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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇分子生物學的概念,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
《醫學分子生物學雜志》是由教育部主管、華中科技大學主辦的學術類期刊。本刊主要報道醫學分子生物學領域的最新研究成果、研究進展及研究方向,并適時兼顧國際間醫學分子生物學領域的最新動態。其欄目設置有專家論壇、研究論文、研究快報、研究簡報、小專論(minireview)等。是一本適合于廣大從事醫學分子生物學研究的科技工作者及臨床醫務人員、生物工程、生物化學、分子藥學、分子毒理、分子病理、免疫學、遺傳學、檢驗、衛生防疫人員及醫學院校師生閱讀參考的專業雜志。根據全國高等醫藥教材建設研究會2005年4月召開的長學制臨床醫學專業教材主編人會議的精神,我們編寫了這本《醫學分子生物學》教材。
本教材適合七年制和長學制臨床醫學專業學生用,也可作為醫學各專業研究生的選用教材。分子生物學的理論與技術已在醫學領域廣泛應用。學習醫學分子生物學這門課程,既要較系統地了解分子生物學的基礎理論知識和技術理論知識,同時也要了解分子生物學在醫學領域的應用和相關研究進展。本書介紹的醫學分子生物學知識包括5個方面的內容。第2章至第10章介紹與醫學密切相關的分子生物學基本知識,主要介紹基因和基因組的基本概念和基本特點,基因組核酸的復制與損傷修復、基因表達和功能蛋白質的形成與降解、基因表達的調控、細胞間通訊與信號轉導的基本概念和基本理論,細胞增殖與凋亡的相關分子生物學機制。第11章至第13章介紹基因操作的基本知識,主要介紹基因分析、基因功能研究和基因克隆與表達的有關基本知識和研究策略,這些知識是從事醫學科學研究、掌握醫學各學科研究進展、了解分子生物學在臨床醫學中的應用所必備的基礎知識。第14章至第18章介紹疾病相關的分子生物學機制,主要介紹基因和基因組、細胞間通訊和信號轉導與人類健康和疾病之間的關系。
【醫學分子生物學主要欄目】專家述評、論著、綜述、研究快報。
獲獎情況:1990年《國外醫學》系列第一次質量評比中獲三等獎
國外數據庫收錄:中國科學引文數據庫、《化學文摘(網絡版)》、《劍橋科學文摘》、劍橋科學文摘社ProQeust數據庫、本刊MARC數據、本刊DC數據、國家圖書館館藏、上海圖書館館藏。
雜志類型:醫藥衛生類期刊-R
【醫學分子生物學雜志入口】
摘要:簡要介紹生物工程專業分子生物學學科特點及學生學習中遇到的困惑,對分子生物學教學改革進行了探討,并取得了較好的教學效果。
關鍵詞:分子生物學;生物工程;教學改革
生物工程專業是以生物學基本原理為理論基礎,以工程學的方法研究并解決生物技術和生命科學中的技術問題。從人才培養的行業要求看,作為生物工程專業的應用型人才,在知識的儲備方面,應具有一定的專業基礎知識、寬廣的人文社會知識、較強的實踐管理知識以及相關的其它知識;在實際能力培養方面,應該具備較強的社會生存適應能力、知識更新能力、工程管理實踐能力、創新能力;在素質要求方面,應具有良好的思想道德素質、科學文化素質和身體素質[1]。分子生物學是前沿性很強的一門基礎課,目前,分子生物學已經深入到生物學科的各個領域,我們應當適應學科發展的實際情況,開拓思路,與時俱進,使分子生物學課程教學為實現培養應用型生物工程專業人才目標服務。
一、分子生物學課程教學改革的必要性
(一)分子生物學課程的重要性。
分子生物學是生物工程專業的專業基礎課,是現代生物學綜合發展的最高水平。現代分子生物學以躍入學科高速發展期,以滲透到生物的各個學科并作為深入研究的工具和平臺。由于分子生物學是在分子水平上對生物進行探究和改造,其研究成果能夠從生物的本質上認識和利用生物,因此,分子生物學對生物工程本科是非常重要的課程。
(二)分子生物學在生物工程專業本科學生未來發展中的作用。
分子生物學對進一步深造的學生奠定了專業基礎,對生物工程本科就業的學生來說也有重要的作用。就業在與分子生物學間接有關崗位上的學生,可能在其某些環節上與該學科有關;對在分子生物學直接有關崗位上就業的學生,作用當然會更大,其就業情況詳見調查表。
(三)分子生物學課程教學改革的必要性。
分子生物學內容繁雜、發展迅猛。針對學生在該課程學習中反映的理解困難,為了幫助學生掌握分子生物學基礎理論知識和提高實驗技能,激發學生學習的主動性和積極性,亟需對目前的分子生物學課程教學進行改革。
二、教學改革的實施方法與效果
(一)選擇好教材, 重視知識更新。
教材是學生獲取知識的首要途徑。對于首次接觸分子生物學的學生來說,選擇一本合適的教材,既可以使學生克服畏難情緒,也有助于學生理解抽象概念與規律,建立起對該門課程的興趣和信心,順利地邁進分子生物學的大門。首先,我校生物工程專業分子生物學課程安排在第三學年第一學期,學生雖然已經學過了生物化學和遺傳學,分子生物學的大部分概念、內容對學生而言仍是晦澀難懂,導致學生產生畏難情緒。其次,由于分子生物學發展日新月異, 新知識新技術不斷涌現, 新版教材不斷推出,給教材的選擇帶來了一定的困難。只要我們能夠把握該課程的基本脈絡并對更新的知識作適當的補充,就能又快又好地掌握該門課程。我們積極收集最新的教材和資料,不斷更新教學內容。通過比對各種教材內容、體系設計和風格特點, 我們選用了朱玉賢等主編的《現代分子生物學》,該教材綜合了生命科學在分子水平上所取得的研究成果、基本規律、原理與技術,全面完整地反映了分子生物學各領域的最新進展[2],符合生物工程本科教學的要求。
(二)制定科學合理的教學方案。
目前分子生物學理論課中,有三個比較突出的問題:一是課時少內容多;二是內容較抽象;三是教學內容與很多學科相互聯系、相互滲透。為了使本學科與其它課程的知識緊密銜接而又避免重復, 合理取舍教學內容, 制定切實可行的教學方案, 教學內容選擇時把握三個原則:第一,側重學科的基本理論和基本技能;第二,注意一些趣味性的動畫和模具等的使用;第三,注意和相關科目教師的教學交流,淡化與其它學科重復的內容。對于學過的知識只做簡單的復習, 而在此基礎上將知識向縱深、向高層次擴展。
(三)把握學科特點, 激發學生學習興趣。
實踐證明, 培養學生學習興趣是開發學生創造性思維能力、提高教學效率的必要措施之一。在教學中合理地穿插具有趣味性、新穎性、啟發性和熱點問題的知識。例如在學習逆轉錄時,我們可以穿插講解AIDS病毒的復制轉錄機制,這樣通過理論和實踐結合,不僅可以加深學生對該知識點的理解和記憶,而且學生聽后興趣盎然,視野開拓,將有利于激發學生的求知欲和培養學生的創造力。
(四)改進教學方法與手段。
分子生物學是一個抽象繁雜的知識體系,傳統的“填鴨式”教學方法很難使學生深入理解和掌握,因此迫切需要改進教學方法和豐富教學手段。
1.采用現代化多媒體手段。多媒體教學利用動畫展示事物發展的動態或推理的全過程,將抽象的理論的東西形象化具體化,能給學生創造更生動的實際情境,更多樣地體驗理論的實用性,并充分激發學生的學習興趣和潛能,能夠有效的克服傳統教學方式的缺陷。對于分子生物學這類信息量大圖文并茂的課程來說,采用多媒體教學特別適合,可使學生產生新鮮感,激起學習熱情,提高教學效果。
2.強化教學互動。在教學中,要加強教與學的互動,使學生融入到課堂教學中,最大限度地調動學生的學習積極性。老師詳細說明各章節的重點和難點,鼓勵學生結合教材主動進行學習,帶著問題進入課堂,同時在講課時,有意識地穿插一些具有趣味性和啟發性的熱點問題,引導學生積極思考,激發學生探索知識的興趣,將抽象的分子生物學知識理解透徹,有利于培養學生的創新思維能力。
3.培養科研創新能力。根據教師自身的研究項目充實課堂教學內容,把相關的知識融入到教學中,從項目的立題依據、研究方法、科研成果等方面進行闡述,使學生領悟分子生物學的研究思路和意義,開拓學生的思維,激發求知欲,逐步培養學生的科研興趣,提高學生的基本科研素質。
(五)重視分子生物學實驗,培養學生的實踐操作能力
分子生物學是一門以實驗為基礎的課程。因此,在分子生物學教學中開設實驗課是十分必要的。分子生物學技術內容豐富,學生通過動手操作,不僅可以增加對所學理論知識的感性認識,而且可以把所學理論運用到實踐中解決實際問題。因此,開設分子生物學實驗是加深學生對理論知識的理解,培養學生獨立思考和獨立工作能力以及創造能力的良好途徑。
實驗課作為理論知識的“現實版”,也是培養學生動手能力和科研能力的實踐課。在實驗課教學工作中,應加強所選實驗內容的針對性、完整性和先進性。在實驗過程中,應注意對學生分析解決問題能力、實驗設計能力以及思維能力的培養和鍛煉[3]。
(六)利用網絡資源,提高學生獲取知識的能力
互聯網上的信息資料和研究成果可以共享,掌握互聯網資源的查詢和利用是了解學科發展動態和獲得已有研究成果的有效途徑。
三、總結與展望
通過我們的教學改革,生物工程專業分子生物學教學效果得到明顯改善,學生的出勤率增加,課堂氣氛活躍,自主學習能力、思考能力和分析解決問題能力均明顯提高。為了進一步提高生物工程專業大學生的實踐和創新能力,尚需在以下三個方面加強改革:第一,鼓勵學生參加教師的科研項目,使教學和科研相互促進,在科研中提高綜合素質;第二,進一步提高任課教師的教學水平,大力發展計算機輔助教學,以更加靈活多樣的方式完成教學;第三,結合分子生物學學科特點和學生學習時的困惑,應寓教于樂,夯實基礎,開拓視野,培養喜歡學科、熱愛專業、認真學習和綜合素質高的生物工程專業本科應用型人才。
參考文獻:
[1]劉迎春,熊志卿.應用型人才培養目標定位及其知識、能力、素質結構的研究[J].中國大學教學,2004(10):56-57.
