著舉足輕重的作用。隨著社會(huì)對(duì)人才需求的進(jìn)一步提升,分子生物學(xué)的教學(xué)改革已經(jīng)引起廣大分子生物學(xué)教師的注意,例如在教學(xué)手段上,慕課[3]、翻轉(zhuǎn)課堂[3]、虛擬課堂[4]、線上線下教學(xué)銜接[5]已經(jīng)有廣泛的探索;在教學(xué)考核方式上,強(qiáng)調(diào)過程考核,加大實(shí)驗(yàn)考核比例[6];在教學(xué)內(nèi)容上,強(qiáng)調(diào)通過版塊教學(xué),避免重復(fù)教學(xué)以及加強(qiáng)思政教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情等[7]。分子生物學(xué)的教學(xué)改革已經(jīng)取得較好的效果,但是每個(gè)學(xué)校/專業(yè)分子生物學(xué)所面臨的問題不完全一致,因此將根據(jù)貴州大學(xué)水產(chǎn)專業(yè)分子生物學(xué)教學(xué)具體實(shí)際進(jìn)行教學(xué)改革的探討。
2分子生物學(xué)教學(xué)存在的問題分析
2.1分子生物學(xué)內(nèi)容繁雜,各個(gè)章節(jié)銜接不緊密
分子生物學(xué)是一門前沿學(xué)科,具有知識(shí)點(diǎn)雜、涉及面廣以及更新速度快等特點(diǎn),單純根據(jù)教學(xué)大綱進(jìn)行教學(xué),很難將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行串聯(lián)。該校分子生物學(xué)教學(xué)主要針對(duì)大三學(xué)生,在大二年級(jí)開設(shè)過生物化學(xué)以及基因工程等課程,然而之前的生物化學(xué)以及基因工程等課程均為選修課,并非所有學(xué)生都會(huì)選修,導(dǎo)致進(jìn)入分子生物學(xué)教學(xué)時(shí),全班同學(xué)的基礎(chǔ)水平不一致,面臨繁雜的內(nèi)容,要同時(shí)兼顧基礎(chǔ)好的同學(xué)和沒有選修過生物化學(xué)以及基因工程的同學(xué),并在有限教學(xué)課時(shí)內(nèi),講好分子生物學(xué)難度相當(dāng)大。同時(shí)分子生物學(xué)教學(xué)內(nèi)容之間也缺乏有效地銜接,以朱玉賢教授主編的《現(xiàn)代分子生物學(xué)》為例[1],全書共分為11個(gè)章節(jié),各個(gè)章節(jié)知識(shí)量大,內(nèi)容翔實(shí),但是章節(jié)與章節(jié)之間的銜接并不緊密,例如生物信息傳遞過程中,怎么提煉出原核生物轉(zhuǎn)錄與真核生物轉(zhuǎn)錄的聯(lián)系與區(qū)別;比較原核生物和真核生物的表達(dá)調(diào)控,甚至需要跨章節(jié)進(jìn)行比較,如何有效地將這些內(nèi)容銜接起來,方便學(xué)生進(jìn)行比較學(xué)習(xí),加深記憶與理解,提高教學(xué)質(zhì)量,也是需要解決的問題。
2.2分子生物學(xué)內(nèi)容過于抽象
分子生物學(xué)屬于典型的基礎(chǔ)學(xué)科,具有看不見摸不著的特點(diǎn)。分子生物學(xué)所研究的DNA與蛋白質(zhì)都是肉眼無法見到的,因此如何將看不見的東西,變?yōu)榭吹靡娒弥膶?shí)物,讓學(xué)生深刻理解也著實(shí)困難。以前理論課上主要通過flash動(dòng)畫或者視頻,將DNA、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)以及功能等進(jìn)行形象化,讓學(xué)生理解,然而一旦關(guān)掉視頻,進(jìn)入純理論探討,多數(shù)學(xué)生又回到原點(diǎn),回到用分子生物學(xué)技術(shù)去解決實(shí)際問題時(shí),又無從下手的情況。
2.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式單一,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)零碎
