分子生物學總結范文
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【關鍵詞】醫學分子生物學;教;課程設置
【中圖分類號】G424 【文獻標識碼】B 【文章編號】1006-1959(2009)10-0245-02
分子生物學是研究生物大分子的結構、功能及基因結構、表達與調控的科學,從分子水平探討生命現象的本質。醫學分子生物學是研究人體在正常和疾病狀態下生命活動及其規律,從分子水平開展人類疾病的預防、診斷和治療研究的一門科學。分子生物學已成為生命科學領域的重要基礎學科和前沿學科,廣泛滲透到醫學各學科領域,推動了醫學各學科的發展,使醫學科學從宏觀到微觀,從整體、細胞水平逐步進入了分子水平。醫學各專業的學生,有必要很好地學習有關分子生物學基礎理論,掌握必要的分子生物學實驗技術,了解當今分子生物學的研究進展。加強醫學分子生物學的教學,對培養具有廣博知識的復合型醫學高級人才具有及其重要的意義。近幾年來,我們對醫學分子生物學的教學進行了一些探索,取得較好的效果,積累了一些經驗,特總結如下。
1 優化課程設置
醫學教育的特點決定了醫學分子生物學不同于綜合性大學、農林、師范院校的課程,醫學分子生物學偏重于與臨床的結合,但又不能忽略基礎知識的強化。正確處理分子生物學基礎和臨床應用的教學是解決醫學分子生物學教學的關鍵[1]。為了和生物化學教學內容銜接,本課程不再講授基因信息傳遞,僅講授基因組的結構與功能,補充介紹網絡生物信息資源。著重介紹分子生物學的基本技術和新技術,如PCR和各種衍生的PCR技術、DNA序列測定、分子雜交、基因工程、基因芯片等,并兼顧介紹一些新的技術如RNAi等。聯系臨床介紹癌基因與抑癌基因、基因診斷與基因治療等。教師結合自身的科研經歷展開授課,使課堂教學生動,給學生留下的印象深刻,讓學生學有所獲、學有所樂。
分子生物學是一門技術性很強的學科,如果只學習理論知識而不做實驗,往往如空中樓閣,不知所云[2]?在堅持醫學分子生物學理論教學的同時,通過開設相關實驗將理論教學與實踐操作有機結合,有助于加深對醫學分子生物學理論的理解,增強學生的動手能力,使學生在教學過程中體會到所學知識的應用價值,提高學生的學習興趣。我們在保證總課時36學時不變的情況下,調整了教學時數的分配,壓縮理論課時,增加實驗課時。將理論課由28學時減少到18學時,實驗課由8h增加到18學時。將教師的科研成果應用于實踐教學中,利用獲得的重組DNA克隆作為實驗材料,連續開設了質粒DNA的提取、感受態細胞的制備、質粒DNA的轉化和篩選、核酸的體外擴增、DNA的瓊脂糖凝膠電泳共六個實驗。在實驗中著重介紹每個技術的原理和應用,利用實驗步驟中間隔的等待時間講解一些背景知識和需要補充的理論知識,使實驗課內容充實而飽滿。實驗完成后進行總結,分析成功的經驗和存在的問題,找到實驗失敗的可能原因,有利于學生學習知識和積累經驗,為今后的臨床及科研工作奠定基礎。
2 開展雙語教學
雙語教學是我國高等教育與國際接軌,迎接新世紀挑戰和教育改革發展的必然趨勢,也是當前教學改革的重點和熱點[3]。分子生物學進展極為迅速,其中大多數信息儲存在英文資料和文獻中,如果采用英文資料和課件進行講授,學生可更準確的把握其含義,并且可及時獲得分子生物學的最新進展,有助于高素質復合型高素質人才的培養。我們在參考相關專業教材的基礎上,選定了DNA序列測定、核酸分子雜交、PCR三章內容進行了雙語教學,制作了中文和英文兩個課件,教師采用英文課件授課,學生利用中英文兩個課件進行復習,使學生既掌握了基本技術,又強化了自身的英文水平,教師的整體教學水平也得到了提高。
3 完善考核體系
考試是督促學生學習的一個重要手段,考試目的是檢測教育教學的效果。醫學分子生物學是一門專業限選課,由于課時少,內容多,進展快,學生學習存在一定困難,有些學生并未引起足夠的重視。如果只注重閉卷考試,會導致學生死記教材,不注重查閱文獻和了解新進展,達不到創新性教育的目的。如果完全放棄閉卷考試,有些學生會放松對基本理論的學習,也達不到掌握基本知識和基本技能的效果[4]。為此,我們結合課程的教學特點,制訂了閉卷考試、實踐考核與撰寫綜述相結合的醫學分子生物學考核方案,規定閉卷考試成績總成績的70% ,文獻綜述占10% ,實驗成績占15%,平時成績占5%,將培養學生動手能力和思維能力全面地體現在考核成績中。并且在第一次開課就提出課程的考核方式和考核要求,讓學生在學習上引起足夠的重視。為防止學生直接下載或復印別人的同類文章,教師限定寫作內容,稿件一律用手寫,并附5篇以上文獻(含英文文獻2篇以上),抄襲稿件計零分。這種綜合考核方式使學生既能掌握醫學分子生物學的知識體系,又能準確把握醫學分子生物學的脈絡和發展動態,熟悉互聯網資源的查詢和利用,提高了學生的文獻查閱能力和英語水平,從而改變學生“讀死書、死讀書”的現狀。
經過幾年的教學探索,我們積累了一些教學經驗,初步建立了一套適于醫學生的醫學分子生物學教學體系,收到了較好的教學效果。當然,現有的教學中仍存在一些不足,需要進一步開展教學改革。我們將充分利用多媒體教學資源,擴大雙語教學內容,不斷豐富和更新教學體系,創新教學手段,增加分子生物學軟件使用的培訓,適當介紹國內外最新理論和技術,緊跟分子生物學不斷發展的步伐,以提高學生綜合素質為目的,逐步提高教學質量。
參考文獻
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[3] 許曉源.醫學院校英漢雙語教學的探討[M].遼寧行政學院學報,2009,11(1): 80-81
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關鍵詞:生物工程專業;分子生物學;雙語教學
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)38-0181-02
在生物學領域推廣雙語教學,這是面對日趨激烈的國際競爭和教育全球化趨勢、提高我國高等教育競爭力和全面提升素質教育的必然要求,也是貫徹科教興國戰略和培養具有國際競爭力的創新性生物學人才的客觀需要。為了適應這一新形勢的需要,我們近年來在生物工程專業開展了分子生物學雙語教學的探索,取得了一些成績,并積累了一定的雙語教學經驗。
一、分子生物學適合開展雙語教學
目前,普通院校的多媒體等教學條件有了較大改善,網絡教學資源也變得日漸豐富,這些都為分子生物學的雙語教學提供了有力的硬件支持。同時,隨著生物學的快速發展,越來越多的高層次生物學人才走上了普通院校的講臺,一定程度上為普通院校分子生物學的雙語教學提供了師資保障。
根據教學大綱的要求,我校《分子生物學》課程的雙語教學開設時間為大三第二學期,但統計表明此前僅50%的學生通過國家大學英語四級考試,學生總體英語水平偏低,尚未滿足全英文教學的要求。如果這時對《分子生物學》課程進行全英文教學,會讓相當一部分學生難以接受復雜的分子生物學知識,使得學生不僅英語沒長進,專業知識也是一知半解,最終導致全英文課堂教學流于形式而達不到應有的教學效果。
采用全中文講授分子生物學課程顯然不能滿足當今社會對分子生物學尖端人才的要求。試想,在分子生物學飛速發展的今天,如果學習者只懂母語而不懂英語報道的學科發展、學術成果等,又如何跟蹤學科的最新進展呢?總的來說,教學師資、學生的英語水平以及分子生物學發展的需要,都決定了《分子生物學》課程符合開展雙語教學的學科和課程特征。
二、分子生物學雙語教學的初步實踐
我校生物工程專業是湖南省重點資助專業,筆者自2012年開始對本專業的分子生物學進行了雙語教學嘗試,現將初步教學實踐分述如下:
1.教學大綱的調整和教材的選用。鑒于分子生物學雙語教學與全中文授課的差異,我們首先重新修訂了《分子生物學》雙語教學大綱,并對教學內容和教學進度做了適當調整。在緒論中增加了分子生物學常用專業英語詞匯介紹,以彌補學生專業英語詞匯量的不足。同時,分子生物學雙語教學的關鍵問題之一是要選用一本合適的英文版教材,因為原版英文分子生物學教材常常令學生感到晦澀難懂。因此,筆者編寫了對原版教材加以注釋的講義,以保持英文的“原汁原味”,兼容中英文教材的優點,對分子生物學專業術語和詞匯增加中文注釋,書后輔以中英文詞匯對照表,每章開始部分增加中文概要,以方便學生理解和掌握教學要點。從多年的分子生物學雙語教學實踐來看,使用效果比較理想。
2.循序漸進的教學過程和多樣化的教學方法相結合。在進行分子生物學雙語教學過程中,鑒于剛開始時大部分學生都感覺有一定的難度,我們在最先常采用英文板書與中文講授為主相結合的方法,用英文講授那些較為淺顯易懂的內容,而重點和難點以及那些用英語解釋太復雜而漢語解釋又顯得簡潔明了的內容,則用中文講解。當學生的專業詞匯量逐漸擴大和英語水平慢慢提高,尤其是待學生逐步適應以后,再不斷提高英語講授的比重,最后過渡到以英文教學為主。對于分子生物學的一些實驗技術等案例教學一般也采用中文的方式。通過循序漸進的教學過程和多樣化的教學方法,能有效提高分子生物學雙語教學的實際效果,進而避免雙語教學流于形式。
3.運用多媒體等現代教學手段加大課堂信息量。我校《分子生物學》總共56學時,采用雙語教學后并沒有增加學時,全英文版的書面材料和中英文雙語講授使得教學進度緩慢,不僅讓教師的課堂授課量受到影響,難以按時完成教學任務,也常常讓學生接受的信息量偏少。對此,本人在鉆研教材和相關教學參考資料的基礎上,精心制作好多媒體英文課件,課堂上借助于PPT的使用,不僅讓課堂教學內容變得豐富與生動,也可大大增加課堂教學的信息量;同時,還可以節省大量的板書時間,適當加快課堂教學節奏,保證按時完成教學進度和教學任務。課后將PPT課件及時傳到班級QQ群共享,以方便學生課后學習使用。