[2朱玉賢,李毅,鄭曉峰等.現代分子生物學第三版[M]北京: 高等教育出版社,2007
一、教學內容改革
教材要因人施教。一般農業院校學生學習的一個基本事實是對理論知識的學習動力不足,而對實用性知識的學習,相對更加有動力和興趣。而目前高校分子生物學教材太過偏重理論知識的介紹,缺乏這些理論知識在農業方面具體應用的闡述。學生不清楚自己學的這些知識到底有什么實用價值。隨著分子生物學理論知識在農業方面的應用日益深入,對相關農業科研人員掌握分子生物學理論、技術及應用的知識體系要求越來越高。因此,選擇一本符合農林院校學生的教材非常重要。在教學過程中,要力求在分子生物學課程講授基本理論的同時,還要適當與這些知識在農業實際生產中的應用進行有機地結合、如與品種鑒定相關的分子生物學實驗技術、基因工程、分子標記技術等知識體系。因此,我們選擇全國高等農林院?!笆濉币巹澖滩?,由張樺等主編的《分子生物原理與應用》。該教材分為兩部分,第一部分為基礎理論篇,主要介紹分子生物學的原理,第二部分為應用篇,介紹分子生物學理論的應用技術,整個教材理論聯系實際,教學結合科研和生產應用。因此,比較適合作為農林院校學生的教材[2]。限于篇幅限制,對于有志于科研深造的學生可以同時選讀,如朱玉賢等主編的《現代分子生物學》(第四版)等作為參考教材。同時,為大學生推薦一些生物學論壇網站,如丁香園論壇(/bbs)、中國生命科學論壇(),通過論壇討論激活他們對微觀生命世界的好奇心,激發學習分子生物學的興趣。
二、教學模式改革
分子生物學是一門實踐性非常強的學科,沒有科研實踐,對理論知識是難以真正理解和掌握的。因此,實驗教學應該成為分子生物學課程中非常重要的一個教學環節。通過教學實踐發現,理論知識反復講解多遍,不如一次實驗實踐給學生的印象深刻。因此,對于有條件的學校可以考慮,在教學中進一步凝練理論知識體系,壓縮理論學習的時間,延長實驗實踐的周期,采用邊實踐邊學習理論的模式,用實驗引發學習的動力,用理論去指導實驗設計,然后再用實驗加深理論知識的理解,整個教學模式遵循從感性認識到理性認識,再到感性認識的認知規律,逐步帶領學生進入一個良性的認知循環中。對于沒有條件的學校,實驗實踐可以采用視頻播放的形式去模擬。在具體操作時,可以主要圍繞以現代生物技術的核心“基因工程技術”為主要內容開展實驗課,以大腸桿菌為研究對象進行、基因的克隆和轉化,載體構建,基因的表達和檢測實驗,中間貫穿講解以中心法則為理論主線的各個理論知識點。
三、教學方法改革
分子生物學是一門介紹生命微觀分子世界的學科,學生對DNA為何物,以什么形式存在于生命體中,基因轉錄與蛋白質表達到底是一個怎樣的過程?學生幾乎沒有任何感性認識。由于與學生以往的世界認知體系沒有建立聯系,如果直接講解這些微觀世界,學生很難理解。因此,有必要在課程教學之前,從學生已有的宏觀認知世界出發,先簡要講解宏觀的生物個體,然后是系統器官,再次是組織細胞,然后到細胞器,最后展示這門課程所要研究的對象-核酸和蛋白質,逐層次地深入介紹,最終把學生身臨其境地帶到生命的微觀分子世界里,使學生大體了解核酸和蛋白質在生物體中到底是一種什么樣的狀態,在細胞中大致是怎么活動的,這一過程用視頻的方式展示效果最好。在學習具體的理論細節前先給學生一個整體的輪廓印象,這個學習過程就好像直接給一個人看一張校園街景圖,一般人不會有什么特別的概念印象,但如果先看一張世界地圖,然后逐次放大到中國、新疆、烏魯木齊、新疆農業大學校園,最后是這張街景圖。那么此時人一般就會有清晰的概念了,原來是新疆農業大學校園的一角。在具體的課程教學時,傳統的分子生物學教學主要是以教師向學生講授灌輸知識為主,學生只是被動地接受,大腦中沒有積極主動學習接受知識的狀態,所以造成學習效果差[3]。最后導致學生完全聽不懂,徹底放棄。因此,如何增強學生學習知識的積極主動性,對于課程學習的效果非常關鍵。比如,我們在講授理論課之前會給學生設置一個場景:你們到一家跨國生物技術公司應聘,公司給你們布置了一個考題,如何創制出一個抗蟲的轉基因煙草,以Bt基因為例,設計具體詳細的工作方案,最終依據你們的方案決定你們的去留,顯然這個問題學生是無法回答的,但是你可以告訴他們,答案就在這門課程的學習中。這種方法的目的是通過這樣一個場景的假設,給他們一個感同身受的壓力,進而激活他們學習相關知識的積極性和主動性。操作時可通過將整個方案分解成多個問題,再從每個問題的回答中去學習相關理論知識。如基因克隆時要用到PCR技術,由此可以引出DNA的復制,進而引出PCR技術原理、從而又引出DNA的變性和復性、DNA合成校正等知識點;構建基因表達載體時可以引出轉錄、翻譯和基因的表達調控等知識點。這樣就可以把分散的知識點用一個具體案例串聯起來,而且還聯系了生產實際,使學生產生學習效能感,不再覺得所學知識離他們的工作遙不可及。通過這種方法,使學生帶著問題來學習理論知識,可以大大提高學習的動力和積極性[4]。
四、加強教學師資內涵
應用上述教學模式和方法,要取得較好的教學效果,對教師的科研和理論聯系實踐的水平提出了很高的要求,因此合格的師資隊伍是關鍵。分子生物學發展日新月異,應用范圍廣泛而深入。如果一個老師只是單純地教課,而缺乏科研和生產實踐,那么任憑他有多豐富的教學技巧和經驗,其教學也將是一潭死水,學生很難從中獲得學習熱情[5]。所以教師應加強科學素養和科研經驗,老師通過申請課題,查閱大量資料,參與課題研究,從而擴充知識體系,提升自己的科學素養,并將它們融入到教學中,從而使應用案例教學更加具體生動,給學生以更多的啟迪和思考[6]。另外,學校還應大力引進高素質人才,讓更多的老師有常態化的機會能接觸和學習到外面先進的教學理念和思想,從而拓寬視野來提高教師專業素養和學術水平。
五、結束語
以上闡述的教學模式和方法需要教師根據學生實際的理論知識水平去設計案例問題并不斷完善,當然該教學模式和方法本身也會有需要完善的地方。相信世上無難事只怕有心人,作者借此一文拋磚引玉,希望能給分子生物學的授課老師們以啟發,為進一步提高分子生物學教學效果做出貢獻。
作者:劉曉東 單位:新疆農業大學
分子生物學作為農業院校生物專業的基礎課之一,是一門實踐性和應用性都很強的學科,在課程教學體系中處于承前啟后的地位,它以遺傳學、生物化學、微生物學等為基礎,同時又為學習育種學、基因工程等課程奠定了基礎。分子生物學主要研究生物大分子之間相互關系和作用,并從分子水平闡明生命現象和生物學規律,是目前生命科學的最前沿領域,克隆羊、抗蟲棉、轉基因玉米無一不是分子生物學發展的結果。同時,分子生物學又是技術性強的學科,實驗教學則是分子生物學理論聯系實際的重要環節,通過實驗教學可提升學生的實踐能力、創新能力和綜合分析解決問題的能力。
2《分子生物學》實驗教學中存在的問題
自安徽農業大學1998年開辦生物專業本科教育以來,分子生物學已開展了實驗教學,但是仍顯露出一些不足與亟待解決的問題,主要表現在以下4個方面。
2.1課時縮短自實行教學改革以來,該課程的理論教學和實驗教學時數大為縮減,要在有限課時內完成教學任務并保障教學質量穩中有進,則必須精選教學內容,達到整體優化的目的。
2.2教學內容缺乏連貫性傳統的分子生物學實驗課教學中,每個實驗都是相對獨立的,所以一段時間后學生就可能將所學的實驗遺忘,因此,分子生物學實驗內容的安排應該打破這種格局,讓學生所學的每個實驗技術既不一樣,又存在某種聯系,有利于加深印象,又能激起學生學習的興趣。
2.3學生的綜合能力得不到鍛煉傳統的實驗教學中驗證型實驗較多,學生被動地按照老師的思路和步驟來完成實驗,缺乏設計性和創造性,實驗結果基本上都完全相同,不利于學生創新思維和創新能力的培養。
2.4教學內容滯后,分子生物學發展緩慢不斷涌現新知識和新技術[2],像RNA的提取、分子標記等新方法都沒有安排在實驗內容上。鑒于以上幾點,傳統實驗教學必須進行相應地調整,以開拓學生的視野,提高學生綜合運用知識的能力。
3改進《分子生物學》實驗教學方法的對策與建議
3.1合理確定課程內容根據教學大綱和教學目標要求,該校設置了“植物基因組DNA的提取與DNA定量”、“植物RNA的提取與鑒定”、“PCR技術進行基因克隆”、“DN段的純化”、“隨機引物PCR”、“連接及酶切鑒定”、“RNA的反轉錄和RT-PCR”等7個實驗。通過精選安排實驗內容,既保障了實驗課與理論課、教學與實習的有機銜接,又避免了教學內容上不必要的重復,從而有效地利用了教學課時,增大了教學信息量,提高了實驗課的效率。
3.2培養學生創新能力,訓練扎實的基本功傳統的實驗教學一般由教師講解實驗內容和方法,學生再根據實驗指導書按部就班地進行實驗,這種教學方法中,學生被動地按照老師或教科書的思路和步驟來完成實驗,缺乏設計性和創造性,培養學生創新思維和創新能力有限,學生對實驗課的興趣也不大。近年來,生命科學學院在實驗教學改革中,相應減少驗證性實驗所占比例,適當增加了RNA的反轉錄和RT-PCR等環節。RNA的反轉錄和RT-PCR包含了RNA提取、反轉錄反應、PCR、引物設計等基本技能,因此,可將之前所學的驗證性實驗有機地結合起來。通過綜合性實驗,使學生可以對感興趣的片段進行克隆和分析,既培養了學生獨立地提出、分析和解決問題的創新能力,也培養學生團結協作、共同進取的精神,使學生初步建立了科學研究的意識,培養了對科研的興趣。
3.3利用現代化教學手段,使實驗內容變得更加生動形象、豐富多彩在分子生物學理論學習中,概念和技術都十分抽象,而分子生物學實驗課教學中,多媒體教學能解決教學中的可視化和動態過程。大量實拍的逼真和直觀的圖片(圖1),以及多媒體教學中可使用的動畫、音頻和視頻效果,使教學內容更加直觀、生動、形象[3],有助于學生加深對分子生物學抽象內容的理解,可以極大地豐富了實驗課內容,提高實驗課的質量,使實驗課內容變得更加生動、形象、引人入勝。
3.4嚴格要求,保障教學質量分子生物學實驗教學中會涉及到溴化乙淀、氯仿等有機試劑的使用,此類試劑如果使用不當會對人身安全產生較大的威脅。因此,實驗中要求學生要嚴格按照實驗要求動手操作,完成各項觀察和操作內容,并且建立溴化乙淀的回收處理制度,防止污染物擴散到環境中去。另外,按時按質按量地完成實驗報告,在實驗教學中建立起“引導—實驗—掌握—思考”的實驗教學模式[4-5]。
4實踐成效
