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开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇分子生物学的概念,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

《医学分子生物学杂志》是由教育部主管、华中科技大学主办的学术类期刊。本刊主要报道医学分子生物学领域的最新研究成果、研究进展及研究方向,并适时兼顾国际间医学分子生物学领域的最新动态。其栏目设置有专家论坛、研究论文、研究快报、研究简报、小专论(minireview)等。是一本适合于广大从事医学分子生物学研究的科技工作者及临床医务人员、生物工程、生物化学、分子药学、分子毒理、分子病理、免疫学、遗传学、检验、卫生防疫人员及医学院校师生阅读参考的专业杂志。根据全国高等医药教材建设研究会2005年4月召开的长学制临床医学专业教材主编人会议的精神,我们编写了这本《医学分子生物学》教材。
本教材适合七年制和长学制临床医学专业学生用,也可作为医学各专业研究生的选用教材。分子生物学的理论与技术已在医学领域广泛应用。学习医学分子生物学这门课程,既要较系统地了解分子生物学的基础理论知识和技术理论知识,同时也要了解分子生物学在医学领域的应用和相关研究进展。本书介绍的医学分子生物学知识包括5个方面的内容。第2章至第10章介绍与医学密切相关的分子生物学基本知识,主要介绍基因和基因组的基本概念和基本特点,基因组核酸的复制与损伤修复、基因表达和功能蛋白质的形成与降解、基因表达的调控、细胞间通讯与信号转导的基本概念和基本理论,细胞增殖与凋亡的相关分子生物学机制。第11章至第13章介绍基因操作的基本知识,主要介绍基因分析、基因功能研究和基因克隆与表达的有关基本知识和研究策略,这些知识是从事医学科学研究、掌握医学各学科研究进展、了解分子生物学在临床医学中的应用所必备的基础知识。第14章至第18章介绍疾病相关的分子生物学机制,主要介绍基因和基因组、细胞间通讯和信号转导与人类健康和疾病之间的关系。
【医学分子生物学主要栏目】专家述评、论著、综述、研究快报。
获奖情况:1990年《国外医学》系列第一次质量评比中获三等奖
国外数据库收录:中国科学引文数据库、《化学文摘(网络版)》、《剑桥科学文摘》、剑桥科学文摘社ProQeust数据库、本刊MARC数据、本刊DC数据、国家图书馆馆藏、上海图书馆馆藏。
杂志类型:医药卫生类期刊-R
【医学分子生物学杂志入口】
摘要:简要介绍生物工程专业分子生物学学科特点及学生学习中遇到的困惑,对分子生物学教学改革进行了探讨,并取得了较好的教学效果。
关键词:分子生物学;生物工程;教学改革
生物工程专业是以生物学基本原理为理论基础,以工程学的方法研究并解决生物技术和生命科学中的技术问题。从人才培养的行业要求看,作为生物工程专业的应用型人才,在知识的储备方面,应具有一定的专业基础知识、宽广的人文社会知识、较强的实践管理知识以及相关的其它知识;在实际能力培养方面,应该具备较强的社会生存适应能力、知识更新能力、工程管理实践能力、创新能力;在素质要求方面,应具有良好的思想道德素质、科学文化素质和身体素质[1]。分子生物学是前沿性很强的一门基础课,目前,分子生物学已经深入到生物学科的各个领域,我们应当适应学科发展的实际情况,开拓思路,与时俱进,使分子生物学课程教学为实现培养应用型生物工程专业人才目标服务。
一、分子生物学课程教学改革的必要性
(一)分子生物学课程的重要性。
分子生物学是生物工程专业的专业基础课,是现代生物学综合发展的最高水平。现代分子生物学以跃入学科高速发展期,以渗透到生物的各个学科并作为深入研究的工具和平台。由于分子生物学是在分子水平上对生物进行探究和改造,其研究成果能够从生物的本质上认识和利用生物,因此,分子生物学对生物工程本科是非常重要的课程。
(二)分子生物学在生物工程专业本科学生未来发展中的作用。
分子生物学对进一步深造的学生奠定了专业基础,对生物工程本科就业的学生来说也有重要的作用。就业在与分子生物学间接有关岗位上的学生,可能在其某些环节上与该学科有关;对在分子生物学直接有关岗位上就业的学生,作用当然会更大,其就业情况详见调查表。
(三)分子生物学课程教学改革的必要性。
分子生物学内容繁杂、发展迅猛。针对学生在该课程学习中反映的理解困难,为了帮助学生掌握分子生物学基础理论知识和提高实验技能,激发学生学习的主动性和积极性,亟需对目前的分子生物学课程教学进行改革。
二、教学改革的实施方法与效果
(一)选择好教材, 重视知识更新。
教材是学生获取知识的首要途径。对于首次接触分子生物学的学生来说,选择一本合适的教材,既可以使学生克服畏难情绪,也有助于学生理解抽象概念与规律,建立起对该门课程的兴趣和信心,顺利地迈进分子生物学的大门。首先,我校生物工程专业分子生物学课程安排在第三学年第一学期,学生虽然已经学过了生物化学和遗传学,分子生物学的大部分概念、内容对学生而言仍是晦涩难懂,导致学生产生畏难情绪。其次,由于分子生物学发展日新月异, 新知识新技术不断涌现, 新版教材不断推出,给教材的选择带来了一定的困难。只要我们能够把握该课程的基本脉络并对更新的知识作适当的补充,就能又快又好地掌握该门课程。我们积极收集最新的教材和资料,不断更新教学内容。通过比对各种教材内容、体系设计和风格特点, 我们选用了朱玉贤等主编的《现代分子生物学》,该教材综合了生命科学在分子水平上所取得的研究成果、基本规律、原理与技术,全面完整地反映了分子生物学各领域的最新进展[2],符合生物工程本科教学的要求。
(二)制定科学合理的教学方案。
目前分子生物学理论课中,有三个比较突出的问题:一是课时少内容多;二是内容较抽象;三是教学内容与很多学科相互联系、相互渗透。为了使本学科与其它课程的知识紧密衔接而又避免重复, 合理取舍教学内容, 制定切实可行的教学方案, 教学内容选择时把握三个原则:第一,侧重学科的基本理论和基本技能;第二,注意一些趣味性的动画和模具等的使用;第三,注意和相关科目教师的教学交流,淡化与其它学科重复的内容。对于学过的知识只做简单的复习, 而在此基础上将知识向纵深、向高层次扩展。
(三)把握学科特点, 激发学生学习兴趣。
实践证明, 培养学生学习兴趣是开发学生创造性思维能力、提高教学效率的必要措施之一。在教学中合理地穿插具有趣味性、新颖性、启发性和热点问题的知识。例如在学习逆转录时,我们可以穿插讲解AIDS病毒的复制转录机制,这样通过理论和实践结合,不仅可以加深学生对该知识点的理解和记忆,而且学生听后兴趣盎然,视野开拓,将有利于激发学生的求知欲和培养学生的创造力。
(四)改进教学方法与手段。
分子生物学是一个抽象繁杂的知识体系,传统的“填鸭式”教学方法很难使学生深入理解和掌握,因此迫切需要改进教学方法和丰富教学手段。
1.采用现代化多媒体手段。多媒体教学利用动画展示事物发展的动态或推理的全过程,将抽象的理论的东西形象化具体化,能给学生创造更生动的实际情境,更多样地体验理论的实用性,并充分激发学生的学习兴趣和潜能,能够有效的克服传统教学方式的缺陷。对于分子生物学这类信息量大图文并茂的课程来说,采用多媒体教学特别适合,可使学生产生新鲜感,激起学习热情,提高教学效果。
2.强化教学互动。在教学中,要加强教与学的互动,使学生融入到课堂教学中,最大限度地调动学生的学习积极性。老师详细说明各章节的重点和难点,鼓励学生结合教材主动进行学习,带着问题进入课堂,同时在讲课时,有意识地穿插一些具有趣味性和启发性的热点问题,引导学生积极思考,激发学生探索知识的兴趣,将抽象的分子生物学知识理解透彻,有利于培养学生的创新思维能力。
3.培养科研创新能力。根据教师自身的研究项目充实课堂教学内容,把相关的知识融入到教学中,从项目的立题依据、研究方法、科研成果等方面进行阐述,使学生领悟分子生物学的研究思路和意义,开拓学生的思维,激发求知欲,逐步培养学生的科研兴趣,提高学生的基本科研素质。
(五)重视分子生物学实验,培养学生的实践操作能力
分子生物学是一门以实验为基础的课程。因此,在分子生物学教学中开设实验课是十分必要的。分子生物学技术内容丰富,学生通过动手操作,不仅可以增加对所学理论知识的感性认识,而且可以把所学理论运用到实践中解决实际问题。因此,开设分子生物学实验是加深学生对理论知识的理解,培养学生独立思考和独立工作能力以及创造能力的良好途径。
实验课作为理论知识的“现实版”,也是培养学生动手能力和科研能力的实践课。在实验课教学工作中,应加强所选实验内容的针对性、完整性和先进性。在实验过程中,应注意对学生分析解决问题能力、实验设计能力以及思维能力的培养和锻炼[3]。
(六)利用网络资源,提高学生获取知识的能力
互联网上的信息资料和研究成果可以共享,掌握互联网资源的查询和利用是了解学科发展动态和获得已有研究成果的有效途径。
三、总结与展望
通过我们的教学改革,生物工程专业分子生物学教学效果得到明显改善,学生的出勤率增加,课堂气氛活跃,自主学习能力、思考能力和分析解决问题能力均明显提高。为了进一步提高生物工程专业大学生的实践和创新能力,尚需在以下三个方面加强改革:第一,鼓励学生参加教师的科研项目,使教学和科研相互促进,在科研中提高综合素质;第二,进一步提高任课教师的教学水平,大力发展计算机辅助教学,以更加灵活多样的方式完成教学;第三,结合分子生物学学科特点和学生学习时的困惑,应寓教于乐,夯实基础,开拓视野,培养喜欢学科、热爱专业、认真学习和综合素质高的生物工程专业本科应用型人才。
参考文献:
[1]刘迎春,熊志卿.应用型人才培养目标定位及其知识、能力、素质结构的研究[J].中国大学教学,2004(10):56-57.
