应用型本科院校生物工程专业分子生物学教学改革初探论文_刘玉玲 王聪

应用型本科院校生物工程专业分子生物学教学改革初探论文_刘玉玲 王聪

(安阳工学院 生物与食品工程学院,河南 安阳455000)

摘要:分子生物学是生命科学的基础并具有前瞻性的学科,是生物类专业的专业基础课程。课程涉及的知识技术较为抽象、更新速度快。结合近几年的教学经验,根据专业特点与课程特点,从教学内容、教学手段、实验教学、考核方式等方面对分子生物学教学改革进行了初步探讨,以期为提高分子生物学教学质量及满足应用型高校发展需求和对学生知识与能力培养的需求提供参考。

关键词:应用型高校;分子生物学;教学改革

前言:应用型本科院校承担着培养应用型人才的重任。应用型本科院校生物工程专业的人才培养应该以社会需求为导向,以传授知识向培养能力转变,理论实践并重为培养目标[1]。分子生物学是当今生命科学领域发展最快的学科之一,是高校生物类专业重要的专业基础课[2]。随着专业建设和学科的发展,应用型本科院校生物工程分子生物学的教学也暴露出一些问题,加强应用型本科高校分子生物学教学改革显得尤为重要。

1 教材选择

教材是日常教学和学生学习的一个路标,教材的选择有利于学生对整个分子生物学课程的知识体系形成一个系统认识,也界定了教学活动开展的主线。

众所周知,分子生物学技术的发展日新月异,适合不同层次院校的分子生物学教材比比皆是。我校为地方性本科高校,生物工程专业学生面向全国招生,学生程度参差不齐,针对学生特点,选择了朱玉贤等主编的《现代分子生物学》(第四版)作为教材,该教材以中心法则为主线,对染色体结构、DNA的复制形式与特点、DNA的转座、遗传密码的破译、蛋白质的合成和运转、基因表达调控的原理、癌症与癌基因活化、免疫缺陷病毒(HIV)的分子机制等现代分子生物学基本问题做了全面系统的分析。内容紧凑、逻辑性强、图文并茂,内容更新及时,具有鲜明的特色,既包含分子生物学基础知识,也保证了与时俱进的知识“深度”[3]。

2 教学内容

作为生物类专业基础课程的分子生物学,隶属于生物工程专业的生物技术基础课,课程内容庞杂。培养方案中前期已经设置了生物学基础课程(如普通生物学、遗传学、细胞生物学、生物化学等)的学习,同期或后期还涉及到基因工程、蛋白质工程等技术基础课程的学习。因此,教学过程中需要对本专业的相关课程的教学大纲进行了解,以便合理取舍教学内容。取舍教学内容的一个基本原则就是重视学科交叉,规避因学科之间的紧密连接而导致授课内容重复或课程间的“推诿”而致的遗漏。例如,真核基因表达调控既是遗传学的内容,也是分子生物学的重要内容。考虑在遗传学教学过程中只是作为一个内容拓展,在分子生物学教学过程中,结合目前新兴的研究基因表达的分子生物学技术,如开放染色质研究方法,把这部分内容作了深入学习,实现理论学习与科研实践相结合。又如,蛋白质的生物合成是生物化学教学的重要内容,在分子生物学课程内容设置中,这部分内容作为中心法则的主线之一,也是授课重点。因此,在教学内容安排上,对学生在生物化学课程中应该掌握的基本概念、生物学过程,以学生为主,通过提示帮助学生加以回顾,重心放在内容的深度扩展上。例如,大家已经掌握了遗传密码的概念与特点,在分子生物学层面,就要深入了解遗传密码破译的相关实验设计、实验原理、实验技术。从而突出了分子生物学的教学重点,又体现出生物化学是分子生物学的基础,明确学科之间的密切关系。

为体现理论教学的目的是要指导实践创造,在课程内容讲授的过程中合理整合教学内容。例如,把“基因治疗”这一节内容调整到与“人类基因组计划”一块讲授,从而使基因组计划的目的意义体现在后基因组时代的热点问题上,与人们生活实际相联系,使“基因组计划”这一理论性的知识点在现实生活中“着陆”,让学生充分认识学习该内容的现实意义,提高学生的兴趣。

3 教学手段

分子生物学课程的内容庞杂、碎片化,科学性强、抽强、难于理解,分子生物学技术随着生物科学的发展,反映了本学科领域的最新科研成果,更新速度比较快。因此,要使学生较快地理解和掌握所学内容,单一传统的教学方式收效很难保证。为了提高教学效果,针对不同性质的教学内容,我们进行了不同教学方法和手段相互结合的尝试。

3.1 多媒体教学 目前,多媒体课件教学基本可以说是大众化的教学手段。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆多媒体可以恰当结合相关的图、文、表等信息,尽可能系统全面展示授课内容,囊括最大的信息量。对一些抽象的原理可以把语言难以描述、难以理解的生命现象可视化、形象化展示出来,便于理解与掌握。当然,多媒体课件有它自身的缺陷,就是演示速度快,课堂上个别学生稍不留意就可能与某个细节“擦肩而过”。所以,板书也很关键。教学准备工作中,要求我们教师结合多媒体对当次教学列出主线、重点、难点,对涉及到的重要概念和原理采用传统板书授课,以便于学生深刻领会教学内容,随堂的跟踪与回顾。

