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篇1

關(guān)鍵詞：生物科學；核心課程；邏輯關(guān)系

中圖分類號：G633.91

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）21-0130-03

1 引言

生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學是生物科學專業(yè)的核心課程，由于它們相互聯(lián)系，交叉滲透，因此存在邏輯關(guān)系不清，課程內(nèi)容重疊較多等問題，例如原核生物和真核生物基因表達調(diào)控在生物化學、細胞生物學、分子生物學都有介紹，基因工程原理在分子生物學、基因工程學中都有介紹，導(dǎo)致教師教學內(nèi)容難以起舍，課程順序難以安排。要理順生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學的邏輯關(guān)系，確定各課程教學內(nèi)容和教學順序，必須把其定義，研究內(nèi)容，發(fā)展歷史動態(tài)結(jié)合起來。

2 生物科學專業(yè)核心課程概述

2.1 生物化學

生物化學是運用化學的理論和方法研究生物分子結(jié)構(gòu)與功能、物質(zhì)代謝及遺傳信息傳遞與調(diào)控規(guī)律的科學。

生物化學是生命科學中最古老的學科之一。 隨著生命科學的發(fā)展，各學科相互滲透。18世紀，一些從事化學研究的科學家轉(zhuǎn)向生物領(lǐng)域，為生物化學的誕生播下了種子。19世紀末，生物化學從生理化學中獨立。20世紀中后期又從生物化學分離出部分內(nèi)容與遺傳學部分內(nèi)容結(jié)合為分子生物學，然后，分子生物學基因操作部分獨立出來，形成基因工程學。

1920年以前，生物化學研究內(nèi)容以分析生物體的化學組成、性質(zhì)和含量為主，稱為靜態(tài)生物化學時期。

1920年-1950年，隨著同位素示蹤技術(shù)、色譜技術(shù)等物理學手段的廣泛應(yīng)用，生物化學從單純的組成分析深入到物質(zhì)代謝、能量轉(zhuǎn)化，如：光合作用、生物氧化、糖、脂肪、蛋白質(zhì)代謝等領(lǐng)域。這是生物化學飛速發(fā)展的時期，稱為動態(tài)生物化學時期。

1950年以后，蛋白質(zhì)化學和和核酸化學進展迅速，生物化學進入了分子生物學時期。分子生物學的發(fā)展揭示了生命本質(zhì)的高度有序性和一致性，是人類在認識的巨大飛躍。根據(jù)生物化學的定義和歷史，生物化學研究的內(nèi)容包括以下幾個方面。

2.1.1 生物的物質(zhì)組成

生物是由一定的物質(zhì)按特定的方式組成的，直到今天，新物質(zhì)仍不斷被發(fā)現(xiàn)。如陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的干擾素、環(huán)核苷一磷酸、鈣調(diào)蛋白、粘連蛋白、外源凝集素等都具有重要的生物學功能。另一方面，早已熟知的化合物也發(fā)現(xiàn)了新的功能，如20世紀50年代才知道肉堿是一種生長因子，而到60年代又發(fā)現(xiàn)其是生物氧化的載體。

2.1.2 物質(zhì)代謝

生物體內(nèi)絕大部分物質(zhì)代謝是在酶催化下進行的，具有高度自動調(diào)節(jié)能力。一個小小的細胞內(nèi)，有近2000種酶，在同一時間內(nèi)，催化各種不同的化學反應(yīng)。這些化學反應(yīng)互不干擾，有條不紊地進行。表明生物體內(nèi)的物質(zhì)代謝有精確的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。

2.1.3 結(jié)構(gòu)與功能

生物大分子的功能與其特定的結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。如酶的活性中心的結(jié)構(gòu)決定其催化活性及其特異性；變構(gòu)酶的活性還與其催化的代謝終末產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)有關(guān)。

核酸中核苷酸排列順序的不同，其結(jié)構(gòu)就不同，所含遺傳信息不同。這些不同的構(gòu)象對基因的表達具有調(diào)控作用。

生物體的糖包括多糖、寡糖和單糖。由于多糖鏈結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有很大的信息容量，對于細胞專一地識別、相互作用具有重要作用。糖類將與蛋白質(zhì)、核酸并列成為生物化學的主要研究對象。

在生物化學中，有關(guān)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的研究才僅僅開始，尚待大力研究的問題很多，其中重大的有：亞細胞結(jié)構(gòu)中生物大分子間的結(jié)合，細胞的相互識別、細胞的接觸抑制、細胞間的粘合、抗原與抗體的作用、激素、神經(jīng)介質(zhì)與其受體的相互作用等。

2.1.4 繁殖與遺傳

生物典型特點是具有繁殖與遺傳特性?；蚴荄NA分子中的一段核苷酸序列，現(xiàn)在DNA分子的核苷酸序列已不難測得，不但能在分子水平上研究遺傳，而且還可能改變遺傳，從而派生出基因工程學。

2.2 細胞生物學

細胞生物學是從顯微水平、亞顯微水平和分子水平研究細胞的結(jié)構(gòu)及其生命活動規(guī)律的科學。

過去，細胞生物學主要是在光學顯微鏡下對細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生活史進行研究，稱為細胞學。20 世紀 50 年代以來，由于電子顯微鏡、放射性同位素、細胞結(jié)構(gòu)組分分離技術(shù)、細胞培養(yǎng)等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，特別是分子生物學的興起，使細胞生物學研究的廣度和深度都有迅猛發(fā)展，從宏觀到微觀、從平面到立體、從定性到定量、從分析到綜合；從細胞、亞細胞、分子三個水平研究細胞的結(jié)構(gòu)與功能、分裂與分化、衰老與死亡等生命活動規(guī)律及其調(diào)控機制，細胞與細胞、細胞與環(huán)境之間的相互關(guān)系。使原來以形態(tài)結(jié)構(gòu)研究為主的細胞學轉(zhuǎn)變成以生理功能研究為主、將結(jié)構(gòu)與功能緊密結(jié)合起來的細胞生物學。由于細胞生物學在分子水平上的研究工作取得了深入的進展，因此細胞生物學又稱為細胞分子生物學。細胞生物學研究內(nèi)容如下。

2.2.1 細胞社會學

細胞社會學是細胞生物學中的一個新的領(lǐng)域。它是以系統(tǒng)論的觀點研究細胞群體中細胞間的相互關(guān)系、細胞群體的社會行為；細胞識別、通訊、相互作用；整體和細胞群對細胞的生長、分化、形態(tài)發(fā)生和器官形成等活動的調(diào)控；細胞外環(huán)境對細胞的影響。

2.2.2 細胞的增殖、生長、分化與調(diào)控

研究細胞增殖、生長、分化及其調(diào)控機制，不僅是控制生物生長和發(fā)育的基礎(chǔ)，而且是研究細胞癌變和逆轉(zhuǎn)的重要途徑。

2.2.3 細胞遺傳學

細胞遺傳學從細胞學角度來研究染色體的結(jié)構(gòu)和行為以及染色體與細胞器的關(guān)系，從而探討遺傳與變異的機制等。

2.2.4 細胞化學

細胞化學：用切片或分離細胞成分，對單個細胞或細胞各個部分進行定性和定量的化學分析，研究細胞結(jié)構(gòu)、化學成分的定位、分布及其生理功能。

2.2.5 分子細胞學

分子細胞學：從分子水平研究細胞與細胞器中蛋白質(zhì)、核酸等大分子的組成、結(jié)構(gòu)與功能及其遺傳性狀的表現(xiàn)和調(diào)控等，探討細胞生命活動的分子機理。

2.3 遺傳學

遺傳學是研究生物遺傳和變異規(guī)律的科學。孟德爾認為生物性狀的遺傳是受遺傳因子控制的，并提出了遺傳因子分離和自由組合的基本遺傳規(guī)律。1900年，孟德爾的成果得到廣泛重視，成為遺傳學的基石。

20世紀初，利用光學顯微鏡發(fā)現(xiàn)了細胞有絲分裂和減數(shù)分裂過程中染色體及其行為，奠定了遺傳的染色體理論基礎(chǔ)。1910年左右，美國遺傳學家摩爾根及其同事根據(jù)對普通果蠅的研究，提出了基因的連鎖交換規(guī)律，并結(jié)合當時的細胞學成就，創(chuàng)立了以染色體遺傳為核心的細胞遺傳學。

遺傳信息在分子水平上研究始于20世紀40年代。隨著電子顯微鏡的發(fā)明，人們已能夠直接觀察遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其在基因表達過程中的特征，使細胞遺傳學的研究進入分子水平。

1953年，沃森和克里克提出了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，為進一步闡明DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制和遺傳物質(zhì)如何保持世代連續(xù)的問題奠定了基礎(chǔ)，開創(chuàng)了分子遺傳學這一新的學科領(lǐng)域。

遺傳學研究的領(lǐng)域非常廣泛，可劃分成經(jīng)典遺傳學、細胞遺傳學、分子遺傳學和生統(tǒng)遺傳學4個分支，各個分支領(lǐng)域相互聯(lián)系、相互重疊、相互印證，組成了一個不可分割的整體。

經(jīng)典遺傳學研究從親代到子代的遺傳特性，包括遺傳的分離規(guī)律；獨立分配規(guī)律；連鎖和交換遺傳規(guī)律及機理；基因互作及其與環(huán)境的相互關(guān)系；性別決定與伴性遺傳；基因及染色體變異；數(shù)量性狀的特征及其多基因假說，近親繁殖和雜種優(yōu)勢；細胞質(zhì)遺傳等。

細胞遺傳學是通過細胞學手段對遺傳物質(zhì)進行研究。其內(nèi)容包括細胞的結(jié)構(gòu)和功能；染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)；細胞的有絲分裂，減數(shù)分裂；配子的形成和受精。

分子遺傳學是從分子的水平上研究遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及遺傳信息的傳遞。內(nèi)容包括DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯，基因突變及修復(fù)，原核生物和真核基因表達與調(diào)控；基因、基因組及作圖，遺傳重組。

生統(tǒng)遺傳學是用數(shù)理統(tǒng)計學方法來研究生物遺傳變異規(guī)律的學科。根據(jù)研究的對象不同，又可分為數(shù)量遺傳學和群體遺傳學。前者研究生物體數(shù)量性狀即由多基因控制的性狀遺傳規(guī)律，后者是研究基因頻率在群體中的變化、群體的遺傳結(jié)構(gòu)和物種進化。

2.4 分子生物學

分子生物學是從分子水平研究核酸與蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能、遺傳信息傳遞和調(diào)控，闡明生命本質(zhì)的科學。

從19世紀后期到20世紀50年代初，確定了蛋白質(zhì)是生命的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，DNA是生物遺傳的物質(zhì)的載體，是現(xiàn)代分子生物學誕生的準備和醞釀階段。

從20世紀50年代初到70年代初，是現(xiàn)代分子生物學的建立和發(fā)展階段，1953年Watson和Crick提出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型為現(xiàn)代分子生物學誕生的里程碑，確立了核酸作為遺傳信息分子的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，提出了鹼基配對是核酸復(fù)制、遺傳信息傳遞的基本方式，為核酸與蛋白質(zhì)的關(guān)系及其在生命中的作用打下了最重要的基礎(chǔ)。

70年代后，基因工程技術(shù)出現(xiàn)，人類進入認識生命本質(zhì)并開始改造生命的發(fā)展階段。

分子生物學原來是生物化學的一部分，因其太重要了，20世紀中后期從生物化學中分離出來并與遺傳學結(jié)合，獨立出來成為單獨的學科，是生物化學的發(fā)展和延續(xù)。涉及的部分內(nèi)容比生物化學更細致深入，并從整體上考慮。

分子生物學從蛋白質(zhì)、核酸、基因及基因組結(jié)構(gòu)開始，以中心法則為主線，闡述生物大分子在信息傳導(dǎo)、基因表達調(diào)控中的相互作用和機理。主要內(nèi)容包括蛋白質(zhì)、核酸、基因和基因組的結(jié)構(gòu)、DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工、基因突變與修復(fù)、蛋白質(zhì)生物合成和翻譯后加工、原核生物基因表達的調(diào)控、真核生物基因表達的調(diào)控?；蚬こ碳夹g(shù)的原理和應(yīng)用等。

