農(nóng)學(xué)專業(yè)分子生物學(xué)課程改革與實踐

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摘要：分子生物學(xué)是華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)專業(yè)的必修課程。本教學(xué)團(tuán)隊近年來從教學(xué)大綱優(yōu)化、教材體系建設(shè)、學(xué)情分析與教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、教學(xué)方法與策略等方面著手，在實踐中不斷革新、提高教學(xué)質(zhì)量。連續(xù)多年的教學(xué)實踐表明，相關(guān)改革措施成效明顯，極大促進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、提升了專業(yè)感情，為培養(yǎng)服務(wù)于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的創(chuàng)新型人才奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)學(xué)專業(yè)；分子生物學(xué)；教學(xué)改革與實踐

前言

上個世紀(jì)中期，核酸被確定為主要的遺傳物質(zhì)，隨后DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)被揭示；進(jìn)入到上世紀(jì)后期，遺傳重組技術(shù)、PCR技術(shù)以及核酸測序技術(shù)相繼出現(xiàn)、發(fā)展迅猛。分子生物學(xué)作為一門學(xué)科也應(yīng)運而生，并成為當(dāng)前最前沿、最活躍的學(xué)科之一[1，2]。分子生物學(xué)相關(guān)理論與技術(shù)方法已經(jīng)滲透了生命科學(xué)各個研究領(lǐng)域，全面促進(jìn)了當(dāng)今理、工、農(nóng)、醫(yī)等多個學(xué)科的發(fā)展，是從事生命及農(nóng)業(yè)科學(xué)研究和工作必備的工具和知識體系，該學(xué)科的教學(xué)工作至關(guān)重要[3]。該課程已成為高校生物類、農(nóng)學(xué)以及醫(yī)學(xué)等專業(yè)的基礎(chǔ)課程，也是學(xué)生掌握生物技術(shù)的最重要課程之一。國內(nèi)高等院校自上世紀(jì)80年代以來，陸續(xù)開設(shè)分子生物學(xué)課程。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)辦學(xué)歷史悠久，已經(jīng)面向農(nóng)學(xué)專業(yè)開設(shè)該課程長達(dá)20余年。針對該課程存在的研究方法與手段發(fā)展極為迅速、理論知識抽象、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱等問題，結(jié)合前人的經(jīng)驗和多年的教學(xué)實踐，從教材選用、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式以及課程學(xué)習(xí)效果等方面進(jìn)行研究和探索，充分說明教什么、怎么教以及教的怎么樣幾個教學(xué)中的關(guān)鍵問題。全方位、多維度地提高教學(xué)效率，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)效果，為培養(yǎng)服務(wù)于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才奠定基礎(chǔ)。

一、立足專業(yè)培養(yǎng)方案，整體規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容

經(jīng)過長期實踐，分子生物學(xué)成為華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)專業(yè)必修課、農(nóng)學(xué)丁穎創(chuàng)新班的專業(yè)選修課。在課程開設(shè)前，相關(guān)專業(yè)的學(xué)生已經(jīng)修習(xí)了生物化學(xué)、遺傳學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課程，且在課程內(nèi)容中與分子生物學(xué)存在一定的交叉；部分學(xué)生還會繼續(xù)選修基因組學(xué)、生物信息學(xué)以及基因工程實驗等課程，分子生物學(xué)成為學(xué)習(xí)這些課程的必要基礎(chǔ)。因此，我們根據(jù)農(nóng)學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案和本課程教學(xué)大綱進(jìn)行總體設(shè)計，根據(jù)學(xué)生已有的知識體系，突出教學(xué)重點，強(qiáng)調(diào)課程特色，提高教學(xué)效率。采用的具體措施主要包括以下兩個方面。