[2朱玉贤,李毅,郑晓峰等.现代分子生物学第三版[M]北京: 高等教育出版社,2007
一、教学内容改革
教材要因人施教。一般农业院校学生学习的一个基本事实是对理论知识的学习动力不足,而对实用性知识的学习,相对更加有动力和兴趣。而目前高校分子生物学教材太过偏重理论知识的介绍,缺乏这些理论知识在农业方面具体应用的阐述。学生不清楚自己学的这些知识到底有什么实用价值。随着分子生物学理论知识在农业方面的应用日益深入,对相关农业科研人员掌握分子生物学理论、技术及应用的知识体系要求越来越高。因此,选择一本符合农林院校学生的教材非常重要。在教学过程中,要力求在分子生物学课程讲授基本理论的同时,还要适当与这些知识在农业实际生产中的应用进行有机地结合、如与品种鉴定相关的分子生物学实验技术、基因工程、分子标记技术等知识体系。因此,我们选择全国高等农林院校“十二五”规划教材,由张桦等主编的《分子生物原理与应用》。该教材分为两部分,第一部分为基础理论篇,主要介绍分子生物学的原理,第二部分为应用篇,介绍分子生物学理论的应用技术,整个教材理论联系实际,教学结合科研和生产应用。因此,比较适合作为农林院校学生的教材[2]。限于篇幅限制,对于有志于科研深造的学生可以同时选读,如朱玉贤等主编的《现代分子生物学》(第四版)等作为参考教材。同时,为大学生推荐一些生物学论坛网站,如丁香园论坛(/bbs)、中国生命科学论坛(),通过论坛讨论激活他们对微观生命世界的好奇心,激发学习分子生物学的兴趣。
二、教学模式改革
分子生物学是一门实践性非常强的学科,没有科研实践,对理论知识是难以真正理解和掌握的。因此,实验教学应该成为分子生物学课程中非常重要的一个教学环节。通过教学实践发现,理论知识反复讲解多遍,不如一次实验实践给学生的印象深刻。因此,对于有条件的学校可以考虑,在教学中进一步凝练理论知识体系,压缩理论学习的时间,延长实验实践的周期,采用边实践边学习理论的模式,用实验引发学习的动力,用理论去指导实验设计,然后再用实验加深理论知识的理解,整个教学模式遵循从感性认识到理性认识,再到感性认识的认知规律,逐步带领学生进入一个良性的认知循环中。对于没有条件的学校,实验实践可以采用视频播放的形式去模拟。在具体操作时,可以主要围绕以现代生物技术的核心“基因工程技术”为主要内容开展实验课,以大肠杆菌为研究对象进行、基因的克隆和转化,载体构建,基因的表达和检测实验,中间贯穿讲解以中心法则为理论主线的各个理论知识点。
三、教学方法改革
分子生物学是一门介绍生命微观分子世界的学科,学生对DNA为何物,以什么形式存在于生命体中,基因转录与蛋白质表达到底是一个怎样的过程?学生几乎没有任何感性认识。由于与学生以往的世界认知体系没有建立联系,如果直接讲解这些微观世界,学生很难理解。因此,有必要在课程教学之前,从学生已有的宏观认知世界出发,先简要讲解宏观的生物个体,然后是系统器官,再次是组织细胞,然后到细胞器,最后展示这门课程所要研究的对象-核酸和蛋白质,逐层次地深入介绍,最终把学生身临其境地带到生命的微观分子世界里,使学生大体了解核酸和蛋白质在生物体中到底是一种什么样的状态,在细胞中大致是怎么活动的,这一过程用视频的方式展示效果最好。在学习具体的理论细节前先给学生一个整体的轮廓印象,这个学习过程就好像直接给一个人看一张校园街景图,一般人不会有什么特别的概念印象,但如果先看一张世界地图,然后逐次放大到中国、新疆、乌鲁木齐、新疆农业大学校园,最后是这张街景图。那么此时人一般就会有清晰的概念了,原来是新疆农业大学校园的一角。在具体的课程教学时,传统的分子生物学教学主要是以教师向学生讲授灌输知识为主,学生只是被动地接受,大脑中没有积极主动学习接受知识的状态,所以造成学习效果差[3]。最后导致学生完全听不懂,彻底放弃。因此,如何增强学生学习知识的积极主动性,对于课程学习的效果非常关键。比如,我们在讲授理论课之前会给学生设置一个场景:你们到一家跨国生物技术公司应聘,公司给你们布置了一个考题,如何创制出一个抗虫的转基因烟草,以Bt基因为例,设计具体详细的工作方案,最终依据你们的方案决定你们的去留,显然这个问题学生是无法回答的,但是你可以告诉他们,答案就在这门课程的学习中。这种方法的目的是通过这样一个场景的假设,给他们一个感同身受的压力,进而激活他们学习相关知识的积极性和主动性。操作时可通过将整个方案分解成多个问题,再从每个问题的回答中去学习相关理论知识。如基因克隆时要用到PCR技术,由此可以引出DNA的复制,进而引出PCR技术原理、从而又引出DNA的变性和复性、DNA合成校正等知识点;构建基因表达载体时可以引出转录、翻译和基因的表达调控等知识点。这样就可以把分散的知识点用一个具体案例串联起来,而且还联系了生产实际,使学生产生学习效能感,不再觉得所学知识离他们的工作遥不可及。通过这种方法,使学生带着问题来学习理论知识,可以大大提高学习的动力和积极性[4]。
四、加强教学师资内涵
应用上述教学模式和方法,要取得较好的教学效果,对教师的科研和理论联系实践的水平提出了很高的要求,因此合格的师资队伍是关键。分子生物学发展日新月异,应用范围广泛而深入。如果一个老师只是单纯地教课,而缺乏科研和生产实践,那么任凭他有多丰富的教学技巧和经验,其教学也将是一潭死水,学生很难从中获得学习热情[5]。所以教师应加强科学素养和科研经验,老师通过申请课题,查阅大量资料,参与课题研究,从而扩充知识体系,提升自己的科学素养,并将它们融入到教学中,从而使应用案例教学更加具体生动,给学生以更多的启迪和思考[6]。另外,学校还应大力引进高素质人才,让更多的老师有常态化的机会能接触和学习到外面先进的教学理念和思想,从而拓宽视野来提高教师专业素养和学术水平。
五、结束语
以上阐述的教学模式和方法需要教师根据学生实际的理论知识水平去设计案例问题并不断完善,当然该教学模式和方法本身也会有需要完善的地方。相信世上无难事只怕有心人,作者借此一文抛砖引玉,希望能给分子生物学的授课老师们以启发,为进一步提高分子生物学教学效果做出贡献。
作者:刘晓东 单位:新疆农业大学
分子生物学作为农业院校生物专业的基础课之一,是一门实践性和应用性都很强的学科,在课程教学体系中处于承前启后的地位,它以遗传学、生物化学、微生物学等为基础,同时又为学习育种学、基因工程等课程奠定了基础。分子生物学主要研究生物大分子之间相互关系和作用,并从分子水平阐明生命现象和生物学规律,是目前生命科学的最前沿领域,克隆羊、抗虫棉、转基因玉米无一不是分子生物学发展的结果。同时,分子生物学又是技术性强的学科,实验教学则是分子生物学理论联系实际的重要环节,通过实验教学可提升学生的实践能力、创新能力和综合分析解决问题的能力。
2《分子生物学》实验教学中存在的问题
自安徽农业大学1998年开办生物专业本科教育以来,分子生物学已开展了实验教学,但是仍显露出一些不足与亟待解决的问题,主要表现在以下4个方面。
2.1课时缩短自实行教学改革以来,该课程的理论教学和实验教学时数大为缩减,要在有限课时内完成教学任务并保障教学质量稳中有进,则必须精选教学内容,达到整体优化的目的。
2.2教学内容缺乏连贯性传统的分子生物学实验课教学中,每个实验都是相对独立的,所以一段时间后学生就可能将所学的实验遗忘,因此,分子生物学实验内容的安排应该打破这种格局,让学生所学的每个实验技术既不一样,又存在某种联系,有利于加深印象,又能激起学生学习的兴趣。
2.3学生的综合能力得不到锻炼传统的实验教学中验证型实验较多,学生被动地按照老师的思路和步骤来完成实验,缺乏设计性和创造性,实验结果基本上都完全相同,不利于学生创新思维和创新能力的培养。
2.4教学内容滞后,分子生物学发展缓慢不断涌现新知识和新技术[2],像RNA的提取、分子标记等新方法都没有安排在实验内容上。鉴于以上几点,传统实验教学必须进行相应地调整,以开拓学生的视野,提高学生综合运用知识的能力。
3改进《分子生物学》实验教学方法的对策与建议
3.1合理确定课程内容根据教学大纲和教学目标要求,该校设置了“植物基因组DNA的提取与DNA定量”、“植物RNA的提取与鉴定”、“PCR技术进行基因克隆”、“DN段的纯化”、“随机引物PCR”、“连接及酶切鉴定”、“RNA的反转录和RT-PCR”等7个实验。通过精选安排实验内容,既保障了实验课与理论课、教学与实习的有机衔接,又避免了教学内容上不必要的重复,从而有效地利用了教学课时,增大了教学信息量,提高了实验课的效率。
3.2培养学生创新能力,训练扎实的基本功传统的实验教学一般由教师讲解实验内容和方法,学生再根据实验指导书按部就班地进行实验,这种教学方法中,学生被动地按照老师或教科书的思路和步骤来完成实验,缺乏设计性和创造性,培养学生创新思维和创新能力有限,学生对实验课的兴趣也不大。近年来,生命科学学院在实验教学改革中,相应减少验证性实验所占比例,适当增加了RNA的反转录和RT-PCR等环节。RNA的反转录和RT-PCR包含了RNA提取、反转录反应、PCR、引物设计等基本技能,因此,可将之前所学的验证性实验有机地结合起来。通过综合性实验,使学生可以对感兴趣的片段进行克隆和分析,既培养了学生独立地提出、分析和解决问题的创新能力,也培养学生团结协作、共同进取的精神,使学生初步建立了科学研究的意识,培养了对科研的兴趣。
3.3利用现代化教学手段,使实验内容变得更加生动形象、丰富多彩在分子生物学理论学习中,概念和技术都十分抽象,而分子生物学实验课教学中,多媒体教学能解决教学中的可视化和动态过程。大量实拍的逼真和直观的图片(图1),以及多媒体教学中可使用的动画、音频和视频效果,使教学内容更加直观、生动、形象[3],有助于学生加深对分子生物学抽象内容的理解,可以极大地丰富了实验课内容,提高实验课的质量,使实验课内容变得更加生动、形象、引人入胜。
3.4严格要求,保障教学质量分子生物学实验教学中会涉及到溴化乙淀、氯仿等有机试剂的使用,此类试剂如果使用不当会对人身安全产生较大的威胁。因此,实验中要求学生要严格按照实验要求动手操作,完成各项观察和操作内容,并且建立溴化乙淀的回收处理制度,防止污染物扩散到环境中去。另外,按时按质按量地完成实验报告,在实验教学中建立起“引导—实验—掌握—思考”的实验教学模式[4-5]。
4实践成效