2.5 基因工程學

20世紀70年代，隨著 DNA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和遺傳機制逐漸呈現(xiàn)在人們眼前，生物學家不再僅僅滿足于探索、揭示生物遺傳的秘密，而是開始設(shè)想在分子的水平上去干預(yù)生物的遺傳特性。這就像工程設(shè)計，按照人類的需要（設(shè)計）把這種生物的某個“基因”與那種生物的某個“基因”進行“施工”，“組裝”成新的基因組合，創(chuàng)造出新的生物的工程技術(shù)被稱為“基因工程”。

基因工程包括如下幾個主要的內(nèi)容：①目的基因的合成或提起分離。②載體的構(gòu)建。③將載體轉(zhuǎn)移到受體細胞并增殖。④重組DNA分子的受體細胞克隆篩選。⑤將目的基因克隆到表達載體上，導(dǎo)入寄主細胞，使之在新的遺傳背景下實現(xiàn)功能表達，產(chǎn)生出人類所需要的物質(zhì)。

3 課程間的邏輯關(guān)系，教學內(nèi)容選擇及課程順序安排

從生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學的定義，研究內(nèi)容，發(fā)展歷史動態(tài)可知，各學科的邏輯關(guān)系是：理解細胞結(jié)構(gòu)及功能需要一定的生物化學基礎(chǔ)，理解遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能需要一定的細胞生物學基礎(chǔ)，而分子生物學是生物化學、遺傳學交叉融合的產(chǎn)物，研究核酸和蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)和功能以及相互關(guān)系，而各個分子不能孤立發(fā)揮作用，必須依賴于一定的細胞結(jié)構(gòu)，因此，生物化學是細胞生物學的基礎(chǔ)；細胞生物學是遺傳學和分子生物學的基礎(chǔ)。基因工程是利用分子生物學的理論和實驗技術(shù)進行轉(zhuǎn)基因操作的部分獨立出來的，因此分子生物學是基因工程學的基礎(chǔ)。所以，高校應(yīng)按生物化學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學、基因工程的順序安排課程教學最為合適。

由以上可知，由于歷史的原因，生物化學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學、基因工程學相互聯(lián)系，交叉滲透，研究內(nèi)容重復(fù)較多。因此，本研究根據(jù)其定義、邏輯關(guān)系及發(fā)展歷史，同時為編寫教材和教學的方便，建議生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學教學內(nèi)容如下。

（1）生物化學主要教學內(nèi)容主要有：蛋白質(zhì)化學、核酸化學；酶學基礎(chǔ)；糖代謝與生物氧化；脂類代謝；蛋白質(zhì)的分解代謝等內(nèi)容。而將DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、突變、修復(fù)及原核生物和真核生物基因表達調(diào)控留在分子生物學講授。

（2）細胞生物學的教學內(nèi)容主要有：細胞的基本結(jié)構(gòu)；細胞生物學研究方法；細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能及物質(zhì)跨膜運輸；細胞質(zhì)基質(zhì)與細胞內(nèi)膜系統(tǒng)；細胞通訊與信號傳遞；線粒體和葉綠體；細胞核與染色體；細胞骨架；細胞增殖及其調(diào)控；細胞分化、衰老與凋亡。

（3）遺傳學的教學內(nèi)容主要有：遺傳的分離規(guī)律；獨立分配規(guī)律；連鎖和交換遺傳規(guī)律；基因互作及其與環(huán)境的關(guān)系；基因定位與連鎖遺傳圖；性別決定與伴性遺傳；基因及染色體變異；染色體畸變；數(shù)量性狀的特征及其多基因假說；近親繁殖和雜種優(yōu)勢；細胞質(zhì)遺傳；遺傳重組。

（4）分子生物學的教學內(nèi)容主要有：DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工、基因突變與修復(fù)、蛋白質(zhì)生物合成和翻譯后加工、原核生物基因表達的調(diào)控、真核生物基因表達的調(diào)控。

（5）基因工程學的主要教學內(nèi)容有：基因工程技術(shù)的原理和應(yīng)用等。

以上各門課的教學內(nèi)容相對前述和我國現(xiàn)行教材的教學內(nèi)容作了較大調(diào)整，例如；核酸和蛋白質(zhì)的組成及結(jié)構(gòu)只在生物化學中講授，細胞信號傳遞只在細胞生物學中講授，基因工程原理只在基因工程學中講授，避免了課程內(nèi)容的重復(fù)。

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篇2

有針對性的選擇適合于本校生物技術(shù)專業(yè)學生的實驗內(nèi)容，編寫適合于本校學生的實驗大綱和講義。在實際教學過程中，我們將實驗內(nèi)容進行了全新的設(shè)計組合，將分子生物學實驗課程從整體上設(shè)計為一個完整的、系統(tǒng)的大實驗，其中包含不同實驗技能的小實驗，每一個具體的小實驗之間既相互獨立，又相互聯(lián)系。目前，分子生物學發(fā)展日新月異，分子生物學實驗技術(shù)也因為新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)而發(fā)生了巨大變化，分子生物學中許多實驗方法與現(xiàn)今生產(chǎn)技術(shù)手段、合成制備途徑、現(xiàn)代分析方法差距較大，達不到提高產(chǎn)率、節(jié)約環(huán)保的新要求［4］。因此，對分子生物學實驗內(nèi)容的選擇，還包括不同實驗手段的選擇。在選擇最適合的實驗內(nèi)容的前提下，大膽剔除一些過時、被新技術(shù)淘汰的技術(shù)手段。適當增加一些科技含量高、實驗性強的內(nèi)容，有針對性地減少驗證性實驗內(nèi)容，增加綜合性和設(shè)計性實驗內(nèi)容，以鍛煉學生的綜合實踐能力［5］。實驗總體設(shè)計是使用微生物作為試材，解決外源DNA在大腸桿菌中的表達載體的構(gòu)建，這也是分子生物學實驗最核心的部分和最廣泛應(yīng)用的部分。外源DNA是本專業(yè)老師課題研究中使用的某一完整基因片段，選擇這樣的基因并向?qū)W生說明該課題的總體設(shè)想，讓學生了解我們所學的實驗技術(shù)是解決重要生物學問題的必要手段。具體實驗包含質(zhì)粒DNA的提取和純化、瓊脂糖凝膠電泳分離、DNA分光光度法測定DNA的濃度和純度、限制性核酸內(nèi)切酶的酶切與鑒定、從瓊脂糖凝膠中回收DN斷、大腸桿菌感受態(tài)細胞的制備及轉(zhuǎn)化、PCR基因擴增技術(shù)、DNA的重組技術(shù)等實驗。同時，我們選用目前應(yīng)用最廣泛的實驗手段，比如質(zhì)粒的提取純化采用離心柱法、大腸桿菌的感受態(tài)制備采用經(jīng)典氯化鈣處理、化學轉(zhuǎn)化等。通過這一套系的實驗，學生們既掌握了分子生物學基本的操作技能，也了解了完成外源DNA在宿主細胞中表達的整套實驗方案。

二、實驗教學方法的實踐

分子生物學實驗操作的特點比較突出，不同于以往的物理、化學實驗，分子生物學實驗的操作對象是看不見摸不著的分子，學生不容易通過實驗有直觀的印象，所以不利于學生對實驗原理的理解和掌握。另外，分子生物學實驗操作精細，藥品用量微少，儀器設(shè)備比較精密，所以，沒接觸過分子生物學實驗的學生容易產(chǎn)生困惑，不知從何下手，針對分子生物學實驗的這些特點，在實驗教學手段上我們多方面著手，加深學生對實驗原理的理解和實驗過程的掌握。(一)利用生動的圖片和模擬動畫。在分子生物學理論教學過程中，積累了大量的圖片和動畫，用以演示分子活動過程。比如，對于PCR這個過程，學生們不容易理解，就給同學們在黑板上演示其步驟，同時輔以動畫，讓學生真正地了解PCR過程的基本原理。(二)近距離演示實驗。分子生物學實驗過程中會大量的涉及微量操作，教師在進行演示的時候，做到近距離手把手演示，讓他們了解如何精準的量取適量的試劑進行試驗。在分子生物學中，很多實驗都是在體外模擬生物體內(nèi)的條件來進行，因此，每一個反應(yīng)樣品都需要加入多種試劑進行反應(yīng)。仍以普通PCR反應(yīng)為例，所需試材包括:模板DNA、上下游引物、dNTP、聚合酶、緩沖液、去離子水等六種，在進行演示實驗的時候，每加入一樣試材，告知學生加入的目的，加深學生對實驗原理的進一步了解。另外，近距離演示實驗還可以規(guī)范學生的實驗操作，比如高速離心機使用時的配平問題是規(guī)范使用離心機的關(guān)鍵;提取質(zhì)粒時，當加入溶液I重選菌體后，加入堿性裂解液溶液II時，必須緩慢顛混，這是質(zhì)粒能否提取出來以及提取純度高低的關(guān)鍵等。因此，對這些基本操作的規(guī)范化指導(dǎo)，有助于培養(yǎng)學生良好的實驗習慣，為以后的工作提供良好的研究思維和動手能力［6］。(三)合理安排。設(shè)計的分子生物學實驗總的來說是一個大實驗，所以，既要注重學生由淺入深的認知規(guī)律，又要把握整個實驗的連續(xù)性。分子生物學另一個特點就是有的實驗需要長時間的等待，所以合理進行實驗安排非常重要，包括的對實驗順序的安排和對實驗時間的安排。比如感受態(tài)的制備和轉(zhuǎn)化實驗，需要在第一天晚上將制備感受態(tài)的細菌接種，過夜振搖培養(yǎng)。同時將需要轉(zhuǎn)化的DN段和質(zhì)粒片段進行過夜連接。第二天一早，再次以1%接種到新鮮培養(yǎng)基中，約4個小時振搖培養(yǎng)后，細菌的OD值約0．4-0．6之間，即細菌處于對數(shù)生長期，用于制備感受態(tài)細胞。同時將連接體系取出置于4℃冰箱備用。感受態(tài)細胞制備好以后，以連接體系做轉(zhuǎn)化實驗。慢速振搖1小時后，涂平板篩選。第三天一早鑒定實驗結(jié)果。這樣合理的安排時間避免了不必要的等待。實驗安排緊湊，有利于學生了解各實驗之間的有機聯(lián)系。

三、實驗考核方式

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關(guān)鍵詞：分子生物學；教學改革；經(jīng)驗介紹

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）31-0176-02

分子生物學主要研究DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)的翻譯及其相關(guān)調(diào)控規(guī)律的學科，它是高等學校生物相關(guān)專業(yè)開設(shè)的核心課程之一。雖然分子生物學是近二十年才被寫入高校生物類及相關(guān)專業(yè)本科及研究生培養(yǎng)大綱，但是分子生物學已成為生物類等很多專業(yè)的核心專業(yè)課程之一。分子生物學理論和實驗結(jié)合最緊密的課程之一，不但是生物科學和其他生物技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)課，而且廣泛應(yīng)用于生命科學實驗的各個領(lǐng)域。分子生物學這門課程內(nèi)容繁雜，微觀概念繁多，并且其理論體系演變發(fā)展很快，也對其課程教學帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

筆者長期從事分子生物學課程的理論和實驗技術(shù)的教學工作。在教學過程中，結(jié)合該課程微觀概念繁多、抽象性強等特點，從教材的選用、內(nèi)容、以及教學方法等幾個方面進行了探索研究，并取得了一些成效。以下對教學改革的幾點措施以及體會和認識進行具體的描述。

