生物工程分子生物學(xué)改革探索范文

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1教學(xué)改革的基本原則和思路

我們開展分子生物學(xué)教學(xué)改革遵循兩條基本原則：一是適應(yīng)普通高等教學(xué)需求的基本原則；二是適應(yīng)本學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)需要的基本原則。在堅(jiān)持兩個(gè)基本原則基礎(chǔ)之上,我們提出三條改革思路:一是針對(duì)生物工程類專業(yè)特點(diǎn),突出分子生物學(xué)在現(xiàn)代工業(yè)微生物研究和改良中的應(yīng)用趨勢和途徑,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)的理解和本學(xué)科的認(rèn)識(shí);二是遵循高等院校教學(xué)特點(diǎn),從教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容等方面進(jìn)行改革和探索,建立一套能夠培養(yǎng)理論素養(yǎng)與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ⒅氐墓こ袒瞬诺姆肿由飳W(xué)教學(xué)體系;三是加強(qiáng)理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用實(shí)例相結(jié)合的教學(xué)方式,在理論中強(qiáng)調(diào)應(yīng)用,在應(yīng)用中引出理論,使學(xué)生在有限的教學(xué)課時(shí)內(nèi)消化理論知識(shí)的同時(shí)拓展視野并加強(qiáng)對(duì)本學(xué)科的理解。

2教學(xué)改革具體內(nèi)容

2.1優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

我們?cè)谶M(jìn)行分子生物學(xué)課程的授學(xué)時(shí),首先針對(duì)生物工程類專業(yè)特點(diǎn)選擇合適的教材并制定教學(xué)大綱。經(jīng)過比較和分析,我們選擇趙亞華編著的《分子生物學(xué)教程》(第三版)(普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材)作為基礎(chǔ)教材,該教材主要闡述的是狹義分子生物學(xué)所涵蓋的范疇,編寫內(nèi)容具有條理清晰,語言簡練,信息量大,實(shí)例豐富等特點(diǎn),并且全書系統(tǒng)地在重要的知識(shí)點(diǎn)后附有簡要小結(jié),便于學(xué)生在學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)過程中從繁雜的信息中快速的查找和理解重點(diǎn)內(nèi)容,比較適合于普通高校生物工程類專業(yè)教學(xué)使用。分子生物學(xué)課時(shí)少而內(nèi)容繁雜,在有限的課時(shí)之內(nèi)不可能按教材內(nèi)容全部講授,學(xué)生也不可能全部能夠接受。因此,在實(shí)際教學(xué)過程中,我們必須結(jié)合專業(yè)特點(diǎn),對(duì)教科書內(nèi)容進(jìn)行取舍,并根據(jù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行補(bǔ)充,突出專業(yè)領(lǐng)域涉及的重點(diǎn)和難點(diǎn)。因此,選定教材之后,我們根據(jù)生物工程類專業(yè)特點(diǎn)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化:(1)弱化學(xué)科交叉重復(fù)部分,分子生物學(xué)是在多個(gè)學(xué)科的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,也決定了分子生物學(xué)中有很多理論知識(shí)與其它學(xué)科具有交叉和重復(fù),如生物化學(xué)、遺傳學(xué)、酶學(xué)和微生物學(xué)等,我們?cè)诜肿由飳W(xué)的實(shí)際教學(xué)過程中對(duì)已經(jīng)學(xué)習(xí)過的交叉部分的知識(shí)點(diǎn)采用復(fù)習(xí)的方式快速進(jìn)行;(2)強(qiáng)化對(duì)與專業(yè)相關(guān)的理論知識(shí)講解,例如DNA的重組、真核生物與原核生物基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)調(diào)控等內(nèi)容;(3)引導(dǎo)介紹與本專業(yè)相關(guān)性不強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn),學(xué)生如有興趣可以利用課外時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí),以滿足求知欲望較為強(qiáng)烈的學(xué)生的學(xué)習(xí)要求,如噬菌體基因的表達(dá)調(diào)控、病毒的分子生物學(xué)等;(4)結(jié)合專業(yè)方向補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容,加大應(yīng)用實(shí)例講解,促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,例如講解特異位點(diǎn)重組內(nèi)容時(shí),可以結(jié)合目前研究領(lǐng)域應(yīng)用較多的Xer/dif重組系統(tǒng)進(jìn)行講解,讓學(xué)生理解了特異位點(diǎn)重組概念和過程的同時(shí),又學(xué)習(xí)了該重組理論最新研究進(jìn)展及其在微生物代謝途徑工程中的應(yīng)用,從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的理論性、專業(yè)性、實(shí)用性、學(xué)術(shù)性和前沿性并舉。