（一）合理選用教材

分子生物學(xué)幾乎是現(xiàn)代生命科學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)展最為迅速、最具活力的學(xué)科。該學(xué)科相關(guān)的出版教材也非常豐富，包括《現(xiàn)代分子生物學(xué)》（朱玉賢，高教出版社，2007）、《分子生物學(xué)教程》（趙亞華，科學(xué)出版社，2006）、《基礎(chǔ)分子生物學(xué)》（鄭用璉，高教出版社，2012）等。針對于農(nóng)學(xué)專業(yè)的專業(yè)特點，我們選用鄭用璉主編的《基礎(chǔ)分子生物學(xué)》作為參考書；在實際教學(xué)中，適當(dāng)脫離教材，對于本書中所涉及的遺傳學(xué)和生物化學(xué)教學(xué)內(nèi)容做必要提示，自學(xué)為主；對于研究前沿，密切追蹤，及時跟進(jìn)，將最新的研究方法和研究進(jìn)展融入到課堂教學(xué)。在教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生查閱《GeneVIII》（Lewin.B，OxfordUniversityPress，2007）、《MolecularBiology》影印版（RobertF.Weaver科學(xué)出版社2001）等英文書籍和專業(yè)文獻(xiàn)，在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時，提高英文閱讀水平，拓寬知識面。

（二）優(yōu)化教學(xué)大綱

制定教學(xué)大綱時，充分考慮遺傳學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)等課程的教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合開設(shè)的實驗課程，進(jìn)行總體設(shè)計。經(jīng)過多年實踐，制定了總學(xué)時為48學(xué)時的課程教學(xué)大綱。其中，36個課時用于系統(tǒng)講述基本理論知識，12個學(xué)時用于課堂討論。理論知識包括核酸的結(jié)構(gòu)、DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)翻譯以及基因表達(dá)調(diào)控等。在具體教學(xué)時間分配上，2個課時用于系統(tǒng)介紹本學(xué)科的歷史沿革、發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢；核酸結(jié)構(gòu)部分內(nèi)容在生物化學(xué)等課程有所涉及，本課程重點闡述核酸結(jié)構(gòu)與性質(zhì)在分子生物學(xué)研究中的意義與應(yīng)用、基因概念內(nèi)涵的演變和發(fā)展，總計8個課時；在中學(xué)階段已經(jīng)學(xué)習(xí)過DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄相關(guān)內(nèi)容，本課程教學(xué)中僅突出講述以往尚未接觸的內(nèi)容，安排6個課時；蛋白質(zhì)翻譯過程是生物化學(xué)課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，本課程將重點放在蛋白翻譯的保真機(jī)制上，總計4個課時；基因表達(dá)調(diào)控是整門課程中的重點、難點，分配16個課時；所選教材中涉及的基因突變及利用、基因工程等方面的內(nèi)容，分別在本專業(yè)開設(shè)的遺傳學(xué)、植物基因工程等課程中進(jìn)行講述，本課程不再進(jìn)行單獨的講述?，F(xiàn)在分子生物學(xué)技術(shù)等內(nèi)容主要結(jié)合12個課時的課堂討論進(jìn)行學(xué)習(xí)，結(jié)合具體研究案例，引導(dǎo)學(xué)生及時跟進(jìn)學(xué)科前沿，提高解決問題的能力。通過將理論教學(xué)與進(jìn)展討論有機(jī)結(jié)合，達(dá)到夯實理論基礎(chǔ)，面向應(yīng)用，展望前沿，拓寬思路，全面提升專業(yè)素質(zhì)的目的。

二、多種教學(xué)方法融合，全面提高教與學(xué)的效率

（一）堅持德育優(yōu)先，情感教育貫穿課程教學(xué)

