关于我校生物工程专业《分子生物学》课程的教学探索

2022-09-11

分子生物学是我校生物工程专业的专业必修课和主干课程之一。它是研究蛋白质、核酸等所有生物大分子形态、结构及其规律性和相互关系的科学, 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自然学科。作为一门新兴的学科, 它的诞生与发展不仅使人类对生命现象本质的认识进人到分子水平, 而且其基本理论和研究方法对生命科学中其它相关学科的发展也具有重要的渗透、借鉴和推动作用, 因而也成为生命科学类相关专业重要基础理论课。通过本课程的学习, 使学生能够掌握最先进、最前沿的知识和技术, 了解D N A是如何表达成蛋白质的, 机体又是如何调控的, 以帮助他们从分子水平上认识生命活动的整个过程, 为毕业后参与科学研究或知识传播积累财富。近年来, 分子生物学飞速发展, 为适应这一形势, 我们对这一课程的教学内容和教学方法等进行了探索式的教学改革[1]。

1 选教学内容, 制定合理教学方案

目前分子生物学理论课中, 就其内容有两个问题比较突出。一是课时少内容多;二是教学内容与很多学科的内容相互联系、相互渗透, 涉及到细胞学、遗传学、生物化学等。为了使本学科与其它课程的知识紧密衔接而又避免不必要的重复, 在有限的教学时数内以最大的信息量将知识传授给学生, 合理取舍教学内容, 制定切实可行的教学方案, 我们在教学内容的选择上, 把握两个原则:第一侧重学生所需要的必备基本概念和基本理论知识。第二是淡化与其它学科重复的内容。对于学过的知识我们只做简单的复习, 而在此基础上将知识向深、向高层次扩展, 既增加了新知识, 又减少相近学科间内容的重复。在本课程中主要讲授从D N A到蛋白质的表达过程、基因的表达调控、基因重组与基因工程、分子生物学常用技术。每部分的基本内容如下:

(1) DNA到蛋白质的表达过程:掌握DNA的结构与功能, 清楚地了解D N A的复制、R N A的转录和蛋白质的翻译原理及步骤。

(2) 基因的表达调控:掌握基因表达调控原理 (尤其是乳糖操纵子等几种典型类型) , 并了解原核基因与真核基因表达调控的异同。

(3) 基因重组与基因工程:熟悉基因重组的整个过程 (目的基因的获得、与载体的连接、重组体的转化) 以及相关的应用实例。

分子生物学常用技术:掌握凝胶电泳、P C R扩增、核酸分子杂交等几种技术, 能基本掌握实验操作。

2 采用多媒体教学方法

2 1世纪9 0年代以来, 利用计算机技术集中处理声音、文字、图像、动画和视频等不同媒体信息的计算机多媒体技术, 以其在处理信息上所具备的交互性、生动性、广泛性、集成性、可选择性和高效性及使用者可直接参与性等突出优点, 迅速在包括教学在内的各种领域获得广泛使用并取得显著的效果[2]。将多媒体技术用于教学:一方面促进了教学手段、教学方法的改革;另一方面激发了学生学习的积极性、主动性, 从而有效地改善了分子生物学的教学效果。

分子生物学是一门旨在阐明生物大分子结构与功能之间的关系, 并用这些关系进一步阐明生命现象的科学。分子生物学教学不但涉及基本原理、基本研究方法, 而且涉及诸多分子空间结构、各种大分子相互作用的方式及次序等。如转录起始过程中各种质白因子、R N A聚合酶之间的相互作用等, 这些内容比较抽象, 需记忆的知识点较多, 给教与学都造成了一定的困难。通过传统的讲解、比划、挂图等静态教学手段难以使学生快速掌握的内容。借助多媒体技术将收集到的动画声音、文本和图片等组合制作成课件, 变原来的静态为动态, 抽象为宏观, 瞬间过程为定格分析, 全方位、多视角、多层次地进行演示, 使教学内容更加直观、生动和形象。进而提高学生的学习热情从而有助于提高教学效果。

3 把握学科特点, 激发学生兴趣, 培养创新思维

实践证明, 培养学生学习的兴趣是开发学生的创造性思维能力, 提高生物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、新颖性和启发性又带有热点问题的知识在相关教学内容中作为点缀和启迪[3]。例如, 在学习“染色体和基因”的知识时, 向学生介绍了1 9 9 0年美国正式启动的与“曼哈顿原子弹计划”“阿波罗登月计划”并称为人类自然科学发展史上的3大科学工程的“人类基因组计划”。该计划总投资3 0亿美元, 其目标是测定人类基因组3 0亿个碱基对的全部D N A序列, 进而破译人类1 0万个基因的遗传信息, 使人类第一次在分子水平上全面认识自我。随着“人类基因组计划”的完成, 人们将发现与阐明大量新的重要基因以及与疾病相关的基因, 从而提高人类对生命本质的认识, 增强防治各种疾病的能力, 人的衰老过程也将得以延缓。人类基因组草图已绘制完成。学生听后, 兴趣盎然, 视野开拓, 思维活跃, 这将有利于培养学生的创造性思维能力。

4 存在的问题及建议

分子生物学是一门实验性学科, 只有通过不断地开发新技术、新实验, 才能完成其教学任务。学生通过亲自动手操作, 会增加对所学理论知识的感性认识, 同时把所学理论知识运用到实践中解决实际间题, 是学生加深对分子生物学理论的理解, 发展学生创造力、培养学生其独立思考独立工作能力的良好途径。但是由于种种原因, 在我院目前的分子生物学教学中尚未开设实验课, 这在一定程度上影响了这门课程的教学效果。此外, 由于学时偏短, 知识的不断更新, 教学手段的改进是当务之急。在学校加大投人和教师不断的努力下, 争取早日完善实验教学。教师自身也要不断地提高业务索质, 不断探索、不断实践、不断总结, 把教学工作开展的更有生气、更有效果, 为国家培养更多高素质的2 1世纪合格人才。

总之, 利用多媒体技术提高教学质量, 讲授教师应该客观地对待多媒体课件, 掌握、熟悉多媒体课件制作的基本原理、操作流程和内容, 同时必须不断完善教学方法, 提高教学的艺术性和科学性, 充分重视师生间感情上的共鸣与交流以及教师在讲台上抑扬顿挫、声情并茂的讲解对提高教学效果的重要作用。

摘要：近年来, 分子生物学飞速发展, 为了提高分子生物学的教学效果, 本文从教学内容和教学方法等几方面对该课程的教学进行了初步的探索。

关键词：分子生物学,教学效果,探索