4.1提高了学生的理解能力,激发了学生的学习兴趣在实验教学中通过多媒体应用、学生独立设计实验等多种教学方法的合理运用,提高了实验效果,不仅使学生对分子生物学原理和技术有了深层认识,而且使学生初步建立了科学研究的意识,培养了对科研的兴趣,特别表现在近几年毕业实习和研究生报考中,选择分子生物学及其相关专业的学生人数逐年递增。
4.2增强了学生的动手能力,培养了学生的科学态度在实验教学中强调“多问多做”、“独立操作”、“独立设计”、“团队合作”,学生的相关基本技能(如RNA提取、引物设计等)得到了强化训练,动手能力得到增强;同时,该校在实验教学过程中,始终坚持实事求是、一丝不苟、理论联系实际的科学态度,对学生严格要求,学生在该过程中受到潜移默化的影响,从而逐步确立了严谨的科学态度。
4.3培养了协作精神,提高了道德素质在分子生物学实验教学中,有许多实验仪器是多人共用,如离心机、凝胶成像系统、PCR等,而且有的实验(如综合性实验)则需要几个人做同一个实验题目,因此大学生只有互相协调、合理分工、积极配合才能顺利完成实验项目。通过合作这种方式,不仅使学生熟练了实验技能,而且培养了学生的团队协作能力。
关键词:分子生物学 教学过程 解决对策
中图分类号:G42 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)06(a)-0110-02
双语教学是我国高等教育与国际接轨、培养具有国际竞争力人才的必然要求,也是当前教学改革和教学研究的重点与热点。教育要面向现代化、面向世界、面向未来,为适应经济全球化和科技发展的挑战,推进我国高等教育的发展,提高学生外语应用能力,教育部在2001年颁布的(《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见)(教高[2001]4号)[1]中的第八条专门谈到了在高等学校推进双语教学,该文件指出:“本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学。对高新技术领域的生物技术、信息技术等专业,以及为适应我国加入WTO后需要的金融、法律等专业,更要先行一步。”此外,在教育部(《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》(教高[2005]1号)文件中,再次强调双语教学的重要性[2]。
作为生命科学的一个重要组成部分,分子生物学是研究核酸等生物大分子的功能、形态结构特征及其重要性和规律性的科学,是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘,由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科[3-5]。近年来,分子生物学领域的突飞猛进,新技术、新理论层出不穷,给分子生物学的教学带来了极大的考验和挑战。为了使学生能够更加及时了解快速发展的分子生物学理论知识及实验技术,培养更具国际竞争力的高素质人才,江苏科技大学从2008年起对分子生物学的教学进行了双语教学模式的探索。在本课程的教学实践中我们不断总结经验,积极创新,该文主要介绍我们在双语教学实践中遇到的主要问题,和对这些问题解决办法的几点思考。
1 双语教学目前存在的问题
1.1 教材的选择问题
分子生物学课堂教学既应包括经典内容,又应增补生命科学的新技术、新进展,尤其是人类基因组计划的完成和后基因组时代的到来,该领域呈现日新月异的变化,因此,在教学选择上需要着眼于21世纪生命科学的重大学科方向和领域,注重本学科出现的重大理论和应用问题,充分反映生命科学最新进展和成就。此外教材的选择还要兼顾双语教学的需要。目前国内有很多部优秀的英文原版教材,如《分子生物学精要速览系列》[6]。该书脉络清晰,内容详实,但是对于本科三年级学生来说,阅读全英文教材仍感吃力,尤其对一些复杂机制、机理的理解存在一定困难。该教材由中国科学出版社出版的配套中文翻译版,但是同时购买两本教材增加了学生负担,并给课堂教学带来不便。
1.2 学生英语水平参差不齐,双语比例难把握
本课程授课对象是生物技术专业本科大三学生,学生英语水平参差不齐的问题较为突出。教学过程中,如果英文讲授比例偏大,学生则经常反应专业英语词汇量不够、听力水平不高,所以对于很多复杂知识点难免会一知半解。如果课堂上教师增加中文解释说明,一方面教学时间紧张,另一方面影响双语教学的效果,教学目标也得不到彻底的贯彻执行。
1.3 双语教学影响学生对互动式教学的参与
互动式教学是一种广泛采用的,旨在通过营造多边互动的教学环境,在教学双方平等交流探讨的过程中,达到不同观点碰撞交融,进而激发教学双方的主动性和探索性,达成提高教学效果的一种教学方式。但是双语教学实践中我们发现,由于英语水平尤其是口语水平的限制,一部分同学不敢开口,放弃了和老师之间互动。老师“唱独角戏”的场面时有发生,达不到互动式教学的教学效果。双语教学中如何提高师生间的互动,是一个值得思考的问题。
2 对解决分子生物学双语教学中诸多问题的思考
2.1 对教材选择的思考
英汉对照的分子生物学教材是最适合本科生使用的双语教学教材。目前本课程正在使用的教材是化学工业出版社的《英汉对照分子生物学导论》[7],教材为中英文对照教材,配有CD碟片,此教材知识难度适中、用语地道、简洁明了,图片生动易懂,十分适合大三年级学生使用。教师可以引导学生在课前预习时,先尽力阅读英文部分,遇到理解困难后可直接查阅相应的中文对照部分。课堂教学中教师用英语讲授过程中,如果学生出现听不懂的词汇,也可迅速在书中找到中文参考,帮助理解。使用中英文对照教材,既可以让学生沉浸式的体验英文的原版教材魅力,增加专业英语词汇量,又不会因为英文水平的限制影响对课程知识点的理解。但在教学实践中我们也发现该教材在使用中的一些问题:(1)有些重要知识点阐述过于简单,使得学生理解有些困难;(2)知识点涵盖面较窄;(3)此教材为2010年北京第1版,缺乏对分子生物学许多领域最新的研究成果的描述。因此,我们在教学中适当增加了参考教科书,如引入内容更为全面的《Instant Notes on Molecular Biology》[6]和《Molecular Biology ofthe Gene》[8]等。
2.2 对授课内容换和授课手段的思考
(1)将分子生物学前沿科研成果“导入”课堂教学。
将分子生物学前沿科学进展“导入”课堂是激发学生学习兴趣的绝佳手段。我们可以结合分子生物学某一研究领域的最新进展来启发学生,循循善诱,激发他们进一步了解相关内容的学习兴趣。比如,在讲真核基因表达调控时,可以“导入”2012年诺贝尔生理医学奖表彰的发现“体细胞重编程技术”,这样既让学生觉得自己所学的知识是新鲜的,又让他们因接近世界顶级科学研究成果而感到兴奋,可以极大的刺激学生的学习热情;再比如,在讲DNA变异时,先让学生讨论非典病毒及近期在中国蔓延禽流感的可怕原因,并在学生讨论过程中适时的提问,引导学生思考病毒变异的机理,激起学生强烈的求知欲望。
分子生物学的知识日新月异,先进的技术手段推陈出新,而且中英文专业词汇较多,学生既要克服语言障碍又要理解记忆专业知识;同时,教师也要紧跟学科发展的步伐,及时调整、补充教学内容,让学生及时了解学科发展的最新动态。所以,针对分子生物学知识更新快的特点,教师的教学方法也必须做出必要的改革。
(2)“情景式”教学加深学生对复杂知识点的理解。
分子生物学教学内容中涉及多处对复杂机理的阐述,如真核、原核生物基因表达调控机理、DNA复制机理、转录机理、内含子剪切机理等。机理中有包含多种酶、多种条件。这些复杂机理如果只是凭借教师口述、演示等,学生很难真正理解其中的原理,多种机理容易混淆不清,造成教学效果不佳,且容易使学生失去学习兴趣。而情景式教学能有效提高学生的学习兴趣,有利于理论与实践的过渡,帮助学生理解,从而提高教学效果。
比如对于复杂抽象的知识点,通过图片、动画等情景手段,将复杂内容直观地展现给学生。乳糖操纵子调控机制是教学中的重点及难点内容,涉及机制较复杂,按以往的课堂教学经验,如果直接讲授,学生理解具有一定困难,大多只能对相关机制及概念死记硬背,正负调控很容易混淆,教学效果不佳。
但采用情景式教学法,以学生生活中的常识:用油门和刹车控制汽车的运行来类比乳糖操纵子的正负调控机制,学生很容易理解,并且对这两种机制所起的作用有了更为形象和深刻的认识,不再发生混淆,教学效果良好。
此外,类似的教学法还可以在其他知识点的教学中多次使用,如,将lac阻遏蛋白的别构调节机制类比为钥匙开锁;将大肠杆菌利用乳糖的条件类比为人类饥饿时选择小麦还是面包等,这些类情景的模拟和类比,都是将晦涩难懂的微观世界的抽象规律转化为学生们生活中的具体实例,此方式十分适合于本课程中对复杂抽象机制及概念的教学。在教学中还需引入更多的情景式教学。
(3)用“动态平衡”的思想调节双语比例。
本课程内容术语多,需阐述的机制复杂,且不同章节难易程度不同、不同学生的英语及专业课基础不同,所以不能在教学中机械的限定双语使用比例,而是应该不断的根据教学内容和课堂实际情况的变化进行“动态平衡”式的调整。
例如在难度较大的章节,如果使用英语过多、过难、过快都会将本来就复杂的内容更加复杂化,不仅不能达到双语教学效果,反而会严重影响教学质量。所以应该适当增加中文使用中文解释。此外教学中辅以非语言教学,如直观、形象地图示和类比,帮助学生理解教学内容,消除由于语言理解滞后带来的知识点理解障碍。教学过程中还可以根据学生现场的反应来判断学生的理解情况,灵活掌控双语比例、语言难度及语速。
参考文献
[1] 教育部.关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见,2001.
[2] 教育部.关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见,2005.
[3] 朱玉贤,李毅,郑晓峰.现代分子生物学[M].3版.北京:科学出版社,2007.
[4] 阚显照,陈冬生.国家级分子生物学双语教学示范课程的实践与思考[J].中国电力教育:上,2010(5):96-97.
[5] 李佳楠.分子生物学双语教学尝试的新思路[J].科教文汇,2010(22):44-45.