4.注重課后雙語練習,改革考核方式。分子生物學雙語教學實踐既是對教師的挑戰,要敢于擔當,同樣對學生亦是一種挑戰,要勇于面對。由于受教學大綱的要求限制了雙語教學的課堂教學時數,這必然要求師生在課內外都要多花時間和精力。一方面教師課后要精心備課答疑,構建習題庫上傳到班級QQ群,供學生課后復習交流使用;另一方面學生課后要及時預習、復習鞏固課堂所學知識。我們經常要求學生課后閱讀或翻譯教師指定的英文參考資料來鞏固復習專業術語以及一些相關的專業知識。每次上課前,教師安排一定時間對上次作業情況進行檢查點評,由復習舊課要點導入新課的教學內容。我們不僅注重課內外的雙語練習,還結合分子生物學雙語教學的特點調整了課程考試形式,如采用中英文結合制定期考試卷(英文占40%以上),其中,填空、名詞解釋及選擇等題型部分用英文制卷,并要求部分題目用英文解答。
三、加強分子生物學雙語教學的有效措施
綜上所述,目前分子生物學雙語教學中普遍存在的問題主要表現在:高素質雙語教學師資隊伍欠缺,教學方法陳舊;學生對雙語教學方式的興趣不濃厚,不及時熟悉英文教材;雙語教學管理欠科學、教學考核手段傳統單一。總之,分子生物學雙語教學的質量有待進一步提高,具體措施如下:
1.加強分子生物學雙語教學師資隊伍建設,不斷提高授課教師英語水平。要想取得分子生物學雙語教學的預期教學效果,首先就要有一支專業能力和英語水平都較強的教師隊伍。為了分子生物學雙語教學教師的英語水平,一方面現有雙語教學主講教師要積極主動參與外語培訓,可以由學校有計劃地安排相關教師到雙語教學經驗豐富的學校參加教學觀摩,或分批選派雙語教學教師到相關外語學院進修,或聘請教學經驗豐富的外語教師進行口語訓練,有條件的學校還可以把教師送到國外培訓,以提高其英語授課水平。另一方面學校要積極創造條件引進雙語教學師資,如采取相對優惠的政策以吸引國外留學人員來校任教,或邀請相關國外專家學者承擔部分雙語教學課程,如我校在2013年邀請湖南省海外名師、美國衛生研究院研究員肖調江教授為生物工程專業2010級本科生講授遺傳學課程,相關雙語教學教師通過全程觀摩教學,較大地提高了雙語教學能力。
2.加強分子生物學雙語教學用教材的管理,保障雙語教學因材施教。針對普通院校目前雙語教學存在的主要問題,分子生物學主講教師應該盡可能選擇通俗易懂與國際同步的最新教材,條件允許的盡可能結合學生實際編寫雙語配套教材,如與原版英文教材配套的講義,輔以相應習題講解,并上傳至班級QQ群以及教師教學空間,以方便學生課后隨時參考和學習。同時,針對地方本科院校學生英語基礎普遍較差的現象,主講教師還可以制作授課視頻和收集相關音像資料等輔助教學材料,并將課題組成員的上課過程進行錄像,方便學生課后自學,進一步提高學生的英語聽說能力。
3.改革傳統教學方法,實現分子生物學雙語教學手段的多樣化。同母語教學一樣,教學方法和手段也是實現分子生物學雙語教學教學目的的重要保障。教學方法的發展變化主要體現在教學方法的綜合化、教學手段的媒體化和主體化。鑒于目前分子生物學雙語教學的課時嚴重不足,一方面,雙語教學的主講老師要努力提高傳統課堂教學的效果,如及時與學生交流、溝通,了解他們的學習興趣、效果以及學習過程中所遇到的主要困難和相關要求,以提高雙語教學效果。另一方面,主講老師還應該充分利用QQ、微信等網絡資源,與學生及時開展網絡答疑等教學互動,這樣既可以及時掌握學生的課堂學習效果,也有利于教師及時把握教學方法,對于教學過程中的共性問題進行分析總結,進一步提高雙語教學效果。
4.加強分子生物學雙語教學的管理與支持,為雙語教學提供制度保障。為有效提高分子生物學雙語教學的教學效果,普通院校盡管師資等多方面條件受到一定限制,也應該創造條件保障雙語教學的順利開展。首先,加強雙語教學管理,制定切實可行的教學制度,及時檢查督促雙語教學主講教師按雙語教學大綱完成相關教學任務,教學過程不“縮水”,不流于形式;其次,適當加大雙語教學課程學時,保障雙語教學主講教師有相對充裕的時間完成教學任務;再次,建立激勵機制,如適當提高雙語教學的工作量、支持和鼓勵制作雙語教學多媒體英文課件、在業績考核等方面給予政策傾斜、加強對雙語教學教師的調查評估與溝通,以充分調動雙語教學教師的積極性。
提高普通院校生物工程專業分子生物學雙語教學任重而道遠,我們將通過不斷學習提高自身的理論認知水平、掌握新的知識和教學方法,為學生提供更好的教材,在學校與系部的大力支持和鼓勵下,在教學實踐中不斷改進課程教學體系,進一步提高分子生物學雙語教學質量。
參考文獻:
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[2]潘家禎.“雙語教學”的內涵及其思考[J].化工高等教育,2003,(3):48.
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關鍵詞:問題導向教學法,分子生物學,教學實踐
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)05-0162-02
一、前言
生物工程專業是培養掌握生物學(微生物學、分子生物學和細胞學等)及其產業化的基礎科學理論、基本技能、工藝生產過程和工程設計等知識,能在生命科學領域從事工程設計、生產管理和新工藝、新技術、新產品研究開發的工程技術人才[1,2]。分子生物學是生物工程專業的核心基礎課程之一,是研究核酸、蛋白質等生物大分子的結構、功能和特點,并從分子水平上闡述蛋白質和核酸的相互作用關系及其基因表達調控機理的學科[3]。分子生物學課程內容微觀、抽象、信息量大。傳統教學方法[4]相對枯燥、封閉,學生分析、解決問題能力、創新能力、學習能力等素質得不到良好培養,所以有必要從分子生物學課程的特點出發,進行教學改革,提高教學質量。
問題導向教學是一種基于“問題”的教學方法,它由美國神經病學教授Barrows在麥克馬斯特大學首創。它的顯著特征是把“問題”引入到教學過程中,通過問題所發揮的作用促進教學活動,達到提高教學質量的目的[5]。教師根據課程內容和教學大綱,歸納提煉知識點、創設問題、構建問題氛圍,學生以解決問題為驅動力,通過解決問題實現分析問題、解決問題、創新能力、學習能力等素質的綜合培養。課堂教學成為教師和學生的互動過程,具有開放性、創意性和趣味性。問題導向教學方法已在多種專業的不同課程教學中進行探索和實踐,取得良好教學效果。
筆者所在南陽理工學院(以下簡稱“我校”)擔任生物工程專業教師,根據課程特點,總結了在實踐問題導向教學過程中需要強調三個關鍵點:
二、創設有效問題
問題(problem)是指在給定狀態與目標狀態之間存在一些疑難和障礙,需要解決疑難和克服障礙的任務情境。根據問題在學生學習過程中所起的作用,一般將問題分為三類[6]:(1)背景性問題。學生學習新知之前,提供相應的預備知識問題。(2)中心認知問題。為實現教學目標,引導學生達到學習目的,理解和掌握所學知識和技能的過程中提供的需要解決的問題。(3)鞏固性問題。將已獲得的知識和技能遷移到新情境中需要練習的問題,引導學生運用已學知識發現、分析和解決未知問題,問題的答案具有一定的開放性。
(一)創設背景性問題
分子生物學教學內容偏重于基因的分子生物學,重點講授內容是基因的結構和功能、復制、轉錄等過程,以及這些過程中相關蛋白質和酶的結構和功能,部分教學內容與生物化學課程內容有重復,如DNA結構、DNA復制、遺傳密碼、原核生物RNA的轉錄和加工等,因此,在分子生物學課堂講授的前期,創設一定量的背景性問題,如“中心法則的內容是什么”、“示意圖方式解釋核酸的化學組成和共價結構”、“操縱子模型是不是由Waston和Crick共同提出”、“DNA半不連續復制和半保留復制的特點”、“基因突變的定義和類型”和“什么是tRNA,rRNA和mRNA”等。設計選擇、判斷和簡答三種題型,通過背景性問題的提出、分析和解釋,提高學生學習的主動性和積極性。
(二)創設中心認知問題
從課程內容中歸納、提煉知識點創設形成中心認知問題,如“如何保證DNA復制精確性”、“原核生物和真核生物蛋白質的翻譯有什么不同”和“聚合酶鏈式反應-變性梯度凝膠電泳(PCP-DGGE)的工作原理和步驟”等。問題設計成選擇、判斷和簡答三種題型,穿插于課堂教學,通過中心認知問題的提出、分析和解釋,引導學生主動探索獲得解決問題的成就感。
(三)創設鞏固性問題
我校生物工程專業注重建設和發展發酵工程、生物制藥、生物能源三個專業方向,其中以研究工業微生物為基礎的發酵工程專業方向是重點。在分子生物學課程教學的后期,創設鞏固性問題如“傳統發酵食品白酒的微生物群落結構分析”、“釀酒酵母發酵五碳糖的分子技術研究”、“生物素亞適量調控谷氨酸分泌的分子機制”和“設計分子生物學技術手段實現高強度、高產發酵”等。通過文獻查閱、分組討論、學生匯報和教師評價四個階段完成鞏固性問題的分析和解答,問題的答案具有開放性和綜合性,學生通過查閱、分析、討論和解決這些問題,不僅理解和掌握課程的理論知識,熟悉課程內容在某一領域的研究前沿,還體驗到運用知識來解決問題,獲得了知識應用的經驗,在遇到新的問題情境時就能較靈活地遷移和應用知識和經驗解決問題。
三、靈活運用CAI課件
分子生物學課程內容繁雜,抽象微觀,且學科發展迅速、前沿性強。在講授課程內容時,采用板書、掛圖等教學手段,學生無法很好地理解和接受。計算機輔助教學(Computer Assisted Instruction,CAI)是指以計算機為主要媒介進行教學,CAI課件用文字、圖像、聲音、動畫、視頻等多媒體數據通過計算機處理和控制來輸出信息,相比較于板書、掛圖等教學手段,具有顯著優勢:(1)生動性強。CAI課件教學將抽象、微觀、復雜的生理生化過程,如蛋白質的生物合成、聚合酶鏈式反應、基因重組等用具體的圖形或Flas表現出來,學生會更加容易理解和掌握知識。(2)移植性好。CAI課件可以拷貝復制給學生,供學生復習使用,讓學生集中注意力聽課、思考和回答問題,便于教師和學生互動。(3)集成性高。CAI課件具有節奏快、畫面多、表現力強等特點,在有限的學時內讓學生獲取更多的知識,顯著增加課堂容量。