4.1提高了學生的理解能力,激發了學生的學習興趣在實驗教學中通過多媒體應用、學生獨立設計實驗等多種教學方法的合理運用,提高了實驗效果,不僅使學生對分子生物學原理和技術有了深層認識,而且使學生初步建立了科學研究的意識,培養了對科研的興趣,特別表現在近幾年畢業實習和研究生報考中,選擇分子生物學及其相關專業的學生人數逐年遞增。
4.2增強了學生的動手能力,培養了學生的科學態度在實驗教學中強調“多問多做”、“獨立操作”、“獨立設計”、“團隊合作”,學生的相關基本技能(如RNA提取、引物設計等)得到了強化訓練,動手能力得到增強;同時,該校在實驗教學過程中,始終堅持實事求是、一絲不茍、理論聯系實際的科學態度,對學生嚴格要求,學生在該過程中受到潛移默化的影響,從而逐步確立了嚴謹的科學態度。
4.3培養了協作精神,提高了道德素質在分子生物學實驗教學中,有許多實驗儀器是多人共用,如離心機、凝膠成像系統、PCR等,而且有的實驗(如綜合性實驗)則需要幾個人做同一個實驗題目,因此大學生只有互相協調、合理分工、積極配合才能順利完成實驗項目。通過合作這種方式,不僅使學生熟練了實驗技能,而且培養了學生的團隊協作能力。
關鍵詞:分子生物學 教學過程 解決對策
中圖分類號:G42 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)06(a)-0110-02
雙語教學是我國高等教育與國際接軌、培養具有國際競爭力人才的必然要求,也是當前教學改革和教學研究的重點與熱點。教育要面向現代化、面向世界、面向未來,為適應經濟全球化和科技發展的挑戰,推進我國高等教育的發展,提高學生外語應用能力,教育部在2001年頒布的(《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)(教高[2001]4號)[1]中的第八條專門談到了在高等學校推進雙語教學,該文件指出:“本科教育要創造條件使用英語等外語進行公共課和專業課教學。對高新技術領域的生物技術、信息技術等專業,以及為適應我國加入WTO后需要的金融、法律等專業,更要先行一步。”此外,在教育部(《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》(教高[2005]1號)文件中,再次強調雙語教學的重要性[2]。
作為生命科學的一個重要組成部分,分子生物學是研究核酸等生物大分子的功能、形態結構特征及其重要性和規律性的科學,是人類從分子水平上真正揭開生物世界的奧秘,由被動地適應自然界轉向主動地改造和重組自然界的基礎學科[3-5]。近年來,分子生物學領域的突飛猛進,新技術、新理論層出不窮,給分子生物學的教學帶來了極大的考驗和挑戰。為了使學生能夠更加及時了解快速發展的分子生物學理論知識及實驗技術,培養更具國際競爭力的高素質人才,江蘇科技大學從2008年起對分子生物學的教學進行了雙語教學模式的探索。在本課程的教學實踐中我們不斷總結經驗,積極創新,該文主要介紹我們在雙語教學實踐中遇到的主要問題,和對這些問題解決辦法的幾點思考。
1 雙語教學目前存在的問題
1.1 教材的選擇問題
分子生物學課堂教學既應包括經典內容,又應增補生命科學的新技術、新進展,尤其是人類基因組計劃的完成和后基因組時代的到來,該領域呈現日新月異的變化,因此,在教學選擇上需要著眼于21世紀生命科學的重大學科方向和領域,注重本學科出現的重大理論和應用問題,充分反映生命科學最新進展和成就。此外教材的選擇還要兼顧雙語教學的需要。目前國內有很多部優秀的英文原版教材,如《分子生物學精要速覽系列》[6]。該書脈絡清晰,內容詳實,但是對于本科三年級學生來說,閱讀全英文教材仍感吃力,尤其對一些復雜機制、機理的理解存在一定困難。該教材由中國科學出版社出版的配套中文翻譯版,但是同時購買兩本教材增加了學生負擔,并給課堂教學帶來不便。
1.2 學生英語水平參差不齊,雙語比例難把握
本課程授課對象是生物技術專業本科大三學生,學生英語水平參差不齊的問題較為突出。教學過程中,如果英文講授比例偏大,學生則經常反應專業英語詞匯量不夠、聽力水平不高,所以對于很多復雜知識點難免會一知半解。如果課堂上教師增加中文解釋說明,一方面教學時間緊張,另一方面影響雙語教學的效果,教學目標也得不到徹底的貫徹執行。
1.3 雙語教學影響學生對互動式教學的參與
互動式教學是一種廣泛采用的,旨在通過營造多邊互動的教學環境,在教學雙方平等交流探討的過程中,達到不同觀點碰撞交融,進而激發教學雙方的主動性和探索性,達成提高教學效果的一種教學方式。但是雙語教學實踐中我們發現,由于英語水平尤其是口語水平的限制,一部分同學不敢開口,放棄了和老師之間互動。老師“唱獨角戲”的場面時有發生,達不到互動式教學的教學效果。雙語教學中如何提高師生間的互動,是一個值得思考的問題。
2 對解決分子生物學雙語教學中諸多問題的思考
2.1 對教材選擇的思考
英漢對照的分子生物學教材是最適合本科生使用的雙語教學教材。目前本課程正在使用的教材是化學工業出版社的《英漢對照分子生物學導論》[7],教材為中英文對照教材,配有CD碟片,此教材知識難度適中、用語地道、簡潔明了,圖片生動易懂,十分適合大三年級學生使用。教師可以引導學生在課前預習時,先盡力閱讀英文部分,遇到理解困難后可直接查閱相應的中文對照部分。課堂教學中教師用英語講授過程中,如果學生出現聽不懂的詞匯,也可迅速在書中找到中文參考,幫助理解。使用中英文對照教材,既可以讓學生沉浸式的體驗英文的原版教材魅力,增加專業英語詞匯量,又不會因為英文水平的限制影響對課程知識點的理解。但在教學實踐中我們也發現該教材在使用中的一些問題:(1)有些重要知識點闡述過于簡單,使得學生理解有些困難;(2)知識點涵蓋面較窄;(3)此教材為2010年北京第1版,缺乏對分子生物學許多領域最新的研究成果的描述。因此,我們在教學中適當增加了參考教科書,如引入內容更為全面的《Instant Notes on Molecular Biology》[6]和《Molecular Biology ofthe Gene》[8]等。
2.2 對授課內容換和授課手段的思考
(1)將分子生物學前沿科研成果“導入”課堂教學。
將分子生物學前沿科學進展“導入”課堂是激發學生學習興趣的絕佳手段。我們可以結合分子生物學某一研究領域的最新進展來啟發學生,循循善誘,激發他們進一步了解相關內容的學習興趣。比如,在講真核基因表達調控時,可以“導入”2012年諾貝爾生理醫學獎表彰的發現“體細胞重編程技術”,這樣既讓學生覺得自己所學的知識是新鮮的,又讓他們因接近世界頂級科學研究成果而感到興奮,可以極大的刺激學生的學習熱情;再比如,在講DNA變異時,先讓學生討論非典病毒及近期在中國蔓延禽流感的可怕原因,并在學生討論過程中適時的提問,引導學生思考病毒變異的機理,激起學生強烈的求知欲望。
分子生物學的知識日新月異,先進的技術手段推陳出新,而且中英文專業詞匯較多,學生既要克服語言障礙又要理解記憶專業知識;同時,教師也要緊跟學科發展的步伐,及時調整、補充教學內容,讓學生及時了解學科發展的最新動態。所以,針對分子生物學知識更新快的特點,教師的教學方法也必須做出必要的改革。
(2)“情景式”教學加深學生對復雜知識點的理解。
分子生物學教學內容中涉及多處對復雜機理的闡述,如真核、原核生物基因表達調控機理、DNA復制機理、轉錄機理、內含子剪切機理等。機理中有包含多種酶、多種條件。這些復雜機理如果只是憑借教師口述、演示等,學生很難真正理解其中的原理,多種機理容易混淆不清,造成教學效果不佳,且容易使學生失去學習興趣。而情景式教學能有效提高學生的學習興趣,有利于理論與實踐的過渡,幫助學生理解,從而提高教學效果。
比如對于復雜抽象的知識點,通過圖片、動畫等情景手段,將復雜內容直觀地展現給學生。乳糖操縱子調控機制是教學中的重點及難點內容,涉及機制較復雜,按以往的課堂教學經驗,如果直接講授,學生理解具有一定困難,大多只能對相關機制及概念死記硬背,正負調控很容易混淆,教學效果不佳。
但采用情景式教學法,以學生生活中的常識:用油門和剎車控制汽車的運行來類比乳糖操縱子的正負調控機制,學生很容易理解,并且對這兩種機制所起的作用有了更為形象和深刻的認識,不再發生混淆,教學效果良好。
此外,類似的教學法還可以在其他知識點的教學中多次使用,如,將lac阻遏蛋白的別構調節機制類比為鑰匙開鎖;將大腸桿菌利用乳糖的條件類比為人類饑餓時選擇小麥還是面包等,這些類情景的模擬和類比,都是將晦澀難懂的微觀世界的抽象規律轉化為學生們生活中的具體實例,此方式十分適合于本課程中對復雜抽象機制及概念的教學。在教學中還需引入更多的情景式教學。
(3)用“動態平衡”的思想調節雙語比例。
本課程內容術語多,需闡述的機制復雜,且不同章節難易程度不同、不同學生的英語及專業課基礎不同,所以不能在教學中機械的限定雙語使用比例,而是應該不斷的根據教學內容和課堂實際情況的變化進行“動態平衡”式的調整。
例如在難度較大的章節,如果使用英語過多、過難、過快都會將本來就復雜的內容更加復雜化,不僅不能達到雙語教學效果,反而會嚴重影響教學質量。所以應該適當增加中文使用中文解釋。此外教學中輔以非語言教學,如直觀、形象地圖示和類比,幫助學生理解教學內容,消除由于語言理解滯后帶來的知識點理解障礙。教學過程中還可以根據學生現場的反應來判斷學生的理解情況,靈活掌控雙語比例、語言難度及語速。
參考文獻
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[6] Phil Turner,Alexander McLennan,et al.2005. Instant Notes in Molecular Biology(3rded)[M].New York:Taylor & Francis,2005
關鍵詞:分子生物學雙語教學教學實踐
分子生物學是高等院校生物技術、生物科學等專業開設的主干課程之一,主要是從分子水平研究生命現象、本質、活動及其規律的科學[1],是現代生命科學中發展最快、最具活力的帶頭學科,其基礎理論和技術手段已滲透到生命科學的各個領域,很多國家已經把分子生物學及對應的生物技術列為優先發展的高科技項目[2]。近年來,隨著分子生物學研究的突飛猛進,新理論、新技術不斷涌現,新詞匯層出不窮,給分子生物學教學帶來了前所未有的挑戰。為了使學生及時了解快速發展的分子生物學前沿理論知識和實驗技術,我校按照國家教育部出臺的《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》的要求,從08級生物技術專業開始,進行了分子生物學雙語教學改革的嘗試。
