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農(nóng)學(xué)專業(yè)分子生物學(xué)課程改革與實踐

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農(nóng)學(xué)專業(yè)分子生物學(xué)課程改革與實踐

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(yùn)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(diǎn),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(diǎn),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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)、難點(diǎn),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(dú)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(yáng)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??欤疑婕暗闹R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(diǎn),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(diǎn)探究前沿?zé)狳c(diǎn)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(diǎn)———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(diǎn)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(dú)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(diǎn),結(jié)合教師點(diǎn)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(yùn)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(diǎn)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(diǎn)、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Α=虒W(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):

[1]王蘭,劉向東.本科分子生物學(xué)教學(xué)的改革與實踐[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2009(32):79-81.

[2]王福,孟婭.分子生物學(xué)課程改革的探索[J].才智,2015(31):23.

[3]姜立春,游章強(qiáng),李俊剛,等.《分子生物學(xué)》教學(xué)改革與實踐新探[J].綿陽師范學(xué)院學(xué)報,2015,34(5):131-134,139

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(diǎn)實驗室

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