目前,CAI課件多使用Powerpoint電子課件,在具有上述優點的同時,存在交互性不強等缺點,導致CAI課件難以與問題導向教學法結合使用。Authorware是Macromedia公司推出一款易學、方便和功能強的多媒體制作軟件,利用流程線和圖標就可以將文字、聲音、圖形和動畫等多媒體數據集成在一起,制作出需要編程語言才能實現的功能和效果[7]。另外,Authorware的強大的交互功能能夠幫助教師制作習題庫中所需的各種題型,并將問題穿插其間,非常適用!筆者在分子生物學理論課程的講授過程中,基于Authorware 7.0軟件制作并實踐了CAI課件和習題庫。尤其是習題庫的建設和使用,充分利用了該軟件的交互功能,同時設置問題的題型多樣化,取得良好的教學效果。學生普遍反映利用Authorware 7.0軟件制作的習題庫,對知識理解的更加深入和透徹,真正實現了寓教于樂。
四、提高教師科研水平
分子生物學發展迅速,教師需要大量閱讀國內外文獻,不斷提高科研水平。首先,可利用分子生物學的新技術、新知識拓展知識層面。其次,將科研中試驗現象、以及成功或失敗的心得體會介紹給學生,調動學生的主動性和積極性。最后深入科研第一線利用實例創設具有真實性和挑戰性的鞏固性問題,評價總結學生問題答案時,言之有物,生動有趣。如在分子生物學理論課程教學的后期,筆者創設鞏固性問題“發酵食品白酒的微生物群落結構分析”,在學生查閱文獻、分組討論和匯報的基礎,首先結合自身研究課題和經歷,包括纖維素降解菌的分離和16S rRNA分子鑒定,PCR-DGGE分析纖維素降解復合菌系、活性污泥的高通量測序研究,白酒微生物(酒曲、酒醅和窖泥)的高通量測序研究,歸納總結環境微生物群落結構分析的研究進展,從常規平板培養、PCR-DGGE等常用技術介紹到最新的高通量測序技術,如Rocher 454、Illumina Miseq等。其次,總結白酒微生物的研究現狀及存在問題,對學生匯報內容進行總結和點評。通過科研實例和經驗講授領域內的技術和前沿,學生遇類似情境,很容易知識遷移和應用。
五、結語
分子生物學是生物工程專業的核心基礎課程!然而,分子生物學課程內容的特點是微觀、抽象、信息量大和更新快,導致傳統教學方法難以在有限的學時內讓學生理解、掌握和應用,難以提升學生綜合素質。而問題導向教學法可以很好地解決分子生物學課程教學中出現的問題,其中創設有效問題、靈活運用CAI課件和提高教師科研水平是成功實踐問題導向教學法的三個關鍵點,實踐結果為推廣和深化問題導向教學法,推進分子生物學理論課程的教學改革,進一步提高教學質量提供參考。
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篇4
關鍵詞:分子生物學實驗;教學改革;教學手段
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)37-0272-03
分子生物學課程是現代生物科學的前沿和交叉學科。分子生物學實驗是分子生物學研究的重要手段和組成部分,是分子生物學教學的有力補充,學好分子生物學實驗課程對于培養學生的動手能力,強化理論教學效果具有重要作用。分子生物學與其他學科的交叉也主要體現為分子生物學實驗技術的應用[1]。分子生物學實驗技術涉及很多現代生物技術中的核心技術,掌握分子生物學實驗技術已成為農學、林學、醫學、生物學等各學科的基本需要[2-5],因此各個高校一般都將分子生物學實驗課程作為生物類專業學生的專業基礎課,緊抓教學質量,以期培養出更適應社會需求的人才。我國也早在2007年1月,由教育部財政部下發了教高[2007]1號《關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》、教高[2007]2號《關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見》等相關文件,明確提出要高度重視實踐環節,提高學生實踐能力,加強實驗、實習等教學環節,著力培養學生創新精神和創新能力[6]。四川大學作為全國最早開設分子生物學實驗課程的學校之一,對該課程一直非常重視,每年投入大量的經費
改善實驗室的教學條件,為了適應新時代的需求,經過多年的教學實踐,分子生物學實驗課程也不斷在教學內容,教學方法、考核方式等方面進行大力的改革。
一、分子生物學實驗教學改革前現狀分析
(一)教學內容系統性、完整性不夠強
分子生物學實驗課程改革前實驗教學內容多為驗證性實驗,如:植物基因組DNA、總RNA及質粒的提取、瓊脂糖凝膠電泳、目的基因的PCR擴增、目的基因的酶切及與載體的連接、感受態細胞的制備、重組子的轉化與鑒定等實驗,實驗內容雖然都是現代生物前沿基礎技術,而且具有一定的連貫性,但每次實驗都是單獨授課,學生只需按照步驟完成實驗即可。這樣授課的弊端就是學生上完課后并不能把理論知識與實驗技術有機結合,缺乏思考,遇到實際科研問題時不能運用所學技能解決,缺乏拓展性、創新性思維的訓練。
(二)教學手段簡單,學生學習積極性差,教學效果不明顯
改革前實驗課程采用的教學形式單一,很難調動學生學習的積極性。一般是教師確定實驗的目的和方案,實驗員準備好實驗所需試劑和儀器,學生只需在規定的時間內進行操作,完成實驗方案,上交實驗報告。這種程序化、被動式的教學導致學生對分子生物學實驗課程教學目的不明、學習興趣不高,產生學習上的倦怠心理。
分子生物實驗課程開設在本科二年級下學期,實驗操作中用到的儀器精密度較高,價格昂貴,實驗試劑加入的量均為微量級別,這與學生在此之前所做的實驗完全不同。雖然在上課時教師反復強調實驗的操作步驟和注意事項等方面,但很多細節學生不能及時掌握,實驗中容易出現試劑種類加錯,試劑加入量不準確或錯誤操作儀器等,導致實驗失敗甚至儀器損壞等問題。此外,實驗課程一般設置是每周一次或隔周一次,學生不能經常練習,鞏固加深實驗技術,有些知識剛學會,還沒完全掌握,到下一次實驗時已記不清如何操作,導致教學效果不明顯。
(三)考核方式相對單一,不能全面反映學生學習的真實情況。
改革前該課程的學生學習成績的評定標準為課堂上實驗操作考核只占總成績的20%,考勤占10%,實驗報告占70%。但教師在對學生成績評定過程的研究中發現由于分子生物學實驗課程是生命科學學院全體學生的專業必修課,開設的班級多,每次課學生人數較多,課堂上老師并不能關注到每個學生,學生成績的評定主要還是根據實驗報告中結果的好壞與報告的質量來定,以至于學生中形成一種思維:只要實驗報告寫的頁數多,圖片精美,討論深刻就能得高分,實驗過程中操作是否規范,是否動作標準并不重要。這使得很多學生對實驗技術的學習流于應付,不能達到學習該課程的目的。
這些問題嚴重影響了分子生物學實驗課程的教學質量,也使得學生忽視實驗技能的提高,思維趨于懶惰,缺乏科研的自主性、創新性。分子生物學實驗課程作為一門實踐性的專業基礎學科,教師不只要注重學生動手能力的鍛煉,也要培養學生勤于思考的習慣和分析處理問題的能力。
二、分子生物學實驗教學改革方式
為了改變以上的缺點,改進教學模式,提升教學質量,提高學生學習的積極性、主動性和創造性,達到分子生物學實驗課程的學習目的,在學校及學院的支持下我院分子生物學實驗課程組對本門課程進行了全面改革,以學生為本,開發多樣化學習方式[7],學生由被動式學習轉為自主探究性學習[8],改進課程考核方式等。經過近兩年的試驗,效果明顯。實驗課程的主要改革內容如下:
(一)學校加強經費投入和師資力量建設,提高教師教學能力
四川大學生命科學學院歷來重視實驗中心的建設,目前分子生物學實驗室設備固定資產達到300多萬元,實驗教師均具有博士學位,教輔人員的學歷也在碩士研究生及以上。學院鼓勵教師積極參加國際、國內各種教學研討會,與全國的同行進行教學交流,學習其他兄弟院校的先進經驗,提高教學能力。此外,該課程每年還給教師配備了研究生助教,多人同時在課堂上進行指導,及時發現并糾正學生實驗操作中的錯誤,幫助其形成良好的實驗習慣,掌握正確的實驗操作方式。
(二)拍攝實驗操作視頻,便于學生課前課后反復學習
為了讓學生更清楚實驗操作的方式及儀器的正確使用方法,教師將分子生物學實驗中涉及的實驗內容和儀器使用按照模塊化的方式分別進行視頻拍攝,并結合多年教學經驗,在視頻中增加了學生實驗中易錯環節的提示,對初學者進行指導。學生在上課前就能清楚知道每個實驗的正確操作方法及注意事項,上課時有意識地加強學習,降低實驗失敗率,提高課程訓練效率。
(三)建立課程網站和虛擬實驗室,加強師生間及學生間的聯系,提高學習的積極性
為了有效整合教學資源,拓展教師的教學方式、教學空間,提升教學質量,提高學生的學習興趣和自主學習能力,培養學生的獨立能力及科研素質,加強師生之間的互動,使課程教學內容與教學活動完整呈現,我們建立了分子生物學實驗的課程網站,將實驗操作視頻、動畫、圖片、PPT等資料放置其上,供學生自由學習。此外,我們還注重師生間課后的聯系與互動,利用網絡平臺收集和批改學生作業,對學生學習中遇到的問題及時在網上作答,方便學生的學習,促進其對相關知識的理解與把握。
隨著社會新形勢的發展對人才要求的提高,傳統的實驗教學受課程開設的時間、地點、人力和財力等問題的限制,不能顯著提高教學質量,設計型和探究型實驗更難以開展。為解除此類限制課程教師還建立了虛擬實驗室,提供可操作的虛擬實驗儀器和試劑,學生既可通過實驗仿真平臺動手操作,又可自己設計實驗,利于培養學生的實驗設計能力,分析解決問題的能力,科學探究精神和創新意識,學生對于科學知識的學習、探究、運用更有自主性[9,10]。
(四)重視實驗內容的系統性,提高大學生的創新能力
教學內容上整合原有的分子生物學課堂小實驗,創建系統分子生物學綜合大實驗[11],給定選擇題目后由學生自行選擇并設計綜合大實驗流程。第一次上課教師只需要講解進入實驗室的要求與注意事項,給定幾個備選大實驗題目,提供模塊化實驗視頻,由學生課后學習視頻,自行選擇題目并設計大實驗流程。第二次課程為實驗設計的展示,學生分別用PPT展示、講解自己的設計,由其他同學對其設計的流程進行提問,討論其設計是否合理,是否能繼續優化,最后確定最終流程。第三次課程開始動手能力的培養,是前期課程知識的應用與實踐。對于實驗中出現的問題,首先要學生自己設法提出解決方案,并于實驗完成后師生共同討論實驗中的得失與感悟。實驗內容的系統化后整個過程學生都參與其中,將學到的理論知識運用到實際的科研問題中,充分強調學生在實驗中的主體地位,不僅使學生養成總結和反思的習慣,也大大提高學生的創新能力。因此,綜合大實驗能夠充分挖掘學生的潛能,對培養學生獨立思考能力,實驗動手能力以及解決實際問題的能力具有重要的意義。