1.雙語教學的含義
雙語教學是指在教學過程中使用兩種語言,即在教材使用、課堂講授、課后輔導、課程考核等教學環節中同時使用外語(主要為英語)和漢語兩種語言作為教學手段,進行部分或全部的教學活動[3]。雙語教學是我國高等教育走向國際的重要舉措之一,能使學生在專業學習和研究實踐中盡快掌握本學科相關的英語詞匯,加強學生了解生物科技最新成果的能力,對跟蹤國際分子生物學發展的最新進展、分子生物學教學內容和水平與國際接軌等方面具有重要意義。
2.分子生物學雙語教材的選擇
雙語教學應盡可能使用英文原版教材,它便于和國際接軌,接觸到國外第一手資料[4]。因此,我們采用Geoge M.Malacinski等主編的《Essentials of Molecular Biology》(分子生物學精要)影印版原文教材,該教材具有條理清晰、簡明扼要、重點和主線清晰明確、容易理解等特點,并附章前提示和章末小結、參考文獻及主題索引等,是指導學生快速掌握分子生物學基礎知識的優秀教材。但該教材知識點內容偏少,不能完全滿足教學需要。因此,我們選用了Turner等編著的《Instant Notes in Molecular Biology》原文教材和朱玉賢主編的《現代分子生物學》這兩種國內廣泛采用的教材作為指定參考書目,幫助學生理解教學內容及擴充分子生物學理論知識。
3.雙語教學方式的探索
分子生物學傳統教學方式都是教師在講臺上不停地講,學生坐著聽,是一種“填鴨式”教學,學生處于被動地位,不利于創新能力、發散思維和自主學習能力的培養,更與雙語教學這種新穎的授課模式不相適應[5]。因此利用靈活多變的教學方法和現代化教學手段是目前雙語教學廣泛采用的主要方法。
3.1 授課語言
學生英語水平不同,多數缺乏專業英語基礎,要求都能一下子聽懂英語講授的內容并用英語思考比較生疏難懂的專業知識,存在較大難度。因此,我們在教學中仍以母語為主,采用滲透式混語,重點攻克分子生物學專業詞匯,先講述構詞方法,鼓勵學生盡量“猜詞”,使其專業詞匯量迅速增加;在講授重要概念和分子機制時用英語講述,使學生可以多一些機會接觸英語詞匯,并強化刺激學生聽覺;或交替使用中英文講授,讓學生學會如何用英語表達中文內容。對于一些關鍵點用英文講解后再用中文作些解釋;每個章節用英、中文作簡要總結。另外,必須根據學生的反應循序漸進,隨時調整中英文的使用比例,避免盲目追求形式,例如過于強調英文的使用比例和頻率而不考慮學生的實際情況,造成學生學習專業知識的興趣就會被語言障礙所干擾,既影響教學效果,使學生對雙語教學產生畏難甚至抵觸情緒。
3.2 教學內容
分子生物學課堂教學既包括經典內容,又增補了生命科學的新技術、新進展,尤其是人類基因組計劃的完成和后基因組時代的到來,該領域呈現日新月異的變化,因此,我們在教學過程中需要著眼于21世紀生命科學的重大學科方向和領域,注重本學科出現的重大理論和應用問題,充分反映生命科學最新進展和成就,目的在于完善學生知識結構,提高學生整體素質,激發學生對生命科學的興趣,讓學生應用所學的知識進行分析、討論與評價分子生物學研究現狀等科學問題,有利于培養學生的科學素質。
3.3 教學方式
在雙語課程的學習過程中,學生既要克服語言障礙又要理解記憶專業知識,維持連續的旺盛精力和高度集中的注意力非常困難,如果教學方法單一,學生就更難接受和理解,因此要求教師采用靈活多變的教學方法和現代化教學手段。
在實踐中,先利用校園網絡,開辟分子生物學雙語教學專區,學生可以通過該網頁了解課程的相關情況,教師通過網絡布置學習任務,讓學生提前通過上網查詢資料,進行探究式學習,鍛煉學生的自學能力、使用各種學習資源的能力以及與他人合作相處的能力。上課時,教師一律使用全英文形式的電子教案,采用圖文并茂、信息量大、形象生動的多媒體形式教學,幫助學生理解抽象的理論知識,全英文課件可盡量包含所有知識點,以幫助學生理解。例如:在講到 “核酸與染色體”時,可以通過相關視頻,讓學生回憶和學習在生物化學和遺傳學中涉及的內容,既省時又生動地完成這部分內容;講到“RNA的轉錄、蛋白質的翻譯”時,可以通過Flas將轉錄和翻譯過程完整地展示給學生,然后采用啟發式教學方法去詳細講。另外,在講課中適時、適量地列舉反映分子生物學基礎知識的生活、生產實例,對學生聯系實際,橫向思維,開拓思路有很好的幫助,同時激發了學生的學習興趣[6]。課余時間我們通過英文版配套光盤學習、參觀分子生物學實驗室及本科生參與青年教師科研課題等多種方式來加強課堂學習內容。
4. 課程教學考核
考核屬于教學內容的一部分,通過考核可以提高學生學習熱情,鞏固學習內容,對學生的學習方式也有一定影響,不同的考核方式,導致學生以不同的態度面對課程的學習。傳統的考核方法著眼于結果,對學習過程考慮較少,致使學生為應付考試而學習,最終喪失了求知興趣[7]。因此我們嘗試采用多元化的考核方式,用啟發性和總結性的考試題目來激勵學生,使學生在雙語教學過程中所付出的努力和成果得到公正、客觀的體現?;谶@一教學理念,我們采用綜合考核方法,平時成績占30%,主要考核學生的聽課和回答問題情況,調動學生學習的積極性和主動性;課外作業占10%,考核學生課外作業的完成質量,目的是督促學生高質量完成課外作業,強化課堂講授內容;期末考試占60%,采用全英文試卷,學生可用英文或中文答題,也可二者結合答題,用英文答題酌情額外加分,目的是鼓勵學生盡可能使用英文思考并回答問題,激發和挖掘學生的學習潛能。
分子生物學是生物類相關專業課程體系中重要的專業基礎課之一,其原理和方法已廣泛滲透到眾多生物類相關學科,并推進它們的進一步發展和進步。采用雙語教學,使學生充分了解分子生物學日新月異的發展,促進本科教學與國際接軌,推動高等教育的國際交流和留學生教育。通過我們的努力,將摸索出提高雙語教學質量的好方法,提高我校整體的教學水平。
參考文獻:
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資助項目:
浙江省新世紀高等教育教學改革項目(ZC2010040);浙江海洋學院第11批校級高等教育教學改革研究項目
1構建新的教學內容體系,以適應學科發展的需要
教學內容是教學中所傳遞信息的形式,教學內容應與時俱進,不斷進行更新與完善。隨著生物化學與分子生物學的快速發展,傳統的教學內容與教學模式已經跟不上學科發展的步伐,無法滿足學科發展的需求,因此構建新的教學內容體系,是進一步深入教學改革的關鍵,也是培養適應社會發展的創新型人才的關鍵。
1.1緊密結合學科發展、針對不同專業特色,改革教學大綱
以往的教學模式往往側重于“生物大分子結構與功能”和“物質代謝及調節”篇章,現在我們改革了教學大綱,將教學重心逐步向圍繞“遺傳信息傳遞”的現代分子生物學知識框架轉移。因此壓縮了“生物大分子結構”、“物質代謝及調節”中的教學內容,而在分子生物學知識框架方面,除了“遺傳信息傳遞”外,增加了“分子醫學專題篇”中的一些內容,彌補了傳統教學中分子生物學內容不足的缺陷,以適應本學科中分子生物學理論和實驗技術日新月異的發展。此外,我們在制定新的教學大綱時,充分考慮到不同專業其學科知識的側重點不同、學生的知識結構不同等因素,按照以基本的教學內容作為框架,對某些章節的學時數和教學側重點進行微調的原則對教學內容進行取舍,制定出適應不同專業的教學大綱。另外,為順應培養應用型創新人才的需求,考慮到現有教學大綱“內容多,課時少”的問題,在制定新的教學大綱時,我們還結合執業醫師、執業護士、執業藥師和臨床檢驗師等考試大綱要求制定適合不同專業特點的教學大綱。這樣,在我們所承擔的各專業生物化學與分子生物學課程中,其授課學時不同,教學內容側重點不同。
1.2將科研活動融入教學活動,緊貼學科發展前沿,補充學科研究新成果
科學創新人才需要科學創新教育,教師作為教育者是否具有科學創新意識是實施創新教育的關鍵[3]。而生物化學與分子生物學這門學科發展的關鍵動力則來自于不斷發展、不斷進步的科研活動,因此將最新科研進展和學科發展前沿作為教學內容的有效補充是深入進行教學改革的重要體現。此外,在教學中補充最新的科研成果更可以有效激發學生的學習興趣,提高學生自主學習能力。多年來我們既從事教學,又進行科研,并且將二者有機結合,以科研促進教學,深化教學改革,更新教學內容,提高人才培養質量。但存在的問題是學時有限,而且每一位老師的科研方向不同,如何能合理、有效地將科研新進展融入教學過程中,同時兼顧書本知識和學科發展前沿,還需更進一步的探索。為更好地深入以科研促進教學,我們的原則是學科前沿和科研新成果的補充應緊緊圍繞日常教學內容,應作為日常教學內容的補充和拓展。我們的解決辦法是從書本內容出發,每位老師結合自己的科研方向,編寫幾個大約3-5分鐘的科研案例,在集體備課時進行討論,結合各專業特點,在授課的適當時間補充科學研究新成果,并每年及時進行更新。至于科研案例在何時、以何種方式展開,不同的老師可自由選擇,可以在理論課堂授課時補充,也可以在討論課時開展,也可以在實驗課中進行補充。
2改革教學手段與教學方法,激發學生學習的積極性
2.1深入開展PBL及CBL教學,加強病案庫建設
目前,教學團隊已在我校生物科學、醫學檢驗、營養學、臨床醫學實驗班等不同專業開展生物化學與分子生物的PBL及CBL教學。在實施過程中,我們正在逐步完善病案或案例的編寫,比如將病案設計成一個故事,通常由3-4幕組成,一個案例中整合了生物化學多個章節的知識點,分次呈現給學生。目前我們所構建的病案庫中病案的種類及數量還較有限,需不斷完善和更新,并進一步加強病案庫的建設。隨著分子生物學的飛速發展,一些最新、最前沿的理論與實驗技術正逐漸被應用于人體結構與功能的研究、疾病的預防診斷與治療中。為適應對創新人才培養的需求,我們在豐富擴充病例資料的工作中將目光聚焦于近年來新發現的某些病種、或新的診斷與檢查手段,緊密圍繞遺傳性、代謝性、中毒性、感染性、營養缺乏癥等各類型的疾病編寫案例,以充分體現“創新性”這一理念。此外病案庫的撰寫也要考慮到對學生應用能力的培養,我們針對不同專業的學生,在充分了解學生的專業特點的基礎上,病例撰寫時具有“專業特色”,因材施教。例如對于臨床醫學專業的學生,病案中著重討論病例呈現的臨床表現及相應診斷,學生運用生化知識圍繞臨床表現展開討論,既加深了學生對生化知識的理解和掌握,又培養了學生的臨床思維能力。對于生物科學專業的學生,案例可以側重于一些分子生物學技術的應用和一些科研思維的培養中。例如在編寫的“糖尿病”的一個案例中,我們將生物制藥的概念及基因工程技術生產胰島素引入生物科學專業學生討論的內容。而對檢驗系學生開展的案例式教學,則偏重于實驗室檢查,學生運用生化知識分析和討論檢查的基本原理、方法及臨床意義。這樣,在實施PBL、CBL教學時,教師就以具體的病案引導學生利用自己所學習的專業知識,解決不同的實際問題,有助于提高學生的實際應用能力及創新能力。實踐證明,學生在PBL教學過程中,學習更樂觀主動,思維活躍、討論熱烈,探索問題興致濃厚,團隊協作能力、綜合分析解決問題的能力都有較大提高,多數學生自我評價中認為PBL教學鍛煉了邏輯能力與語言表達能力,發展了高層思維能力和團隊協作能力[4]。