教育的本質(zhì)是立德樹人，只有保持一個國家、一個民族的道德先進(jìn)性，才能保持這個國家、這個民族持續(xù)前進(jìn)的動力。德育是任何課程教育都不容忽視的、極為重要的教學(xué)組成部分。在授課過程中，通過學(xué)習(xí)相關(guān)研究進(jìn)展以及理論和方法的產(chǎn)生與發(fā)展歷程，結(jié)合該學(xué)科在我國的歷史沿革和現(xiàn)狀、具體到我校在相關(guān)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)，弘揚前輩的愛國奉獻(xiàn)精神和實事求是的道德品質(zhì)；由此培養(yǎng)學(xué)生建立科學(xué)的發(fā)展觀、形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度，激發(fā)家國情懷，形成內(nèi)在的學(xué)習(xí)動力和學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)習(xí)效果。作為主講老師，我們盡量多地了解學(xué)生個人學(xué)習(xí)情況和日常動態(tài)，建立良好的師生互信，全方位服務(wù)教學(xué)工作。

（二）打破教材限制，靈活采用教學(xué)手段

分子生物學(xué)課程知識更新速度非?？?，且涉及的知識面廣、信息量大。我們根據(jù)實際需求，不拘泥于教材，及時跟進(jìn)研究前沿?zé)狳c，將最新的研究成果引用到課堂教學(xué)，鼓勵學(xué)生利用所掌握的知識點探究前沿?zé)狳c問題，培養(yǎng)學(xué)生主動獲取知識的能力和創(chuàng)新意識。例如，將近年來的研究熱點———基因編輯技術(shù)融入到“基因表達(dá)調(diào)控”的內(nèi)容，一起進(jìn)行教學(xué)。該課程還存在知識抽象、復(fù)雜，難以理解的問題，學(xué)生容易產(chǎn)生畏難情緒。針對于此，我們在授課過程中，充分挖掘教學(xué)資源，以學(xué)生們所熟悉的本校教師及其研究成果進(jìn)行舉例，化抽象為具體，學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)的知識解決實際問題的能力。在多媒體課件制作方面，注意色彩搭配，重難點突出，合理規(guī)劃放映流程，深入淺出地展示學(xué)習(xí)內(nèi)容。充分發(fā)揮現(xiàn)代化教育技術(shù)的優(yōu)勢，在采用多媒體課件進(jìn)行展示的基礎(chǔ)上，充分利用網(wǎng)絡(luò)傳媒，綜合使用動畫、投影，增強(qiáng)表現(xiàn)力，使教學(xué)內(nèi)容更加直觀形象，達(dá)到啟迪思維，增進(jìn)理解，強(qiáng)化記憶的效果。在課堂講述之外，安排課前導(dǎo)讀、課堂討論和課后作業(yè)，從多個教學(xué)環(huán)節(jié)對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行拓展，培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)、獨立分析和思考的能力，逐步形成科學(xué)的思維方式，提高綜合素質(zhì)。

（三）班組結(jié)合，凸顯學(xué)生學(xué)習(xí)主體的地

我校主要采用小班制教學(xué)模式，集中授課是主要的教學(xué)組織形式。本課程采用了大班授課和小組學(xué)習(xí)相結(jié)合，同時輔助以個別指導(dǎo)的教學(xué)形式。每個授課班一般為50人左右，每個小組通常為3-5人。通過擬定課外學(xué)習(xí)內(nèi)容，督促學(xué)生自發(fā)組成課外學(xué)習(xí)小組，自主選定主題并圍繞該主題進(jìn)行調(diào)研、在課堂上進(jìn)行討論?！鞍嗉?小組-個人”相結(jié)合的分層學(xué)習(xí)模式使每位同學(xué)都能充分參與到教學(xué)活動中，激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性。課堂討論環(huán)節(jié)中，以小組為主體闡述觀點，結(jié)合教師點評，自由提問和辯論，形成師生間的有效互動，活躍課堂氣氛。在啟發(fā)式的翻轉(zhuǎn)課堂過程中，充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，有效調(diào)動學(xué)習(xí)熱情，提高自主學(xué)習(xí)能力，推動學(xué)生的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)。