(五)加強課程考核方式改革,提高學習積極性,科學檢驗學習效果
實驗課程中提高學生的主動性和積極性,不僅需要教學內容和手段的提高,還要有科學合理的考核方式的配合[12]。為了充分檢驗學生的學習效果,改變學生“輕操作重報告”的觀念,避免出現“高分低能”的現象,我們將課程考核方式變為:實驗流程設計占總成績的30%,實驗操作占40%,實驗結果占10%,實驗報告占20%。實驗流程的設計充分考核了學生對實驗目的,原理等的認識及對整個課程系統性的把握,能正確地將分子生物學實驗涉及的方法有機結合,真正達到課前自學的目的。這部分內容是作為作業在第二次上課討論各自的實驗設計前上交,教師及時評定成績。討論后學生便清楚自己所獲得的分數,督促其后續工作認真努力,也有利于教師及時了解學生自學情況和對實驗整體的把握情況,可以有針對性地對學生進行輔導。
在實驗操作課程中,由于學生在課余時間自學教學視頻,因此在課堂上教師的主要角色由知識的傳授者轉變為實驗操作過程的監督者,實驗的講授時間縮短,有針對性地增加實驗技能的指導時間。為了公平評價每個學生,在實驗中教師為學生準備了胸牌,上面清楚地記錄了每個學生的姓名及學號,方便教師監督其操作過程是否符合規范,及時糾正錯誤。該過程成績由于在總成績中所占比例較重,激發了學生在課前的學習熱情,提高了學習效果。
在實驗完成后,分子生物學實驗課程還增設了實驗內容相關問題的討論和搶答環節,鼓勵學生積極思考,提升了學習的趣味性,鞏固學習效果。
三、分子生物學實驗教學改革效果
經過兩屆學生的實驗教學,分子生物學實驗教師對兩個年級349名學生進行了調查,學生的實驗技能與實驗素質普遍提高,科研能力明顯增強。學生普遍認為新的課程形式更能調動其實驗積極性,鍛煉其科研思維能力,提高實驗操作的動手能力,并改變其“做的好不如寫的好”的錯誤觀念,全面客觀體現學生的學習效果,學生在課程中收獲較多。
四、結束語
高等教育肩負著培養數以萬計的高素質專門人才和一大批拔尖創新人才的重要使命。提高高等教育質量,既是高等教育自身發展規律的需要,也是辦好讓人民滿意的高等教育、提高學生就業能力和創業能力的需要,更是建設創新型國家,構建社會主義和諧社會的需要。分子生物學發展迅速,為了培養高素質人才,適應社會需求,實驗課程的教學方法應不斷更新。改革是一個需要不斷摸索與改進的過程,希望在此基礎上我們不斷總結工作中的得失,開創新的方法,培養更多具備創新精神、科學思維及實踐動手能力的人才。
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篇5
關鍵詞:分子生物學;實驗教學體系;建設思路
分子生物學學科是20世紀90年代初建立起來的一門學科,它是由遺傳學、細胞生物學和生物化學的深入發展而逐漸形成的一門獨立的學科體系,并迅速滲入到整個生物科學的各個學科當中。現已成為生命科學領域最為基礎、最為重要的主干課程之一。
分子生物學是一門理論與實驗緊密結合的學科。通過分子生物學實驗教學,既可以使學生更好地理解理論內容,又可以培養學生扎實的實驗能力和認真嚴謹、實事求是的精神[1]。為了突出實踐教學在學生素質培養方面的重要地位,青海大學生態環境工程學院在分子生物學實驗教學中建立了課堂教學與實驗教學分離的“3+1”實驗教學體系(即基礎性試驗、綜合性實驗、創新性實驗和科研訓練),單獨開設了分子生物學綜合性大實驗,增加了分子克隆等開放性和綜合性的實驗。這種模式改變了實驗教學依附于理論教學的現狀,有益于培養學生的創新思維和獨立分析問題、解決問題的能力。
一、分子生物學實驗課程建設現狀
青海大學生態環境工程學院《分子生物學》課程自2003年開設以來,學院先后選派教師赴浙江大學、清華大學等院校進行了學習培訓。2004年在清華大學生命科學與技術系的指導和幫助下,建立分子生物學實驗室,專門承擔“分子生物學”的本科和研究生教學和科研工作。2010年青海大學教學計劃修訂時分子生物學課程被定為生物類、農牧類相關專業的學科平臺課。短短的9年期間,該課程已經成為生物科學及相關專業本科生、碩士生的核心課程。通過教學人員的不斷進修學習,研究方向的不斷凝練,儀器設備的不斷更新,已在青海省內形成鮮明特色并確立了相應的地位。
2007年根據分子生物學的飛速發展,借鑒清華大學研究型大學實踐教學體系的建設經驗[2-4],進一步修訂了課程計劃,從2006級生物技術專業開始理論課教學調整為48學時,實驗課單獨開設16學時,同時開設了2周的分子生物學綜合性大實驗,建立了分子生物學“3+1”實驗教學體系,優化了課程的結構,增加了實驗教學的環節,豐富了分子生物學的實驗教學,同時提高了學生的動手能力和對學生綜合實驗能力的培養。
二、“3+1”實驗教學體系的建設思路
實驗教學內容和方法的改革是實驗教學改革的重點和難點,也是適應知識經濟和創新教育的關鍵[5]。借鑒清華大學研究型大學實踐教學體系的建設經驗[2,3],初步設計了基礎性(技能性訓練)、綜合性和研究創新性三個層次以及本科生進入科研實驗室參與的科研訓練的“3+1”實驗教學體系。其中,3是指將實驗課程分為3大類,第1類是基礎性(技能性)實驗課程,訓練學生的基本專業技能;第2類是綜合性實驗課程,提高學生的綜合能力;第3類是研究創新性實驗課程,加強學生的創新能力和探索精神;1是指本科生進入科研實驗室參與的科研訓練。
實驗操作是掌握分子生物學精髓的主要途徑,而且在學習上能起到事半功倍的效果。因此,我們通過一系列的實驗從基因的分離、純化、轉化、鑒定等方面,幫助學生掌握分子生物學基本的實驗方法和技能,使學生進一步鞏固和掌握有關分子生物學的相關理論。同時在條件許可的情況下在分子生物學綜合性大實驗中提供多種實驗材料讓學生自行設計和準備實驗,培養學生獨立科研能力。設計思想和目的在于:(1)驗證課本知識;(2)掌握基本的操作技能;(3)學習先進的系統的實驗操作方法;(4)培養獨立工作的能力;(5)形成研究型思維;(6)學習撰寫研究論文。
三、“3+1”實驗教學體系的建設規劃
根據分子生物學實驗課程的性質、類型和具體要求,對實驗內容進行整合,結合現有分子生物學相關課程,將分子生物學實驗課程和實驗內容整合為基礎性(技能性訓練)、綜合性和研究創新性三個層次以及本科生進入科研實驗室參與的科研訓練。本課程的實踐性教學由“分子生物學實驗”、“生物化學與分子生物學綜合性大實驗”和“基因工程實驗”三門實驗課程組成。其中分子生物學課程實驗重在基礎性教學,生物化學與分子生物學綜合性大實驗重在綜合性訓練,基因工程課程實驗重在研究性層次訓練,而本科生畢業論文重在本科生進入科研實驗室參與的科研訓練。
四、“3+1”實驗教學體系的實驗教學效果
由于“分子生物學”具有理論與實踐結合極為緊密的特點,因此該課程在教學過程中不僅要系統地講授重要的基礎理論,及時反映學科前沿和最新進展,而且要開設涵蓋核酸的分離、提取、純化、檢測等實驗技術的綜合實驗課程。學生通過實際操作,不僅實際動手能力得到明顯提高,而且有助于對課程理論部分的理解。經過幾年的分子生物學“3+1”實驗教學體系的探索與實踐,我們逐步實現了將分子生物學實驗從驗證性實驗向綜合性、創新性和研究型實驗的轉變。
實驗體系建立要注意到各個實驗內容之間銜接與關聯[6],因此在2010版的教學大綱制定和修訂工作中,我們充分加強課程實驗和綜合性大試驗之間的聯系,增強了學生分解實驗、合理安排實驗時間的能力,對一些特別常用和重要的技術也起到重復訓練的作用。
具體講授中,鑒于分子生物學實驗技術內容發展迅速、內容廣泛,我們將分子生物學實驗教學重點放在分子克隆技術內容上,在分子生物學實驗課程教學中充分加強專項實驗技術,以利于分子生物學綜合性大試驗的開展。
通過以上實驗的改革,開闊了同學們的視野,激發了學生學習的積極性和創造性,培養了同學們獨立分析問題和解決問題的能力,增強了學生的科學意識和創新意識,大大提高了實驗教學效果,對學生接受科研訓練、完成畢業論文、進入研究生階段的學習和實驗研究以及畢業后從事相關技術研究工作奠定了基礎。
五、今后進一步建設的發展思路
實踐教學對于提高學生的綜合素質、培養學生的創新精神與實踐能力具有特殊作用[7]。這一指導思想下,我們提出了今后進一步建設的發展思路,進一步深化分子生物學“3+1”實驗教學體系的改革,采用現代教學理論,創新實驗教學方法,為學生提供良好學習環境,注重在學生實驗課程教學內容的調整、基本實驗過程的安排及設計實驗的實施上的銜接,將個別典型的設計作為重點普及,使學生們依托高原資源背景,應用基本理論和實驗技能,提高創新能力,培養團隊協作精神,進一步提高生物學及相關專業本科生的實踐能力。
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篇6
關鍵詞: 分子生物學 雙語教學 實踐與體會
雙語教學是指使用兩種語言作教學用語的一種教學方式,其最終目標是學習者能同時使用兩種語言進行思維,能在這兩種語言之間根據交際對象和工作環境的需要進行自由切換[1],[2]。使用中文和英文兩種語言進行某課程教學的本科雙語教學,是為提高大學教育質量而實施的高等教育改革的重要組成部分。為跟上國際科技發展的步伐,使我國高校盡快走向國際化,教育部2001年頒發的《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見》明確提出本科教育要創造條件使用外語進行公共課和專業課教學。并要求對于高新技術領域的生物技術、信息技術等專業更要盡早進行雙語教學。2005年在《高等理工教育教學改革與實踐項目指南》中規定理工科基地雙語教學課程建設項目包括課程體系與內容、立體化教材等內容。要求在全國高校推廣和開展雙語教學,以培養高素質、復合型人才,實現我國高等教育的可持續發展。對于一些高端技術領域的學科,爭取在短時間內實現外語教學課程比例的大幅度提高。