一、精心選擇有關(guān)教材和參考書

教材是學生“學”和教師“教”的過程中的基本資料，市面上關(guān)于分子生物學的教材十分多。由于分子生物學所包涵的知識面十分廣，在編寫教材時有不同的側(cè)重點，因此選用一本合適的教材十分重要。通常要求教材既能涵蓋分子生物學基本概念與基礎(chǔ)知識，同時又能反映學科的發(fā)展動態(tài)，體現(xiàn)學校的辦學特色。分子生物學是我校較早實行雙語教學的課程之一，根據(jù)學生的實際水平選擇了科學出版社影印出版的英國經(jīng)典分子生物學教材《Molecular Biology》（Turner）。本教材按主題，采用言簡意賅的語言和簡明清晰的圖表，系統(tǒng)概括了分子生物學的核心內(nèi)容、主要技術(shù)及前沿動態(tài)。而且，此教材有中文譯本，可以幫助學生快速準確獲得信息，十分適合作為雙語課程的教材。

二、優(yōu)化教學內(nèi)容

由于目前大多數(shù)生物學課程，如遺傳學、生物化學、細胞生物學等都進入了微觀分子時代，因此均增加了蛋白質(zhì)、核酸、基因表達調(diào)控等基礎(chǔ)知識的講解。這使得學生對開設(shè)在高年級的分子生物學有一些似曾相識的感覺。這雖然有助于學生對分子生物學的理解，但是也會使學生感覺好多內(nèi)容是對前面的復(fù)習，出現(xiàn)厭學情緒。針對這種情況，我們邀請遺傳學、生物化學、細胞生物學等可能涉及分子生物學內(nèi)容課程的主要負責人，認真討論，優(yōu)化了各自的教學大綱，在保證課程內(nèi)容完整性的前提下，盡量壓縮分子生物學的相關(guān)內(nèi)容。對于教學過程中，生物化學、遺傳學和遺傳學中必須出現(xiàn)的分子生物學內(nèi)容，如蛋白質(zhì)核酸的結(jié)構(gòu)與組成，采用分組討論的方式進行自學，調(diào)動學生的學習積極性，因勢利導(dǎo)，使學生對所學知識能夠更加理解，對所學知識的記憶和理解能夠進一步加深，為以后對相關(guān)知識點的學習打下良好基礎(chǔ)。與此同時，這既節(jié)約了教學時間，又不會再出現(xiàn)與遺傳學和生物化學有相同內(nèi)容的重復(fù)教學問題。這樣，一方面對分子生物學的教學重點進行了明確，另一方面又突出了分子生物學的教學特點，即以遺傳學和分子生物學為基礎(chǔ)，保證了教學課程的系統(tǒng)性和完整性。

三、合理使用多媒體課件

分子生物學理論課教學內(nèi)容多，而且抽象，因此學生很難熟練掌握和理解。另外，分子生物學又有著很強的技術(shù)性。其原理十分復(fù)雜、難度高，很難進行試驗操作且成本很高，這樣可以利用教學課件中的相關(guān)圖像及動畫來進行演示，提高學生的學習興趣。教師還可根據(jù)學生的個性特點以及接受能力來選擇合適的多媒體課件配合內(nèi)容的講解，文、聲、圖、像并茂的新聞?wù)n件能夠從多個角度分層次地展現(xiàn)教學內(nèi)容，使學生更加容易理解相關(guān)知識，從而提高教學質(zhì)量。美觀清晰的多媒體界面，逼真的動畫模擬更加方便教師在教學過程中的使用。通過多媒體向?qū)W生提供信息，是對學生進行多種感官的綜合刺激，在獲取信息的過程中，學生通過聽覺、視覺等多方面的并用，更加容易使學生在學習中進行想象和創(chuàng)新，提高學生的學習積極性和創(chuàng)新能力。

但是，在教學過程中使用多媒體時，應(yīng)注意它只是一種教學手段，是為教師的教和學生的學服務(wù)的。教師不能一味地讓學生時刻跟著多媒體，只是做一個多媒體的操作員。所以，在多媒體教學過程中，教師要把多媒體當一種教學輔助手段，同時要注意給學生思考和討論的機會和時間，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，重視學生的主體地位。

四、剖析經(jīng)典實驗

分子生物學是所有生物學學科相關(guān)課程中，最注重實驗研究的課程之一。目前，現(xiàn)代分子生物學的理論發(fā)展的過程，實際上是前人大量實驗發(fā)現(xiàn)的科學闡述集合，比如轉(zhuǎn)座子的發(fā)現(xiàn)、RNA干擾現(xiàn)象及其機制的發(fā)現(xiàn)等。這些設(shè)計巧妙的實驗，有著嚴謹?shù)恼撌?，其中的一些研究方法如今仍然在分子生物學的研究中廣泛應(yīng)用，如RNA干擾。這些經(jīng)典實驗過程本身就是一個科學故事，在很大程度上提高學生對相關(guān)領(lǐng)域的興趣，其實驗設(shè)計可以啟發(fā)學生尋找解決問題的方法，也可以幫助學生在專業(yè)課程的學習中了解研究方法，從而加深對相關(guān)理論知識的理解和掌握。

同時，分子生物學本身仍在不斷地完善當中。相關(guān)的知識內(nèi)容、發(fā)現(xiàn)和研究方式方法日新月異。如對非編碼RNA的研究已經(jīng)成為目前對分子生物學進行研究的特點。將用故事的相識對非編碼RNA的研究歷史進行講述，進而采用啟發(fā)的方式對學生進行引導(dǎo)，討論在研究中對這一作用的應(yīng)用。這樣的起發(fā)過程，可以增加學生對現(xiàn)代生物學研究中理論與技術(shù)相互促進發(fā)展的理解，激勵他們對已學知識的充分思考，建立基礎(chǔ)研究與社會應(yīng)用之間的聯(lián)系，提高學生的創(chuàng)新能力和學習積極性。

五、利用科研實例剖析重點難點問題

分子生物學雖然理論很高深，但是它卻被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。特別值得一提的，如今各高校的教師有著較高的學歷和豐富的科研經(jīng)歷，能夠在教學過程中融入實際的科研案例。在教學中對書本知識進行傳授的同時，為學生講解講授一些在實際工作中應(yīng)用理論知識的實例，對學生知識的靈活運用能力的提高有很大幫助，可以為他們今后的工作和實踐奠定基礎(chǔ)。從課堂教學效果來說，有助于激發(fā)學生的學習積極性，并增強他們對重點知識的掌握理解。除此之外，也有助于提高學生對所學知識的應(yīng)用能力，為以后的工作和實踐奠定基礎(chǔ)。

如可能的話，教師可以介紹自己研究團隊的一些有趣的研究。比如筆者所在的團隊，是搞泌乳調(diào)控機制的研究的。首先，向?qū)W生簡單介紹研究泌乳調(diào)控機制的背景（泌乳對母親和嬰兒的重要作用）。我們在研究過程中發(fā)現(xiàn)一個小RNA對泌乳調(diào)控有重要作用，它可以影響乳蛋白的合成。進一步向?qū)W生介紹這個實驗的設(shè)計思路，研究過程中所采用的試驗方法。這種講解，可以使學生對小RNA有深刻的印象，大大激發(fā)他們的科研興趣。

六、實行雙語教學

分子生物學，可以說是發(fā)展最快的生物學領(lǐng)域，因此分子生物學課程內(nèi)容相應(yīng)地也在迅速更新。大多數(shù)分子生物學的新發(fā)現(xiàn)，主要以英文論文形式發(fā)表在各種期刊雜志及其他媒體上。這要求教師不光要給學生講授分子生物學的理論內(nèi)容，同時還要培養(yǎng)學生通過英文雜志媒體了解、掌握分子生物學的前沿進展。雙語教學在分子生物學教學過程中體現(xiàn)了很大的優(yōu)勢。我校分子生物學課程組自2004年起開始了雙語教學的嘗試，積累了一些經(jīng)驗。首先，在教材方面，我們選用了內(nèi)容簡潔的英國經(jīng)典分子生物學教材《Molecular Biology》（Turner）。該教材涵蓋了分子生物學絕大多數(shù)的基本知識點，且篇幅較短，特別適合本科生使用。第二，在教學方法方面，采用循序漸進、分步實施的辦法。即開始是中英文對照，逐漸改為全英文，讓學生逐步適應(yīng)，減少因畏懼產(chǎn)生厭學。教學過程中，采用多媒體教學手段，教學課件中盡量多選用形象、精美的圖片，將高深的抽象概念轉(zhuǎn)變成直觀的圖像、動畫，調(diào)動學生的學習積極性。注意搜集國外分子生物學視頻，特別是一些標準英文配音的動畫視頻。這些動畫視頻形象地把一些分子生物學過程展示給同學，極大引起學生的興趣。視頻所配的標準英文介紹，可以幫助學生糾正一些專業(yè)詞匯的正確讀音，演示后，教師加以中文解釋可進一步加深學生對相關(guān)知識的理解。

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篇4

關(guān)鍵詞：分子生物學實驗；工科院校；教學

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）07-0189-02

分子生物學是研究核酸、蛋白質(zhì)等所有大分子的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征及其重要性、規(guī)律性和相互關(guān)系的科學。隨著分子生物學新理論和技術(shù)的大量出現(xiàn)，其應(yīng)用已滲透到生命科學的各個領(lǐng)域，不再是神秘、難以操作的實驗技術(shù)，而成為生命科學相關(guān)教學和科研過程中的一項基礎(chǔ)技術(shù)。例如，許多本科課程教學中以及畢業(yè)論文實驗過程中都涉及分子生物學技術(shù)，同時，工業(yè)上進行菌株選育工作，也多采用了分子生物學技術(shù)，并已形成了一種發(fā)展趨勢。因此，開設(shè)本科分子生物學實驗課程，讓學生掌握基礎(chǔ)分子生物學操作，培養(yǎng)學生分析問題和解決實際問題的能力，可促使學生在畢業(yè)論文環(huán)節(jié)快速開展實驗并獲得結(jié)果，對于完成本科階段學習具有重要作用，也為學生在畢業(yè)后快速投入和開展有關(guān)的科研和實際生產(chǎn)工作打下堅實的基礎(chǔ)。

工科院校的培養(yǎng)目標就是為社會和工程應(yīng)用培養(yǎng)工程師，培養(yǎng)具有堅實的基礎(chǔ)知識和較強應(yīng)用能力的人才。針對這一培養(yǎng)目標并結(jié)合發(fā)酵工程學科專業(yè)特色，在實際教學中不但要讓學生充分理解實驗的原理，對其實驗操作的技術(shù)能力也提出較高的要求，同時還需要培養(yǎng)學生分析和解決實際應(yīng)用問題的能力，以應(yīng)用于未來科研和生產(chǎn)工作中。本文結(jié)合實際教學經(jīng)歷，淺談對工科學校分子生物學實驗課教學改革的探索。

一、改進教學組織方式，提高教學效率

（一）培養(yǎng)學生自學能力，提高課堂效率

在以往的實驗課上，學生等、靠、要的思想嚴重泛濫，一切都等著老師傳授，一旦離開老師就不知所措，不能形成良好的自學能力。針對這一問題，并根據(jù)分子生物學實驗的特點，我們將實驗集中安排在一段時間內(nèi)完成。制定了詳細的時間表，并注明每天實驗的操作內(nèi)容，讓學生充分了解每節(jié)課要進行的內(nèi)容，形成連貫的思路。同時，將詳細的講義提前發(fā)給學生，督促學生進行充分的預(yù)習，查閱有關(guān)文獻資料，了解最新研究進展。在課堂上通過提問和分析式的講解讓學生理解每步操作的原理和目的。這樣可激發(fā)學生的研究興趣，不僅知道應(yīng)該怎樣去操作實驗，還可以達到知其所以然的目的。對于不理解的知識，也可以在課堂上詢問老師，問題的解決可以激發(fā)學生的興趣，變被動學習為主動學習，形成良性循環(huán)，這不僅可提高課堂效率，還有助于培養(yǎng)學生形成良好的學習習慣。在課程完成后，有興趣的同學還可在課余時間加入研究室的課題研究中，鞏固實驗操作能力，讓抽象的理論變?yōu)榭梢姷氖挛?，培養(yǎng)學生的科研精神，豐富學生的課余生活，尤其是對于參加各種本科生科技競賽活動的同學有極大的幫助，同時也可輔助研究生的研究，減輕研究生的工作負擔。