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)現(xiàn)將不可見DNA、蛋白質(zhì)變成可見的物質(zhì)的一個(gè)重要過程,但是以往通常按照講授式教學(xué)法進(jìn)行教學(xué),為了追求較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,往往對(duì)試驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)步驟等細(xì)化講解,并將配置好的試劑耗材交于學(xué)生,然后學(xué)生按部就班進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,最后得到統(tǒng)一的結(jié)果,有些甚至直接觀看老師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn),這樣嚴(yán)重影響學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)的本質(zhì),學(xué)生缺乏相關(guān)思考,難以培養(yǎng)科技創(chuàng)新意識(shí)。此外,受教學(xué)學(xué)時(shí)的影響,分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)必須在2節(jié)課(90min)內(nèi)完成,這就要求老師將一個(gè)完整的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)人為切割成多個(gè)小實(shí)驗(yàn),各個(gè)小實(shí)驗(yàn)中間間隔時(shí)間長(1~2周),這樣不僅會(huì)破壞實(shí)驗(yàn)的完整性,無法通過實(shí)驗(yàn)將理論教學(xué)有效銜接起來。
3開展產(chǎn)學(xué)研結(jié)合教學(xué)的必要性
產(chǎn)學(xué)研的深度融合是深化科技體制改革的重要內(nèi)容,通過高校與企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作對(duì)于推動(dòng)高??蒲谐晒目焖俎D(zhuǎn)化具有重要作用。水產(chǎn)專業(yè)是一門以應(yīng)用為主的學(xué)科,要求培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要,具有較好專業(yè)知識(shí)和技能,能在水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)相關(guān)行業(yè)從事技術(shù)管理、研發(fā)推廣、產(chǎn)品營銷、飼料檢測等工作,富有創(chuàng)新意識(shí),通專兼?zhèn)洌泻弦坏母咚刭|(zhì)專門人才。因此開展產(chǎn)學(xué)研結(jié)合教學(xué)是培養(yǎng)水產(chǎn)人才的必由之路。大學(xué)生作為未來企業(yè)科技發(fā)展的中堅(jiān)力量,大學(xué)生能力強(qiáng),則企業(yè)的活力強(qiáng),科技部、教育部也一再要求廣大科研工作者將科研寫在祖國大地上,因此,教學(xué)也必須圍繞這一目標(biāo)進(jìn)行,加快推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合教學(xué)的探索。
4產(chǎn)學(xué)研教學(xué)模式開展分析
分子生物學(xué)是一門應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科,如何實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,一直困擾著廣大教師,根據(jù)筆者多年教學(xué)以及與企業(yè)合作的經(jīng)驗(yàn)看,可以從以下3個(gè)方面著手。
4.1開展模塊教學(xué),串聯(lián)教學(xué)內(nèi)容
分子生物學(xué)內(nèi)容繁雜,為了更好地開展教學(xué),幫助學(xué)生梳理教學(xué)內(nèi)容,有必要進(jìn)行版塊教學(xué),根據(jù)教材安排的11個(gè)章節(jié),將所有內(nèi)容分為4大版塊(表1)根據(jù)不同的教學(xué)版塊,選擇不同的教學(xué)方式,講述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄與翻譯版塊中,首先通過安排學(xué)生課前查閱資料與預(yù)習(xí),課程中通過大量使用flash動(dòng)畫等模式,加深學(xué)生對(duì)轉(zhuǎn)錄與翻譯的理解,同時(shí)對(duì)原核生物和真核生物的轉(zhuǎn)錄與翻譯的聯(lián)系與區(qū)別進(jìn)行列表式的對(duì)比講授,加深學(xué)生理解;對(duì)于實(shí)驗(yàn)版塊,主要通過視頻+講授的形式進(jìn)行授課,可以讓學(xué)生對(duì)大部分的實(shí)驗(yàn)有感性認(rèn)識(shí),然后通過實(shí)驗(yàn)教學(xué),加深部分實(shí)驗(yàn)的理解;對(duì)于分子生物學(xué)應(yīng)用教學(xué),主要通過案例教學(xué),在案例中進(jìn)行理論知識(shí)的講解;發(fā)展歷史與前沿主要通過學(xué)生查閱資料,進(jìn)行小組討論和老師總結(jié)的方式進(jìn)行教學(xué),同時(shí)結(jié)合相關(guān)科研論文進(jìn)行講解。