常熟理工學院是一所以教學為主、培養應用型人才的新建地方本科院校,地處經濟發達的長三角地區。學校在2009年和2015年分別通過了本科合格評估和審核評估。雖然在教學資源配置、教師專業素質、學生的知識結構及知識水平方面無法與國內重點高校相比,但是學校因地制宜,以培養技術應用能力為主線設計學生的知識、能力、素質結構和培養方案,以應用為主旨構建課程和教學內容體系,提高學生實踐能力,探索出適合自身實際情況的培養模式。積極開展教學內涵年建設,做好課程建設和教學改革,取得了較好效果。雙語教學也是學校適應用型地方本科院校開放性、國際化教學而采取的一個重要舉措。分子生物學是分子水平研究生命本質的一門新興邊緣學科,是現代生命科學中最具有活力的前沿學科之一。為引導學生學術視野跟蹤國外學術前沿,提高專業知識和專業外語水平,2014年起在生物工程專業開設了《分子生物學》雙語教學課程,至今已開設兩屆,學生人數接130人,取得了預期的教學效果。筆者總結了進行分子生物學雙語教學實踐和體會,為國內同行開展相關專業課程的雙語教學提供一定參考。
一、生物工程專業《分子生物學》雙語教學的必要性
二十一世紀是生命科學的世紀,以分子生物學為先導的生命科學正經歷新的發展階段。分子生物學是研究核酸、蛋白質等生物大分子的形態、結構特征與功能,并從分子水平上闡明蛋白質與核酸,蛋白質與蛋白質之間相互作用的關系及其基因表達的機理科學,是當前生命科學中發展最快并正在與其他學科廣泛交叉和滲透的前沿研究領域,已成為生命科學相關專業的重要基礎理論課。通過雙語教學傳授專業知識,引導學生掌握專業領域內足夠量的成熟專業知識和專業詞匯,培養學生直接從英語專著或學術期刊上獲得更多或更新知識能力;學習專業英語表達方式,提高學生書面英語寫作能力,使學生獲得最重要的專業知識交流能力。雙語教學作為培養21世紀高層次專業人才的重要教學模式,是教育國際化的重要標志之一。在生物工程專業教育中開展分子生物學雙語教學十分必要,這樣可以有效利用國外先進的教育資源,創造與國際接軌的教學環境,使學生直接接觸本學科先進的專業知識,更快、更準確地接近學科領域的前沿和核心知識體系,掌握本學科的國際研究動向,從而培養專業知識和英語能力兼備的高素質人才。將雙語教學模式應用到分子生物學的教學中,可以使學生更直接了解國際上分子生物學的研究進展、熱點問題和先進的研究方法,更有利于學生以后有機會進行學術研究與國際交流。
二、《分子生物學》雙語教學的實踐
(一)《分子生物學》雙語教學的內容和方式
分子生物學重點內容以中心法則為主線,集中闡述DNA到RNA再到蛋白質合成的遺傳信息傳遞過程,以及在信息傳遞過程中涉及的維持和調控機制。我們確定了分子生物學雙語教學包括以下主要內容:(1)Introduction;(2)DNA Structure;(3)Genome and Genomics;(4)DNA Replication;(5)The Mutability,Repair;(6)DNA transposition;(7)Transcription and RNA processing;(8)Translation;(9)Regulation of Gene Expression;(10)Molecular Technology。課程內容反映了生物學科領域的最新科技成果,還增補必要的生命科學的新技術、新進展,充分反映生命科學最新知識,實現了授課內容的系統性和前瞻性。
雙語教學中應用較廣的授課模式三種[3],[4]:(1)沉浸型雙語教學模式,即完全使用非母語的第二語言進行教學。(2)保持型雙語教學模式,即學生剛入學時使用母語教學,然后逐漸使用第二語言進行部分學科的教學。(3)過渡型雙語教學模式,即學生入學以后部分或全部地使用母語教學,然后逐步轉變為只使用第二語言進行教學。從專業英語詞匯入手讓學生多接觸專業英語,不僅有利于促進學生對專業知識和英語的學習,而且有利于促進教師提高專業英語的水平[5]。應用型地方本科院校,學生英語水平參差不齊,語法知識不扎實,聽說水平更差,在分子生物學雙語教學實踐中,初期遵循“由少到多、由淺到深、循序漸進”的原則,采用保持型的教學模式,根據學生的英文基礎,控制好中英文的比例,以漢語教學為主(60%)、英語輔助講授(40%),然后逐步滲透;課件采取中英文相結合的方式,板書也用中英文對照,適當使用英語課堂用語和分子生物學專業詞匯,在授課過程中讓學生逐漸適應、接納雙語教學。雙語教學中、后期,學生對于英文逐漸適應,逐漸增加課件中英文的比例,講解時逐漸增加專業術語的英語表述,教學模式設計為“英語、漢語并重”過渡型教學模式。教學實踐中要經常和學生交流,跟蹤教學效果,適時調整教學環節使用外語的比例,達到事半功倍的效果。
(二)分子生物學雙語教學選用的教材
教材是教學活動的基礎,選擇合適的教材是體現雙語教學特點的關鍵之一。對于基礎條件相對較好的重點高校,雙語教學最佳是使用英文原版教材。原版教材不僅能夠反映學科的最新發展動態和研究成果,而且側重于基礎知識、基本原理的背景講解。但是對于應用型地方本科院校,完全使用英文原版教材學習專業知識有一定的困難,原版教材在內容編排、教學重點等方面與應用型高校需求不盡匹配,難以找到與教學大綱要求一致的原版教材。我們在分子生物學雙語教學過程中,采用中文教材為主,輔以英文原版教材作為重要參考,這樣既有助于學生熟練掌握分子生物學的基礎知識體系,又可以提高學生專業英語能力。我們采用由趙亞華編著的《分子生物學教程》作為主要教材,同時選用了國外優秀教材Turner等編著的《Instant Notes in Molecular Biology》(3rd edition)作為參考教材,該參考教材重點明確、主線清晰、脈絡分明,語句自然易懂,簡明扼要、便于記憶。
(三)讓學生主動參與教學過程
傳統的以教師講授為主體的教學模式,學生只是被動參與,很難調動其學習的主動性與積極性,很難培養起學生主動學習與獨立思考的能力。讓學生作為主體參與到教學中來,可充分發掘學生自身潛力和能力。分子生物學內容新穎而龐雜,每一個理論的背后都有一系列科學實驗做支撐,將學科概念、理論等產生的起因和研究過程展示給學生,引導學生的發散思維。教師在教學中要善于為學生創設學習情境,提供學生拓展思維的空間,從而充分發揮學生主動性,完成知識體系的建構。因此,在該課程的雙語教學實踐過程中,實施了多元化的探究型互動式教學模式,激發學生自主學習和探究的動機,增強學生參與知識建構的積極性和自覺性。通過將“提出問題、分析問題、解決問題”貫穿于教學全過程,從研究問題的角度引導學生進入學習角色,使學生通過自覺思考獲得知識。把講授課和討論課有機結合起來,適當給學生布置討論專題,讓學生查閱與專題有關的資料,可以讓學生分組進行專題準備,在有限的課時內適當給學生專題討論發言的機會,提高學生學習積極性。通過師生、生生之間多種形式互相交流,不斷提高雙語教學質量。為了降低學生在英語理解上的難度,采用直觀、形象的提示,幫助學生理解教學內容,用提問式、啟發式、討論式等教學方法,引導學生積極參與教學過程。
(四)充分運用多媒體教學手段和課程網站
現有的英語水平使學生接受雙語教學遇到一定的困難,所以實施雙語教學應將傳統的教學方法與現代教育技術相結合。《分子生物學》課程雙語教學使用多媒體教學,充分利用多媒體課件,借助于動畫、圖片等,以生動、活潑、直觀的形式進行教學,使所講的內容形象化、具體化,以激發學生學習興趣,便于學生對課堂講授內容的理解和記憶。多媒體技術用于雙語教學,便于生動、形象地表述深奧、抽象的理論知識,調動學生學習的積極性與主動性,有效增強分子生物學雙語教學的效果。在課件中大量使用英文詞匯,提高學生專業外語水平。結合課程進度,介紹國際當前分子生物學的最新研究進展,使學生能走在學科發展的前沿。利用畢博平臺,建立了《分子生物學》課程網站,將教學大綱、教案、教學課件、電子教材,以及參考文獻和網絡資源鏈接等展示在網站上,以進一步拓展學生知識的廣度及深度。在網站上有師生互動區,師生可以通過平臺交流互動,還布置思考題和練習題,學生通過認真完成習題,掌握課程的基本內容、重點和難點。
(五)課程考核方法多元化
課程考核的目的是引導學生重視知識積累、夯實專業基礎,形成自主學習的意識,增強自身參與知識建構的積極性和自覺性。課程考核是人才培養過程中的重要環節,也是檢驗教師教學效果和學生對知識掌握程度的一種方法。結合以學生為主體的教學模式,對學生的學習成績進行綜合評定是很有必要的。在分子生物學雙語教學過程中,要求學生既掌握專業知識,又弄懂專業外語,同時掌握實驗的基本技能。所以,課程的考核應該是多元化的,應該加大平時分的比例,平時成績占總成績的40%~50%,期末占50%~60%。平時成績包括課堂發言、課堂小測驗、翻譯、課件制作、實驗報告、實驗考試等;期末進行筆試,其中英文考核題目占50%,使學生可以根據自己的學習程度選擇不同的語言進行答題,用英文答題者適當加分,考查和督促學生學習知識、掌握知識、運用知識的能力。
三、開展分子生物學雙語教學的體會
開展兩年多的《分子生物學》課程的雙語教學,體會到雙語教學的關鍵是在提高學生的英語水平和應用能力的同時,不降低專業課的教學質量。而應用型地方本科高校相比重點高校的學生的英語水平總體要低,如果不考慮學生的認知程度和接受能力而盲目追求英語在教學中的比例,教學質量肯定受較大影響。保持型雙語教學是平衡使用兩種教學語言進行教學活動,充分重視學生外語基礎較弱的特點,根據學生認知程度平衡掌握兩種語言的使用,地方本科院校分子生物學雙語教學有重要的實踐價值。對應用型本科院校而言,開始時使用中文教材和外文原版教材,最終還是要根據實際是自編雙語教材,可以根據應用型本科人才得培養需求、教學大綱選取原版外文教材中的章節重新編輯,并對部分專業詞匯進行注釋,還有對難度的內容用中文解釋。而自編雙語教材的好處在于學生可直接對照教材自學專業外語。“英中互相參考對照型教材”比較能夠符合針對具有中等或中等偏下英語水平的學生進行雙語教學[6]。我們根據課程教學的實際情況,選取英文原版書中Molecular Biology of The Gene(7th edition)中的一些章節內容,進行專業詞匯和知識點的中文注釋,作為以后的教學教材。分子生物學課程雙語教學過程中重、難點基本上要用中、英文重復講解,在不減少教學互動環節的前提下,教學信息量會大大降低,這使得學生的學習進程較緩慢。在雙語教學過程中還需要花費額外的時間學習專業詞匯和理解課文段落,對于《分子生物學》這種信息量和知識量都極大的課程,這就意味著為了傳授相同量的信息與知識,雙語教學需要更多的課時量,應增加雙語教學課程的學時數。學校在教學內涵建設中非常重視雙語教學的課程,在教學改革項目立項中,對雙語教學改革作為優先支持項目,鼓勵教師嘗試進行教學方法的改革。考慮到雙語教學相對于中文講授難度較大,備課付出更多的時間和精力,在課時津貼上給予政策性傾斜,計算工作量時雙語課程比普通課程給予1.4的課程系數,以鼓勵雙語課教學的開設,充分調動了老師開展雙語課程建設的積極性。