（二）對必要操作進行演示

由于多數(shù)同學完全沒有接觸過分子生物學實驗，實驗的操作步驟又較為煩瑣，難免操作失誤，使后續(xù)實驗受阻。而上課的時間有限，幾乎沒有重復(fù)操作的可能性。因此，需要對必要的操作步驟進行演示，讓學生由抽象的想象轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w認識，減少了學生實驗操作出錯的概率。

（三）盡量增加每位同學的操作機會

由于分子生物學實驗試劑通常較昂貴，以往實驗常以小組為單位進行，不能充分鍛煉學生的動手能力，也為那些有偷懶思想的同學提供了置身于實驗之外的機會。我們在實驗條件容許的情況下，盡量增加每個同學的動手機會，將以小組為單位進行的實驗改為每人一次的實驗。例如，讓每個同學都進行PCR操作，并親自將自己擴增的PCR產(chǎn)物加入瓊脂糖凝膠中，使他們能夠充分體會到分子生物學實驗操作是微量的，需要準、穩(wěn)。然后，從瓊脂糖凝膠電泳中確定擴增出目的DN段的PCR樣品，用以進行下一步實驗。這樣，不但可以提高同學參與實驗的熱情和興趣，而且可以避免以小組為單位實驗時操作失敗導(dǎo)致后續(xù)實驗受影響的現(xiàn)象。

二、改進課堂講授方式，培養(yǎng)工科學生分析和解決問題能力

（一）培養(yǎng)學生分析和解決實際問題的能力

分子生物學是一項精巧的技術(shù)，其發(fā)展速度快，大量新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，而課堂上時間有限，僅能實踐學習一些基礎(chǔ)的分子生物學實驗技術(shù)。在這有限的過程中，讓學生形成分析問題和解決問題的能力，以應(yīng)用于未來的科研或者生產(chǎn)過程中，這對于學生的發(fā)展更有長足發(fā)展意義。分子生物學實驗操作需要“心靈手巧”?！靶撵`手巧”則可一次操作成功，否則多次重復(fù)操作仍不能獲得理想結(jié)果。所謂“心靈”是指學生需要充分理解實驗原理，掌握操作注意事項。例如，讓學生懂得分子生物學操作要注意避免環(huán)境以及人所攜帶的酶類對操作對象（如DNA、RNA）的降解作用；同時，實驗過程中用到的試劑極為微量，多一點、少一點可能就導(dǎo)致成倍數(shù)的誤差。這不僅可避免他們課堂上實驗的失敗，在未來進行其他實驗時還可以事先設(shè)想出操作的注意事項，形成分析問題的習慣和能力。即使在不能獲得理想實驗結(jié)果時，引導(dǎo)其分析實驗操作過程失誤的原因，提出改進的辦法，可培養(yǎng)他們獨立思考和解決問題的能力。這正可達到“授人以魚，不如授人以漁”的效果。所謂“手巧”則要求學生有較高的動手能力。我們將操作要領(lǐng)總結(jié)成口訣的形式，并對口訣進行詳細的解釋。例如，在進行感受態(tài)細胞制備的實驗中，用“冷”、“輕”兩個字概括其操作的要領(lǐng)，也就是所有操作盡量在冰上進行，并輕柔操作防止這種處于脆弱狀態(tài)的細胞破碎，以充分保證細胞的活性。這樣既容易讓學生理解，又方便他們記憶。此外，第一次操作過程難免出現(xiàn)各種問題，鼓勵學生多加練習，熟能生巧，在實踐中掌握真知。這對于培養(yǎng)同學的耐心和毅力，在未來勝任更為復(fù)雜的工作同樣重要。

（二）培養(yǎng)學生具有“量”的工程概念

工科學校有為企業(yè)提供工程人才的義務(wù)。工業(yè)上追求高產(chǎn)量、高轉(zhuǎn)化率、高生產(chǎn)速率，利用分子生物學改造生物體，也是為了追求這三高。因此，我們在教學過程中應(yīng)為學生灌輸“量”的概念。例如，讓學生懂得所獲得的重組酶，酶活越高越有應(yīng)用價值，而所應(yīng)用的底物價格越低越有利于工業(yè)應(yīng)用。此外，讓同學懂得生命體是復(fù)雜的，在不同環(huán)境下表現(xiàn)出的性能也不一樣，經(jīng)過實驗摸索可獲得一個最優(yōu)的實驗條件，從而將產(chǎn)量提高。進一步通過提問和布置課后思考題的方式，引導(dǎo)學生利用已學知識并通過查閱文獻，設(shè)計、改進實驗方案，展望未來可進行研究的方向，這也有助于學生在未來快速適應(yīng)企業(yè)科研、生產(chǎn)等工作。

三、改進考核機制，綜合評價學習效果

以往教學多以實驗報告形式進行實驗課的考核，但往往發(fā)現(xiàn)多份同一版本的實驗報告。這些抄襲別人實驗報告的同學顯然不能完全掌握實驗內(nèi)容。另一方面，有的同學實驗報告寫的非常仔細、全面，但實驗操作過程并不理想。因此，僅憑實驗報告的質(zhì)量不能夠綜合評價同學對實驗的掌握程度。

針對上述問題，我們對實驗考核機制進行了改進，增加以下考核方式：首先，在課堂上進行提問，考察學生的預(yù)習情況和對以往知識的掌握情況，并進行評分。其次，實驗過程中為每個學生對操作注意事項的理解程度、操作的熟練程度以及獲得結(jié)果的好壞程度進行評分，避免了不動手、靠同組同學做實驗的現(xiàn)象，提高了學生實驗的積極性。再次，對實驗報告中實驗數(shù)據(jù)處理、分析清晰以及對思考題討論詳盡、有創(chuàng)新思路的同學給予加分。促使學生通過查閱資料解決問題，增強其學習主動性和分析問題的能力，也可減少實驗報告抄襲的現(xiàn)象。

總之，通過分子生物學實驗的教學過程，引導(dǎo)、鼓勵學生通過網(wǎng)絡(luò)資源、圖書館資源進行擴展學習，促進學生開闊思路，形成創(chuàng)新性思維，形成連貫、有序的研究思路。同時，引導(dǎo)學生形成產(chǎn)量意識和工業(yè)化的思維方式，對其今后在科研和工程領(lǐng)域的發(fā)展都有幫助。

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關(guān)鍵詞：分子生物學;教學改革;學習效果

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）36-0099-02

分子生物學是研究核酸和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)的學科，是一門前沿性強、發(fā)展迅速、對生命科學領(lǐng)域各分支學科具有廣泛和深入影響的學科[1]。該學科于1953年開始建立，到20世紀70年代形成了較完整的理論體系，國外高校在80年代開始在生物學課程中加設(shè)分子生物學方向的內(nèi)容，自90年代后國內(nèi)外高校和科研院所的生命科學方向?qū)I(yè)逐步都開設(shè)有分子生物學課程。該課程內(nèi)容的建設(shè)與生物化學密切相關(guān)，形式上又與整體高校教學改革相適應(yīng)?？v觀近20年分子生物學課程建設(shè)發(fā)展歷程，總結(jié)有以下特點：教學形式上由傳統(tǒng)的面授向面授與網(wǎng)絡(luò)課堂相結(jié)合轉(zhuǎn)變;教學方法上越來越注重計算機技術(shù)的運用，采用啟發(fā)式教學、任務(wù)式教學、微課教學、翻轉(zhuǎn)課堂教學等多種方法組合教學;實踐教學方面從掌握技術(shù)和原理向科研型實踐教學體系轉(zhuǎn)變;教學內(nèi)容上不斷引入新的研究成果和研究方法，緊跟該學科研究的最新進展;考核方式上從單純試卷或?qū)嶒瀳蟾鏋橐罁?jù)向多元化考核評價體系轉(zhuǎn)變[2]。分子生物學作為新疆農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院農(nóng)學、生物技術(shù)、種子科學與工程等專業(yè)普遍開設(shè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，以及本校生命科學類研究生的主干專業(yè)課程，在學生由基礎(chǔ)課轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)課的學習中占有重要的地位。

一、存在的問題

目前我校大部分課程包括《分子生物學》的授課采用傳統(tǒng)的教學方法，即教師在課堂上“滿堂灌”，學生被動的接受。經(jīng)過幾輪的教學循環(huán)，我們發(fā)現(xiàn)這種教學效果不佳，存在一些問題。首先，在教學過程中，學生對這門課的學習興趣并不高甚至出現(xiàn)恐學的現(xiàn)象;其次，目前分子生物學內(nèi)容理論性太強，與實際應(yīng)用嚴重脫節(jié)，學生覺得枯燥無味，缺乏學習的動力;最后，分子生物學雖然發(fā)展迅猛，但是與其相關(guān)的產(chǎn)業(yè)還遠遠未能影響人們的生活，使得學生有一種誤解，覺得這些理論知識與他們的生活、工作、事業(yè)離得太遠，還不如考取各種證書來的實際。造成這種現(xiàn)象的原因，一方面是教師受理論教時的限制，不能給學生足夠多的時間去引導(dǎo)，另一方面，學生也沒有充分發(fā)掘自己的主觀潛能，缺乏自信[3]。圖志班學生是新疆農(nóng)業(yè)大學面向全校招收的各個專業(yè)的優(yōu)秀學生，對他們的培養(yǎng)目標是科研創(chuàng)新型人才，重點培養(yǎng)他們的科研能力和創(chuàng)新能力，為后續(xù)科學研究工作打下基礎(chǔ)。因此，對圖志班學生《分子生物學》教學方式改革迫在眉睫。

二、分子生物學改革

1.理論教學改革。分子生物學是一門介紹生命微觀分子世界的學科，學習DNA為何物，以什么形式存在于生命體中，基因轉(zhuǎn)錄與蛋白質(zhì)表達到底是一個怎樣的過程。這些知識學生幾乎沒有任何感性認識。如果我們還是“填鴨式”的教學，沒有發(fā)揮學生的主觀能動性，最后這門課的講解就變成教師的獨角戲了。為了打破這種傳統(tǒng)教學模式，我們本著以學生為主體的以研究為目的的學習方式，在教學環(huán)節(jié)中引入啟發(fā)式、問題導(dǎo)向式和案例式相結(jié)合的教學方法，目的是使學生參與到教學中，是共同參與的過程，而不是教師的獨角戲[4]。比如在課程教學之前，我們利用啟發(fā)式方法教學，從學生已有的宏觀認知世界出發(fā)，啟發(fā)學生了解宏觀的生物體是由系統(tǒng)器官組成，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(zhì)，逐層次地深入介紹，一步步地啟發(fā)，逐步把學生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(zhì)在生物體中是一種什么樣的狀態(tài)，在細胞中大致是怎么活動的，從而引入分子生物學的內(nèi)容。此時再講具體章節(jié)時根據(jù)不同的知識點，采用不同的教學方法相結(jié)合的授課方式，使學生最終理解何為分子生物學。比如在講色氨酸操縱子的時候，我們采用問題導(dǎo)向式，結(jié)合案例，設(shè)定一個場景?！凹偃绠厴I(yè)后你們到一家跨國生物技術(shù)公司應(yīng)聘，公司給你們布置了一道面試題：如何大幅提高大腸桿菌生產(chǎn)氨基酸的產(chǎn)量，以色氨酸為例，設(shè)計具體詳細的工作方案。最終依據(jù)你們的方案決定你們的去留。那么這個答案就在色氨酸操縱子學說這一節(jié)的內(nèi)容中?！蓖ㄟ^情景假設(shè)，給他們一種感同身受的壓力，同時引入問題，激發(fā)他們學習相關(guān)知識的積極性和主動性。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。