2.2改革教學(xué)方法

對(duì)大學(xué)生而言,分子生物學(xué)是一門及其抽象的學(xué)科,其中涉及的理論體系和生物過程復(fù)雜而又晦澀難懂,極其難以掌握,采用傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué),學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高,學(xué)習(xí)效率有限,因此創(chuàng)新教學(xué)方法,改變授課方式,使抽象化的概念能夠直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前,對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并提升學(xué)習(xí)效率尤為重要。我們?cè)趯?shí)際教學(xué)中,對(duì)教學(xué)方法做了以下改革:(1)采用多媒體教學(xué),結(jié)合大量精美圖片、動(dòng)畫和視頻,將抽象的、理論的生物過程或概念中涵蓋的大量信息有效、生動(dòng)、形象化地展現(xiàn)給學(xué)生,例如,蛋白質(zhì)合成過程中涉及的起始、延生和終止三個(gè)過程以及延生過程中涉及的進(jìn)位、轉(zhuǎn)肽和轉(zhuǎn)位三個(gè)反應(yīng)實(shí)際上是一個(gè)連續(xù)的動(dòng)態(tài)過程,中間涉及的概念和因子很多,通過板書無法有效地進(jìn)行形象化演示和解釋,而在多媒體教學(xué)方式下,借助大量圖片和動(dòng)畫實(shí)現(xiàn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)相結(jié)合的方式講授該生物過程,可使學(xué)生有效地理解并掌握該部分內(nèi)容;(2)大力利用網(wǎng)絡(luò)資源,搜尋與講授內(nèi)容相關(guān)的精美圖片和科教視頻,補(bǔ)充教材內(nèi)容的不足,從不同視角、不同階段對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行闡釋,幫助學(xué)生對(duì)難點(diǎn)的理解和掌握,例如,RNA干擾技術(shù)是一個(gè)比較抽象的概念和過程,課堂調(diào)查中發(fā)現(xiàn)學(xué)生很難理解雙鏈RNA的產(chǎn)生、水解蛋白的作用過程等概念,在我們的實(shí)際教學(xué)過程中選用一段網(wǎng)絡(luò)公開視頻通過三維動(dòng)畫模擬,使學(xué)生輕松地“看到了”生物體內(nèi)RNA干擾過程,極大地幫助了學(xué)生對(duì)相關(guān)過程的認(rèn)識(shí)和理解;(3)利用生物學(xué)分析軟件演示促進(jìn)學(xué)生理解,在現(xiàn)代分子生物學(xué)研究領(lǐng)域,無論是簡單基因的比對(duì)分析還是復(fù)雜的蛋白質(zhì)定向進(jìn)化模擬都離不開專業(yè)的生物學(xué)分析軟件,在教學(xué)方面利用生物學(xué)分析軟件也可以達(dá)到事半功倍的效果,例如,在講授蛋白質(zhì)的編碼基因序列和開放閱讀框兩個(gè)概念的時(shí)候,學(xué)生短時(shí)間之內(nèi)無法深刻理解,如果使用生物學(xué)分析軟件對(duì)一條基因進(jìn)行分析演示,學(xué)生可以一目了然地“看到”CDS與ORF之間的聯(lián)系與區(qū)別;(4)結(jié)合實(shí)例對(duì)重點(diǎn)理論進(jìn)行剖析,例如基因表達(dá)調(diào)控部分內(nèi)容,在目前的科學(xué)研究領(lǐng)域和實(shí)際工業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域研究都極為廣泛,但在實(shí)際教學(xué)時(shí),由于知識(shí)點(diǎn)多,過程復(fù)雜,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中往往感覺到枯燥而不知所以然,此時(shí)即可在教學(xué)過程中結(jié)合某個(gè)具體的相關(guān)研究項(xiàng)目(例如碩士研究論文、博士研究論文或科研基金研究項(xiàng)目)的目的、意義和方法等進(jìn)行講解,達(dá)到理論學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合,在實(shí)例中引出理論概念和過程。通過大量實(shí)例的講解,不僅促進(jìn)了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握,同時(shí)加深了學(xué)生對(duì)本學(xué)科的認(rèn)識(shí),拓展了學(xué)生的視野,培養(yǎng)了學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中解決問題的思維能力。