[6] Phil Turner,Alexander McLennan,et al.2005. Instant Notes in Molecular Biology(3rded)[M].New York:Taylor & Francis,2005
关键词:分子生物学双语教学教学实践
分子生物学是高等院校生物技术、生物科学等专业开设的主干课程之一,主要是从分子水平研究生命现象、本质、活动及其规律的科学[1],是现代生命科学中发展最快、最具活力的带头学科,其基础理论和技术手段已渗透到生命科学的各个领域,很多国家已经把分子生物学及对应的生物技术列为优先发展的高科技项目[2]。近年来,随着分子生物学研究的突飞猛进,新理论、新技术不断涌现,新词汇层出不穷,给分子生物学教学带来了前所未有的挑战。为了使学生及时了解快速发展的分子生物学前沿理论知识和实验技术,我校按照国家教育部出台的《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》的要求,从08级生物技术专业开始,进行了分子生物学双语教学改革的尝试。
1.双语教学的含义
双语教学是指在教学过程中使用两种语言,即在教材使用、课堂讲授、课后辅导、课程考核等教学环节中同时使用外语(主要为英语)和汉语两种语言作为教学手段,进行部分或全部的教学活动[3]。双语教学是我国高等教育走向国际的重要举措之一,能使学生在专业学习和研究实践中尽快掌握本学科相关的英语词汇,加强学生了解生物科技最新成果的能力,对跟踪国际分子生物学发展的最新进展、分子生物学教学内容和水平与国际接轨等方面具有重要意义。
2.分子生物学双语教材的选择
双语教学应尽可能使用英文原版教材,它便于和国际接轨,接触到国外第一手资料[4]。因此,我们采用Geoge M.Malacinski等主编的《Essentials of Molecular Biology》(分子生物学精要)影印版原文教材,该教材具有条理清晰、简明扼要、重点和主线清晰明确、容易理解等特点,并附章前提示和章末小结、参考文献及主题索引等,是指导学生快速掌握分子生物学基础知识的优秀教材。但该教材知识点内容偏少,不能完全满足教学需要。因此,我们选用了Turner等编著的《Instant Notes in Molecular Biology》原文教材和朱玉贤主编的《现代分子生物学》这两种国内广泛采用的教材作为指定参考书目,帮助学生理解教学内容及扩充分子生物学理论知识。
3.双语教学方式的探索
分子生物学传统教学方式都是教师在讲台上不停地讲,学生坐着听,是一种“填鸭式”教学,学生处于被动地位,不利于创新能力、发散思维和自主学习能力的培养,更与双语教学这种新颖的授课模式不相适应[5]。因此利用灵活多变的教学方法和现代化教学手段是目前双语教学广泛采用的主要方法。
3.1 授课语言
学生英语水平不同,多数缺乏专业英语基础,要求都能一下子听懂英语讲授的内容并用英语思考比较生疏难懂的专业知识,存在较大难度。因此,我们在教学中仍以母语为主,采用渗透式混语,重点攻克分子生物学专业词汇,先讲述构词方法,鼓励学生尽量“猜词”,使其专业词汇量迅速增加;在讲授重要概念和分子机制时用英语讲述,使学生可以多一些机会接触英语词汇,并强化刺激学生听觉;或交替使用中英文讲授,让学生学会如何用英语表达中文内容。对于一些关键点用英文讲解后再用中文作些解释;每个章节用英、中文作简要总结。另外,必须根据学生的反应循序渐进,随时调整中英文的使用比例,避免盲目追求形式,例如过于强调英文的使用比例和频率而不考虑学生的实际情况,造成学生学习专业知识的兴趣就会被语言障碍所干扰,既影响教学效果,使学生对双语教学产生畏难甚至抵触情绪。
3.2 教学内容
分子生物学课堂教学既包括经典内容,又增补了生命科学的新技术、新进展,尤其是人类基因组计划的完成和后基因组时代的到来,该领域呈现日新月异的变化,因此,我们在教学过程中需要着眼于21世纪生命科学的重大学科方向和领域,注重本学科出现的重大理论和应用问题,充分反映生命科学最新进展和成就,目的在于完善学生知识结构,提高学生整体素质,激发学生对生命科学的兴趣,让学生应用所学的知识进行分析、讨论与评价分子生物学研究现状等科学问题,有利于培养学生的科学素质。
3.3 教学方式
在双语课程的学习过程中,学生既要克服语言障碍又要理解记忆专业知识,维持连续的旺盛精力和高度集中的注意力非常困难,如果教学方法单一,学生就更难接受和理解,因此要求教师采用灵活多变的教学方法和现代化教学手段。
在实践中,先利用校园网络,开辟分子生物学双语教学专区,学生可以通过该网页了解课程的相关情况,教师通过网络布置学习任务,让学生提前通过上网查询资料,进行探究式学习,锻炼学生的自学能力、使用各种学习资源的能力以及与他人合作相处的能力。上课时,教师一律使用全英文形式的电子教案,采用图文并茂、信息量大、形象生动的多媒体形式教学,帮助学生理解抽象的理论知识,全英文课件可尽量包含所有知识点,以帮助学生理解。例如:在讲到 “核酸与染色体”时,可以通过相关视频,让学生回忆和学习在生物化学和遗传学中涉及的内容,既省时又生动地完成这部分内容;讲到“RNA的转录、蛋白质的翻译”时,可以通过Flas将转录和翻译过程完整地展示给学生,然后采用启发式教学方法去详细讲。另外,在讲课中适时、适量地列举反映分子生物学基础知识的生活、生产实例,对学生联系实际,横向思维,开拓思路有很好的帮助,同时激发了学生的学习兴趣[6]。课余时间我们通过英文版配套光盘学习、参观分子生物学实验室及本科生参与青年教师科研课题等多种方式来加强课堂学习内容。
4. 课程教学考核
考核属于教学内容的一部分,通过考核可以提高学生学习热情,巩固学习内容,对学生的学习方式也有一定影响,不同的考核方式,导致学生以不同的态度面对课程的学习。传统的考核方法着眼于结果,对学习过程考虑较少,致使学生为应付考试而学习,最终丧失了求知兴趣[7]。因此我们尝试采用多元化的考核方式,用启发性和总结性的考试题目来激励学生,使学生在双语教学过程中所付出的努力和成果得到公正、客观的体现。基于这一教学理念,我们采用综合考核方法,平时成绩占30%,主要考核学生的听课和回答问题情况,调动学生学习的积极性和主动性;课外作业占10%,考核学生课外作业的完成质量,目的是督促学生高质量完成课外作业,强化课堂讲授内容;期末考试占60%,采用全英文试卷,学生可用英文或中文答题,也可二者结合答题,用英文答题酌情额外加分,目的是鼓励学生尽可能使用英文思考并回答问题,激发和挖掘学生的学习潜能。
分子生物学是生物类相关专业课程体系中重要的专业基础课之一,其原理和方法已广泛渗透到众多生物类相关学科,并推进它们的进一步发展和进步。采用双语教学,使学生充分了解分子生物学日新月异的发展,促进本科教学与国际接轨,推动高等教育的国际交流和留学生教育。通过我们的努力,将摸索出提高双语教学质量的好方法,提高我校整体的教学水平。
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资助项目:
浙江省新世纪高等教育教学改革项目(ZC2010040);浙江海洋学院第11批校级高等教育教学改革研究项目
1构建新的教学内容体系,以适应学科发展的需要
教学内容是教学中所传递信息的形式,教学内容应与时俱进,不断进行更新与完善。随着生物化学与分子生物学的快速发展,传统的教学内容与教学模式已经跟不上学科发展的步伐,无法满足学科发展的需求,因此构建新的教学内容体系,是进一步深入教学改革的关键,也是培养适应社会发展的创新型人才的关键。
1.1紧密结合学科发展、针对不同专业特色,改革教学大纲
以往的教学模式往往侧重于“生物大分子结构与功能”和“物质代谢及调节”篇章,现在我们改革了教学大纲,将教学重心逐步向围绕“遗传信息传递”的现代分子生物学知识框架转移。因此压缩了“生物大分子结构”、“物质代谢及调节”中的教学内容,而在分子生物学知识框架方面,除了“遗传信息传递”外,增加了“分子医学专题篇”中的一些内容,弥补了传统教学中分子生物学内容不足的缺陷,以适应本学科中分子生物学理论和实验技术日新月异的发展。此外,我们在制定新的教学大纲时,充分考虑到不同专业其学科知识的侧重点不同、学生的知识结构不同等因素,按照以基本的教学内容作为框架,对某些章节的学时数和教学侧重点进行微调的原则对教学内容进行取舍,制定出适应不同专业的教学大纲。另外,为顺应培养应用型创新人才的需求,考虑到现有教学大纲“内容多,课时少”的问题,在制定新的教学大纲时,我们还结合执业医师、执业护士、执业药师和临床检验师等考试大纲要求制定适合不同专业特点的教学大纲。这样,在我们所承担的各专业生物化学与分子生物学课程中,其授课学时不同,教学内容侧重点不同。
1.2将科研活动融入教学活动,紧贴学科发展前沿,补充学科研究新成果
科学创新人才需要科学创新教育,教师作为教育者是否具有科学创新意识是实施创新教育的关键[3]。而生物化学与分子生物学这门学科发展的关键动力则来自于不断发展、不断进步的科研活动,因此将最新科研进展和学科发展前沿作为教学内容的有效补充是深入进行教学改革的重要体现。此外,在教学中补充最新的科研成果更可以有效激发学生的学习兴趣,提高学生自主学习能力。多年来我们既从事教学,又进行科研,并且将二者有机结合,以科研促进教学,深化教学改革,更新教学内容,提高人才培养质量。但存在的问题是学时有限,而且每一位老师的科研方向不同,如何能合理、有效地将科研新进展融入教学过程中,同时兼顾书本知识和学科发展前沿,还需更进一步的探索。为更好地深入以科研促进教学,我们的原则是学科前沿和科研新成果的补充应紧紧围绕日常教学内容,应作为日常教学内容的补充和拓展。我们的解决办法是从书本内容出发,每位老师结合自己的科研方向,编写几个大约3-5分钟的科研案例,在集体备课时进行讨论,结合各专业特点,在授课的适当时间补充科学研究新成果,并每年及时进行更新。至于科研案例在何时、以何种方式展开,不同的老师可自由选择,可以在理论课堂授课时补充,也可以在讨论课时开展,也可以在实验课中进行补充。
2改革教学手段与教学方法,激发学生学习的积极性
2.1深入开展PBL及CBL教学,加强病案库建设