2.實驗教學改革。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，因此應(yīng)加重實驗教學，使實驗教學成為分子生物學課程中非常重要的一個教學環(huán)節(jié)。對實驗操作環(huán)節(jié)，主要圍繞現(xiàn)代生物技術(shù)的核心“基因工程技術(shù)”為主要內(nèi)容開展實驗課對理論知識驗證，主要以大腸桿菌為研究對象進行基因的克隆和轉(zhuǎn)化、載體構(gòu)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。但具體的實驗設(shè)計和操作由學生自己設(shè)計，教師負責把關(guān)。比如我們講完DNA復(fù)制時，根據(jù)所學的理論知識，給學生布置一個開放性實驗：以大腸桿菌為研究對象，在體外怎么進行大腸桿菌基因的克??？講完轉(zhuǎn)錄和翻譯時又設(shè)計一個實驗，在體外怎么進行基因的表達呢？講完基因表達調(diào)控時設(shè)計一個實驗：外界環(huán)境是怎么調(diào)控基因表達的？讓學生自己查找資料、設(shè)計實驗方案，在實驗課中針對他們設(shè)計的實驗進行驗證。這樣開展實驗課的目的是，一方面使學生理論聯(lián)系實際，發(fā)現(xiàn)所學的內(nèi)容確實是有用的，激發(fā)他們學習該門課程的興趣;另一方面，學生通過查找相關(guān)資料、設(shè)計實驗方案，更加鞏固所學的理論知識，達到真正理解的目的。這種邊實踐邊學習理論的模式是用實驗引發(fā)學習的動力，用理論去指導(dǎo)實驗設(shè)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(guī)律，逐步帶領(lǐng)學生進入一個良性的認知循環(huán)中。

3.分子生物學網(wǎng)絡(luò)教學平臺建設(shè)。圖志班的學生不同于其他學生，他們要在最短的時間內(nèi)完成教學任務(wù)，選擇導(dǎo)師進入實驗室，進行相關(guān)的科研訓練。結(jié)合現(xiàn)實情況，我們建立和完善分子生物學網(wǎng)絡(luò)教學平臺，在努力提高課堂授課水平的基礎(chǔ)上，將教學課件和相關(guān)知識視頻及延伸閱讀資料和實驗內(nèi)容及試題作業(yè)上傳至網(wǎng)站，要求學生課后主動查閱、獨立完成作業(yè)，并通過網(wǎng)站建立互動和評價體系。這樣，一方面可以有效的利用網(wǎng)絡(luò)擴展教學空間，另一方面提高學生的主動參與性，增強學生學習分子生物學的興趣，對今后的科研和個人發(fā)展都具有積極的推動作用。

4.考核方式的改革。傳統(tǒng)的考核方式就是紙質(zhì)化考試，結(jié)合實驗報告成績和平時成績?nèi)糠郑凑找欢ū壤u分，綜合后給出最終的考試成績。針對圖志班的理論教學改革和實驗教學改革，有必要制定相對應(yīng)的考核標準。圖志班共20個學生，我們按照自由結(jié)合的原則，每4個學生為一個小組，從單元自測、課堂問答、實驗的設(shè)計及實驗技能方面給予綜合評分。比如課后習題環(huán)節(jié)，每講完一個章節(jié)，會讓學生在已建好的習題集上解答對應(yīng)章節(jié)的習題，鞏固理論知識，然后進行網(wǎng)上小章自測，作為一個考核成績。比如課堂提問環(huán)節(jié)，將課程按章節(jié)分成10個部分，每個部分結(jié)束后，都設(shè)計一次知識競賽，每個人都是競賽的主體，以小組為單位進行提問，各個小組搶答，如果一個成員沒有回答完整，小組其他成員可以進行補充，采用游戲中的累積加分制，教師現(xiàn)場直接打分進行累積，以最終的成績作為一個考核成績;比如實驗設(shè)計和實驗操作環(huán)節(jié)，以小組為單位進行實驗的自主設(shè)計，每個小組選派代表對設(shè)計的實驗進行講解，以最佳實驗方案作為實驗操作方法，結(jié)合實驗操作環(huán)節(jié)，給出一個考核成績。最后，考試時，設(shè)定一個開放課題，比如，根據(jù)我們所學的知識，制訂一個基因克隆和基因表達的實驗方案，在這個過程中涉及到分子生物學中的哪些知識點？這個問題的設(shè)定也是為后面《生物技術(shù)引論與實踐》課程的開設(shè)奠定一個基礎(chǔ)。他們設(shè)計的實驗可能不完整，但是通過這樣一個訓練過程，使他們對基因工程有一個感性認識。通過后面《生物技術(shù)引論與實踐》的實驗技能培訓，使他們?nèi)嬲莆辗肿由飳W最基本的實驗技能，為他們后續(xù)進入實驗室開展科研活動，奠定一個非常好的基礎(chǔ)。最終結(jié)合以上考核環(huán)節(jié)，給出最終成績。

三、結(jié)語

上述四者是有機的整體，網(wǎng)絡(luò)課程中心的建設(shè)擴展了教學的時間和空間，新的教學方法和手段的運用提高了教學質(zhì)量，實驗教學的改進促進了理論與實踐、教學和科研的結(jié)合，考核方式的改革提升了學生的綜合水平，最終四者共同作用，提高了教學整體水平，為圖志班學生學習打下堅實基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]朱玉賢，李毅.現(xiàn)代分子生物學[M].北京：高等教育出版社，2013.

[2]張樺，麻浩，石慶華.分子生物學原理與應(yīng)用[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2013.

篇6

關(guān)鍵詞：藥學分子生物學；生物學技術(shù)；課堂教學；教學方法

藥學分子生物學是在藥學、遺傳學和生物化學等學科的基礎(chǔ)上發(fā)展融合形成的新學科；它是將分子生物學的新理論、新技術(shù)滲入藥學研究領(lǐng)域，從而使藥物學研究由化學、藥學的培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)化成為生命科學、藥學和化學相結(jié)合的新藥模式；同時它還是當代生物科學發(fā)展的引擎，是現(xiàn)代生物技術(shù)的基石。[1]近年來隨著分子生物技術(shù)的發(fā)展，它的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓寬，它與醫(yī)學和藥學方面的交叉也越來越多，因此，分子生物學在今后已經(jīng)不再只是生物技術(shù)專業(yè)的必修課，它也成為藥學院學生的重要必修的基礎(chǔ)課之一。

分子生物學主要是從分子水平上闡述生命現(xiàn)象和本質(zhì)的科學，是現(xiàn)代生命科學的“共同語言”。分子生物學技術(shù)把研究技術(shù)提高到了基因分子水平，可應(yīng)用于遺傳性疾病的研究和病原體的檢測及腫瘤的病因?qū)W、發(fā)病學、診斷和治療，新藥開發(fā)等方面的研究。所以，常用分子生物學技術(shù)是現(xiàn)代分子生物學研究的重要核心內(nèi)容之一。掌握了常用分子生物學技術(shù)，并能將理論和實際操作結(jié)合，也就相當于掌握了一把從微觀世界揭示生物學奧秘的鑰匙。經(jīng)過多年教學，筆者將對此章節(jié)的教學體會總結(jié)如下。

一、介紹本學科最新前沿動態(tài)，提高學生興趣

分子生物學是一門發(fā)展快速的前沿學科，由其發(fā)展帶來的成果和研究進展日新月異。由于教材跟不上分子生物學發(fā)展速度，在授課時我們及時將最新的分子生物學進展補充到教學內(nèi)容之中。以基因敲除技術(shù)為例，教材主要介紹傳統(tǒng)第一代同源重組方法，這種方法是經(jīng)典基因敲除方法，但效率低（1 per 106 cells），實驗周期長，可以說基本被淘汰的方法。隨后又出現(xiàn)了鋅指核酸酶（ZFN）[2]、TALEN、CRISPR/Cas9等方法。尤其是2012年出現(xiàn)最新CRISPR/Cas9方法，以能夠?qū)崿F(xiàn)任意敲除、成功率高、打靶效率很高、脫靶率高、周期非?？斓葍?yōu)點著稱。這種方法構(gòu)建的基因突變動物具有顯著高于傳統(tǒng)方法的生殖系轉(zhuǎn)移能力，是一種高效、快速、可靠的構(gòu)建敲除動物模型的新方法，所以在動物模型構(gòu)建的應(yīng)用前景將非常廣闊。

將這些最新的分子生物學科學進展補充到教學內(nèi)容之中，一方面可以提高學生學習興趣，另一方面使學生了解本學科最近發(fā)展動態(tài)，從動態(tài)中學習，而非死記硬背書本內(nèi)容，有助于大學生的能力和素質(zhì)培養(yǎng)。

二、注重融會貫通，重點突出，便于學生掌握重難點

以分子雜交技術(shù)為例，該技術(shù)可分為核酸分子雜交、蛋白質(zhì)分子雜交、原位雜交、生物芯片等，所涉及的概念、原理、方法操作較多。如何將這些紛繁復(fù)雜的內(nèi)容在一次理論教學中完成，我們進行了深入的思考和探索，在授課時注意淡化概念，注重聯(lián)系實際和實驗操作，使學生對整體分子雜交技術(shù)有感性的、總體上的認識，然后記憶各個方法概念、知識點，這樣使各個知識點不是孤立存在，而是統(tǒng)一形成網(wǎng)絡(luò)，使學生學到的不是一個個孤立的知識點。將分子雜交技術(shù)與前面學到的基因、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯銜接緊密，介紹每種方法應(yīng)用及其臨床意義，在教學中注意融會貫通和啟發(fā)式教學。以核酸分子雜交為例，核酸分子雜交又可分為Southern印跡和Northern 印跡，通過啟發(fā)式教學方法，學生通過短暫的回憶和思考，使思維進入到“基因復(fù)制和轉(zhuǎn)錄”的空間中，再介紹兩種方法的原理和應(yīng)用范圍，從而學生能很好理解Southern印跡主要應(yīng)用于DNA檢測，而Northern 印跡用于分析mRNA的轉(zhuǎn)錄或mRNA分子大小，此時再進行講授每種方法的操作流程，突出重點，便于學生掌握重難點，會取得更好的效果。

三、應(yīng)用多媒體教學，對學生進行啟發(fā)式教學

多媒體資源已經(jīng)廣泛應(yīng)用于教學中，它可以使課堂教學內(nèi)容生動活潑、豐富多彩，并徹底改變傳統(tǒng)的教學模式和學生的認知過程。俗話說好鋼要用在刀刃上。多媒體在教學中的應(yīng)用也是同樣需要用在“刀刃上”，這樣才能發(fā)揮其關(guān)鍵的作用。教學的“刀刃上”是指教學中的重難點以及銜接點、導(dǎo)入點、啟發(fā)點、思維盲點等，所以只有處理好這些關(guān)鍵點，才能上好這門課程。筆者通過網(wǎng)上查閱資料、Flash 動畫和自制彩色圖片等方式，使復(fù)雜的分子生物學操作流程變得形象直觀、易記憶和理解，初步取得了較好的教學效果。每節(jié)課程結(jié)束前還進行小結(jié)，將重難點內(nèi)容和圖片回放，并提出思考題讓學生思考，這樣既有助于理解和掌握本節(jié)課的內(nèi)容，又可排除學生對新知識的畏難和對學習的抵觸情緒，逐步養(yǎng)成起學生對分子生物學學習的興趣和信心。另外，每節(jié)課程結(jié)束后還進行習題講解和課后答疑，利用QQ或郵件等手段與學生交流和互動解答問題，這樣可及時鞏固課堂知識和建立師生之間互信。因此，將多媒體應(yīng)用于教學中，可以使授課過程更加豐富多彩和靈活多樣，同時可使課堂教學更具有創(chuàng)新性。

四、將自身科研經(jīng)驗運用到教學中，讓教學內(nèi)容更豐富多彩

作為高校教師，我們在承擔教學任務(wù)的同時還從事一些科研工作，科研工作是將自己所學理論知識運用于實踐。在教學過程中，為了豐富教學內(nèi)容，筆者將自己的科研成果和經(jīng)驗穿插于教學中，這樣從實際出發(fā)可以使授課效果更生動、具體和形象，讓學生更容易理解并加深印象。這種教學方式既可幫助學生更容易理解本課程內(nèi)容，并且還可將抽象的書本知識具體形象化，還開拓了學生的視野，激發(fā)學生學習興趣和動力，使其不再認為科學遙不可及。另外，利用課堂時間向?qū)W生介紹常用的科學文獻檢索方法和常用網(wǎng)址，讓學生在課余時間可以通過這些方式攝取相關(guān)知識，了解本學科最新研究動態(tài)，擴展視野，逐步培養(yǎng)學生自發(fā)地閱讀國內(nèi)外文獻，增強對科學研究的興趣，為以后研究生的學習打下基礎(chǔ)。

總之，針對常用分子生物學技術(shù)這章內(nèi)容在藥學分子生物學的重要性，以及其內(nèi)容的抽象性和復(fù)雜性的特點，我們通過不斷地實踐和探索，建立了高效的教學方法，并得到學生廣泛的好評。

參考文獻：

[1]蘇 嬌.藥學分子生物學教學語言藝術(shù)的探索[J].吉林醫(yī)學，2010，31（21）.