2.2堅持雙語教學的應用
近年來,我們教學團隊重視師資力量建設,引進和送出去培養了數位博士,師資力量逐漸雄厚,這些優秀的中青年教師,成為教學團隊實施雙語教學的中堅力量。幾年來,我們鼓勵各位老師堅持開展雙語教學,精心制作英文教案和課件,并組織進行集體備課,相互聽課,及時交流雙語教學中的經驗。此外,教學團隊還從國外知名高校及研究院所引進了2位特聘教授,指導青年教師進行科研活動和英語教學。
2.3大力發展網絡教學資源
目前,國內外都積極進行有關網絡課程的開發和各種網絡教學平臺的構建,網絡教學平臺的應用一方面有利于改革教學方法,更新教學手段,緩解傳統教學學時少而教學內容多的矛盾,另一方面網絡教學有利于調動學生的學習積極性,變被動填充式學習為主動探究式學習,有利于發揮學生學習的主動性和創造性。目前,我們擁有多種形式的網絡教學資源,從生物化學省級精品課程開始,又逐步完成了臨床生物化學、酶工程、基因工程等網絡課程建設,最近又獲得了省級生物化學精品資源共享課程建設項目資助。這些網絡教學資源容量大、覆蓋范圍廣,從生物化學內容到分子生物學內容,從理論教學到實驗教學,提供了多種教學資源,包括教學進度、教學大綱、教案、教學課件、習題測試、網絡課堂等。
3完善實驗教學體系,發展教與學一體化
3.1調整實驗教學內容
在實驗課程體系方面,我們擁有生物化學實驗、分子生物學實驗、分子生物學檢驗技術實驗等課程,除了生物化學實驗是面向所有醫學生開設,其他幾門分別針對不同專業的學生開設。生物化學實驗教學以培養基本生化技能為目標,主要是把生物化學基本實驗技術如層析、電泳、光譜分析、離心、分離、提取、制備等融入教學內容中去。近年來,我們調整了該部分實驗教學內容,刪除了部分單純性驗證實驗,增加創新性綜合性實驗,突出學生基本知識能力、科學素養和創新能力的培養。分子生物學實驗主要面向生物科學專業及研究生開設,是以分子克隆實驗技術為主,開設綜合型實驗內容,以培養學生創新精神、創新思維和創新能力。分子生物學檢驗技術實驗課程則是面向醫學檢驗專業開設,包含了分子生物學基本技術操作、以疾病為主線的臨床常見疾病的分子診斷兩部分內容。
3.2改革實驗教學方法,嘗試“教學做”一體化教學模式
“教學做”一體化教學模式,是一種將理論教學與實踐教學融為一體的教學方法,打破了理論、實踐課的界限,在教學中可采用項目教學法、任務驅動法、案例教學法、仿真教學法等多種方法進行教學,從而把理論知識學習、實踐能力培養和綜合素質塑造緊密結合起來[5]。我們從各個實驗班抽取一些學習優異,有較好的理論基礎和實驗動手能力的同學作為一體化教學的對象。這些同學組成實驗小組,實驗小組同學會先于其他普通同學完成學習任務。首先老師根據教材內容給小組同學制定任務。實驗小組先預習實驗內容,查找資料,弄清實驗原理,擬定實驗方案,完成預實驗報告。根據預實驗報告,在教師的指導下,學生需參與試劑配制、實驗用品準備、儀器調試等準備過程,然后獨立完成實驗操作、實驗結果記錄和分析等。實驗完成后,這些同學可以回到各自實驗班中,指導其他同學的實驗操作,并且與其他同學一起對實驗原理、實驗操作中的注意事項、實驗結果是否與預期一致展開討論。教師也可以預先設定一些問題,讓學生以問題為導向結合自己的實驗結果進行討論,最后教師梳理、總結討論的內容。討論課程可以分小班進行,也可以幾個實驗班在一起,每個實驗班派出1-2個代表,制作成幻燈片后進行講解、討論。
4采用多元化的考核方式
摘要從教學內容、教學過程和考核方式等方面介紹了研究生細胞分子生物學課程的教學開展與體會,為適應多研究方向的研究生培養要求、提高教學效果提供參考。
關鍵詞研究生;細胞分子生物學;教學;內容;考核
揚州大學碩士研究生培養方案課程設置將細胞分子生物學作為生物學一級學科的學位課程,包含植物學、動物學、生理學、水生生物學、微生物學、遺傳學、發育生物學、細胞生物學、生物化學與分子生物學、生物物理學、生態學等11個生物學二級學科。揚州大學是江蘇省屬重點綜合性大學,目前設有27個學院,11個生物學二級學科分散在生物科學與技術學院、農學院、獸醫學院、醫學院,各二級學科的研究方向也較廣泛,如何適應這種多學院、多學科和多研究方向的碩士研究生培養要求,提高教學效果,揚州大學不斷進行嘗試、改革,構建了適合各二級學科培養目標要求的細胞分子生物學教學體系,現將這門課程的教學內容、教學過程和考核方式介紹如下。
1細胞分子生物學的教學內容
細胞分子生物學是隨著細胞生物學和分子生物學發展而興起的一門較新的學科,是一門在分子水平上研究基因對細胞活動調控以及各種細胞結構的形成和功能執行的科學[1]。對生物學專業的研究生來講,本科階段都學過細胞生物學和分子生物學這2門課程,因此研究生所開設的細胞分子生物學課程體系應該和本科生的課程體系有所區別。由于傳統的細胞分子生物學教材與細胞生物學和分子生物學在內容上有很多雷同,若采用這些教材,很容易使研究生對該門課程失去興趣。揚州大學將該門課程的教學內容分為4個部分:細胞結構、細胞遺傳、細胞代謝與調控、細胞發育,該校沒有選擇任何固定教材,僅僅指定少數最新出版的教材作為參考書,如韓貽仁主編的分子細胞生物學[2]、Gerald Karp主編的Cell and Molecular Biology:Concepts and Experi-ments等[3]。
2細胞分子生物學的教學過程
揚州大學細胞分子生物學的授課對象差異比較大,學生的來源和專業背景也不同,在教學過程中,筆者嘗試使用開放式教師、開放式教學和開放式課堂的教學方法。
2.1開放式教師
以往的研究生課程都是由固定的教師一上到底,由于教師的精力有限,不可能對細胞生物學各個領域的前沿知識都熟悉。為了解決這一問題,揚州大學采用不固定教師上課的制度,跨學科跨學院請資深教師進行授課,確保學生能夠了解該領域的基本知識與前沿動態。設置的4個部分教學內容中,每一部分由1~2位專業教師負責主講,教師可結合自己的專業背景,根據不同教學模塊,設置具體的教學內容,不拘泥于任何教科書進行授課。有些教師的研究方向是植物,對植物細胞分子生物學的研究進展和前沿動態比較熟悉,講授植物細胞分子生物學可以做到深入淺出,而對動物細胞分子生物學的講授效果會比較差,因此主講教師可選擇來自植物、動物、微生物、病毒等研究方向的老師。對于學生,有些是來源于農學院,其背景知識和興趣側重在植物方面,而有些來源于醫學院或獸醫學院,其背景知識和興趣側重在動物方面,這就要求選擇具有不同學科背景的教師。開展開放式的教學方式,滿足不同學生的要求。
2.2開放式教學
由于細胞生物學是生命科學的前沿學科之一,因此在把握現有教材和參考資料的基礎上,教學過程中要結合實際將細胞生物學相關領域的新進展、新知識、新方法介紹給學生,拓寬學生知識的深度、廣度,培養其對未來工作的適應能力。
在每一個教學模塊中,教師可通過不同的教學方式講解不同側重點的專題。如細胞結構部分包括講了2個專題,一個是細胞內膜系統:結構、功能、蛋白質分選和膜泡運輸,另一個是細胞骨架與細胞運動。內膜系統一般是指內質網、高爾基體、細胞核、溶酶體和液泡(包括內體和分泌泡)5類細胞器膜的總稱,而廣義的內膜系統概念也包括線粒體、葉綠體、過氧化物酶體、細胞核等細胞內所有細胞器膜的總稱。在本科細胞生物學教學過程中,這些細胞器的形態結構、功能和發生是分別獨立介紹。雖然這些細胞器具有各自獨立的結構和功能[4],但它們又是密切相關的,尤其是它們的膜結構是可以相互轉換的,轉換的機制則是通過蛋白質分選和膜泡運輸來實現的。在講授內膜系統時,可通過蛋白質合成這條線將這些相關內容串聯起來講述。由于核糖體在蛋白質合成上與內膜系統互為一體,因此將核糖體也加入進來,同時向上講可以提及細胞核中核糖體大小亞基及mRNA的合成,向下還可講述細胞膜上的蛋白功能,從而用蛋白質合成一條線將細胞的三大結構即細胞膜、細胞質和細胞核聯系了起來。同時,也啟迪研究生自己去找線索,找出一根主干,將盡可能多的內容串起來。又如細胞骨架對于維持細胞的形態結構及內部結構的有序性以及在細胞運動、物質運輸、能量轉換、信息傳遞和細胞分化分裂等一系列方面起重要作用,因此對細胞骨架的研究是近代生命科學中最活躍的研究領域之一,它的快速發展主要得益于大型分析儀器的應用和實驗方法技術的改進。在這一部分內容的教學中,可重點向學生講解細胞骨架的研究方法,包括每種方法的原理、基本過程和結果分析,以最新的國外權威期刊上發表的細胞骨架方面的論文為例,向學生介紹細胞骨架的研究是如何開展的。
2.3開放式課堂
研究生課堂和本科生課堂相比,講授內容量非常大。筆者一般會在課后將課件提供給學生,使他們在課堂上不用花太多精力記筆記,而是將主要精力集中到聽課上,跟著教師的引導考慮問題,這樣使其思維保持很高的興奮度,且感到疲勞。在嚴格遵守課堂紀律的前提下,在上課時要盡量調動學生的積極性,以開拓學生的思維,培養創造性。課后要讓學生自己閱讀指定或推薦的原始文獻,或者讓他們自己到網上查閱自己感興趣的問題,以此可培養學生閱讀文獻、查找資料、進行科研的能力。
3細胞分子生物學的考核方式
作為生物學一級學科碩士研究生的學位課程,細胞分子生物學的考核以考試為主,考慮到研究生學習細胞分子生物學課的目的主要是為了提高學生利用學到的細胞生物學知識解決課題研究中的問題,實用性較強,因此筆者選用開卷考試的形式,所出的試題都是綜合性的分析題,在考場內學生可以查閱任何參考資料,但參考資料中沒有現成的答案,促使學生綜合運用所學知識,通過仔細分析才能得出答案。這種考核方式一方面提高了學生獨立思考問題和解決問題的能力,另一方面也使教師了解了學生對這門課程的掌握情況,檢驗教學質量,很大程度上促進了以后教學的開展。