目前,教学团队已在我校生物科学、医学检验、营养学、临床医学实验班等不同专业开展生物化学与分子生物的PBL及CBL教学。在实施过程中,我们正在逐步完善病案或案例的编写,比如将病案设计成一个故事,通常由3-4幕组成,一个案例中整合了生物化学多个章节的知识点,分次呈现给学生。目前我们所构建的病案库中病案的种类及数量还较有限,需不断完善和更新,并进一步加强病案库的建设。随着分子生物学的飞速发展,一些最新、最前沿的理论与实验技术正逐渐被应用于人体结构与功能的研究、疾病的预防诊断与治疗中。为适应对创新人才培养的需求,我们在丰富扩充病例资料的工作中将目光聚焦于近年来新发现的某些病种、或新的诊断与检查手段,紧密围绕遗传性、代谢性、中毒性、感染性、营养缺乏症等各类型的疾病编写案例,以充分体现“创新性”这一理念。此外病案库的撰写也要考虑到对学生应用能力的培养,我们针对不同专业的学生,在充分了解学生的专业特点的基础上,病例撰写时具有“专业特色”,因材施教。例如对于临床医学专业的学生,病案中着重讨论病例呈现的临床表现及相应诊断,学生运用生化知识围绕临床表现展开讨论,既加深了学生对生化知识的理解和掌握,又培养了学生的临床思维能力。对于生物科学专业的学生,案例可以侧重于一些分子生物学技术的应用和一些科研思维的培养中。例如在编写的“糖尿病”的一个案例中,我们将生物制药的概念及基因工程技术生产胰岛素引入生物科学专业学生讨论的内容。而对检验系学生开展的案例式教学,则偏重于实验室检查,学生运用生化知识分析和讨论检查的基本原理、方法及临床意义。这样,在实施PBL、CBL教学时,教师就以具体的病案引导学生利用自己所学习的专业知识,解决不同的实际问题,有助于提高学生的实际应用能力及创新能力。实践证明,学生在PBL教学过程中,学习更乐观主动,思维活跃、讨论热烈,探索问题兴致浓厚,团队协作能力、综合分析解决问题的能力都有较大提高,多数学生自我评价中认为PBL教学锻炼了逻辑能力与语言表达能力,发展了高层思维能力和团队协作能力[4]。
2.2坚持双语教学的应用
近年来,我们教学团队重视师资力量建设,引进和送出去培养了数位博士,师资力量逐渐雄厚,这些优秀的中青年教师,成为教学团队实施双语教学的中坚力量。几年来,我们鼓励各位老师坚持开展双语教学,精心制作英文教案和课件,并组织进行集体备课,相互听课,及时交流双语教学中的经验。此外,教学团队还从国外知名高校及研究院所引进了2位特聘教授,指导青年教师进行科研活动和英语教学。
2.3大力发展网络教学资源
目前,国内外都积极进行有关网络课程的开发和各种网络教学平台的构建,网络教学平台的应用一方面有利于改革教学方法,更新教学手段,缓解传统教学学时少而教学内容多的矛盾,另一方面网络教学有利于调动学生的学习积极性,变被动填充式学习为主动探究式学习,有利于发挥学生学习的主动性和创造性。目前,我们拥有多种形式的网络教学资源,从生物化学省级精品课程开始,又逐步完成了临床生物化学、酶工程、基因工程等网络课程建设,最近又获得了省级生物化学精品资源共享课程建设项目资助。这些网络教学资源容量大、覆盖范围广,从生物化学内容到分子生物学内容,从理论教学到实验教学,提供了多种教学资源,包括教学进度、教学大纲、教案、教学课件、习题测试、网络课堂等。
3完善实验教学体系,发展教与学一体化
3.1调整实验教学内容
在实验课程体系方面,我们拥有生物化学实验、分子生物学实验、分子生物学检验技术实验等课程,除了生物化学实验是面向所有医学生开设,其他几门分别针对不同专业的学生开设。生物化学实验教学以培养基本生化技能为目标,主要是把生物化学基本实验技术如层析、电泳、光谱分析、离心、分离、提取、制备等融入教学内容中去。近年来,我们调整了该部分实验教学内容,删除了部分单纯性验证实验,增加创新性综合性实验,突出学生基本知识能力、科学素养和创新能力的培养。分子生物学实验主要面向生物科学专业及研究生开设,是以分子克隆实验技术为主,开设综合型实验内容,以培养学生创新精神、创新思维和创新能力。分子生物学检验技术实验课程则是面向医学检验专业开设,包含了分子生物学基本技术操作、以疾病为主线的临床常见疾病的分子诊断两部分内容。
3.2改革实验教学方法,尝试“教学做”一体化教学模式
“教学做”一体化教学模式,是一种将理论教学与实践教学融为一体的教学方法,打破了理论、实践课的界限,在教学中可采用项目教学法、任务驱动法、案例教学法、仿真教学法等多种方法进行教学,从而把理论知识学习、实践能力培养和综合素质塑造紧密结合起来[5]。我们从各个实验班抽取一些学习优异,有较好的理论基础和实验动手能力的同学作为一体化教学的对象。这些同学组成实验小组,实验小组同学会先于其他普通同学完成学习任务。首先老师根据教材内容给小组同学制定任务。实验小组先预习实验内容,查找资料,弄清实验原理,拟定实验方案,完成预实验报告。根据预实验报告,在教师的指导下,学生需参与试剂配制、实验用品准备、仪器调试等准备过程,然后独立完成实验操作、实验结果记录和分析等。实验完成后,这些同学可以回到各自实验班中,指导其他同学的实验操作,并且与其他同学一起对实验原理、实验操作中的注意事项、实验结果是否与预期一致展开讨论。教师也可以预先设定一些问题,让学生以问题为导向结合自己的实验结果进行讨论,最后教师梳理、总结讨论的内容。讨论课程可以分小班进行,也可以几个实验班在一起,每个实验班派出1-2个代表,制作成幻灯片后进行讲解、讨论。
4采用多元化的考核方式
摘要从教学内容、教学过程和考核方式等方面介绍了研究生细胞分子生物学课程的教学开展与体会,为适应多研究方向的研究生培养要求、提高教学效果提供参考。
关键词研究生;细胞分子生物学;教学;内容;考核
扬州大学硕士研究生培养方案课程设置将细胞分子生物学作为生物学一级学科的学位课程,包含植物学、动物学、生理学、水生生物学、微生物学、遗传学、发育生物学、细胞生物学、生物化学与分子生物学、生物物理学、生态学等11个生物学二级学科。扬州大学是江苏省属重点综合性大学,目前设有27个学院,11个生物学二级学科分散在生物科学与技术学院、农学院、兽医学院、医学院,各二级学科的研究方向也较广泛,如何适应这种多学院、多学科和多研究方向的硕士研究生培养要求,提高教学效果,扬州大学不断进行尝试、改革,构建了适合各二级学科培养目标要求的细胞分子生物学教学体系,现将这门课程的教学内容、教学过程和考核方式介绍如下。
1细胞分子生物学的教学内容
细胞分子生物学是随着细胞生物学和分子生物学发展而兴起的一门较新的学科,是一门在分子水平上研究基因对细胞活动调控以及各种细胞结构的形成和功能执行的科学[1]。对生物学专业的研究生来讲,本科阶段都学过细胞生物学和分子生物学这2门课程,因此研究生所开设的细胞分子生物学课程体系应该和本科生的课程体系有所区别。由于传统的细胞分子生物学教材与细胞生物学和分子生物学在内容上有很多雷同,若采用这些教材,很容易使研究生对该门课程失去兴趣。扬州大学将该门课程的教学内容分为4个部分:细胞结构、细胞遗传、细胞代谢与调控、细胞发育,该校没有选择任何固定教材,仅仅指定少数最新出版的教材作为参考书,如韩贻仁主编的分子细胞生物学[2]、Gerald Karp主编的Cell and Molecular Biology:Concepts and Experi-ments等[3]。
2细胞分子生物学的教学过程
扬州大学细胞分子生物学的授课对象差异比较大,学生的来源和专业背景也不同,在教学过程中,笔者尝试使用开放式教师、开放式教学和开放式课堂的教学方法。
2.1开放式教师
以往的研究生课程都是由固定的教师一上到底,由于教师的精力有限,不可能对细胞生物学各个领域的前沿知识都熟悉。为了解决这一问题,扬州大学采用不固定教师上课的制度,跨学科跨学院请资深教师进行授课,确保学生能够了解该领域的基本知识与前沿动态。设置的4个部分教学内容中,每一部分由1~2位专业教师负责主讲,教师可结合自己的专业背景,根据不同教学模块,设置具体的教学内容,不拘泥于任何教科书进行授课。有些教师的研究方向是植物,对植物细胞分子生物学的研究进展和前沿动态比较熟悉,讲授植物细胞分子生物学可以做到深入浅出,而对动物细胞分子生物学的讲授效果会比较差,因此主讲教师可选择来自植物、动物、微生物、病毒等研究方向的老师。对于学生,有些是来源于农学院,其背景知识和兴趣侧重在植物方面,而有些来源于医学院或兽医学院,其背景知识和兴趣侧重在动物方面,这就要求选择具有不同学科背景的教师。开展开放式的教学方式,满足不同学生的要求。
2.2开放式教学
由于细胞生物学是生命科学的前沿学科之一,因此在把握现有教材和参考资料的基础上,教学过程中要结合实际将细胞生物学相关领域的新进展、新知识、新方法介绍给学生,拓宽学生知识的深度、广度,培养其对未来工作的适应能力。
在每一个教学模块中,教师可通过不同的教学方式讲解不同侧重点的专题。如细胞结构部分包括讲了2个专题,一个是细胞内膜系统:结构、功能、蛋白质分选和膜泡运输,另一个是细胞骨架与细胞运动。内膜系统一般是指内质网、高尔基体、细胞核、溶酶体和液泡(包括内体和分泌泡)5类细胞器膜的总称,而广义的内膜系统概念也包括线粒体、叶绿体、过氧化物酶体、细胞核等细胞内所有细胞器膜的总称。在本科细胞生物学教学过程中,这些细胞器的形态结构、功能和发生是分别独立介绍。虽然这些细胞器具有各自独立的结构和功能[4],但它们又是密切相关的,尤其是它们的膜结构是可以相互转换的,转换的机制则是通过蛋白质分选和膜泡运输来实现的。在讲授内膜系统时,可通过蛋白质合成这条线将这些相关内容串联起来讲述。由于核糖体在蛋白质合成上与内膜系统互为一体,因此将核糖体也加入进来,同时向上讲可以提及细胞核中核糖体大小亚基及mRNA的合成,向下还可讲述细胞膜上的蛋白功能,从而用蛋白质合成一条线将细胞的三大结构即细胞膜、细胞质和细胞核联系了起来。同时,也启迪研究生自己去找线索,找出一根主干,将尽可能多的内容串起来。又如细胞骨架对于维持细胞的形态结构及内部结构的有序性以及在细胞运动、物质运输、能量转换、信息传递和细胞分化分裂等一系列方面起重要作用,因此对细胞骨架的研究是近代生命科学中最活跃的研究领域之一,它的快速发展主要得益于大型分析仪器的应用和实验方法技术的改进。在这一部分内容的教学中,可重点向学生讲解细胞骨架的研究方法,包括每种方法的原理、基本过程和结果分析,以最新的国外权威期刊上发表的细胞骨架方面的论文为例,向学生介绍细胞骨架的研究是如何开展的。
2.3开放式课堂
研究生课堂和本科生课堂相比,讲授内容量非常大。笔者一般会在课后将课件提供给学生,使他们在课堂上不用花太多精力记笔记,而是将主要精力集中到听课上,跟着教师的引导考虑问题,这样使其思维保持很高的兴奋度,且感到疲劳。在严格遵守课堂纪律的前提下,在上课时要尽量调动学生的积极性,以开拓学生的思维,培养创造性。课后要让学生自己阅读指定或推荐的原始文献,或者让他们自己到网上查阅自己感兴趣的问题,以此可培养学生阅读文献、查找资料、进行科研的能力。
3细胞分子生物学的考核方式