篇7

【關(guān)鍵詞】 傳統(tǒng)方法；分子生物學方法；病原體

doi：10.3969/j.issn.1004-7484（s）.2013.09.612 文章編號：1004-7484（2013）-09-5287-02

傳統(tǒng)的病原體分析方法為先進行分離培養(yǎng)，再通過其形態(tài)、理化特性、血清學反應(yīng)等來進行鑒定，側(cè)重病原體的表型特征；分子生物學方法從基因水平檢測病原體專屬保守或致病的核酸片段來間接指示病原體的存在或分型，側(cè)重病原體的基因型。

首先，傳統(tǒng)方法有它獨特的優(yōu)勢——獲得病原體的純種。病原體的純種可用于①全面了解其生物學特性，例如形態(tài)、染色、基因組、生化反應(yīng)等特征；②了解病原體的致病物以及致病機制，例如用動物實驗來進行檢測；③預(yù)防性疫苗的研究，例如麻疹減毒活疫苗、甲型肝炎減毒活疫苗、乙型腦炎減毒活疫苗、口服脊髓灰質(zhì)炎減毒活疫苗、口服狂犬病減毒活疫苗等都是通過獲得純種病原體，通過特殊處理獲得的；④治療性藥物及其耐藥性的研究，分子生物學的方法可以檢測其耐藥基因，但欲準確掌握其耐藥程度，必須依靠傳統(tǒng)方法來進行測定；⑤建立分子生物學方法所用的數(shù)據(jù)庫，PFGE、質(zhì)粒圖譜所用的數(shù)據(jù)庫都是由分離得到的純種所建立起來的。這些優(yōu)勢是分子生物學方法所不能替代的。

同時，傳統(tǒng)方法又有其不足之處，在細菌培養(yǎng)中，營養(yǎng)要求高（血平板、巧克力平板）和需要特殊的培養(yǎng)條件（溫度、pH、氣體條件）細菌不易培養(yǎng)，麻風分枝桿菌無法人工培養(yǎng)；在病毒培養(yǎng)中，無敏感細胞（乙肝病毒）、不產(chǎn)生明顯的CPE的病毒（披膜病毒）難于培養(yǎng)識別，尤其是對于新發(fā)疾病的病原體，其培養(yǎng)特性，形態(tài)特征，生化反應(yīng)一無所知，此時必須借助分子生物學的方法，分子生物學基于基因型，無需分離到病原體，直接對標本進行檢測。

兩種方法各有側(cè)重，各有優(yōu)劣，下面主要就兩個方法的特異度、敏感性、準確度等方面來進行評價。

1 特異性

從特異性的角度來說，二者各有優(yōu)勢。分子生物學方法堿基互補配對的準確，目的基因的保守共同決定方法的特異性，例如在檢測腺病毒時，采用了六鄰體為其目的基因；傳統(tǒng)方法從生物學特性的多角度，多方面進行鑒定，利用多個生化反應(yīng)使最終的檢測結(jié)果也指向唯一的病原，表型不如基因型穩(wěn)定，但多角度的鑒定方法保證了單個變異不影響最終的結(jié)果，在對沙門菌的檢測中，選擇培養(yǎng)基，鏡檢特征，多項生化反應(yīng)，血清學檢驗的多項檢測結(jié)果均符合，才可判定為檢出XX型沙門菌。

2 敏感性

分子生物學的方法較為靈敏，如PCR能從100萬個細胞中檢出一個靶細胞，在病毒檢測中，PCR的靈敏度可達3個空斑形成單位，在細菌學中最小檢出量為3個細菌。同時也該看到其相對性，正因為分子生物學方法過于靈敏，標本中可能只是存在一段同源基因，而并非病原體，則會導(dǎo)致較高的假陽性率，且分子生物學方法立足基因，對于病原體的存活與否檢測不出，目前已有文獻顯示先增菌再檢測的方法或可改善這樣的不足。

3 準確度

傳統(tǒng)的病原體分析方法分離培養(yǎng)至進行血清學鑒定只能確定病原體的血清型，這對于疾病診斷、治療、指導(dǎo)用藥來說已經(jīng)足夠，但對于流行病學調(diào)查卻遠遠不足。追蹤傳染源、對病原體進行精細的型別鑒定、追溯病原的進化等這些工作傳統(tǒng)方法無法完成；蛋白的非抗原性變異，血清學/免疫學方法均無法檢出，分子生物學立足基因型，關(guān)注變異，對溯源工作的開展提供有力保障，而溯源對于疾病的預(yù)防和控制有重要意義。

超級淋球菌對治療普通淋球菌的一線藥物顯示出抗藥性，分子分型提示新型H041株與ST7393株相關(guān)，經(jīng)過PFGE等三種分子生物學方法檢測顯示，H041株可能來源于ST7393株，具體的耐藥機制仍需對基因進行進一步分析；H7N9疫情發(fā)生以來，衛(wèi)生部門積極追蹤傳染源，繪制了編碼H7、N9蛋白基因的進化樹圖，追蹤到基因的起源，甚至對幾個氨基酸位點的變異都可以進行準確的分析，突顯了分子生物學方法的準確性。

4 快速性

在突發(fā)公共衛(wèi)生事件中，傳統(tǒng)方法不能滿足醫(yī)院感染和流行病學的需要，及時的判定感染的爆發(fā)，確定傳染源是控制流行和交叉感染的必要手段。

在對口蹄疫病毒的檢測中，常規(guī)檢測方法需采集標本、運輸帶回實驗室進行檢測，病毒分離費時，有的需數(shù)周時間，這些方法難于滿足口岸動植物檢疫部門及基層獸醫(yī)檢疫部門對進出口動物產(chǎn)品、痊愈動物帶毒及亞臨床感染的監(jiān)測，RT-PCR檢測僅需8小時，且對已知陽性樣品檢出率為100%，快速簡便。但是也不可一概而論，對于PFGE等方法，需要48小時才可出現(xiàn)結(jié)果，故快速也是相對的。

分子生物學技術(shù)的快速還可用于初篩，與傳統(tǒng)方法聯(lián)合應(yīng)用，為致病菌的檢測提供新思路。

綜上所述，單獨一種方法都有明顯的劣勢和優(yōu)勢，所以，在實際工作中，需根據(jù)檢測要求目的以及條件的限制選擇合適的分析方法，對疾病的預(yù)防控制、檢測及治療都有重大意義。

參考文獻

[1] 楊曉娟，吳清平，周艷紅，等.PCR和傳統(tǒng)方法在大樣本低概率細菌檢驗項目中的聯(lián)合應(yīng)用[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志，2009.07，19（7）.

[2] 馬泰.超級淋病菌來勢洶洶.LIFE WORLD.

[3] Di Liu*，Weifeng Shi*，Yi Shi，Dayan Wang.Origin and diversity of novel avian influenza A H7N9 viruses.

篇8

分子生物學是研究蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能、遺傳信息傳遞規(guī)律及調(diào)控方式和分子生物學研究方法的一門學科，涉及到動植物功能基因的挖掘、基因調(diào)控、基因工程、人類疾病的基因診斷與生物治療等生物相關(guān)領(lǐng)域。它使人類從分子水平上真正揭開了生物世界的奧秘，由被動轉(zhuǎn)向主動地改造生物世界邁出了一大步。分子生物學同時也是生命科學領(lǐng)域產(chǎn)生的一門重要的新興學科［1］?，F(xiàn)今分子生物學的成就說明了生命活動的根本規(guī)律在各種各樣的生物體中都是統(tǒng)一的。例如，在自然界的各種生物體中，都是由同樣的氨基酸和核苷酸分別組成其蛋白質(zhì)和核酸。同時，除某些病毒外，各種生物體的遺傳物質(zhì)均為DNA，并且在所有的細胞中都以同樣的機制進行復(fù)制。分子遺傳學的中心法則和遺傳密碼，除少數(shù)例外，在絕大多數(shù)情況下也都是通用的。

二、實驗教學

近年來，隨著分子生物學突飛猛進的發(fā)展，其新理論、新技術(shù)也層出不窮。分子生物學基本理論的建立以大量的實驗為基礎(chǔ)，是一門實驗性非常強的學科。分子生物學教學如果不做實驗，只學習理論，往往會事倍功半。分子生物學實驗技術(shù)亦成為高素質(zhì)生物類人才必須掌握的基本技能［2］。分子生物學實驗的開設(shè)是讓學生從課堂單純的學習理論轉(zhuǎn)換到實踐操作和科學研究的一項重要舉措，不僅培養(yǎng)學生真正掌握基本理論、基本知識和基本技能的能力，還培養(yǎng)學生的科研能力、綜合素質(zhì)和科學作風，對建立用科學的方法研究問題及喚起學生們的求知欲均具有十分重要的作用。因此，開設(shè)分子生物學實驗課程對培養(yǎng)高素質(zhì)生物類專業(yè)人才非常重要。而基于現(xiàn)實條件，多數(shù)高校在現(xiàn)有的實驗教學中，存在一些問題:

1．試劑的浪費和儀器的損耗:生物實驗多綜合性實驗，由于這類實驗是開放性的，實驗開展過程中經(jīng)常存在試劑浪費、儀器損耗大等問題;同時分子生物學實驗所用的一些儀器與材料往往是精細的、昂貴的，對實驗條件、操作技能的要求非常高［3］。而學生們在做實驗時，往往會忽略這些細節(jié)，造成試劑浪費或儀器損壞等問題。

2．實驗室的環(huán)境衛(wèi)生的保持:保持良好的實驗環(huán)境對于實驗來說是至關(guān)重要的。在實驗期間，由于學生多，極易造成儀器、設(shè)備、試劑等擺放不合理，環(huán)境條件差的情況。因此，要對實驗合理安排，及時清理，同事提高同學們的實驗意識。

三、改革措施

1．建設(shè)綜合的評價體系。實驗課程評價體系是保證教學質(zhì)量的關(guān)鍵之一，構(gòu)建科學的實驗考核體系，可以提高實驗教學質(zhì)量和學生對實驗課的關(guān)注度與興趣度。比如按照平時成績(平時成績包括出勤、實驗報告、課堂態(tài)度、操作規(guī)范程度等)占60%、操作考試占20%、理論考試占20%等劃分。

2．運用現(xiàn)代化的教學手段。分子生物學知識具有高度的抽象性和微觀性，學生對這些知識幾乎沒有任何感性認識。但同時，分子生物學實驗課程是一門對操作要求極為嚴格的實驗，而多媒體設(shè)備具有非常豐富的表現(xiàn)力，不僅能夠?qū)ξ⒂^過程進行形象模擬，還可以對抽象事物進行直接的表現(xiàn)，對復(fù)雜過程進行精簡和重現(xiàn)，這一點恰恰在分子生物學實驗教學中顯得尤為重要。在教學過程中運用多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對于實驗的進行有極大的幫助。多媒體技術(shù)可以讓學生們對實驗又最直觀的認識，還可以給同學們示范規(guī)范操作;網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以讓學生們了解更多資訊及科研的前言進展，對激發(fā)同學們的興趣有極大幫助。隨著IT行業(yè)的發(fā)展，生物學軟件的出現(xiàn)極大的便利了同學們的獨立學習。