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篇7
關鍵詞:分子生物學實驗;工科院校;教學
中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)07-0189-02
分子生物學是研究核酸、蛋白質等所有大分子的形態、結構特征及其重要性、規律性和相互關系的科學。隨著分子生物學新理論和技術的大量出現,其應用已滲透到生命科學的各個領域,不再是神秘、難以操作的實驗技術,而成為生命科學相關教學和科研過程中的一項基礎技術。例如,許多本科課程教學中以及畢業論文實驗過程中都涉及分子生物學技術,同時,工業上進行菌株選育工作,也多采用了分子生物學技術,并已形成了一種發展趨勢。因此,開設本科分子生物學實驗課程,讓學生掌握基礎分子生物學操作,培養學生分析問題和解決實際問題的能力,可促使學生在畢業論文環節快速開展實驗并獲得結果,對于完成本科階段學習具有重要作用,也為學生在畢業后快速投入和開展有關的科研和實際生產工作打下堅實的基礎。
工科院校的培養目標就是為社會和工程應用培養工程師,培養具有堅實的基礎知識和較強應用能力的人才。針對這一培養目標并結合發酵工程學科專業特色,在實際教學中不但要讓學生充分理解實驗的原理,對其實驗操作的技術能力也提出較高的要求,同時還需要培養學生分析和解決實際應用問題的能力,以應用于未來科研和生產工作中。本文結合實際教學經歷,淺談對工科學校分子生物學實驗課教學改革的探索。
一、改進教學組織方式,提高教學效率
(一)培養學生自學能力,提高課堂效率
在以往的實驗課上,學生等、靠、要的思想嚴重泛濫,一切都等著老師傳授,一旦離開老師就不知所措,不能形成良好的自學能力。針對這一問題,并根據分子生物學實驗的特點,我們將實驗集中安排在一段時間內完成。制定了詳細的時間表,并注明每天實驗的操作內容,讓學生充分了解每節課要進行的內容,形成連貫的思路。同時,將詳細的講義提前發給學生,督促學生進行充分的預習,查閱有關文獻資料,了解最新研究進展。在課堂上通過提問和分析式的講解讓學生理解每步操作的原理和目的。這樣可激發學生的研究興趣,不僅知道應該怎樣去操作實驗,還可以達到知其所以然的目的。對于不理解的知識,也可以在課堂上詢問老師,問題的解決可以激發學生的興趣,變被動學習為主動學習,形成良性循環,這不僅可提高課堂效率,還有助于培養學生形成良好的學習習慣。在課程完成后,有興趣的同學還可在課余時間加入研究室的課題研究中,鞏固實驗操作能力,讓抽象的理論變為可見的事物,培養學生的科研精神,豐富學生的課余生活,尤其是對于參加各種本科生科技競賽活動的同學有極大的幫助,同時也可輔助研究生的研究,減輕研究生的工作負擔。
(二)對必要操作進行演示
由于多數同學完全沒有接觸過分子生物學實驗,實驗的操作步驟又較為煩瑣,難免操作失誤,使后續實驗受阻。而上課的時間有限,幾乎沒有重復操作的可能性。因此,需要對必要的操作步驟進行演示,讓學生由抽象的想象轉變為具體認識,減少了學生實驗操作出錯的概率。
(三)盡量增加每位同學的操作機會
由于分子生物學實驗試劑通常較昂貴,以往實驗常以小組為單位進行,不能充分鍛煉學生的動手能力,也為那些有偷懶思想的同學提供了置身于實驗之外的機會。我們在實驗條件容許的情況下,盡量增加每個同學的動手機會,將以小組為單位進行的實驗改為每人一次的實驗。例如,讓每個同學都進行PCR操作,并親自將自己擴增的PCR產物加入瓊脂糖凝膠中,使他們能夠充分體會到分子生物學實驗操作是微量的,需要準、穩。然后,從瓊脂糖凝膠電泳中確定擴增出目的DN段的PCR樣品,用以進行下一步實驗。這樣,不但可以提高同學參與實驗的熱情和興趣,而且可以避免以小組為單位實驗時操作失敗導致后續實驗受影響的現象。
二、改進課堂講授方式,培養工科學生分析和解決問題能力
(一)培養學生分析和解決實際問題的能力
分子生物學是一項精巧的技術,其發展速度快,大量新技術不斷涌現,而課堂上時間有限,僅能實踐學習一些基礎的分子生物學實驗技術。在這有限的過程中,讓學生形成分析問題和解決問題的能力,以應用于未來的科研或者生產過程中,這對于學生的發展更有長足發展意義。分子生物學實驗操作需要“心靈手巧”。“心靈手巧”則可一次操作成功,否則多次重復操作仍不能獲得理想結果。所謂“心靈”是指學生需要充分理解實驗原理,掌握操作注意事項。例如,讓學生懂得分子生物學操作要注意避免環境以及人所攜帶的酶類對操作對象(如DNA、RNA)的降解作用;同時,實驗過程中用到的試劑極為微量,多一點、少一點可能就導致成倍數的誤差。這不僅可避免他們課堂上實驗的失敗,在未來進行其他實驗時還可以事先設想出操作的注意事項,形成分析問題的習慣和能力。即使在不能獲得理想實驗結果時,引導其分析實驗操作過程失誤的原因,提出改進的辦法,可培養他們獨立思考和解決問題的能力。這正可達到“授人以魚,不如授人以漁”的效果。所謂“手巧”則要求學生有較高的動手能力。我們將操作要領總結成口訣的形式,并對口訣進行詳細的解釋。例如,在進行感受態細胞制備的實驗中,用“冷”、“輕”兩個字概括其操作的要領,也就是所有操作盡量在冰上進行,并輕柔操作防止這種處于脆弱狀態的細胞破碎,以充分保證細胞的活性。這樣既容易讓學生理解,又方便他們記憶。此外,第一次操作過程難免出現各種問題,鼓勵學生多加練習,熟能生巧,在實踐中掌握真知。這對于培養同學的耐心和毅力,在未來勝任更為復雜的工作同樣重要。
(二)培養學生具有“量”的工程概念
工科學校有為企業提供工程人才的義務。工業上追求高產量、高轉化率、高生產速率,利用分子生物學改造生物體,也是為了追求這三高。因此,我們在教學過程中應為學生灌輸“量”的概念。例如,讓學生懂得所獲得的重組酶,酶活越高越有應用價值,而所應用的底物價格越低越有利于工業應用。此外,讓同學懂得生命體是復雜的,在不同環境下表現出的性能也不一樣,經過實驗摸索可獲得一個最優的實驗條件,從而將產量提高。進一步通過提問和布置課后思考題的方式,引導學生利用已學知識并通過查閱文獻,設計、改進實驗方案,展望未來可進行研究的方向,這也有助于學生在未來快速適應企業科研、生產等工作。
三、改進考核機制,綜合評價學習效果
以往教學多以實驗報告形式進行實驗課的考核,但往往發現多份同一版本的實驗報告。這些抄襲別人實驗報告的同學顯然不能完全掌握實驗內容。另一方面,有的同學實驗報告寫的非常仔細、全面,但實驗操作過程并不理想。因此,僅憑實驗報告的質量不能夠綜合評價同學對實驗的掌握程度。
針對上述問題,我們對實驗考核機制進行了改進,增加以下考核方式:首先,在課堂上進行提問,考察學生的預習情況和對以往知識的掌握情況,并進行評分。其次,實驗過程中為每個學生對操作注意事項的理解程度、操作的熟練程度以及獲得結果的好壞程度進行評分,避免了不動手、靠同組同學做實驗的現象,提高了學生實驗的積極性。再次,對實驗報告中實驗數據處理、分析清晰以及對思考題討論詳盡、有創新思路的同學給予加分。促使學生通過查閱資料解決問題,增強其學習主動性和分析問題的能力,也可減少實驗報告抄襲的現象。
總之,通過分子生物學實驗的教學過程,引導、鼓勵學生通過網絡資源、圖書館資源進行擴展學習,促進學生開闊思路,形成創新性思維,形成連貫、有序的研究思路。同時,引導學生形成產量意識和工業化的思維方式,對其今后在科研和工程領域的發展都有幫助。
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[關鍵詞] 生物化學與分子生物學;教學方法;教學手段
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721(2015)01(b)-0147-02
Teaching exploration in medical biochemistry and molecular biology
ZHANG Jian-yu WU Rui-bing DENG Xiu-ling YUAN Hong YE Ji-cheng WANG Hai-sheng
Department of Biochemistry and Molecular Biology,Basic Medical College of Inner Mongolia Medical University,Hohhot 010110,China
[Abstract] Biochemistry and molecular biology is not only a leading edge discipline of medicine and life science but also an important basic course of medicine.And it has vast connection and cross with other subjects. In this study,how to solve the dilemma in teaching is discussed from aspects of the content of teaching materials,teaching skill and method,practical teaching and other aspects to realize the goal of improving the teaching quality of biochemistry and molecular biology.