作为生物学一级学科硕士研究生的学位课程,细胞分子生物学的考核以考试为主,考虑到研究生学习细胞分子生物学课的目的主要是为了提高学生利用学到的细胞生物学知识解决课题研究中的问题,实用性较强,因此笔者选用开卷考试的形式,所出的试题都是综合性的分析题,在考场内学生可以查阅任何参考资料,但参考资料中没有现成的答案,促使学生综合运用所学知识,通过仔细分析才能得出答案。这种考核方式一方面提高了学生独立思考问题和解决问题的能力,另一方面也使教师了解了学生对这门课程的掌握情况,检验教学质量,很大程度上促进了以后教学的开展。
4参考文献
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关键词:生物科学专业;分子生物学实验;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)11-0038-02
21世纪是生命科学的世纪,作为生命科学的重点学科,分子生物学有着举足轻重的作用,而实验教学作为理论教学的重要补充和发展,是培养学生理论与实践相结合、掌握基本技术、提高科学思维能力和独立操作能力的有效方法。高等教育实施素质教育要以培养学生的创新精神和实践能力为重点,培养学生的科学精神和创新思维习惯,重视培养学生收集处理信息、获取新知识、分析和解决问题的能力。本文旨在结合当前高等教育改革形势,以及现代生物科学理论与技术的迅速发展,对所开设的分子生物学实验在技术方法水平、培养学生综合素质及创新思维能力、实验考核体系等方面进行改革,使我校生物科学专业分子生物学实验教学更上一个台阶。
一、针对生物科学专业特点完善实验教材
生物科学专业人才培养是发展国家生物高新技术产业的关键,同时与农业、林业、畜牧业、渔业、轻工业和医药卫生的发展密切相关,因此,生物科学专业人才培养质量的好坏,与国家的经济建设密切相关。长期以来,各重点综合性大学对生物科学专业人才的培养,根据培养目标与培养规格,进行了有益探讨,形成了相对合理的人才培养方案。而目前国内出版的分子生物学实验指导教材多侧重于基因重组与蛋白表达方向的实验项目,没有专门针对生物科学专业方向的学生编写的实验教材,不适合在生物科学专业本科生教学中应用。我们通过多年的实践教学并结合生物科学专业特点,结合生物科学专业教学大纲和生物科学技术发展状况,使教材更加符合生物科学专业方向学生的认识和发展规律,又具有新颖性、趣味性和一定的综合难度;同时我们改变传统教材的编写模式,增加新的编写思路,将经典的验证性实验,与代表学科前沿或从生产实际中转化而来的综合性、设计性实验内容结合,从单纯的验证理论转移到加强学生的实践训练上来。使实验背景资料、实验原理、基础技能、实验目标、材料准备等内容更加描述详尽并通俗易懂,更加适合学生阅读并实践。
二、加强分子生物学基本实验技能培训
分子生物学实验是实践性非常强的一门课程,加强分子生物学“基本知识、基本理论、基本技能”方面的能力训练是提高生物科学专业学生综合素质的前提和必要条件。基本实验技能主要是培养学生正确规范扎实的实验技能、严谨科学的实验态度和良好的实验习惯。因此我们针对生物科学专业的学生开设了分子生物学基础实验技能实验,将微量可调移液枪的使用,PCR仪的使用,电泳槽的使用,高速离心机的使用,LB基础培养基的配制、植物基因组DNA的提取、PCR反应程序的设置及PCR反应的运行、琼脂糖凝胶的制备、加样、电泳以及凝胶成像、结果观察等基础技能编写到学生实验课教材中,图文并茂地详细阐述操作方法、操作步骤、技能要点、仪器设备等,此外组织录制实验操作演示录像,制作多媒体实验课件等作为教材的辅助材料。专门设置基础技能开放训练室,配制必要的实验仪器和药品,全天开放,学生可以利用业余时间练习,并且安排专门时间对学生进行基础实验技能考核。结合分子生物学课程体系的总体规划和目标,创建了一个以科研探索为主体的开放性实验教学平台。以学生实验小组的形式开展灵活多样的业余科研活动。首先制定切实可行开放性实验计划,由学生以小组的形式在老师指导下查阅资料、设计实验方案。在此基础上,进行实验项目的汇总,然后准备开放内容及相关实验项目,择优进行多层次的学生研究性和探索性实验。优化整合分子生物学基本实验技术,要求学生完成药品准备、培养基制备等过程,让学生理解和明白实验的原理和完成实验的关键点,做到充分让学生自己动手、自己观察、自己讨论、自己总结,加强学生“三基”培养。这样一个全过程综合了微量可调取液器、旋涡振荡器、高压灭菌锅、PCR仪、台式高速离心机及微量离心机的使用、微波炉、电泳槽和电泳仪、凝胶成像仪等仪器设备的操作和溶液制备。通过综合性、设计性实验不仅调动起学生学习的主动性和积极性,而且可以培养学生的科学创新精神和实际动手能力,有利于学生个性的发展和素质的提高。此外,指导老师课前认真备课,做好预备实验,明确每个实验的重点和难点,对实验的基本技术、操作要领和注意事项要重点讲解,对关键技术环节和操作要进行示范,使学生做到规范操作,达到提高学生“基本知识、基本理论、基本技能”能力的目的。
三、结合生物科学专业特点优化实验教学方法
目前分子生物学实验指导书中的实验内容大都是验证性的,学生按照实验指导书按部就班地操作,实验报告按固定格式填写。使学生的能力培养受到限制,因此我们在教学方法方面进行了改革。每次实验前要求学生进行预习,了解实验要求、步骤等。在实验前我们对实验中的一些主要内容和一些容易出错的问题进行提问。并且把回答问题的情况记下来,以便以后给成绩时作参考。实验前进行30分钟左右的讲解,主要解释实验中出现的关键概念,使学生更加明确实验目的。同时利用实验间隙对个别同学进行单独辅导,尽量使学生在课堂上产生的疑惑在课堂上解决。每次实验前,集中讲解实验原理,把本质问题讲解透彻,同时分析实验步骤,并针对关键操作、技术难点或容易误解之处进行演示,使学生能更好地掌握实验原理和技术,并在实验前做到“胸有成竹”。这样不但调动了学生的学习主动性,还培养了学生的独立思维和判断性思维能力。重视实验原理、方法步骤和注意事项的讲解,用简单的比喻来加强学生对抽象理论的理解,做到通俗易懂。对于仪器台套数有限、指导教师少、学生人数多等突出问题,减少每组开课人数可有效缓解众多学生与有限的教学资源之间的矛盾,提高实验教学的质量。
四、针对生物科学专业,完善实验考核体系
目前我校分子生物学实验还没有纳入单独考核范围内,在实验项目分类、教学内容、考核方式以及成绩划分等环节上缺乏整体布局设计,制约了实验教学内容的整合,影响考核体系的建立。实验教学考核是客观评价学生所掌握的理论和技能的重要手段,也是提高实验教学质量的有效措施。分子生物学实验应注重全面考查生物科学专业本科生的素质,不仅要考查学生所掌握的基本知识和技能,还要考查学生独立思考和综合运用的能力,以及在实验操作中表现出来的认真的态度、实事求是的科学作风和团队合作精神等。以“公平、公正”为原则,不断探索和完善实验考核体系。针对生物科学专业特点我们建立了一套较为科学合理、客观公正的实验成绩考核体系。针对平时成绩制定了课堂成绩、实验报告成绩的考核标准;对实验考试制定了操作考试题目的出题思路和笔试各题型的适用范围,给出了考核体系的实施,增强了教师的责任感,激发了学生的学习热情,调动了学生学习的积极性,提高了实验教学质量。过去,学生只要来实验室做实验,实验成绩就通过了。这样做显然是很片面的,很难调动学生的积极性。针对这种情况我们改革了考核办法。评定考核成绩(占40%),书写实验报告成绩(占40%),实验前的预习、提问的成绩(占10%),在实验考试中学生的独立操作能力和熟练程度(占10%),综合以上几个方面客观地评定成绩。由于成绩评定过程比较客观,减少了教师的主观随意性,学生感到公平、合理。近3年来,我们进行的一系列的实验教学改革,取得了一定的成绩。我们对学生进行了问卷调查,调查结果显示,95%以上的学生欢迎和支持实验教学改革,并对以后的教学改革提出了宝贵的建议。
参考文献:
[1]杨清玲,陈昌杰,等.本科生分子生物学实验教学改革的实践和体会[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2007,(01).
[2]曹华,裴鹏,等.分子生物学实验教学中创新能力的培养[J].医学教育探索,2006,5(6).
[3]冯尚国,王慧中.分子生物学实验教学改革初探[J].科技资迅,2010,(17).
关键词:细胞生物学, 本科教学, 教学改革
细胞生物学是本科院校生命科学体系中重要的基础学科,是目前自然科学中发展最迅速的前沿学科,是从不同层次上(包括细胞整体、显微、亚显微和分子等层次)研究细胞结构、功能及基本生命活动规律的学科。由于此学科本身比较抽象、深奥、枯燥,被学生普遍认为是难点课。本文就如何形成特色课程内容体系和如何处理好细胞生物学与相关学科之间教学内容衔接等问题进行探讨,并从提高学生学习兴趣入手,综合运用列表比较法、互动法和讨论法等多种教学方式方法,结合多媒体教学手段,帮助学生更好地构建细胞生物学的知识体系,培养学生的思维能力。
一、处理好细胞生物学与相关课程的衔接问题,形成特色课程内容体系
1.比较研究多本教材,引入科技前沿进展
细胞生物学课程教学以指定教材翟中和、王喜忠、丁明孝主编的《细胞生物学》第3版为主,并参考王金发主编的《细胞生物学》、韩贻仁主编的《分子细胞生物学》等多本的相关书籍。通过比较研究多本教材,取长补短,结合课程目标,精心编排教案,努力逐渐形成一套更符合授课对象特点和有特色的课程内容体系。
同时,在理论课中适当地引入一些科技前沿知识作为补充,缩短教材中的理论内容与当前理论发展之间的差距。在绪论中介绍搜索引擎Google学术搜索、NCBI PubMed等网络资源和生物谷、丁香园等国内著名的生物学论坛,并将本人的研究课题,融入到理论教学中去,以引发思考为主,培养了学生的科研思维,拓展了学生视野,教学反响良好。
2.处理好细胞生物学与分子生物学、生物化学课程的教学衔接问题
分子生物学与细胞生物学、生物化学是本科院校生命科学体系中三门重要的基础课程。三门学科在内容上相互交叉、相互渗透,有着极为密切的联系,可以用“你中有我”、“我中有你”来形容。由于三门学科的教材有些重复的内容,给授课教师在教学中带来一定困扰。因此,如何处理好三门课程内容的教学衔接是教学实际中的一个难题。为解决此问题,笔者认为需要做好以下两点工作:
首先,重视教学团队内部及团队之间的交流沟通工作。相关学科的教学团队成员应共同备课,包括三门课程的授课教师在内教学团队需要在备课中加强沟通,通过积极讨论,达成共识,努力形成一套更科学、更符合学科内在逻辑的教学计划。