3．開展雙語教學。隨著全球化發(fā)展，許多生物院校都非常重視雙語課程的教學，尤其是分子生物學。雙語教學不僅會幫助學生學習專業(yè)英語，而且可以很好使科學研究和國際接軌，了解更為前沿的學科發(fā)展，掌握最新的文獻資料等。在日常學習中，鼓勵學生多閱讀英文文獻、做英文報告對雙語教學的開展大有裨益。

4．培養(yǎng)學生的工程創(chuàng)新意識。創(chuàng)新是科技進步和經(jīng)濟發(fā)展的源泉，工程類人才更要具有很強的創(chuàng)新意識和寬廣的知識面。這就更加要求教師在教學過程中加強對學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，工程創(chuàng)新意識來源于扎實的基礎(chǔ)理論知識和寬廣的知識面。在教學過程中，要求學生學好基礎(chǔ)理論知識的同時不斷拓寬知識面。在分子生物學實驗教學的過程中，我們留意分子生物學發(fā)展過程中的重大事件，并將其與當時的科學發(fā)展背景和重大發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷等加以介紹。同時將實踐教學與理論課程有機結(jié)合，并納入到研究性教學方案中，并且鼓勵學生參與分子生物學課程相關(guān)的大學生研究性學習和創(chuàng)新性實驗項目。

四、結(jié)語

篇9

關(guān)鍵詞：分子生物學；教學方法；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）38-0050-02

《分子生物學》是從分子角度、在基因水平上闡述生命現(xiàn)象的科學。其主要內(nèi)容是構(gòu)成生物體的生物大分子結(jié)構(gòu)和功能的研究，特別是核酸、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的研究，并在此基礎(chǔ)上，對不同生物體及生命現(xiàn)象的各個方面從分子水平上進行剖析?！斗肿由飳W》作為農(nóng)學專業(yè)的基礎(chǔ)課之一，是分子遺傳學、生物技術(shù)、基因工程等的理論基礎(chǔ)。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)突飛猛進地發(fā)展，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究已深入到分子水平，《分子生物學》滲入農(nóng)業(yè)科學各個學科。面對學科本身的飛速發(fā)展，如何在新形勢下讓學生學好這門課程，是我們面臨的重要問題。

一、加強緒論教學方法，增強學生學習興趣

近幾十年來，隨著分子生物學的迅速發(fā)展，新技術(shù)、新成果不斷涌現(xiàn)，成為生命科學領(lǐng)域最具活力的學科之一，所以對此的學習過程和授課方式倍加重要。因此，講好緒論部分可以幫助學生樹立學習《分子生物學》的信心，激發(fā)他們學習的興趣，最大程度地提高教學效果。例如：緒論中我們會談到分子生物學中諾貝爾獎的相關(guān)信息，可以幫助學生重視《分子生物學》課程的學習。從1901年以來自然科學領(lǐng)域的諾貝爾獎大概有550名左右，其中有200位諾獎獲得者涉及生物化學和分子生物學。我國于1999年9月獲準加入人類基因組計劃，雖然參與這一計劃最晚，而且是唯一的一個發(fā)展中國家，但是我國科學家僅用了半年多的時間，就已經(jīng)按照人類基因組計劃的部署完成了測序任務(wù)，對破譯人類遺傳信息起到重大作用。這樣讓學生認識到我們國家在分子生物學方面的長處與不足，提高了學生的學習興趣，使學生在第一時間被深深地吸引，在明確課程內(nèi)容、發(fā)展歷程以及應(yīng)用的基礎(chǔ)上，更為重要的是明確學習目標、激發(fā)學習熱情、建立自信、掌握正確的學習方法，從而為學習《分子生物學》建立一個良好的開端。

二、善于歸納總結(jié)，系統(tǒng)地講解有關(guān)知識

由于《分子生物學》的內(nèi)容豐富、知識點多、理論比較抽象，使其具有一定的深度和難度。要想在有限的學時內(nèi)更加全面而深入地讓學生掌握并理解本課程的內(nèi)容。我們要學會整理、歸納，使課本上相關(guān)的一些分散知識系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、提煉出知識點。如在DNA的復(fù)制中有兩個關(guān)鍵概念，DNA的半保留復(fù)制強調(diào)的是對DNA復(fù)制后結(jié)果的歸納，DNA的半不連續(xù)復(fù)制著重點在于對DNA復(fù)制過程的總結(jié)。抽象的知識記憶起來確實存在一定難度，這也是以往學生反映最多的問題。需要在理解的基礎(chǔ)上，采用總結(jié)規(guī)律性教學的方式將其具體而直觀表現(xiàn)出來，使學生能更迅速、更準確記憶。例如，限制性內(nèi)切酶Ⅱ識別回文序列，可用“上海自來水來自海上”來解釋什么是回文序列，即正讀和反讀其序列均一樣。建議學生學習時結(jié)合課程內(nèi)容采用不同的學習方法，切記不可死記硬背，在理解的基礎(chǔ)上要善于總結(jié)，重點培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力，只有掌握正確的學習方法才能有效地提高學習效果。

三、充分發(fā)揮多媒體教學的優(yōu)勢，實現(xiàn)教學內(nèi)容的直觀化

運用多媒體技術(shù)進行課堂教學，既可以將圖、文、聲、像融為一體，使教與學的活動變得更加豐富多彩，又可以寓知識學習、技能訓練、智力開發(fā)于生動活潑的形象之中，從而激發(fā)學生的學習興趣，變苦學為樂學，同時又促進他們的思維發(fā)展，豐富學生的想象力。例如，RNA的剪切加工過程，教師用很大力氣介紹每一加工過程，學生仍是一頭霧水，而我們通過一個“RNA的剪切加工”視頻，可以清楚地看到在細胞中，RNA合成后5’帽子和3’尾巴是怎樣被加上，然后進一步剪切內(nèi)含子，連接外顯子的過程，學生觀看以后，頓時有一種豁然開朗的感覺。

四、注重學科進展，強調(diào)其理論意義和實際應(yīng)用

《分子生物學》是一門比較年輕的學科，作為一門獨立的自然科學，只有六十多年的歷史。但其發(fā)展非常迅速，目前已成為自然科學領(lǐng)域發(fā)展最快、最引人注目的學科之一?！斗肿由飳W》作為多門學科之間的橋梁，對與其關(guān)系比較密切的生物化學、細胞學、微生物學、遺傳學等領(lǐng)域都產(chǎn)生深刻影響。《分子生物學》的理論意義在于：生命活動的根本規(guī)律在生物體中都是統(tǒng)一的。分子遺傳學的中心法則和遺傳密碼，除個別例外，在絕大多數(shù)情況下也都是通用的。學生學習《分子生物學》的最終目的是為其理解和掌握農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中相關(guān)知識服務(wù)。在教學的過程中，教師要多與生產(chǎn)實踐知識聯(lián)系起來。比如：小麥是我國第二大主要作物，其產(chǎn)量與品質(zhì)直接關(guān)系國計民生。隨著全球氣候變暖，制約小麥產(chǎn)量的環(huán)境因素更加復(fù)雜。小麥抗旱生理生化與分子生物學研究將為解決環(huán)境因素問題提供有力的理論支撐。目前已得到了玉米、水稻、胡蘿卜、煙草等二十九種重要農(nóng)作物的抗病毒、抗蟲、抗除草劑、營養(yǎng)品質(zhì)大幅度提高的轉(zhuǎn)基因植株。在諸多的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)措施中，采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)進行作物蔬菜水果良種繁育的方法占到30%～40%。隨著分子生物學研究的進一步發(fā)展，不僅采用基因工程的技術(shù)獲得新的植物良種和實現(xiàn)糧食作物的固氮；而且有可能在掌握光合作用機理的基礎(chǔ)上，使整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的面貌發(fā)生根本改變。

五、強化課程實驗教學改革，注重學生素質(zhì)能力的培養(yǎng)

《分子生物學》課程的實踐性很強，強調(diào)理論聯(lián)系實際。學生可利用學校提供的校園網(wǎng)絡(luò)資源，結(jié)合教材預(yù)習實驗內(nèi)容并提出問題，教師集體解答后指導(dǎo)學生做實驗。這種學生自主學習的方法，極大地激發(fā)了學生學習的興趣，有利于培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)。例如：學生們在做PCR擴增及瓊脂糖凝膠電泳實驗時，我們要求學生提前總結(jié)PCR反應(yīng)體系的配制、PCR擴增程序的設(shè)置以及瓊脂糖凝膠的配制，學生們在實驗室上實驗課時直接操作，教師及時指導(dǎo)學生們在操作時出現(xiàn)的錯誤和不當處。理論與實驗結(jié)合起來使學生的實驗操作得到了極大的提高，以適應(yīng)21世紀社會對高層次農(nóng)學人才的需要。

總之，在《分子生物學》的教學過程中，作為教育工作者，我們將不斷提高自身素養(yǎng)，充實自己的知識，與時俱進，探索新教學改革方式，完善教學方法。在教學過程中發(fā)揮學生的主體作用，引導(dǎo)學生學好農(nóng)學專業(yè)知識，提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)他們成為新一代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的佼佼者！

參考文獻：

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[4]王榮，劉勇，姜雙林.高等師范院校分子生物學課程教學改革與實踐[J].生物學雜志，2012，29（1）：100-102.

篇10

關(guān)鍵詞：獨立學院；生物技術(shù)；課程體系

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2016.11.150

現(xiàn)代生物技術(shù)的蓬勃發(fā)展從1953年弗朗西斯•克里克和詹姆斯•沃森發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)開始，分子生物學、細胞生物學技經(jīng)過60年的發(fā)展把整個生物學帶入了嶄新的應(yīng)用領(lǐng)域。生物技術(shù)的最大特點是涉及的技術(shù)種類多樣且復(fù)雜，是一門跨領(lǐng)域特性極強的綜合性學科，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)學、農(nóng)業(yè)、軍事、工業(yè)、環(huán)境、能源等領(lǐng)域，其研究的深度和廣度可以小至分子、細胞乃至納米層次，也可大到組織、個體、群落甚至整個生態(tài)系統(tǒng)。如果沒有生物技術(shù)的一個公認的定義，就很難區(qū)分什么不是生物技術(shù)，生物技術(shù)學科相對獨立的學術(shù)體系，相對完整的理論框架將非常難于設(shè)置，人才培養(yǎng)課程體系的確立也無據(jù)可依。我國自1997年高校批準設(shè)立生物技術(shù)專業(yè)至今，普遍采用以基因工程、細胞工程、蛋白質(zhì)與酶工程、發(fā)酵工程為代表的現(xiàn)代生物技術(shù)對生物技術(shù)定義進行界定，在人才培養(yǎng)上主要以理為主，以工為輔。生物技術(shù)的定義決定了生物技術(shù)專業(yè)教學的課程體系，課程體系依賴生物技術(shù)定義，并隨著定義的發(fā)展而調(diào)整。