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關鍵詞:生物科學專業;分子生物學實驗;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)11-0038-02
21世紀是生命科學的世紀,作為生命科學的重點學科,分子生物學有著舉足輕重的作用,而實驗教學作為理論教學的重要補充和發展,是培養學生理論與實踐相結合、掌握基本技術、提高科學思維能力和獨立操作能力的有效方法。高等教育實施素質教育要以培養學生的創新精神和實踐能力為重點,培養學生的科學精神和創新思維習慣,重視培養學生收集處理信息、獲取新知識、分析和解決問題的能力。本文旨在結合當前高等教育改革形勢,以及現代生物科學理論與技術的迅速發展,對所開設的分子生物學實驗在技術方法水平、培養學生綜合素質及創新思維能力、實驗考核體系等方面進行改革,使我校生物科學專業分子生物學實驗教學更上一個臺階。
一、針對生物科學專業特點完善實驗教材
生物科學專業人才培養是發展國家生物高新技術產業的關鍵,同時與農業、林業、畜牧業、漁業、輕工業和醫藥衛生的發展密切相關,因此,生物科學專業人才培養質量的好壞,與國家的經濟建設密切相關。長期以來,各重點綜合性大學對生物科學專業人才的培養,根據培養目標與培養規格,進行了有益探討,形成了相對合理的人才培養方案。而目前國內出版的分子生物學實驗指導教材多側重于基因重組與蛋白表達方向的實驗項目,沒有專門針對生物科學專業方向的學生編寫的實驗教材,不適合在生物科學專業本科生教學中應用。我們通過多年的實踐教學并結合生物科學專業特點,結合生物科學專業教學大綱和生物科學技術發展狀況,使教材更加符合生物科學專業方向學生的認識和發展規律,又具有新穎性、趣味性和一定的綜合難度;同時我們改變傳統教材的編寫模式,增加新的編寫思路,將經典的驗證性實驗,與代表學科前沿或從生產實際中轉化而來的綜合性、設計性實驗內容結合,從單純的驗證理論轉移到加強學生的實踐訓練上來。使實驗背景資料、實驗原理、基礎技能、實驗目標、材料準備等內容更加描述詳盡并通俗易懂,更加適合學生閱讀并實踐。
二、加強分子生物學基本實驗技能培訓
分子生物學實驗是實踐性非常強的一門課程,加強分子生物學“基本知識、基本理論、基本技能”方面的能力訓練是提高生物科學專業學生綜合素質的前提和必要條件?;緦嶒灱寄苤饕桥囵B學生正確規范扎實的實驗技能、嚴謹科學的實驗態度和良好的實驗習慣。因此我們針對生物科學專業的學生開設了分子生物學基礎實驗技能實驗,將微量可調移液槍的使用,PCR儀的使用,電泳槽的使用,高速離心機的使用,LB基礎培養基的配制、植物基因組DNA的提取、PCR反應程序的設置及PCR反應的運行、瓊脂糖凝膠的制備、加樣、電泳以及凝膠成像、結果觀察等基礎技能編寫到學生實驗課教材中,圖文并茂地詳細闡述操作方法、操作步驟、技能要點、儀器設備等,此外組織錄制實驗操作演示錄像,制作多媒體實驗課件等作為教材的輔助材料。專門設置基礎技能開放訓練室,配制必要的實驗儀器和藥品,全天開放,學生可以利用業余時間練習,并且安排專門時間對學生進行基礎實驗技能考核。結合分子生物學課程體系的總體規劃和目標,創建了一個以科研探索為主體的開放性實驗教學平臺。以學生實驗小組的形式開展靈活多樣的業余科研活動。首先制定切實可行開放性實驗計劃,由學生以小組的形式在老師指導下查閱資料、設計實驗方案。在此基礎上,進行實驗項目的匯總,然后準備開放內容及相關實驗項目,擇優進行多層次的學生研究性和探索性實驗。優化整合分子生物學基本實驗技術,要求學生完成藥品準備、培養基制備等過程,讓學生理解和明白實驗的原理和完成實驗的關鍵點,做到充分讓學生自己動手、自己觀察、自己討論、自己總結,加強學生“三基”培養。這樣一個全過程綜合了微量可調取液器、旋渦振蕩器、高壓滅菌鍋、PCR儀、臺式高速離心機及微量離心機的使用、微波爐、電泳槽和電泳儀、凝膠成像儀等儀器設備的操作和溶液制備。通過綜合性、設計性實驗不僅調動起學生學習的主動性和積極性,而且可以培養學生的科學創新精神和實際動手能力,有利于學生個性的發展和素質的提高。此外,指導老師課前認真備課,做好預備實驗,明確每個實驗的重點和難點,對實驗的基本技術、操作要領和注意事項要重點講解,對關鍵技術環節和操作要進行示范,使學生做到規范操作,達到提高學生“基本知識、基本理論、基本技能”能力的目的。
三、結合生物科學專業特點優化實驗教學方法
目前分子生物學實驗指導書中的實驗內容大都是驗證性的,學生按照實驗指導書按部就班地操作,實驗報告按固定格式填寫。使學生的能力培養受到限制,因此我們在教學方法方面進行了改革。每次實驗前要求學生進行預習,了解實驗要求、步驟等。在實驗前我們對實驗中的一些主要內容和一些容易出錯的問題進行提問。并且把回答問題的情況記下來,以便以后給成績時作參考。實驗前進行30分鐘左右的講解,主要解釋實驗中出現的關鍵概念,使學生更加明確實驗目的。同時利用實驗間隙對個別同學進行單獨輔導,盡量使學生在課堂上產生的疑惑在課堂上解決。每次實驗前,集中講解實驗原理,把本質問題講解透徹,同時分析實驗步驟,并針對關鍵操作、技術難點或容易誤解之處進行演示,使學生能更好地掌握實驗原理和技術,并在實驗前做到“胸有成竹”。這樣不但調動了學生的學習主動性,還培養了學生的獨立思維和判斷性思維能力。重視實驗原理、方法步驟和注意事項的講解,用簡單的比喻來加強學生對抽象理論的理解,做到通俗易懂。對于儀器臺套數有限、指導教師少、學生人數多等突出問題,減少每組開課人數可有效緩解眾多學生與有限的教學資源之間的矛盾,提高實驗教學的質量。
四、針對生物科學專業,完善實驗考核體系
目前我校分子生物學實驗還沒有納入單獨考核范圍內,在實驗項目分類、教學內容、考核方式以及成績劃分等環節上缺乏整體布局設計,制約了實驗教學內容的整合,影響考核體系的建立。實驗教學考核是客觀評價學生所掌握的理論和技能的重要手段,也是提高實驗教學質量的有效措施。分子生物學實驗應注重全面考查生物科學專業本科生的素質,不僅要考查學生所掌握的基本知識和技能,還要考查學生獨立思考和綜合運用的能力,以及在實驗操作中表現出來的認真的態度、實事求是的科學作風和團隊合作精神等。以“公平、公正”為原則,不斷探索和完善實驗考核體系。針對生物科學專業特點我們建立了一套較為科學合理、客觀公正的實驗成績考核體系。針對平時成績制定了課堂成績、實驗報告成績的考核標準;對實驗考試制定了操作考試題目的出題思路和筆試各題型的適用范圍,給出了考核體系的實施,增強了教師的責任感,激發了學生的學習熱情,調動了學生學習的積極性,提高了實驗教學質量。過去,學生只要來實驗室做實驗,實驗成績就通過了。這樣做顯然是很片面的,很難調動學生的積極性。針對這種情況我們改革了考核辦法。評定考核成績(占40%),書寫實驗報告成績(占40%),實驗前的預習、提問的成績(占10%),在實驗考試中學生的獨立操作能力和熟練程度(占10%),綜合以上幾個方面客觀地評定成績。由于成績評定過程比較客觀,減少了教師的主觀隨意性,學生感到公平、合理。近3年來,我們進行的一系列的實驗教學改革,取得了一定的成績。我們對學生進行了問卷調查,調查結果顯示,95%以上的學生歡迎和支持實驗教學改革,并對以后的教學改革提出了寶貴的建議。
參考文獻:
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[3]馮尚國,王慧中.分子生物學實驗教學改革初探[J].科技資迅,2010,(17).
關鍵詞:細胞生物學, 本科教學, 教學改革
細胞生物學是本科院校生命科學體系中重要的基礎學科,是目前自然科學中發展最迅速的前沿學科,是從不同層次上(包括細胞整體、顯微、亞顯微和分子等層次)研究細胞結構、功能及基本生命活動規律的學科。由于此學科本身比較抽象、深奧、枯燥,被學生普遍認為是難點課。本文就如何形成特色課程內容體系和如何處理好細胞生物學與相關學科之間教學內容銜接等問題進行探討,并從提高學生學習興趣入手,綜合運用列表比較法、互動法和討論法等多種教學方式方法,結合多媒體教學手段,幫助學生更好地構建細胞生物學的知識體系,培養學生的思維能力。
一、處理好細胞生物學與相關課程的銜接問題,形成特色課程內容體系
1.比較研究多本教材,引入科技前沿進展
細胞生物學課程教學以指定教材翟中和、王喜忠、丁明孝主編的《細胞生物學》第3版為主,并參考王金發主編的《細胞生物學》、韓貽仁主編的《分子細胞生物學》等多本的相關書籍。通過比較研究多本教材,取長補短,結合課程目標,精心編排教案,努力逐漸形成一套更符合授課對象特點和有特色的課程內容體系。
同時,在理論課中適當地引入一些科技前沿知識作為補充,縮短教材中的理論內容與當前理論發展之間的差距。在緒論中介紹搜索引擎Google學術搜索、NCBI PubMed等網絡資源和生物谷、丁香園等國內著名的生物學論壇,并將本人的研究課題,融入到理論教學中去,以引發思考為主,培養了學生的科研思維,拓展了學生視野,教學反響良好。
2.處理好細胞生物學與分子生物學、生物化學課程的教學銜接問題
分子生物學與細胞生物學、生物化學是本科院校生命科學體系中三門重要的基礎課程。三門學科在內容上相互交叉、相互滲透,有著極為密切的聯系,可以用“你中有我”、“我中有你”來形容。由于三門學科的教材有些重復的內容,給授課教師在教學中帶來一定困擾。因此,如何處理好三門課程內容的教學銜接是教學實際中的一個難題。為解決此問題,筆者認為需要做好以下兩點工作:
首先,重視教學團隊內部及團隊之間的交流溝通工作。相關學科的教學團隊成員應共同備課,包括三門課程的授課教師在內教學團隊需要在備課中加強溝通,通過積極討論,達成共識,努力形成一套更科學、更符合學科內在邏輯的教學計劃。
其次,制定和完善教學計劃的關鍵在于,準確把握三門科學的側重點。細胞生物學重點是研究細胞水平上細胞結構方面和關信號轉導;而分子生物學基于分子水平入手研究大分子的結構與功能等生物現象;生物化學則是分子的代謝轉化。
課程的重疊現象一般分為以下三種情況,針對不同情況,制定針對性教學方案。
(1)對于在多門課程中有重疊的部分內容,根據學科特點進行取舍,確定在最適合的課程中講授。這樣可以避免重復學習、浪費學時或者在三門課程中都未講透。例如,“真核生物染色體的組成和組裝過程”以及“線粒體和葉綠體”,雖然在細胞生物學和分子生物學中都涉及到這兩部分內容,將此內容僅放在細胞生物學中重點學習更為合理,因為從內容歸屬上更偏重于細胞生物學。