其次,制定和完善教学计划的关键在于,准确把握三门科学的侧重点。细胞生物学重点是研究细胞水平上细胞结构方面和关信号转导;而分子生物学基于分子水平入手研究大分子的结构与功能等生物现象;生物化学则是分子的代谢转化。
课程的重叠现象一般分为以下三种情况,针对不同情况,制定针对性教学方案。
(1)对于在多门课程中有重叠的部分内容,根据学科特点进行取舍,确定在最适合的课程中讲授。这样可以避免重复学习、浪费学时或者在三门课程中都未讲透。例如,“真核生物染色体的组成和组装过程”以及“线粒体和叶绿体”,虽然在细胞生物学和分子生物学中都涉及到这两部分内容,将此内容仅放在细胞生物学中重点学习更为合理,因为从内容归属上更偏重于细胞生物学。
(2)有些在两门课程都涉及到的重叠内容,是后开课程的基础,需要牢固掌握,必须在先开课的课程中重点学习。如“核糖体的类型和结构”与“蛋白质的合成”是细胞生物学和生物化学的重叠部分,在生物化学中一定要重点学习。因为此内容是蛋白质分选章节的基础。如果学生对核糖体的结构功能掌握不牢固,在学习蛋白质分选途径时就会感到知识链断层,增加了理解难度,影响学习信心,继而影响教学进度和效果。
(3)而某些内容即使在两门课程中有重叠,却在其中任何一门中都不可舍弃,否则会影响该课程体系的完整性。如“基因的复制”、“转录”、“翻译”是生物化学和分子生物学中的重要章节。这些内容应该根据学科的侧重点来安排:在生化教学中,应该以代谢为主线,侧重于核酸的结构组成、蛋白质的合成过程以及核酸代谢与三大物质代谢间的联系;而对于分子生物学,应以中心法则为主线,即沿着“复制-转录-翻译”这一遗传信息传递流为主线,重点是信息和调控。核酸的结构组成和核酸代谢的内容由于在生物化学中已学习过,在分子生物学中可采取布置预习作业或者提问的方式,让学生带着问题预习和复习,体现了教学中的巩固性原则。
二、综合运用多种教学方式方法,帮助学生构建细胞生物学知识体系
细胞生物学内容比较繁杂、深奥,学生在学习过程中普遍认为难以理解和记忆。教学实践中,通过梳理知识脉络,抽象理论形象化,综合采用列表比较法、互动法和讨论法等教学法,结合多媒体手段,加深了学生对课程内容的理解和掌握。
1.梳理知识脉络,形成知识框架
学生普遍认为细胞生物学难学,究其原因是学科内容比较繁杂、深奥。如果没有形成整体的知识框架,学生感觉到学到的是支离破碎的知识片段。针对这个问题,教师应发掘、把握各个章节之间的内在联系、各个章节与课程整体之间的关系,帮助学生在脑中建立起一个知识网络。
在细胞生物学中,真核细胞的结构体系包括三大系统:生物膜体系、遗传信息体系和细胞骨架体系。实际上,细胞生物学课程的主要框架就是这三大体系,涵盖了几乎全部章节。教师就要抓住这三大体系。讲授绪论时,就把整门课程的框架展现出来,把课程的各个章节归结到其中去,形成整体印象;在讲授每一章节的时候,指出此章节在课程体系中所处的地位,及其与其他章节之间的内在联系,从而强化学生的整体印象。这样一个完整的课程知识体系就建立起来了,有助于学生尽快入门。
2.联系实际生活,抽象理论形象化讲解
细胞生物学的许多理论过于抽象、难于理解,教师可以试将理论与生活实际相结合,使学生有此联想起有趣的、熟悉的生活场景,使抽象的内容形象化和动态化,使学生对理论内容的理解变得简单。
例如,细胞生物学中的一个重要概念“细胞通讯 (cell communication)”(细胞通讯是指在多细胞生物的细胞社会中, 细胞间或细胞内通过高度精确和高效地发送与接收信息的通讯机制, 对环境作出反应的综合细胞行为。)在教学中,引导学生通过对比联想到人与人之间的会话、交流,以助于理解。又如,“蛋白质的分选(protein sorting)”概念的讲解。蛋白质的分选是指细胞中的蛋白质在核糖体上合成后转运至细胞的特定的部位的过程,这些蛋白生来有它的“宿命”,有些蛋白质诞生后将会作为细胞质膜上的成分、有些蛋白质装配成激素分泌到细胞外,而有些内质网和溶酶体中的固有酶。由此概念引导学生联想到人类社会与细胞社会有类似的特点:在人类社会中,大学会培养出不同专业、各种类型的人才,大学毕业生要找到适合其自身特点的岗位,才能发挥所长;在细胞社会里,在细胞中每时每刻都有新的蛋白质产生,只有被运转至正确的部位,并装配成具有结构正确的复合体,才能发挥其功能,参与细胞的生命活动。
同时结合多媒体辅助教学手段,根据课堂内容播放动画讲解,结合声音、图像等多媒体手段,使复杂的分子与细胞生物学原理形象生动地表现出来,如:利用多媒体演示细胞分裂的过程、哺乳动物细胞培养的过程等。
总之,运用发散性思维将理论与生活实际联系起来,将自然科学与人文科学在某些共通点上巧妙结合起来,配合以多媒体辅助手段,使抽象的细胞生物学理论变得形象生动。
3、运用多种教学方法,提高课堂教学质量
(1)列表比较法。教学中,比较法是一种常用的、有效的手段,采取列表的方式对相应内容进行对比,学生会感到知识体系清晰,一目了然,也有助知识体系的建立。例如,比较真核细胞和原核细胞的特征,物质的三种跨膜运输方式等,使教学内容条理清晰,学生非常容易掌握,达到了较好的复习效果。
(2)互动法。在课堂上,鼓励学生提问,激发他们的学习兴趣和求知欲。同时采用组织课堂讨论的方式加强对基本概念和基本原理的理解,实现课堂上与学生互动,促进学生积极思维,而非被动接受。并配合以实验教学,理论与实践并重,逐步提高细胞生物学的教学水平和教学质量。
(3)小组讨论合作法。通过组织课堂讨论、读书报告及组织学生之间进行相互点评等形式,提高学生了解专业前沿进展的兴趣,也推动了学生积极思维,并且促进了学生思考和探索如何建立良好的合作方式,培养了其团队合作能力,从而推进学生的素质教育。例如,细胞生物学的课程讨论部分,组织学生 4人为一个小组做一份读书报告,选择感兴趣的题目,自行确定组员的分工形式,每组报告结束,由其他小组对其报告效果进行打分和评判,作为期末成绩的打分提供参考。
实践证明,综合运用以上教学方式方法能够帮助学生形成合理的知识体系,有利于有效解决细胞生物学的教学上的难点,收到了良好的教学效果。
三、结语
以上是我们在细胞生物学教学过程中的一些实践与探索,通过编排教学内容的改革实践和多种教学方法、手段的综合运用,提高了学生的学习兴趣,使细胞生物学不再是难点课。
参考文献:
1. 韩端丹,洪琦.分子生物学与生物化学课程间教学衔接探析.高等函授学报, 2010,23(5): 30-32.
《细胞分子生物学》是随着细胞生物学和分子生物学发展而兴起的一门医学基础学科,是一门在分子水平上研究基因对细胞活动调控以及各种细胞结构的形成和功能执行的科学[1]。由于它研究的是分子机理等微观层面,具有较高的教学难度。传统的教师授课模式难以提高学生积极性,学生听起来也枯燥乏味,课堂气氛也很沉闷,并且教师依靠单纯文字形式的幻灯片、板书,不利于学生在短时间内理解抽象的知识。武汉大学医学部在研究生《细胞分子生物学》课程中实施以问题为基础的教学(Problem-basedLearning,PBL)结合多媒体直观教学法,取得良好效果,现将实施过程及思考报告如下。
1PBL教学法的特点
PBL是一种基于问题的学习法,它是1969年由美国神经病学教授Barrows在加拿大麦克马斯特大学首创的,这种教学法出现后在欧美国家被很快广泛应用[2]。它自1990年代引入我国后在医学教育中得到很好的发展。典型的PBL过程包括三个阶段,即提出问题,分析问题和汇报结果。在提出问题阶段,学生可根据自己了解的知识和组员合作提出需要明确的问题,也可以由教师根据教学大纲提出针对性的问题;在分析问题阶段,每个学生通过自学分析提出的问题;在汇报结果阶段,学生上课时汇报自己的观点,教师在课堂上旁听学生观点并给出补充意见。与传统的授课式教学法不同,它强调以学生为中心,主动学习为主。教师的目的是提供学习材料,在课堂上引起学生讨论和监控整个学习过程。PBL教学法的好处是能提高学生主动学习的兴趣,活跃课堂气氛,避免课程变得枯燥无味的同时也提高了学生的潜力和创造力。
2多媒体直观教学法特点
多媒体直观教学法是在传统的单纯文字书写的幻灯片课件中加入较多的图像、视频和声音演示,从而能将图像、动画和理论有机地结合,将微观复杂的理论概念形象、直观地表现出来。它能使学生在视觉、听觉的多样化刺激中得到知识的扩展,还可激发学习兴趣,提高学生的积极性,使学生对所学知识更容易理解和长久记忆。此外,该法还能提高教师的知识水平与兴趣,教师如果按照传统的授课方式一成不变的话,很容易在年复一年的教学中感到疲乏单调,从而失去讲课的激情,教学质量也会跟着降低。若是采用多媒体教学法,教师可以从网上把不断更新的医学信息、图片、视频、flash等加入多媒体课件中,直观的放映给学生,而学生在第一时间获得了新知识,开拓了新视野,会更加配合教师的教学,这样也促进了教师的教学。
3两种方法结合的教学模式在《细胞分子生物学》课程中的意义
《细胞分子生物学》又叫分子细胞生物学,是由细胞生物学和分子生物学相互衔接渗透而产生的一门新兴学科。包括细胞代谢、增殖、分化、衰老、凋亡等内容[3]。如今,该学科的理论与技术正被广泛的应用于临床疾病的诊疗及科研工作中,并在现代医学发展中占据着重要的地位,因此,加强医学生细胞分子生物学的教育意义重大。目前,《细胞分子生物学》这门课程在国内开设的院校仍较少,可借鉴的教学经验并不多[3],且内容微观抽象,又是几门学科整合形成,因而是一门较难学的医学基础课程。用传统的板书及其他文字形式的教学方法授课,学生常会感觉到概念模糊,一知半解。而在PBL教学中,学生每次课前事先完成了小组探讨或教师制定的问题,在该次课前对所要学的内容有了一个初步的认识,再在课堂上通过表达自己的思想并发现自己的错误观点,通过教师以及同学的补充和分析使自己的知识面得到扩展。但这种方法也具有它的局限性,主要表现在:PBL注重解决单一问题,而忽略了学生对知识点的系统掌握,学生对所学知识缺乏连贯性。另外,PBL是以分组讨论的形式上课,如在大班教学中运用会消耗过多时间,也需要更多的教师来引导各小组,这样会浪费资源也降低教学效率。PBL教学法结合多媒体直观教学法是一种以学生为主体,教师为主导,以实际问题为出发点的教学模式[4]。它不仅使学生有效掌握了基础理论知识,激发了学习的兴趣,而且培养了他们的自学能力和创新能力,又弥补了单用PBL法的不足,从而提高了教学质量。武汉大学医学部病毒学教研室在细胞分子生物学课中将多媒体直观教学法与PBL相结合,即每次课的前一部分时间教师用多媒体直观教学法授课,后一部分时间用PBL教学法讨论问题,两种方法优势互补,实现对学生的高效培养。
4两种方法结合的教学模式的实施及其评价