[Key words] Biochemistry and molecular biology;Teaching method;Teaching skill
生物化學與分子生物學是當代醫學和生命科學的前沿學科,主要研究的是生物體內生物大分子的結構、功能和化學反應,分子生物學則以核酸和蛋白質為中心。分子生物學的研究極大地擴展了生物化學的內涵。近幾十年來,分子生物學領域不斷發現的新理論、新技術,已滲透至基礎醫學和臨床醫學的各個領域,在迅猛發展的同時也給生化教學帶來了很多難題。理論內容抽象、結構式多、反應式多、代謝通路長等,導致學生理解和記憶難度較大。在具體教學中,學生難學,教師難教[1],這就要求在生物化學與分子生物學的教學中,不斷改革教學方法,以滿足生物化學的教學。這種改革不僅體現在課程體系和教學內容的改革上,還可以體現在教學方法和教學手段的改革上[2]。為了學生能在有限的時間內更好地掌握生化理論知識,我們在實際的教學工作中總結了幾點體會,具體介紹如下。
1 教材內容、教學手段的調整和優化
隨著生物化學與分子生物學研究手段的不斷進步,分子生物學知識不斷更新,相應的教學內容也應不斷調整和優化,以體現學科發展。最新的八版教材內容更多篇幅更大[3],有限的學時內確實很難顧及全部,因此,我們將“聚糖的結構與功能”“組學與醫學”列為自學內容;把“維生素與無機鹽”糅合在“酶”那一章里講解;把“DNA損傷與修復”整合在“DNA的生物合成”那一章里講解;“真核基因與基因組”和“常用分子生物學技術的原理及其應用”等只講基本概念與基本原理。這樣安排教材,既突出了重點,又體現了新進展,并容易為學生接受。這樣就能保證在全面掌握教材內容的基礎上,抓住重點,在教學過程中緊扣大綱,將教學任務中的重點、難點轉化為授課時的中心思想。同時還能根據不同的學時和授課對象,選擇恰當的章節與合理的順序進行安排。在教學中還通過總結,進行縱向聯系與橫向比較。幫助學生分清概念,記住要點,刺激學生的求知欲,使內容具體化,易于理解記憶,如講授完生物遺傳中心法則的理論內容后,通過列表來比較復制、逆轉錄、轉錄和翻譯的一些異同點,這樣便于學生探尋規律并掌握重點。
2 開放實驗室,加強實踐教學
除了理論教學,實驗教學也很重要。傳統的醫學實驗課內容多以簡單的重復性實驗為主,在重視基本技能操作培養的同時,忽視了對學生綜合能力的培養。為了適應現代醫學發展對醫學人才的要求,我們對醫學專業的生物醫學實驗課教學進行一些探索。以病例分析為基礎進行的綜合性實驗教學是以一些疾病的病例為中心優化組合教學內容[4],將相關的幾個生化內容有機整合成一個連續性的實驗。以學生為中心,輔以課堂討論,使學生有條理和系統地掌握知識,培養學生的綜合能力。讓學生參與實驗準備工作,這樣可以讓學生了解整個實驗過程。開放實驗室,讓學生熟悉掌握一些常用儀器的工作原理和使用方法,加強理論與實踐的聯系,提高實驗操作的動手能力[5]。以問題為基礎、學生為中心、教師為引導的小組討論和學生自學的教學方式[6-7],已在眾多醫學院校的醫學專業教學中應用。這種教學方法應用于醫學專業生物醫學實驗教學中,可以為培養新時代合格的醫學人員打下良好的基礎[8-9]。
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【關鍵詞】 醫學檢驗;分子生物學;實驗室技術與方法;教學方法
隨著基因克隆技術趨向成熟和基因測序工作逐步完善,后基因時代逐步到來。在結構基因組學,功能基因組學和環境基因組學蓬勃發展形勢下,分子診斷學技術將會取得突破性進展[1],也給檢驗醫學帶來了嶄新的領域,為學科發展提供了新的機遇。這種以核酸生化為基礎的新技術自發現以來,已逐漸成為醫學領域不可缺的最有價值的診療手段之一[2],作為醫學檢驗的最新方法,已廣泛應用于檢驗學科的各領域之中;如PCR技術廣泛用于病原微生物感染的檢測和某些遺傳性疾病的診斷。開設《分子生物學檢驗技術》課程對檢驗醫學專業學生實驗技能有促進作用[3],因此與時俱進地在檢驗醫學專業開設該課程顯得緊迫和必要。
分子生物學技術種類繁多,發展迅速,對于醫學本科生階段來說不可能全部實際操作,事實上也沒有必要,關鍵是要找到一種有效的教學方法。對于醫學檢驗專業本科生我們要以傳授分子生物學中和臨床檢驗診斷關系密切的技術為主,改善檢驗醫學專業知識結構,適應新世紀臨床檢驗診斷的需要,同時啟發學生對生命科學及疾病診斷研究的熱愛[4]。分子生物學實驗課與其他實驗課有相同之處,又有其明顯的特點:實驗過程中的現象與結果往往是看不見,摸不著,如何激發學生的學習興趣,讓學生既體會到生命微觀世界之奇妙,又認識到分子生物學實驗在醫學檢驗的重要性和實用性,使學生獲得知識的同時,得到實驗技能的全面訓練,是我們在分子生物學實驗課教學實踐中不斷努力探索的動力和方向。
1 完善實驗課整體設計
根據醫學檢驗本科生教學以及分子生物學技術的特點,結合本校的實際情況編寫合適的實驗指導書;在教學過程中,優化實驗的整體設計,以完整、系統、實用為原則,經典與先進技術相結合,將分子生物學實驗課程從整體上設計為一個完整的大實驗,實驗之間既獨立,又相互連貫,前一個實驗的結果是下一個實驗的材料;同時開設與臨床應用較密切的實驗項目。如我們在設計遺傳多肽性診斷實驗時就包括DNA的提取、PCR擴增、限制性酶切、凝膠電泳、結果統計分析等方塊。不僅如此,在整個的教學過程中還強調一種總體的設計理念,系統的思維方式,要求學生不僅學會如何去做實驗,更要學會如何去設計實驗、如何籌備實驗,因為他們是未來的醫學檢驗診斷研究人員而非簡單的操作人員。對任何一個實驗,都要求學生認真分析、領會,掌握其原理,尤其是實驗的整體設計思想,逐漸形成一種科學的思維方式,從中吸取其精華,學為己用。而且,通過課外作業的方式讓學生們接觸更多的、課堂上又無法實際操作的實驗技術,這樣既拓展了學生的知識面,又增強了他們的自學能力,為真正走進實驗室做好技術上和心理上的準備。
2 實驗項目及內容的選擇
鑒于以上的設計理念,在實驗項目及內容上進行了精心選擇和合理安排,既注重系統性,又強調實用性,將教學實驗、臨床檢驗與科研實踐相結合。實驗內容更加貼近現代生物技術的發展,使學生了解更多的生物技術在醫學研究及檢驗中的應用;內容的選擇實際上是以一個臨床檢驗診斷或科研項目的分子生物學實驗部分為基礎。如:PCR-RFLP 檢測基因長度多態性分析實驗,就含有基因組DNA的提取、核酸瓊脂糖凝膠電泳、聚合酶鏈式反應、限制性酶切分析等幾個實驗內容。基因的克隆表達實驗就包括:質粒DNA的提取、限制性酶切、目的片斷連接、大腸桿菌感受態細胞的制備、重組質粒轉化大腸桿菌感受態細胞以及表達產物的鑒定等內容。而最后的實驗設計更是要求學生對整套實驗技術及原理的全局把握,讓學生自己思考,如何將學到的知識和技能融會貫通,去解決實際問題。教學方式中充分發揮學生的主觀能動性,發揮他們的想象力和創新精神。適當劃分小實驗課的實驗分組人數,使學生有更多的動手和動腦的機會,注意實驗教學過程的各個環節,嚴格把關,使教學目標得以順利完成。
3 規范實驗教學過程
實驗教學包括備課、預實驗、實驗講課、指導、總結、批改實驗報告等環節,把培養目標嚴格貫穿于整個教學活動中。在規范教學過程中,我們注重積累教學管理經驗,逐步將教學管理制度化、規范化,以提高教學效果。采取的措施是:①新開課之前首先試講,聽課對象是教研組的全體教師和技術人員,對內容安排、授課重點等進行把關。同時,必須做預實驗,熟悉掌握整個實驗流程。第一次帶實驗的年輕教師必須先聽課,并與高年資教師一起帶教,以后再單獨帶教。②堅持集體備課。在開課之前,組織全體教師和技術人員集體備課,理順前后課之間的關系,分清各課內容的主次。實驗技術人員介紹實驗總體安排,強調操作注意事項,教師相互協調實驗的具體步驟,保證在共用儀器時步調一致。③聽取學生反饋意見。組織部分學生座談,面對面聽取學生對教學工作的意見、建議和要求。④改善實驗條件。聯合臨床檢驗科配備了熒光定量PCR儀、冷凍離心機、低溫冰箱、各種電泳儀、恒溫振蕩培養箱、紫外暗箱凝膠分析儀等分子生物學實驗教學必備的儀器和設備,從而保證了分子生物學實驗教學得以完成。
4 實驗教學效果及體會