(2)有些在兩門課程都涉及到的重疊內容,是后開課程的基礎,需要牢固掌握,必須在先開課的課程中重點學習。如“核糖體的類型和結構”與“蛋白質的合成”是細胞生物學和生物化學的重疊部分,在生物化學中一定要重點學習。因為此內容是蛋白質分選章節的基礎。如果學生對核糖體的結構功能掌握不牢固,在學習蛋白質分選途徑時就會感到知識鏈斷層,增加了理解難度,影響學習信心,繼而影響教學進度和效果。
(3)而某些內容即使在兩門課程中有重疊,卻在其中任何一門中都不可舍棄,否則會影響該課程體系的完整性。如“基因的復制”、“轉錄”、“翻譯”是生物化學和分子生物學中的重要章節。這些內容應該根據學科的側重點來安排:在生化教學中,應該以代謝為主線,側重于核酸的結構組成、蛋白質的合成過程以及核酸代謝與三大物質代謝間的聯系;而對于分子生物學,應以中心法則為主線,即沿著“復制-轉錄-翻譯”這一遺傳信息傳遞流為主線,重點是信息和調控。核酸的結構組成和核酸代謝的內容由于在生物化學中已學習過,在分子生物學中可采取布置預習作業或者提問的方式,讓學生帶著問題預習和復習,體現了教學中的鞏固性原則。
二、綜合運用多種教學方式方法,幫助學生構建細胞生物學知識體系
細胞生物學內容比較繁雜、深奧,學生在學習過程中普遍認為難以理解和記憶。教學實踐中,通過梳理知識脈絡,抽象理論形象化,綜合采用列表比較法、互動法和討論法等教學法,結合多媒體手段,加深了學生對課程內容的理解和掌握。
1.梳理知識脈絡,形成知識框架
學生普遍認為細胞生物學難學,究其原因是學科內容比較繁雜、深奧。如果沒有形成整體的知識框架,學生感覺到學到的是支離破碎的知識片段。針對這個問題,教師應發掘、把握各個章節之間的內在聯系、各個章節與課程整體之間的關系,幫助學生在腦中建立起一個知識網絡。
在細胞生物學中,真核細胞的結構體系包括三大系統:生物膜體系、遺傳信息體系和細胞骨架體系。實際上,細胞生物學課程的主要框架就是這三大體系,涵蓋了幾乎全部章節。教師就要抓住這三大體系。講授緒論時,就把整門課程的框架展現出來,把課程的各個章節歸結到其中去,形成整體印象;在講授每一章節的時候,指出此章節在課程體系中所處的地位,及其與其他章節之間的內在聯系,從而強化學生的整體印象。這樣一個完整的課程知識體系就建立起來了,有助于學生盡快入門。
2.聯系實際生活,抽象理論形象化講解
細胞生物學的許多理論過于抽象、難于理解,教師可以試將理論與生活實際相結合,使學生有此聯想起有趣的、熟悉的生活場景,使抽象的內容形象化和動態化,使學生對理論內容的理解變得簡單。
例如,細胞生物學中的一個重要概念“細胞通訊 (cell communication)”(細胞通訊是指在多細胞生物的細胞社會中, 細胞間或細胞內通過高度精確和高效地發送與接收信息的通訊機制, 對環境作出反應的綜合細胞行為。)在教學中,引導學生通過對比聯想到人與人之間的會話、交流,以助于理解。又如,“蛋白質的分選(protein sorting)”概念的講解。蛋白質的分選是指細胞中的蛋白質在核糖體上合成后轉運至細胞的特定的部位的過程,這些蛋白生來有它的“宿命”,有些蛋白質誕生后將會作為細胞質膜上的成分、有些蛋白質裝配成激素分泌到細胞外,而有些內質網和溶酶體中的固有酶。由此概念引導學生聯想到人類社會與細胞社會有類似的特點:在人類社會中,大學會培養出不同專業、各種類型的人才,大學畢業生要找到適合其自身特點的崗位,才能發揮所長;在細胞社會里,在細胞中每時每刻都有新的蛋白質產生,只有被運轉至正確的部位,并裝配成具有結構正確的復合體,才能發揮其功能,參與細胞的生命活動。
同時結合多媒體輔助教學手段,根據課堂內容播放動畫講解,結合聲音、圖像等多媒體手段,使復雜的分子與細胞生物學原理形象生動地表現出來,如:利用多媒體演示細胞分裂的過程、哺乳動物細胞培養的過程等。
總之,運用發散性思維將理論與生活實際聯系起來,將自然科學與人文科學在某些共通點上巧妙結合起來,配合以多媒體輔助手段,使抽象的細胞生物學理論變得形象生動。
3、運用多種教學方法,提高課堂教學質量
(1)列表比較法。教學中,比較法是一種常用的、有效的手段,采取列表的方式對相應內容進行對比,學生會感到知識體系清晰,一目了然,也有助知識體系的建立。例如,比較真核細胞和原核細胞的特征,物質的三種跨膜運輸方式等,使教學內容條理清晰,學生非常容易掌握,達到了較好的復習效果。
(2)互動法。在課堂上,鼓勵學生提問,激發他們的學習興趣和求知欲。同時采用組織課堂討論的方式加強對基本概念和基本原理的理解,實現課堂上與學生互動,促進學生積極思維,而非被動接受。并配合以實驗教學,理論與實踐并重,逐步提高細胞生物學的教學水平和教學質量。
(3)小組討論合作法。通過組織課堂討論、讀書報告及組織學生之間進行相互點評等形式,提高學生了解專業前沿進展的興趣,也推動了學生積極思維,并且促進了學生思考和探索如何建立良好的合作方式,培養了其團隊合作能力,從而推進學生的素質教育。例如,細胞生物學的課程討論部分,組織學生 4人為一個小組做一份讀書報告,選擇感興趣的題目,自行確定組員的分工形式,每組報告結束,由其他小組對其報告效果進行打分和評判,作為期末成績的打分提供參考。
實踐證明,綜合運用以上教學方式方法能夠幫助學生形成合理的知識體系,有利于有效解決細胞生物學的教學上的難點,收到了良好的教學效果。
三、結語
以上是我們在細胞生物學教學過程中的一些實踐與探索,通過編排教學內容的改革實踐和多種教學方法、手段的綜合運用,提高了學生的學習興趣,使細胞生物學不再是難點課。
參考文獻:
1. 韓端丹,洪琦.分子生物學與生物化學課程間教學銜接探析.高等函授學報, 2010,23(5): 30-32.
《細胞分子生物學》是隨著細胞生物學和分子生物學發展而興起的一門醫學基礎學科,是一門在分子水平上研究基因對細胞活動調控以及各種細胞結構的形成和功能執行的科學[1]。由于它研究的是分子機理等微觀層面,具有較高的教學難度。傳統的教師授課模式難以提高學生積極性,學生聽起來也枯燥乏味,課堂氣氛也很沉悶,并且教師依靠單純文字形式的幻燈片、板書,不利于學生在短時間內理解抽象的知識。武漢大學醫學部在研究生《細胞分子生物學》課程中實施以問題為基礎的教學(Problem-basedLearning,PBL)結合多媒體直觀教學法,取得良好效果,現將實施過程及思考報告如下。
1PBL教學法的特點
PBL是一種基于問題的學習法,它是1969年由美國神經病學教授Barrows在加拿大麥克馬斯特大學首創的,這種教學法出現后在歐美國家被很快廣泛應用[2]。它自1990年代引入我國后在醫學教育中得到很好的發展。典型的PBL過程包括三個階段,即提出問題,分析問題和匯報結果。在提出問題階段,學生可根據自己了解的知識和組員合作提出需要明確的問題,也可以由教師根據教學大綱提出針對性的問題;在分析問題階段,每個學生通過自學分析提出的問題;在匯報結果階段,學生上課時匯報自己的觀點,教師在課堂上旁聽學生觀點并給出補充意見。與傳統的授課式教學法不同,它強調以學生為中心,主動學習為主。教師的目的是提供學習材料,在課堂上引起學生討論和監控整個學習過程。PBL教學法的好處是能提高學生主動學習的興趣,活躍課堂氣氛,避免課程變得枯燥無味的同時也提高了學生的潛力和創造力。
2多媒體直觀教學法特點
多媒體直觀教學法是在傳統的單純文字書寫的幻燈片課件中加入較多的圖像、視頻和聲音演示,從而能將圖像、動畫和理論有機地結合,將微觀復雜的理論概念形象、直觀地表現出來。它能使學生在視覺、聽覺的多樣化刺激中得到知識的擴展,還可激發學習興趣,提高學生的積極性,使學生對所學知識更容易理解和長久記憶。此外,該法還能提高教師的知識水平與興趣,教師如果按照傳統的授課方式一成不變的話,很容易在年復一年的教學中感到疲乏單調,從而失去講課的激情,教學質量也會跟著降低。若是采用多媒體教學法,教師可以從網上把不斷更新的醫學信息、圖片、視頻、flash等加入多媒體課件中,直觀的放映給學生,而學生在第一時間獲得了新知識,開拓了新視野,會更加配合教師的教學,這樣也促進了教師的教學。
3兩種方法結合的教學模式在《細胞分子生物學》課程中的意義
《細胞分子生物學》又叫分子細胞生物學,是由細胞生物學和分子生物學相互銜接滲透而產生的一門新興學科。包括細胞代謝、增殖、分化、衰老、凋亡等內容[3]。如今,該學科的理論與技術正被廣泛的應用于臨床疾病的診療及科研工作中,并在現代醫學發展中占據著重要的地位,因此,加強醫學生細胞分子生物學的教育意義重大。目前,《細胞分子生物學》這門課程在國內開設的院校仍較少,可借鑒的教學經驗并不多[3],且內容微觀抽象,又是幾門學科整合形成,因而是一門較難學的醫學基礎課程。用傳統的板書及其他文字形式的教學方法授課,學生常會感覺到概念模糊,一知半解。而在PBL教學中,學生每次課前事先完成了小組探討或教師制定的問題,在該次課前對所要學的內容有了一個初步的認識,再在課堂上通過表達自己的思想并發現自己的錯誤觀點,通過教師以及同學的補充和分析使自己的知識面得到擴展。但這種方法也具有它的局限性,主要表現在:PBL注重解決單一問題,而忽略了學生對知識點的系統掌握,學生對所學知識缺乏連貫性。另外,PBL是以分組討論的形式上課,如在大班教學中運用會消耗過多時間,也需要更多的教師來引導各小組,這樣會浪費資源也降低教學效率。PBL教學法結合多媒體直觀教學法是一種以學生為主體,教師為主導,以實際問題為出發點的教學模式[4]。它不僅使學生有效掌握了基礎理論知識,激發了學習的興趣,而且培養了他們的自學能力和創新能力,又彌補了單用PBL法的不足,從而提高了教學質量。武漢大學醫學部病毒學教研室在細胞分子生物學課中將多媒體直觀教學法與PBL相結合,即每次課的前一部分時間教師用多媒體直觀教學法授課,后一部分時間用PBL教學法討論問題,兩種方法優勢互補,實現對學生的高效培養。
4兩種方法結合的教學模式的實施及其評價