2.3強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)

分子生物學(xué)是在實(shí)驗(yàn)論證的基礎(chǔ)之上建立并發(fā)展起來的對(duì)實(shí)驗(yàn)技能要求很強(qiáng)的一門實(shí)驗(yàn)性學(xué)科,因此，分子生物學(xué)的教學(xué)也必須有實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為支撐,只有在理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的模式下才能使學(xué)生學(xué)以致用,達(dá)到真正理解并掌握分子生物學(xué)的教學(xué)目的。對(duì)工科的生物工程類專業(yè),實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有舉足輕重、不可替代的作用,是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。在我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中,將每個(gè)班分為10組,每組3～4人,每個(gè)學(xué)生可以且必須單獨(dú)完成實(shí)驗(yàn)操作,掌握本專業(yè)應(yīng)用最為廣泛的基因工程操作技術(shù)中常用的經(jīng)典方法。實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間與課堂教學(xué)時(shí)間比例設(shè)置為1∶2,保障有1/3的教學(xué)時(shí)間用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要圍繞基因工程操作技術(shù)經(jīng)典的四個(gè)步驟進(jìn)行,即目的基因的獲取、重組載體的構(gòu)建(克隆載體)、受體細(xì)胞(大腸桿菌)轉(zhuǎn)化、結(jié)果驗(yàn)證,在此過程中連續(xù)進(jìn)行染色體提取、連接、大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞制備、轉(zhuǎn)化、質(zhì)粒提取、限制性酶切以及瓊脂糖凝膠電泳檢測等基本操作,使學(xué)生掌握DNA體外重組過程中使用的基本操作方法和技術(shù)原理。在上述實(shí)驗(yàn)過程中,多數(shù)實(shí)驗(yàn)步驟中都是微升級(jí)反應(yīng)體系,對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力和分析能力要求極高,因此,通過分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以培養(yǎng)并強(qiáng)化學(xué)生的“精細(xì)化”實(shí)驗(yàn)操作能力,為培養(yǎng)動(dòng)手能力強(qiáng),專業(yè)素質(zhì)過硬,分析能力嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮细翊髮W(xué)畢業(yè)生做出貢獻(xiàn)。

3結(jié)語

綜上所述,我們分別從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實(shí)踐教學(xué)等三個(gè)方面對(duì)分子生物學(xué)進(jìn)行了教學(xué)改革和探索,在初步改革的教學(xué)過程中學(xué)生不再感覺到枯燥和晦澀難懂,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也得到了顯著提高。但是,教學(xué)改革是一項(xiàng)需要持續(xù)進(jìn)行的復(fù)雜而重要的工程,我們需要繼續(xù)在教學(xué)實(shí)踐中不斷地進(jìn)行探索并總結(jié)經(jīng)驗(yàn),在經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改革,在改革實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn),以期構(gòu)建一套與時(shí)俱進(jìn)的教學(xué)體系,為社會(huì)培養(yǎng)和輸送高素質(zhì)的合格人才做出貢獻(xiàn)。

作者：李松葛飛陶玉貴單位：安徽工程大學(xué)生物與化學(xué)工程學(xué)院