4.1实施过程对武汉大学第一临床学院2010级研究生选修细胞分子生物学课程的136人进行了两种教学方法相结合的教学模式。理论授课25个学时,每次课5学时,安排3名有经验的教师分别负责相应内容,每次课堂前3个小时运用多媒体直观教学法,最后半小时用PBL教学法,每次PBL教学回答3个问题。在多媒体教学部分偏重于细胞分子生物学的基本理论、基本技能的讲解,帮助学生全面系统的熟悉该次课的内容,教师在该次课的难点、重点的幻灯片中插入图片、flash和视听文件,比如,运用flas来反映细胞周期每个时期的调控过程;用电镜下有丝分裂的视频反映整个分裂过程;用三维图象反映DNA染色体的形成;用电镜下的照片以及荧光显微照片反映凋亡小体的形态等。在PBL教学部分中,问题的设置由教研室教师根据教学大纲要求一起讨论后确定,这些问题注重培养学生自己查找文献的能力以及对前部分已学多媒体理论课知识的运用。比如,有哪些实验技术利用了DNA复制和RNA转录的原理?查阅相关文献,阐述端粒酶在肿瘤发生发展中的作用?结合自己的专业和课题分析细胞周期与医学的关系?如何进行细胞凋亡的研究?将学生以寝室为单位分组,在课前先查阅问题涉及的相关知识,由于是大班教学,在PBL教学部分中为了节约时间,改小组发言为学生举手发言,教师引导学生发言,对于一个问题学生既可以补充前一个回答者的内容也可以提出新的观点,直至该问题被学生回答全面后,教师总结及补充,再进行下一个问题,学生的发言情况做为平时成绩计入总成绩中。
关键词:lackboard;生物化学;试题库;教学改革
生物化学与分子生物学是生命科学的前沿学科,在分子水平探讨生命的本质。该课程对于医学本科生是基础必修课,可以培养学生观察、理解、分析和解决问题的能力,而且是学生后续专业课程的基础,对于科研能力的培养更是具有深远的影响。但该课程内容系统性、联系性强,知识点较抽象性,难度较大[1]。
随着计算机网络技术的飞速发展,利用网络进行教学和辅导教学已经成为当前教育技术和教学活动中的一种重要形式[2]。为了加强教学管理,提高教学质量,特别是针对独立学院大部分学生,他们入学分数较低,学习能力和主动性比一本、二本学生要差,我们对于独立学院学生学习生物化学与分子生物学,采用了多媒体教学和随堂测验相结合的教学模式[1]。上课时间的有限性使我们萌生了建立网络教学题库,让学生随时随地可以使用并且和老师交流想法,随后在已有的教学模式上,我们进一步着手建设完整网络试题库,并在教学中使用,效果良好。
1 BB网络平台介绍
"BB"平台 (Blackboard Learning System MLTM,简称 Blackboard或BB)作为一个界面非常友好的教学管理系统软件平台, 教师可以用它创建、和管理课程的网络内容, 为传统教学的课程增加在线内容,甚至可以开发基本或完全没有面授环节的网络课程[3]。BB网络教学平台的使用,在全球范围内已经有超过2800所大学及其他教育机构,其中包括著名的美国普林斯顿大学、哈佛大学、斯坦福大学、西北大学、杜克大学等,我国也有200多所大学使用该平台。该网络教学平台具备以下4个独立的功能模块:内容资源管理模块、在线交流模块、考核管理模块和系统管理模块。
2题库建设
依托BB平台的考核管理模块,我们建立了完整的总试题库,在总体库的基础上又分立了预习题库、复习题库、以及测试题库。
2.1题库的选题要求 以严格的遵循教学大纲和指定的教材为基本原则选择收集试题;即将入选试题库的试题要经过细致的筛选和更正,生物化学的学科进展快,很多的内容又经过了重新的界定:酶的新名称、呼吸链产生ATP的数量改变、新定义的概念等等,按照现有教材的内容更改试题的术语,删除更改模棱两可的答案,根据一定的质量指标筛选;入总题库的试题量要足够大,题量不足,难以按照教学需求筛选组成所需小题库,也难以自动生成不同难度层次的测试试卷;各类小题库选题时要考虑各个章节的重点和难点试题比例适中。
2.2试题的选择 首先参考本教研室老师编写的"生物化学实战考试题解",这本习题2005年由人民军医出版社出版,学生使用至今,由于封面主色调为绿色,俗称"绿皮书"。根据历届学生使用情况,从中选择典型的、足以考察各个知识点的试题,重新整理归纳,以星号数量标记难易程度:无星号表示基础题、一颗星号表示难、两颗星号表示较难,当然这也意为着基础题是所有专业必须掌握,二本以上要求做有星号的题目,将来有研究生学习要求的学生去测试两颗星号的题目。其次是每年使用过的试卷,由于这些试卷在一本、二本、三本不同层次、不同专业考试中反复测试使用过,对每题都有分析记录,如该题的答题正确率、问答题的得分率等,为选题提供了必要的依据,通过统计分析,确认难度系数,统一放入总题库后,筛选适当的试题入小题库。还可借鉴各兄弟院校和西医综合考试中的试卷及习题集,以满足试卷库广度的需要。最后由于生物化学与分子生物学是一门发展迅速的学科,每两年就会出引进学科最新进展出版新教材,针对这些知识还可以由出题经验丰富的老教师,根据具体教学的实际情况,结合大纲要求出题,以弥补现成试题的不足之处,完善试卷库。
2.3总试题库建设操作 进入课程的"控制面板",点击"测试"区的"题库管理器",再点击"添加题库"按钮,在界面输入题库名称和说明,我们按照总试题库的原则,依次以章节名称命名(第一章蛋白质、第二章酶等)进行题库的添加。本科生的医学试题主要是名词解释、单选题、填空题和问答题四类,按题目类型和题目难度分别建立子题库,接下来就可以将对应的题目添加入题库中去。
以"单选题"为例,按"单选题"按钮,就会出现添加单选题的界面。题干输入"问题文本"框里。在"答案"区设置答案数为5,在出现的5个选答案框内依次输入相应的答案。点击正确答案之前的圆框,填上实心表示该选项是正确答案。对于单选题,只能选一个正确答案,如果是多选题可以点击多个圆框。在"类别和难度"中添加相应星号数量,填完各项后就"提交",返回到"题库"界面。填空题和单选题添加方法相类似:在"问题文本"框里输入题干,在"答案"区设置答案数,在出现的相应数量答案框内依次输入相应的答案,在"类别和难度"中添加相应星号数量,填完后"提交",返回到"题库"界面。名词解释是作为"简答题"添加,添加方法也类似:进入添加简答题的界面,在"问题文本"框里输入题目,在"答案"区输入答案,在"类别和难度"中添加相应星号数量即可点击"提交"。问答题是以"论述题"的方式添加,添加方法和简答题完全相同。
最后每个相应的库中会出现所有添加的题目。对于每个题目都可以进行"修改"或"删除",注意最后按"确定"进行确认,最终还可以对该题库进行"导出"存盘,或"修改"或"删除"。
2.4各级子库的建立 根据学习的目的不同,分别建立上课前的预习题库、上课结束后的复习题库、以及阶段性的测试题库。课程预习往往是盲目,学生随意翻翻不如不看,上课前的预习题库主要是以基础概念为主的名称解释和选择题,使学生快速浏览预习的过程中掌握最简单的知识点,有效节省了预习时间。平时没有考试压力,学生在上课结束后就不及时记忆知识点,到真正考试时,往往已经遗忘,考试时时间紧、压力大,学生为了考试过关,以押题、押重点的形式复习,考完既忘,没有达到学习的目的,复习题库主要以单选题和填空题为主,并且设置使用时间,记录学生使用频率,计入学生平时成绩,督促学生课后及时复习。生物化学与分子生物学的学习分为四个部分:生物大分子结构和功能、物质代谢与调控、生命信息的传递与调控和分子生物学技术与应用。每学完一部分内容,利用测试题库让学生进行阶段性测试。测试题库主要以名称解释、选择题和问答题为主,让学生加强知识记忆,并且融会贯通。
进入"控制面板"界面,点击"测试"区内的"测试管理器",进行"添加测试",然后测试取一个名字,比如"预习第一章蛋白质",然后提交。提交后会出现"测试编辑器"界面,在"添加"菜单里面"取自题库"选择相应题型,在"创建设置"中设置题目的分值。若需选择某题,就在某题前面打勾;若想全不选用,可点击界面上方的全选框。选完题目后"提交",单击"确定",测试建立就完成了。
3子试题库的应用
3.1测试题的 进入"控制面板"界面,点击"内容区"的"创建内容",名称命名为预习、复习、测试三部分,每部分添加测试,此时"添加测试"框会出现已经建立的测试。选择你要添加的测试(比如"预习第一章蛋白质"),然后"提交"-"确定"-"修改"测试界面。进入"修改测试"修改每道题的分值;点击"修改测试选项" 点击"测试可用性",其中"将链接设置为可用"必须选择是,否则测试不能用;为测试添加通知可选"为此测试添加新通知"。课后复习设置"不限次尝试",并且不限制答题时间;预习和阶段性测试设置"有限次尝试"3次,在"设置计时钟"设置答题时间。设置"显示开始时间",学生在特定时间看到试题。"自我评估选项"区,则选择复习和阶段性测试包括在平时成绩簿中。"测试反馈"区选择在测试完成后向学生反馈此次测试的 "分数",以及学生自己提交的"答案"及"正确答案"等。在"测试显示"区选择将所有的题目都同时显示出来。"随机排列问题"选项中,除预习是随机选择问题出现次序,其他是按照测试中题目的顺序出现。设置完了后"提交","确认"后就返回到"作业"界面,在该测试旁点击"管理",随后出现"管理该测试"界面点击"选择性",设置时间,选择"所有用户小组",点击"提交"后完成设置。
3.2测试的应用 老师把学生的信息以Excel表格的形式交给BB平台的管理员,导入BB平台的相应课程中,学生以学号登入BB平台,就可以选择进入相应的课程,在作业区中看到相应的测试。测试完成后一定要"提交"否则没有成绩。通过BB平台,对于客观题(选择题)可以自动判分,学生可及时看到成绩,而主观题由老师进行给分。实时的测试可以提高学生的学习兴趣,体会成功的喜悦。老师可以点击"控制面板"的"测试"区进入成绩查看、管理成绩,也可点击"下载成绩",以Excel表格形式保存。老师可以通过实时的测试结果,检查学生学习的效果,及时调整教学进度,收集学生错误率高的题目,上课及时解答学生问题。
4总结
BB网络平台的出现,在空间上提供远距离的学习机会,拓展了课堂学习的空间;在时间上提供在不同时候进行学习的机会,增加了课堂外学习的时间。BB网络平台的医学生物化学与分子生物学教学题库建立,使得试题一次录入可多次重复使用,减少了教师教学出题的负担,实时的测试以及电子成绩单的使用可以让教师随时了解学生的学习情况,在教学中具有较明显的优势,适合实际教学,在本科阶段教学中取得良好的教学效果。
参考文献:
[1]吴娟娟,朱蕙霞,贾辛.生物化学与分子生物学教学模式对比研究[J].生物学杂志,2014,29(2):106-107.