學生在開始接觸分子生物學的時候總覺得很深奧,在理論講解時總感覺很難理解;特別對于以前沒接觸過分子生物學的醫學檢驗專業學生來說更是如此。但經過整個實驗教學完成后,很多同學都覺得分子生物學實驗技術以及許多看似復雜的原理突然顯得前所未有的清晰、有條理。這其中包括對分子生物學實驗整體流程的全局把握,也包括對有關實驗原理、分子生物學理論及臨床診斷應用有了直觀、全面、現實但又體系的認識。學生感到分子生物學實驗課不僅涵蓋了分子生物學實驗技術的重要內容,而且前后貫通,學到的不僅是幾個實驗的具體操作,而是掌握了一種研究思路和方法以及分子生物學研究當中常用的一整套技術,這是一般零散實驗難以達到的一種效果。
從這幾年的分子生物學檢驗技術實驗教學中體會到,首先教師要做到經驗豐富,實驗準備工作充分,教給學生規范的操作方法,培養學生的實際操作技能。同時,要積極啟發學生的思路,仔細分析實驗步驟以及每步的條件是如何設計出來的,探討其優缺點,如何改進,還有無其他方法,讓學生了解與實驗相關的一系列同類技術,使學生的思路不僅僅局限于一種方法,而是擴展到解決這個問題的多種途徑。盡管他們可能沒有機會將這些方法一一實踐,但開闊了思路,有利于學生在以后的工作中更加靈活自如地選擇應用,做出正確的判斷,而且當面對新的相關實驗技術時也不會束手無策。
5 結束語
分子生物學檢驗技術在教學過程中還有許多問題需要探討解決,比如在教學中如何處理新觀點、介紹新技術、實驗教學的考核、實驗成本昂貴與實驗經費緊張的矛盾,以及師資隊伍的培養與知識結構的更新等,都有待在今后的教學實踐中進一步完善。每一位從事實驗教學工作的教師都應該不斷探索和完善, 使分子生物學實驗教學在醫學檢驗專業人才的培養上發揮更大的作用。
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摘要:分子生物學教學組織形式與學生的學習過程息息相關,對激發學生的學習興趣與提高教學效果十分重要,是生物學相關課程課堂教學不可忽視的一個重要環節。為使學生更好的學習和掌握分子生物學理論知識與技術,本文特對分子生物學教學當前存在的一些問題及教學組織形式的改革途徑進行一些探討,建立更好、更完善的教學模式。
關鍵詞:分子生物學;小班教學;高等教育
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)24-0233-02
現代的教育模式越來越注重教學的組織模式,教學的內容被以引導的方式貫穿于整個教學過程當中。傳統的教學模式是授課聽講模式,通常是一個老師在三尺講臺上侃侃而談,學生在座位上似聽非聽,待下課鈴響起,該教學環節即完結。然而關于教學效果如何,卻很少被關注。傳統的教學模式把教師放在一個不可推卸也不可避免的主角地位,一節課講授內容的多少、效果的好壞與教師的講授過程和講授方法有很大關系。通常使用傳統教學模式的學校會把評估課堂教學的重點放在教師的身上,比如,教案準備是否完備,電子課件是否美觀大方,講授的知識是否有條不紊,這種教學模式下,教師本人自然而然承擔了大量的教學和組織工作。然而,卻完全忽略了學生的學習效果。學生是否掌握了該掌握的知識呢?學生是否感興趣呢?學習效果如何呢?教師講是講了,至于學生學到了多少,掌握了多少,只有到整個課程結束,一張卷子評估了事。教師把講課當成任務,學生把學習當成負擔,這就是傳統教學模式最大的一個缺點。理解了這一點,我們也就不難在教學過程中又針對性的進行改進,那么,教學的組織模式就是重中之重。
分子生物學是高等院校生物、農業相關專業本科生、研究生所必須開設的基礎課程,開課的學生通常是大學本科二、三年級學生及一年級碩士研究生,那么針對不同授課對象,在教學模式與內容上會有一些改變,但效果卻不盡人意。比如,針對本科二或者三年級學生講授的內容比較偏重理論,因為大多數學生對分子生物學非常陌生,他們需要接受一些基本的、理論性的專業知識,這個時候就只能填鴨式的進行灌輸,效果卻甚微。對碩士研究生的教學,則在保持一些重要理論的基礎上添加相當大部分的生物技術知識,因為考慮到研究生都是要獨立進行實驗研究的,所以會把重心放在分子生物學技術的培養上,然而,效果也不盡如人意。
通過反復思考過這門課程教學過程中存在的問題,可以總結為以下幾點。
首先,教學模式傳統陳舊,不能激發學生的學習興趣。分子生物學是一門非常抽象的課程,對于遺傳物質、基因、表達、沉默等一些名詞的解釋只能依靠文字,然而學生僅僅通過文字除了死記硬背很難理解這種看不見摸不著的物質和技術,因為該門學科的極度抽象化導致了學生對該課程極其枯燥乏味的認識。其次,實驗設備的欠缺使得學生無法親身感受分子生物學理論及技術的有機結合。分子生物學可以說是一門實驗科學,當然有不可缺少的理論支撐,但是技術是其一個重要的組成部分。同時,分子生物學對實驗設備的要求也較高,在教學過程中無法使學生在實驗室當中進行多課時、多實驗的實踐學習使得學生對分子生物學理論和技術的理解僅僅只能停留在文字水平。學生無法把抽象的理論技術與實踐有機的結合在一起,造成了學生只會做題不會動手的現狀。第三,學生人數偏多使教師很難同時關注到每一個學生的學習狀態。通常同一課程同一年級的教學模式是把所有班次放在一起進行大班教學,這種教學模式節省了時間,然而多數時候只有少數學生在認真學習,而作為一個老師要在課堂上照顧到上百學生的學習狀態是一間非常困難可以說是不可能做到的事情。由此,教師也只有一味的講授自己準備的授課內容,而對學生的關注將到了最低。可想而知,這種講課和學習的模式使得雙方都當成一種任務,取得的效果自然甚微。
據此,針對課程教學模式與內容的改進也進行了思考和探索了,提出了可以實施的幾點措施。
首先,可就具體要講授的內容尋找文字以外的資源來輔助教學。因為分子生物學抽象,所以就需要文字以外的一些手段來使學生能形象地接受、理解分子生物學知識。那么就不可避免的要用到音像、視頻、動畫、模型等輔助教學手段。比如講授DNA結構的時候,可以給學生看DNA的結構模型,對照著模型講解DNA的組成部分及結構特點,那么DNA雙螺旋的結構就形象地擺在了學生面前,自然學生也就在觀察過程中記住了其結構特點,同時對其結構的組成部分四種脫氧核糖核苷酸的排布方式也有深刻的了解。再比如,在講解基因的轉錄過程時,可以制作成動畫模式,以過程演繹啟動子與轉錄因子的結合過程,然后啟動基因的轉錄,以及信使RAN的生成及轉運出細胞核的過程。甚至連RNA的轉錄后剪切過程都可制作成動畫模式,然后配上講解,相信一定能激起學生的學習興趣并加深學生對理論的理解。
其次,加大實驗課程的開設比例。分子生物學無疑是一門以大量生物學實驗為基礎的科學,并包含了許多重要的、經典的分子生物學技術,實驗室是分子生物學技術的主要戰場,當然也離不開一些相關儀器設備的硬件支撐。所以,試驗課時至少要占總學時的三分之二,而不是現狀態下的四分之一左右甚至還要少的比例。通過大量的實驗實踐課程,可以使學生在掌握理論的基礎上切身體會分子實驗技術的應用及操作過程,并能更好的為進一步的學習做好充分的準備。尤其是針對碩士研究生,實驗課程更應該占到絕大部分,才能培養學生的動手能力。當然,實驗條件也是應該改善的一部分。那么在有限的條件下如何改善實驗教學呢?如果有條件達不到的實驗比如需要大型熒光顯微鏡、或者大型的序列測定儀這樣的實驗我們可以通過視頻資料進行講解,至少使學生有感性的認識,而不是僅僅停留在文字水平。對于一些對實驗條件要求較低的實驗,比如PCR擴增基因,基因的克隆、載體的構建以及植物的轉染等實驗,應盡量加大課時進行開設。只有增加學生的實踐動手學習時間才能切實的讓學生掌握分子生物學知識,并學以致用。
第三點,就分子生物學該課程來說,應以小班教學為主,盡管對每一個班的教學內容都基本相同,但小班教學中學生的學習效果將大大優于大班教學。尤其實驗課時比例大的學科,小班教學更應該是主要教學模式,甚至可以作成小組教學的模式,以保證每一個學生都能得到應有的指導。小班教學的另一個好處是可以讓老師及時了解到學生學習的狀態和學生認為的難點,以便進一步進行講解。相信如果在以上方面能做出改進,分子生物學的課程教學將會取得極為有效的效果,也將成為最有利于學生的一種教學模式。
對于課程的考核也應改變一貫的試卷式的考試模式,可以采取理論及實驗相結合的考試模式。在理論考核環節,可以對基礎的理論知識,技術操作及相關應用進行考試,目的是了解學生對知識基本概念的掌握和理解,以及一些操作技g基本理論的掌握情況;再實驗技術的考核環節可以將學生分成小組,進行一些基本的實驗操作以考察學生的團隊合作及動手能力,最后的實驗結果是評判實驗考試環節的依據,且小組成員將根據本組實驗結果情況取得相同的實驗考試分數。這樣采用理論與實踐相結合的考試方式將會更符合課程的性質,學生也會通過考試掌握到一些基本的必備的實驗技能。