4.2聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際,強(qiáng)調(diào)分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用
需求與興趣是最好的老師,為了將課程內(nèi)容更好地加以銜接,可以通過設(shè)置學(xué)生感興趣的案例進(jìn)行教學(xué),例如講水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中的“饑餓補(bǔ)償”以及女生減肥過程中的“越減越肥”現(xiàn)象,組織學(xué)生討論基因的表達(dá)調(diào)控,并討論如何指導(dǎo)并應(yīng)用于貴州省水產(chǎn)養(yǎng)殖;結(jié)合該省氣溫低,水產(chǎn)動(dòng)物生長慢的現(xiàn)象,組織學(xué)生通過查閱資料討論如何進(jìn)行耐低溫品種的選育(雜交和群體選育),并向?qū)W生講述選種過程中分子標(biāo)記技術(shù)的應(yīng)用以及比較基因組學(xué)的知識(shí),推動(dòng)學(xué)生將專業(yè)知識(shí)快速與生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合起來。
4.3結(jié)合教師科研,開展綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)
為了通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步銜接理論教學(xué),建議設(shè)置綜合性探索實(shí)驗(yàn)。而綜合性探索實(shí)驗(yàn)往往需要耗時(shí)1~2d,因此建議將分子生物學(xué)教學(xué)時(shí)間調(diào)整為周六、周日進(jìn)行,確保實(shí)驗(yàn)時(shí)間完整。同時(shí)為了培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新意識(shí),可以實(shí)行小組教學(xué),并結(jié)合教師的科研內(nèi)容進(jìn)行,確保實(shí)驗(yàn)的探索性。基于上述因素,將分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)置為2個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn),第一個(gè)為DNA水平實(shí)驗(yàn),主要為魚類微衛(wèi)星位點(diǎn)的開發(fā),包括DNA的提取、水平凝膠電泳檢測、PCR擴(kuò)增、垂直凝膠電泳檢測以及后續(xù)的銀氨染色與脫色的過程。第二個(gè)實(shí)驗(yàn)為RNA水平實(shí)驗(yàn),主要研饑餓補(bǔ)償后某個(gè)基因的差異表達(dá),包括RNA的提取、水平凝膠電泳檢測、熒光定量PCR技術(shù)等,并通過設(shè)置不同是實(shí)驗(yàn)魚以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異性,提高學(xué)生探索問題的興趣,但是因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)需要較多的經(jīng)費(fèi)支撐,因此必須結(jié)合教師的科研進(jìn)行。
5結(jié)語
教改的終極目的是為了不斷優(yōu)化教學(xué)方式與考核方式,提高教學(xué)效果,培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求的高質(zhì)量人才,隨著社會(huì)對(duì)人才需要的提升,教改也將是一個(gè)不斷探索與改進(jìn)的過程。分子生物學(xué)作為一門技術(shù)前言的學(xué)科,在農(nóng)業(yè)人才培養(yǎng)過程中將會(huì)起著越來越重要的作用,因此這也更加需要廣大任課老師不斷發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程中的弊端,充分運(yùn)用各種新技術(shù)、新手段,加以改進(jìn),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力,以及實(shí)踐動(dòng)手能力。
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作者:陳敦學(xué) 陳彥希 單位:貴州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院