4.1實施過程對武漢大學第一臨床學院2010級研究生選修細胞分子生物學課程的136人進行了兩種教學方法相結合的教學模式。理論授課25個學時,每次課5學時,安排3名有經驗的教師分別負責相應內容,每次課堂前3個小時運用多媒體直觀教學法,最后半小時用PBL教學法,每次PBL教學回答3個問題。在多媒體教學部分偏重于細胞分子生物學的基本理論、基本技能的講解,幫助學生全面系統的熟悉該次課的內容,教師在該次課的難點、重點的幻燈片中插入圖片、flash和視聽文件,比如,運用flas來反映細胞周期每個時期的調控過程;用電鏡下有絲分裂的視頻反映整個分裂過程;用三維圖象反映DNA染色體的形成;用電鏡下的照片以及熒光顯微照片反映凋亡小體的形態等。在PBL教學部分中,問題的設置由教研室教師根據教學大綱要求一起討論后確定,這些問題注重培養學生自己查找文獻的能力以及對前部分已學多媒體理論課知識的運用。比如,有哪些實驗技術利用了DNA復制和RNA轉錄的原理?查閱相關文獻,闡述端粒酶在腫瘤發生發展中的作用?結合自己的專業和課題分析細胞周期與醫學的關系?如何進行細胞凋亡的研究?將學生以寢室為單位分組,在課前先查閱問題涉及的相關知識,由于是大班教學,在PBL教學部分中為了節約時間,改小組發言為學生舉手發言,教師引導學生發言,對于一個問題學生既可以補充前一個回答者的內容也可以提出新的觀點,直至該問題被學生回答全面后,教師總結及補充,再進行下一個問題,學生的發言情況做為平時成績計入總成績中。
關鍵詞:lackboard;生物化學;試題庫;教學改革
生物化學與分子生物學是生命科學的前沿學科,在分子水平探討生命的本質。該課程對于醫學本科生是基礎必修課,可以培養學生觀察、理解、分析和解決問題的能力,而且是學生后續專業課程的基礎,對于科研能力的培養更是具有深遠的影響。但該課程內容系統性、聯系性強,知識點較抽象性,難度較大[1]。
隨著計算機網絡技術的飛速發展,利用網絡進行教學和輔導教學已經成為當前教育技術和教學活動中的一種重要形式[2]。為了加強教學管理,提高教學質量,特別是針對獨立學院大部分學生,他們入學分數較低,學習能力和主動性比一本、二本學生要差,我們對于獨立學院學生學習生物化學與分子生物學,采用了多媒體教學和隨堂測驗相結合的教學模式[1]。上課時間的有限性使我們萌生了建立網絡教學題庫,讓學生隨時隨地可以使用并且和老師交流想法,隨后在已有的教學模式上,我們進一步著手建設完整網絡試題庫,并在教學中使用,效果良好。
1 BB網絡平臺介紹
"BB"平臺 (Blackboard Learning System MLTM,簡稱 Blackboard或BB)作為一個界面非常友好的教學管理系統軟件平臺, 教師可以用它創建、和管理課程的網絡內容, 為傳統教學的課程增加在線內容,甚至可以開發基本或完全沒有面授環節的網絡課程[3]。BB網絡教學平臺的使用,在全球范圍內已經有超過2800所大學及其他教育機構,其中包括著名的美國普林斯頓大學、哈佛大學、斯坦福大學、西北大學、杜克大學等,我國也有200多所大學使用該平臺。該網絡教學平臺具備以下4個獨立的功能模塊:內容資源管理模塊、在線交流模塊、考核管理模塊和系統管理模塊。
2題庫建設
依托BB平臺的考核管理模塊,我們建立了完整的總試題庫,在總體庫的基礎上又分立了預習題庫、復習題庫、以及測試題庫。
2.1題庫的選題要求 以嚴格的遵循教學大綱和指定的教材為基本原則選擇收集試題;即將入選試題庫的試題要經過細致的篩選和更正,生物化學的學科進展快,很多的內容又經過了重新的界定:酶的新名稱、呼吸鏈產生ATP的數量改變、新定義的概念等等,按照現有教材的內容更改試題的術語,刪除更改模棱兩可的答案,根據一定的質量指標篩選;入總題庫的試題量要足夠大,題量不足,難以按照教學需求篩選組成所需小題庫,也難以自動生成不同難度層次的測試試卷;各類小題庫選題時要考慮各個章節的重點和難點試題比例適中。
2.2試題的選擇 首先參考本教研室老師編寫的"生物化學實戰考試題解",這本習題2005年由人民軍醫出版社出版,學生使用至今,由于封面主色調為綠色,俗稱"綠皮書"。根據歷屆學生使用情況,從中選擇典型的、足以考察各個知識點的試題,重新整理歸納,以星號數量標記難易程度:無星號表示基礎題、一顆星號表示難、兩顆星號表示較難,當然這也意為著基礎題是所有專業必須掌握,二本以上要求做有星號的題目,將來有研究生學習要求的學生去測試兩顆星號的題目。其次是每年使用過的試卷,由于這些試卷在一本、二本、三本不同層次、不同專業考試中反復測試使用過,對每題都有分析記錄,如該題的答題正確率、問答題的得分率等,為選題提供了必要的依據,通過統計分析,確認難度系數,統一放入總題庫后,篩選適當的試題入小題庫。還可借鑒各兄弟院校和西醫綜合考試中的試卷及習題集,以滿足試卷庫廣度的需要。最后由于生物化學與分子生物學是一門發展迅速的學科,每兩年就會出引進學科最新進展出版新教材,針對這些知識還可以由出題經驗豐富的老教師,根據具體教學的實際情況,結合大綱要求出題,以彌補現成試題的不足之處,完善試卷庫。
2.3總試題庫建設操作 進入課程的"控制面板",點擊"測試"區的"題庫管理器",再點擊"添加題庫"按鈕,在界面輸入題庫名稱和說明,我們按照總試題庫的原則,依次以章節名稱命名(第一章蛋白質、第二章酶等)進行題庫的添加。本科生的醫學試題主要是名詞解釋、單選題、填空題和問答題四類,按題目類型和題目難度分別建立子題庫,接下來就可以將對應的題目添加入題庫中去。
以"單選題"為例,按"單選題"按鈕,就會出現添加單選題的界面。題干輸入"問題文本"框里。在"答案"區設置答案數為5,在出現的5個選答案框內依次輸入相應的答案。點擊正確答案之前的圓框,填上實心表示該選項是正確答案。對于單選題,只能選一個正確答案,如果是多選題可以點擊多個圓框。在"類別和難度"中添加相應星號數量,填完各項后就"提交",返回到"題庫"界面。填空題和單選題添加方法相類似:在"問題文本"框里輸入題干,在"答案"區設置答案數,在出現的相應數量答案框內依次輸入相應的答案,在"類別和難度"中添加相應星號數量,填完后"提交",返回到"題庫"界面。名詞解釋是作為"簡答題"添加,添加方法也類似:進入添加簡答題的界面,在"問題文本"框里輸入題目,在"答案"區輸入答案,在"類別和難度"中添加相應星號數量即可點擊"提交"。問答題是以"論述題"的方式添加,添加方法和簡答題完全相同。
最后每個相應的庫中會出現所有添加的題目。對于每個題目都可以進行"修改"或"刪除",注意最后按"確定"進行確認,最終還可以對該題庫進行"導出"存盤,或"修改"或"刪除"。
2.4各級子庫的建立 根據學習的目的不同,分別建立上課前的預習題庫、上課結束后的復習題庫、以及階段性的測試題庫。課程預習往往是盲目,學生隨意翻翻不如不看,上課前的預習題庫主要是以基礎概念為主的名稱解釋和選擇題,使學生快速瀏覽預習的過程中掌握最簡單的知識點,有效節省了預習時間。平時沒有考試壓力,學生在上課結束后就不及時記憶知識點,到真正考試時,往往已經遺忘,考試時時間緊、壓力大,學生為了考試過關,以押題、押重點的形式復習,考完既忘,沒有達到學習的目的,復習題庫主要以單選題和填空題為主,并且設置使用時間,記錄學生使用頻率,計入學生平時成績,督促學生課后及時復習。生物化學與分子生物學的學習分為四個部分:生物大分子結構和功能、物質代謝與調控、生命信息的傳遞與調控和分子生物學技術與應用。每學完一部分內容,利用測試題庫讓學生進行階段性測試。測試題庫主要以名稱解釋、選擇題和問答題為主,讓學生加強知識記憶,并且融會貫通。
進入"控制面板"界面,點擊"測試"區內的"測試管理器",進行"添加測試",然后測試取一個名字,比如"預習第一章蛋白質",然后提交。提交后會出現"測試編輯器"界面,在"添加"菜單里面"取自題庫"選擇相應題型,在"創建設置"中設置題目的分值。若需選擇某題,就在某題前面打勾;若想全不選用,可點擊界面上方的全選框。選完題目后"提交",單擊"確定",測試建立就完成了。
3子試題庫的應用
3.1測試題的 進入"控制面板"界面,點擊"內容區"的"創建內容",名稱命名為預習、復習、測試三部分,每部分添加測試,此時"添加測試"框會出現已經建立的測試。選擇你要添加的測試(比如"預習第一章蛋白質"),然后"提交"-"確定"-"修改"測試界面。進入"修改測試"修改每道題的分值;點擊"修改測試選項" 點擊"測試可用性",其中"將鏈接設置為可用"必須選擇是,否則測試不能用;為測試添加通知可選"為此測試添加新通知"。課后復習設置"不限次嘗試",并且不限制答題時間;預習和階段性測試設置"有限次嘗試"3次,在"設置計時鐘"設置答題時間。設置"顯示開始時間",學生在特定時間看到試題。"自我評估選項"區,則選擇復習和階段性測試包括在平時成績簿中。"測試反饋"區選擇在測試完成后向學生反饋此次測試的 "分數",以及學生自己提交的"答案"及"正確答案"等。在"測試顯示"區選擇將所有的題目都同時顯示出來。"隨機排列問題"選項中,除預習是隨機選擇問題出現次序,其他是按照測試中題目的順序出現。設置完了后"提交","確認"后就返回到"作業"界面,在該測試旁點擊"管理",隨后出現"管理該測試"界面點擊"選擇性",設置時間,選擇"所有用戶小組",點擊"提交"后完成設置。
3.2測試的應用 老師把學生的信息以Excel表格的形式交給BB平臺的管理員,導入BB平臺的相應課程中,學生以學號登入BB平臺,就可以選擇進入相應的課程,在作業區中看到相應的測試。測試完成后一定要"提交"否則沒有成績。通過BB平臺,對于客觀題(選擇題)可以自動判分,學生可及時看到成績,而主觀題由老師進行給分。實時的測試可以提高學生的學習興趣,體會成功的喜悅。老師可以點擊"控制面板"的"測試"區進入成績查看、管理成績,也可點擊"下載成績",以Excel表格形式保存。老師可以通過實時的測試結果,檢查學生學習的效果,及時調整教學進度,收集學生錯誤率高的題目,上課及時解答學生問題。
4總結
BB網絡平臺的出現,在空間上提供遠距離的學習機會,拓展了課堂學習的空間;在時間上提供在不同時候進行學習的機會,增加了課堂外學習的時間。BB網絡平臺的醫學生物化學與分子生物學教學題庫建立,使得試題一次錄入可多次重復使用,減少了教師教學出題的負擔,實時的測試以及電子成績單的使用可以讓教師隨時了解學生的學習情況,在教學中具有較明顯的優勢,適合實際教學,在本科階段教學中取得良好的教學效果。
參考文獻:
[1]吳娟娟,朱蕙霞,賈辛.生物化學與分子生物學教學模式對比研究[J].生物學雜志,2014,29(2):106-107.
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