农学专业分子生物学课程改革与实践

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摘要：分子生物学是华南农业大学农学专业的必修课程。本教学团队近年来从教学大纲优化、教材体系建设、学情分析与教学内容设计、教学方法与策略等方面着手，在实践中不断革新、提高教学质量。连续多年的教学实践表明，相关改革措施成效明显，极大促进了学生的学习积极性、提升了专业感情，为培养服务于现代农业的创新型人才奠定了基础。

关键词：农学专业；分子生物学；教学改革与实践

前言

上个世纪中期，核酸被确定为主要的遗传物质，随后DNA的双螺旋结构被揭示；进入到上世纪后期，遗传重组技术、PCR技术以及核酸测序技术相继出现、发展迅猛。分子生物学作为一门学科也应运而生，并成为当前最前沿、最活跃的学科之一[1，2]。分子生物学相关理论与技术方法已经渗透了生命科学各个研究领域，全面促进了当今理、工、农、医等多个学科的发展，是从事生命及农业科学研究和工作必备的工具和知识体系，该学科的教学工作至关重要[3]。该课程已成为高校生物类、农学以及医学等专业的基础课程，也是学生掌握生物技术的最重要课程之一。国内高等院校自上世纪80年代以来，陆续开设分子生物学课程。华南农业大学办学历史悠久，已经面向农学专业开设该课程长达20余年。针对该课程存在的研究方法与手段发展极为迅速、理论知识抽象、实践教学环节薄弱等问题，结合前人的经验和多年的教学实践，从教材选用、教学内容、教学模式以及课程学习效果等方面进行研究和探索，充分说明教什么、怎么教以及教的怎么样几个教学中的关键问题。全方位、多维度地提高教学效率，增强学生学习效果，为培养服务于现代农业的高素质、创新型人才奠定基础。

一、立足专业培养方案，整体规划教学内容

经过长期实践，分子生物学成为华南农业大学农学专业必修课、农学丁颖创新班的专业选修课。在课程开设前，相关专业的学生已经修习了生物化学、遗传学等专业基础课程，且在课程内容中与分子生物学存在一定的交叉；部分学生还会继续选修基因组学、生物信息学以及基因工程实验等课程，分子生物学成为学习这些课程的必要基础。因此，我们根据农学专业人才培养方案和本课程教学大纲进行总体设计，根据学生已有的知识体系，突出教学重点，强调课程特色，提高教学效率。采用的具体措施主要包括以下两个方面。

（一）合理选用教材

分子生物学几乎是现代生命科学研究领域发展最为迅速、最具活力的学科。该学科相关的出版教材也非常丰富，包括《现代分子生物学》（朱玉贤，高教出版社，2007）、《分子生物学教程》（赵亚华，科学出版社，2006）、《基础分子生物学》（郑用琏，高教出版社，2012）等。针对于农学专业的专业特点，我们选用郑用琏主编的《基础分子生物学》作为参考书；在实际教学中，适当脱离教材，对于本书中所涉及的遗传学和生物化学教学内容做必要提示，自学为主；对于研究前沿，密切追踪，及时跟进，将最新的研究方法和研究进展融入到课堂教学。在教学过程中，引导学生查阅《GeneVIII》（Lewin.B，OxfordUniversityPress，2007）、《MolecularBiology》影印版（RobertF.Weaver科学出版社2001）等英文书籍和专业文献，在学习专业知识的同时，提高英文阅读水平，拓宽知识面。

（二）优化教学大纲

制定教学大纲时，充分考虑遗传学、生物化学和分子生物学等课程的教学内容，结合开设的实验课程，进行总体设计。经过多年实践，制定了总学时为48学时的课程教学大纲。其中，36个课时用于系统讲述基本理论知识，12个学时用于课堂讨论。理论知识包括核酸的结构、DNA的复制和转录、蛋白质翻译以及基因表达调控等。在具体教学时间分配上，2个课时用于系统介绍本学科的历史沿革、发展现状及未来趋势；核酸结构部分内容在生物化学等课程有所涉及，本课程重点阐述核酸结构与性质在分子生物学研究中的意义与应用、基因概念内涵的演变和发展，总计8个课时；在中学阶段已经学习过DNA复制与转录相关内容，本课程教学中仅突出讲述以往尚未接触的内容，安排6个课时；蛋白质翻译过程是生物化学课程的学习内容，本课程将重点放在蛋白翻译的保真机制上，总计4个课时；基因表达调控是整门课程中的重点、难点，分配16个课时；所选教材中涉及的基因突变及利用、基因工程等方面的内容，分别在本专业开设的遗传学、植物基因工程等课程中进行讲述，本课程不再进行单独的讲述。现在分子生物学技术等内容主要结合12个课时的课堂讨论进行学习，结合具体研究案例，引导学生及时跟进学科前沿，提高解决问题的能力。通过将理论教学与进展讨论有机结合，达到夯实理论基础，面向应用，展望前沿，拓宽思路，全面提升专业素质的目的。

二、多种教学方法融合，全面提高教与学的效率

（一）坚持德育优先，情感教育贯穿课程教学

教育的本质是立德树人，只有保持一个国家、一个民族的道德先进性，才能保持这个国家、这个民族持续前进的动力。德育是任何课程教育都不容忽视的、极为重要的教学组成部分。在授课过程中，通过学习相关研究进展以及理论和方法的产生与发展历程，结合该学科在我国的历史沿革和现状、具体到我校在相关领域的贡献，弘扬前辈的爱国奉献精神和实事求是的道德品质；由此培养学生建立科学的发展观、形成严谨的科研态度，激发家国情怀，形成内在的学习动力和学习热情，提高学习效果。作为主讲老师，我们尽量多地了解学生个人学习情况和日常动态，建立良好的师生互信，全方位服务教学工作。