（四）以問題為導(dǎo)向，打造立體式學(xué)習(xí)環(huán)境

農(nóng)學(xué)專業(yè)學(xué)生從大學(xué)二年級即開始畢業(yè)論文研究工作，從事的研究工作往往涉及到不同層次的分子生物學(xué)問題；在整體的培養(yǎng)方案中，也有與分子生物學(xué)課程相關(guān)的實驗性課程。我們以此為契機(jī)，通過在課程中引入讀書報告、闡明實驗設(shè)計的原理和方法，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生運用本課程的理論知識解決實踐教學(xué)中的具體問題；有目的地引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提出疑問，以問題為導(dǎo)向，激發(fā)興趣、積極探索，在問題解決的過程中積累知識。以上方案有效地促進(jìn)了不同課程知識點的融合，形成立體式學(xué)習(xí)環(huán)境，全面培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和研究能力。

三、多樣化課程考查，有力增強(qiáng)學(xué)習(xí)積極性

單一地以期末考試為主要形式的評價方式，往往會導(dǎo)致平時松懈，期末臨時突擊，考后很快遺忘的負(fù)效應(yīng)。本課程建立了“教師測評-學(xué)生互評-自我評價”相結(jié)合的綜合評價體系，全方位、全程化對學(xué)習(xí)效果進(jìn)行考查。教師測評主要分為兩部分：一部分是根據(jù)課堂綜合表現(xiàn)，包括完成作業(yè)、學(xué)習(xí)報告、課堂發(fā)言以及課后反饋等進(jìn)行打分；另一部分為考試成績，這部分占總分的50%。學(xué)生互評建立在小組學(xué)習(xí)討論的基礎(chǔ)上，以小組為單位，根據(jù)具體表現(xiàn)小組間相互評分，此部分所占比重為30%；教師將評分標(biāo)準(zhǔn)具體化，杜絕小組評分的主觀性，引導(dǎo)學(xué)生公證、客觀地評價同學(xué)。自我評價主要體現(xiàn)在日常作業(yè)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和專業(yè)知識應(yīng)用方面；通過樹立典型、同學(xué)間的橫向比較及自我成長的縱向剖析，肯定優(yōu)點、查找不足，進(jìn)而完成自我評價；自我評價占總成績的20%。以上綜合評價體系的建立，極大調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度和日常學(xué)習(xí)熱情。我們從教學(xué)大綱、教材教法、教學(xué)組織和課程考查等方面，對本校農(nóng)學(xué)專業(yè)分子生物學(xué)課程做了全方位的改進(jìn)和探索。相關(guān)措施取得了顯著成效。自改進(jìn)以來，本課程歷年自主到課率、考試合格率均為100%；選課學(xué)生對該課程給予了極好的評價，在本單位歷次教學(xué)評價中均位列前茅。該課程也全面帶動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深了對其他課程內(nèi)容的理解，多名學(xué)生因選修了本門課程而決定考研深造。基于課程改革的探索，也促進(jìn)了任課教師的成長。本課程教學(xué)團(tuán)隊共有教師5人，教師學(xué)緣結(jié)構(gòu)合理，科研實力強(qiáng)，能夠有效支撐教學(xué)；團(tuán)隊成員平均年齡40歲以下，充滿生機(jī)與活力，具有良好的發(fā)展?jié)摿?。教學(xué)團(tuán)隊將繼續(xù)堅持德育優(yōu)先的原則，促進(jìn)課程與現(xiàn)代化教育技術(shù)的整合，完善教材、教法，開發(fā)富有專業(yè)特色的教學(xué)網(wǎng)站和移動課堂客戶端，將該課程打造成“精品課程”，成為能夠真正學(xué)到知識、啟迪思維的“金課”。

參考文獻(xiàn)：

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作者：王少奎 馬啟彬 王蘭 劉桂富 陳志雄 杜威振 單位：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院廣東省植物分子育種重點實驗室