3.2 影像教学 影像教学是完善课程教学的必要手段。在“分子生物学研究法”的两章内容,主要介绍“DNA、RNA及蛋白质操作技术”和“基因功能研究技术”,单纯依靠PPT进行内容的讲解进行学习,枯燥、空洞。所以,学习过程中针对课程相关内容,我们通过各种途径收集整理了实验视频、视频网站上的动画模拟等,把PPT讲授与影像教学相结合。例如,对“cDNA文库构建”这部分内容讲授的时候,如果单纯对实验过程按照教材照本宣科,没有实验操作基础的学生如听天书一般,一头雾水。授课过程中,我们先借助PPT让学生对cDNA文库的概念有了初步了解,之后播放了“现代分子生物学实验技术-cDNA文库构建”视频,进一步了解完整的实验步骤、实验操作。使枯燥的理论知识形象化,提高了大家的学习兴趣。在RNA干扰技术的教学中,我们借助网上收集的RNA干扰过程的模拟动画,让学生直观、形象地了解小干扰RNA通过诱导沉默复合物RISC的形成,然后识别并切割靶mRNA,引发其特异性降解的过程。恰当利用影像教学,使我们的教学效果事半功倍。

3.3 翻转课堂教学 近年来翻转课堂教学模式在高等教育中广泛实施[4]。教师提前一周将相关问题留给学生,让学生自行结合、分组,课下查阅资料,准备PPT或其它形式文档,课堂上进行讲解、答疑,教师与其它学生一起对学习效果进行评估。例如,在“原核生物基因表达调控”章节里,课堂上对大肠杆菌乳糖操纵子和色氨酸操纵子进行了讲解,把其它形式操纵子的学习留给学生,同时推荐给学生相关网络资源。经过一周时间,学生把收集、整理的内容在课堂上分享给大家,动画辅助PPT,把半乳糖操纵子、阿拉伯糖操纵子的结构、调控机制完美展示。教师对学生的讲授做出点评与补充。一个学期下来,全班近一半的学生得到了课堂上的主动权,多数学生反映,这种方式使得自己既掌握了相关知识点,又锻炼了语言表达方面的能力,收益颇丰。

4 实验教学

分子生物学实践性很强,理论教学是基础,实验教学是把理论应用于实践的起步。尤其对生物工程专业学生,要求“以传授知识向培养能力转变,理论实践并重”[2],实验教学显得尤为重要。为了让学生更好地掌握实验操作,实行小组实验,每个小组8-10人,单组单做,充分保证人人动手。另外,增加设计性实验项目。为了做好实验教学改革,课程教学结束前,我们还专门设置了两周的分子生物学综合实验周,把课程中所学到的分子生物学技术进行系统性应用。学生自行设计、独立操作、系统完成。例如,综合实验中我们设置了基因克隆实验,从DNA提取开始,经过反转录、PCR扩增获得目的基因、克隆载体选择、目的基因与载体连接、感受态细胞制备、热击转化、转化细胞培养、阳性克隆选择,学生全部自己操作,整个流程下来,把课程里学到的实验技术得到应用。初步把理论付诸于实验,学生反映整个实验过程下来,觉得自己这块儿的知识“踏实”了。

5 考核方式

教学手段的多元化需要在考核方式上得以体现。考试一定程度上是学习的指挥棒,教学要改革,考试改革模式必须跟得上[5]。生物工程专业的人才培养重知识的同时,兼顾能力培养,我们希望这样的培养目标在考核中有所反映。众所周知,应试教育在教学效果的评价方面相对直接,具有比较高的透明度和公平性,规范起来也比较容易。所以我们不完全脱离传统的考核方式。在终结评价的基础上,把过程评价的考核比例加以提高,过程评价涉及的考核点包括翻转课堂教学的综合表现、章节课后作业的质量、实验操作的掌握程度、实验结果与分析总结。目前,这种考核方式已经得到学生认可,初步实现了对学生的能力的考核。

6 结语

应用型本科院校建设过程中,要紧扣应用型人才培养模式的要求,各学科的教学改革势在必行。对于生物工程专业中连接理论与实践的分子生物学课程,教学改革不是朝夕之事。应该以应用型教学理念为指导,从教学内容优化入手,多种教学方法灵活使用,注重实验教学,搭建理论向实践转化的桥梁,让学生能够学以致用。

基金项目:安阳工学院教育教学改革研究项目:《分子生物学》课程教学改革研究(AGJ2018057)

作者简介:刘玉玲(1972-),女,汉族,河南长垣,安阳工学院生物与食品工程学院,博士,副教授,研究方向:分子细胞遗传。

参考文献:

[1] 王小虎, 王乐乐, 李晓辉. 产学研合作教育: 应用型人才培养的重要途径[J]. 现代教育科学, 2010, (5): 173-175.

[2] 张德华, 江瑜, 陈存武, 潘文龙. 应用型本科院校生物工程专业人才培养框架结构与教改探索[J]. 皖西学院学报, 2011, 27(5): 53-56.

论文作者:刘玉玲 王聪

论文发表刊物:《创新人才教育》2018年第10期

论文发表时间:2018/11/12

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