（二）打破教材限制，灵活采用教学手段

分子生物学课程知识更新速度非常快，且涉及的知识面广、信息量大。我们根据实际需求，不拘泥于教材，及时跟进研究前沿热点，将最新的研究成果引用到课堂教学，鼓励学生利用所掌握的知识点探究前沿热点问题，培养学生主动获取知识的能力和创新意识。例如，将近年来的研究热点———基因编辑技术融入到“基因表达调控”的内容，一起进行教学。该课程还存在知识抽象、复杂，难以理解的问题，学生容易产生畏难情绪。针对于此，我们在授课过程中，充分挖掘教学资源，以学生们所熟悉的本校教师及其研究成果进行举例，化抽象为具体，学以致用，培养学生利用所学的知识解决实际问题的能力。在多媒体课件制作方面，注意色彩搭配，重难点突出，合理规划放映流程，深入浅出地展示学习内容。充分发挥现代化教育技术的优势，在采用多媒体课件进行展示的基础上，充分利用网络传媒，综合使用动画、投影，增强表现力，使教学内容更加直观形象，达到启迪思维，增进理解，强化记忆的效果。在课堂讲述之外，安排课前导读、课堂讨论和课后作业，从多个教学环节对学习内容进行拓展，培养学生归纳总结、独立分析和思考的能力，逐步形成科学的思维方式，提高综合素质。

（三）班组结合，凸显学生学习主体的地

我校主要采用小班制教学模式，集中授课是主要的教学组织形式。本课程采用了大班授课和小组学习相结合，同时辅助以个别指导的教学形式。每个授课班一般为50人左右，每个小组通常为3-5人。通过拟定课外学习内容，督促学生自发组成课外学习小组，自主选定主题并围绕该主题进行调研、在课堂上进行讨论。“班级-小组-个人”相结合的分层学习模式使每位同学都能充分参与到教学活动中，激发学习的积极性。课堂讨论环节中，以小组为主体阐述观点，结合教师点评，自由提问和辩论，形成师生间的有效互动，活跃课堂气氛。在启发式的翻转课堂过程中，充分发挥学生的主体地位，有效调动学习热情，提高自主学习能力，推动学生的创造性学习。

（四）以问题为导向，打造立体式学习环境

农学专业学生从大学二年级即开始毕业论文研究工作，从事的研究工作往往涉及到不同层次的分子生物学问题；在整体的培养方案中，也有与分子生物学课程相关的实验性课程。我们以此为契机，通过在课程中引入读书报告、阐明实验设计的原理和方法，指导学生进行研究性学习，促进学生运用本课程的理论知识解决实践教学中的具体问题；有目的地引导学生发现问题，提出疑问，以问题为导向，激发兴趣、积极探索，在问题解决的过程中积累知识。以上方案有效地促进了不同课程知识点的融合，形成立体式学习环境，全面培养学生的自学能力和研究能力。

三、多样化课程考查，有力增强学习积极性

单一地以期末考试为主要形式的评价方式，往往会导致平时松懈，期末临时突击，考后很快遗忘的负效应。本课程建立了“教师测评-学生互评-自我评价”相结合的综合评价体系，全方位、全程化对学习效果进行考查。教师测评主要分为两部分：一部分是根据课堂综合表现，包括完成作业、学习报告、课堂发言以及课后反馈等进行打分；另一部分为考试成绩，这部分占总分的50%。学生互评建立在小组学习讨论的基础上，以小组为单位，根据具体表现小组间相互评分，此部分所占比重为30%；教师将评分标准具体化，杜绝小组评分的主观性，引导学生公证、客观地评价同学。自我评价主要体现在日常作业、网络学习和专业知识应用方面；通过树立典型、同学间的横向比较及自我成长的纵向剖析，肯定优点、查找不足，进而完成自我评价；自我评价占总成绩的20%。以上综合评价体系的建立，极大调动了学生的学习参与度和日常学习热情。我们从教学大纲、教材教法、教学组织和课程考查等方面，对本校农学专业分子生物学课程做了全方位的改进和探索。相关措施取得了显著成效。自改进以来，本课程历年自主到课率、考试合格率均为100%；选课学生对该课程给予了极好的评价，在本单位历次教学评价中均位列前茅。该课程也全面带动了学生的学习兴趣，加深了对其他课程内容的理解，多名学生因选修了本门课程而决定考研深造。基于课程改革的探索，也促进了任课教师的成长。本课程教学团队共有教师5人，教师学缘结构合理，科研实力强，能够有效支撑教学；团队成员平均年龄40岁以下，充满生机与活力，具有良好的发展潜力。教学团队将继续坚持德育优先的原则，促进课程与现代化教育技术的整合，完善教材、教法，开发富有专业特色的教学网站和移动课堂客户端，将该课程打造成“精品课程”，成为能够真正学到知识、启迪思维的“金课”。

参考文献：

[1]王兰，刘向东.本科分子生物学教学的改革与实践[J].中国科教创新导刊，2009（32）：79-81.

[2]王福，孟娅.分子生物学课程改革的探索[J].才智，2015（31）：23.

[3]姜立春，游章强，李俊刚，等.《分子生物学》教学改革与实践新探[J].绵阳师范学院学报，2015，34（5）：131-134，139

作者：王少奎 马启彬 王兰 刘桂富 陈志雄 杜威振 单位：华南农业大学农学院广东省植物分子育种重点实验室