1關(guān)于生物技術(shù)人才培養(yǎng)目標的確立

新的工程技術(shù)的出現(xiàn)，經(jīng)常是在學科的邊緣或交叉點上。由于一個專業(yè)要求多種學科的綜合，而一個學科是在不同領(lǐng)域的應(yīng)用[1]，在我國高校現(xiàn)行體制中，生物技術(shù)專業(yè)往往被等同于一個二級學科，以學科的定義成為高校教學、科研的功能單位，對教師教學、科研及為社會服務(wù)進行了界定。在這種模式下，生物技術(shù)面對大量的學科交叉應(yīng)用，在教學上卻固步自封，本科專業(yè)方向設(shè)置狹隘，閉門造車，教育教學和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用脫節(jié)嚴重，在醫(yī)學、農(nóng)業(yè)、軍事、工業(yè)、環(huán)境、能源等領(lǐng)域甘當配角，失去了生物技術(shù)專業(yè)在學科交叉領(lǐng)域的大好發(fā)展機遇。生物技術(shù)專業(yè)課程體系中的專業(yè)方向課程體現(xiàn)的應(yīng)該是專業(yè)在多種學科的綜合后在某個領(lǐng)域的應(yīng)用，是具體的人才培養(yǎng)應(yīng)用方向。在生物技術(shù)強國美國[2]，斯坦福大學的生物學專業(yè)包括生物物理、海洋生物、分子與細胞生物學、神經(jīng)生物學、生態(tài)與進化生物學方向；哈佛大學直接將生命科學劃成了生物學和生物化學兩個專業(yè)，生物學從遺傳學和分子生物學跨越到生態(tài)學和古生物學，而生物化學專業(yè)則主要關(guān)注的是分子和細胞的結(jié)構(gòu)和功能；加利福尼亞大學伯克利分校含有綜合生物學與分子和細胞生物學兩個專業(yè)，后者包括生物化學和分子生物學方向、細胞和發(fā)育生物學方向、遺傳學和發(fā)育方向、免疫學方向以及神經(jīng)生物學方向。美國一流高校在生物技術(shù)人才培養(yǎng)上的顯著特點是：將生物學的二級學科作為本科人才培養(yǎng)的方向（又稱為課程方案）。在我國只有“985”，“211”大學才具備將生命科學的專業(yè)分支建設(shè)為生物技術(shù)的專業(yè)培養(yǎng)方向的能力，其原因主要是生物技術(shù)為實驗性科學、需要大量的高端生物技術(shù)相關(guān)設(shè)備以及相應(yīng)的研究型學者師資。國內(nèi)獨立學院受師資、設(shè)備和資金的局限性，2013年辦學較好的前十個獨立院校中只有華中科技大學武昌分校、燕山大學里仁學院、北京師范大學珠海分校舉辦生物類專業(yè)，而且在傳統(tǒng)意義上，獨立學院生物技術(shù)學科布局非常不完善，不可能看齊國內(nèi)外一流大學，將生物學的二級學科建設(shè)為多個人才專業(yè)方向。因此，將生物技術(shù)人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用相結(jié)合，跨學科建設(shè)專業(yè)方向，延展學科資源共享效益，建立特色課程體系并付諸實踐是獨立學院舉辦特色生物技術(shù)相關(guān)專業(yè)的關(guān)鍵步驟。珠海市食品、醫(yī)藥和醫(yī)療機械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)達，社會對跨學科的生物技術(shù)專業(yè)體現(xiàn)出的能力要求表現(xiàn)為食品安全領(lǐng)域的生物技術(shù)應(yīng)用需求、制藥領(lǐng)域的生物技術(shù)應(yīng)用需求以及醫(yī)療器械領(lǐng)域?qū)ι锛夹g(shù)的應(yīng)用需求。北京師范大學珠海分校在學科布局上對生物技術(shù)在專業(yè)方向設(shè)置上提供了很好的跨專業(yè)資源共享平臺。我們結(jié)合泛珠三角經(jīng)濟發(fā)展需求、依據(jù)自身實際條件首先確立如下專業(yè)培養(yǎng)目標：培養(yǎng)擁有扎實的現(xiàn)代生物技術(shù)基礎(chǔ)理論，系統(tǒng)掌握生物技術(shù)的應(yīng)用實踐技能，富有利用生物技術(shù)研發(fā)生物制品的科學思維與實踐能力，可從事生物制造與生物制品安全以及食品檢驗檢疫等領(lǐng)域中生物技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)研發(fā)與管理工作的高素質(zhì)專門化應(yīng)用型人才。同時，在未來5-10年內(nèi)逐步規(guī)劃制藥領(lǐng)域、醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用型人才培養(yǎng)方向，服務(wù)珠海市生物技術(shù)跨學科應(yīng)用型人才需求。

2關(guān)于課程模塊的優(yōu)化實踐

生物技術(shù)課程模塊式優(yōu)化有利于適用于社會對人才培養(yǎng)的需求，也有利于課程設(shè)置的穩(wěn)定性，容易總結(jié)經(jīng)驗提高教學質(zhì)量。經(jīng)過7年的改革實踐，我校生物技術(shù)課程模塊優(yōu)化主要分為三個部分：一是精準勾勒專業(yè)知識模塊。模塊優(yōu)化主要使學生清楚哪些是生物技術(shù)專業(yè)的核心課程，哪些是自己必須了解的生物基礎(chǔ)知識。生物技術(shù)專業(yè)課程體系包括微生物學、細胞生物學、遺傳學、動物學、植物學、生態(tài)學、植物生理學、動物生理學、生物化學、分子生物學、工業(yè)微生物學育種學、基因工程、細胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技術(shù)、發(fā)酵工程設(shè)備、酶工程等專業(yè)內(nèi)容。受限于160學分的總限制，生物技術(shù)專業(yè)不可能將所有的內(nèi)容都開設(shè)成單獨的課程，而且各類課程中重復(fù)性內(nèi)容較多，不利于學生綜合掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識，因此在專業(yè)課程內(nèi)容設(shè)置上，必須做到“有基礎(chǔ)，有專業(yè)”。有基礎(chǔ)，用12個學分構(gòu)建生物技術(shù)的專業(yè)基礎(chǔ)知識結(jié)構(gòu)，共5門理論課程，知識點覆蓋微生物學、細胞生物學、遺傳學、動物學、植物學、生態(tài)學、植物生理學、動物生理學、生物化學、分子生物學、微生物學、人體結(jié)構(gòu)與生理等上游生物技術(shù)基礎(chǔ)知識；有專業(yè)，用20個學分構(gòu)建五個核心專業(yè)課程，含基因工程與分子生物學，細胞工程，發(fā)酵工程，蛋白質(zhì)工程原理及應(yīng)用，酶學原理與酶工程。二是構(gòu)筑適應(yīng)社會需求的專業(yè)應(yīng)用模塊。專業(yè)方向課程的設(shè)置要具備一定的靈活性，以應(yīng)用性、實用性為準則，必修和選修互補，模塊上除設(shè)置食品安全檢驗檢疫生物技術(shù)必修模塊外，充分考慮學生就業(yè)、升學、留學需求，盡可能提供適應(yīng)學生需求的選修課程模塊，滿足個性發(fā)展需求。專業(yè)方向必修模塊包括：現(xiàn)代儀器分析、HACCP原理與應(yīng)用、分子生物學檢測技術(shù)、食品安全控制技術(shù)、食品衛(wèi)生毒理學、現(xiàn)代食品分析技術(shù)。專業(yè)方向選修模塊包括：生物化學和分子生物學、細胞和發(fā)育生物學、遺傳學、發(fā)育生物學、免疫學、神經(jīng)生物學、藥物設(shè)計與藥物研究、生物物理學、生物儀器分析、工程制圖、電工電子學等?？傊?，專業(yè)方向課程模塊優(yōu)化的方向是甩開傳統(tǒng)學科分類包袱，以實際應(yīng)用為導(dǎo)向，以現(xiàn)實資源為依托，開展交叉學科人才培養(yǎng)適應(yīng)社會需求。三是夯實提高學生實踐能力的實踐模塊。人才培養(yǎng)要做到實效性，必須用實驗課程來培養(yǎng)學生。我們逐步取消了一課一實驗配套的辦法，將所有實驗課整合成獨立規(guī)劃的實踐課程，綜合后分為4個階段：第一階段主要在各專業(yè)實驗課里完成，實行課堂化管理（分為四個技能訓練課程，每周4-6學時），最后考察評價，夯實基本生物技術(shù)實驗?zāi)芰Γ坏诙A段在專題研究課程內(nèi)完成，教師單獨輔導(dǎo)，以開題報告，研究報告作為評價標準，獲得相應(yīng)學分；第三階段主要在國內(nèi)外實踐基地統(tǒng)一組織、自由安排時間進行專業(yè)技能培訓，以大量的實踐、見習、參觀為主要手段，融入部分畢業(yè)實習內(nèi)容，獨立撰寫實習報告；第四階段主要在校內(nèi)外實驗室完成，根據(jù)畢業(yè)論文具體要求，在相應(yīng)實驗結(jié)果前提下，獨立撰寫畢業(yè)論文，并參加答辯。

3關(guān)于保障生物技術(shù)課程體系實施的實驗條件

生物技術(shù)在學科劃分上理工不分，即可以發(fā)理學學位，也可以發(fā)工學學位，實驗科學的特性決定了生物技術(shù)人才培養(yǎng)的高成本，高投入。獨立學院自籌經(jīng)費的特點決定了學校在舉辦生物類專業(yè)上與公辦高校在人才、資金投入上相去甚遠的現(xiàn)狀。我校作為高等教育改革試驗區(qū)，舉辦生物技術(shù)專業(yè)同樣面臨資金、人才匱乏局面。只有通過社會資源的整合，協(xié)同創(chuàng)新辦學體制才能解決生物技術(shù)專業(yè)對高端設(shè)備的需求，同時實踐基地的建設(shè)要從人才培養(yǎng)的角度出發(fā)，設(shè)備應(yīng)符合現(xiàn)代生物技術(shù)人才培養(yǎng)以及特色專業(yè)培養(yǎng)目標的需求。經(jīng)過文獻搜索和對珠海300家企業(yè)的調(diào)研發(fā)現(xiàn)：與用人單位共同培養(yǎng)食品安全領(lǐng)域的生物技術(shù)應(yīng)用人才符合國家和珠海地區(qū)發(fā)展的需要。2007年我校與國家進出口檢驗檢疫局珠海局正式簽署協(xié)議協(xié)同培養(yǎng)生物技術(shù)專業(yè)人才。通過辦學模式的創(chuàng)新，“平等自愿、產(chǎn)權(quán)不變、協(xié)同建設(shè)、資源共享”的方針使得雙方能夠大膽持續(xù)投入，共建共享實驗室，至今我校已經(jīng)建立了分子生物學、衛(wèi)生檢驗檢疫兩個國家級實驗室，部分生物實驗室達到生物安全二級水平，實驗條件滿足生物技術(shù)課程體系的教學實踐要求。另外，在實踐課程經(jīng)費投入方面，生均實驗材料費為750元/人，學院預(yù)算儀器購置費為2857元/生，年度生均實踐環(huán)節(jié)總投入為3607元/生，將教育部2004年2號文件“學費20%直接用于教學”的規(guī)定不打折扣落到實處。

4生物技術(shù)課程體系改革實踐效果

學生服務(wù)社會的能力是課程體系改革成功與否的試金石。首先，實驗條件是實現(xiàn)生物技術(shù)專業(yè)課程體系規(guī)劃的重要保障，“檢學”協(xié)同創(chuàng)建高水平的、可持續(xù)發(fā)展的專業(yè)實驗室體系為執(zhí)行生物技術(shù)課程體系，進行人才培養(yǎng)、創(chuàng)造了先進的實驗室基礎(chǔ)，學生實驗訓練得到有力的保障；其次，通過實驗室共建、資源共享，協(xié)同管理，把直接為企業(yè)提供食品安全檢測的國家級區(qū)域性中心實驗室對學生開放，作為學生通過高層次技術(shù)服務(wù)學習的平臺，對學生具有深遠的“學有所用”的意義，學生能夠用自己的專業(yè)知識直接服務(wù)于社會，并作為切身利益方對課程體系設(shè)置的反饋能夠直接基于社會的實際需求，這優(yōu)于任何第三方去評價課程體系改革效果；最后，摸索出了適應(yīng)特殊機制大學應(yīng)用型生物技術(shù)人才培養(yǎng)課程體系，取得了明顯效果，學生升學率達20%，就業(yè)率高于地區(qū)平均水平，學生得到了實實在在的收獲。

參考文獻：

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