分子生物學論文范文

時間:2023-04-07 04:16:51

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分子生物學論文

篇1

從2002年開始,我們結合我校人才培養目標及具體情況,制定了本科生《分子生物學實踐》及《基因工程實踐》的教學大綱,開設了相應獨立的實踐課程,設計了質粒提取、PCR技術、DNA電泳、限制性內切酶技術、DN段的膠回收、外源基因的連接及重組DNA的轉化、篩選和鑒定等最基本需要掌握的實踐。同時,我們還自編了內容詳細、操作具體的實踐教材。從2002年第一次開課至今已經過去了十多年,實踐課取得了一定的成績,根據課上學生上課情況和完成的實踐報告上看,學生反應良好,能積極動手動腦并提出問題,實踐報告也完成得認真、仔細。學生掌握了這些基本實踐的原理和操作,對將來從事中藥相關領域的研究工作有一定的幫助。但是在這十多年的教學實踐中,我們也發現了問題,由于該課程的實踐內容全都是驗證性實踐,實踐設計為“教師包辦型”,從試劑配制到操作步驟教師都已經準備好,學生只是按照規定的步驟按部就班地做實踐就行了,在這樣的教學模式下學生的行為受到限制,對教師和教材依賴性強,限制了發揮學生主動思維的空間。

二、改革實踐教學內容,強調綜合性和連貫性

由于驗證性實踐限制了學生發揮主動思維的空間,因此,必須建立分子生物學實踐教學創新培養新模式,從驗證性實踐過渡到以設計性、綜合性實踐為主,重點培養學生在科研中的綜合思維能力及實際動手操作能力,變被動灌輸為主動思考,為學生今后進實踐室從事相關領域的科學研究做準備。我們在改革中強調實踐的綜合性和連貫性,如學習重組DNA技術時,我們安排了5個實踐:重組質粒的提取,DNA的酶切,DNA凝膠電泳及片斷的膠回收,外源基因的連接,重組DNA的轉化、篩選及鑒定。這五個實踐包括了重組DNA技術的五個核心內容“分、切、接、轉、篩”。我們把這5個實踐串聯成一個綜合實踐,使其具有連貫性。每次實踐結束時的樣品正好是下次實踐的材料,這些實踐將變成一整套前后關聯的有機整體,一環扣一環,只有這5個實踐全部操作成功了,才能最后得到自己需要的克隆。這種綜合性實踐使學生在整個過程中面臨著挑戰,也使最終成功得到產物的學生有成就感;不僅能培養學生綜合實踐操作能力,還能培養學生團結協作的精神和對科學研究的興趣。

三、開放型教學模式,提高教學質量

在傳統的實踐課教學中,學生除了在規定的上課時間,機械地完成規定的實踐任務外,幾乎沒有機會進入實踐室,學生的主觀能動性得不到發揮。開放實踐室,為學有余力的學生提供更多時間和空間顯得很有必要的。但對于多數中醫院校來說,由于實踐室資源緊張,在開放方面一直實行得不夠。這次,我們嘗試對學生開放實踐室,鼓勵學有余力的學生進入實踐室,開展相關的分子生物學實踐研究,取得了一些成績。我們首先在課堂上向學生介紹本課程組教師在課題研究中所用到分子生物學實踐技術。有不少學生對教師的科研課題感興趣,我們組織感興趣的學生,在業余時間來課題組和教師一起進行了相關分子生物學的實踐研究。通過和研究生共同實踐,加強了理論課的知識。其次,我們組織學生利用所學到的分子生物學知識,以小組為單位,通過課下查閱資料,完成了科研小課題的實踐設計。學生在課堂上討論了他們設計的小課題,通過教師評價并與教師一起討論,調動了學生的學習興趣,激發了學生活躍的思維,通過討論進一步修正方案,使其更加完善。同時,教師利用業余時間,組織感興趣的學生進行了正式實踐。最后,在課堂中,我們抽出15分鐘,讓做實踐的學生講了具體實踐的體會和出現的問題,與大家分享成功的快樂和失敗的經驗。學生聽得都非常認真,討論得也很熱烈,大家都覺得這種實踐教學模式非常好,增長了很多知識,如果時間允許,希望能多些這種實踐教學模式。

篇2

關鍵詞:研究生培養;實際需求;分子生物學;探索

中圖分類號:G643.2 ?搖文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)03-0046-02

隨著生物科學技術的飛速發展,生命科學各學科之間的交叉滲透日益顯著,而在生命科學領域的各項核心課程之中,分子生物學已逐漸成為聯系其他學科的樞紐性課程和眾多新興學科的基礎性課程。生命科學各專業的研究生,對分子生物學知識的理解和掌握程度,直接關系著后續開展研究生課題設計及進行畢業論文實驗研究的質量與水平,因此,如何讓學生真正做到學以致用,讓分子生物學的理論和實踐知識為研究生課題設計服務,已成為判斷該課程教學效果好壞的關鍵問題[1]。分子生物學是從生物化學這門課程中獨立出來的一門課程,它的核心內容是基因的表達與調控,這構成了整個課程的主干部分,與此相關的眾多內容組成了課程的枝葉部分,傳統的教學方法往往注重分子生物學理論機制的講解,而將實驗教學獨立開來,這種教學模式對即將進入實驗室開展課題設計和研究工作的研究生來講,存在明顯的缺陷。原因有以下三點:首先,生命科學相關專業的研究生與本科生相比,已具有一定的分子生物學理論和實驗基礎,其理解能力也更強;其次,研究生與本科生對于課程的預期不同,研究生馬上面臨獨立地開展學位論文的課題設計,對課程學以致用的要求會更高一些;再次,由于研究生的本科背景及自己所學專業等方面存在著較大的差別,其學習的基礎參差不齊,因此每個人對課程的要求也不同。因此,分子生物學的研究生教學工作需要更多地考慮研究生的實際特點,針對性地開展教學模式和教學方法改革。本教學團隊,注重從研究生教育的實際需求出發,通過幾年的實踐探索,已初步構建好研究生分子生物學的課程體系,并在教學工作中不斷改進和創新,有力地促進研究生專業能力的培養,下面就已經開展的教學新探索加以介紹。

一、教材的選擇與課程內容設置的探索

我們沒有指定某一本書作為課堂教材,而是向學生介紹了幾本分子生物學領域的經典著作,其中包括《現代分子生物學》、《醫學分子生物學》、《基因的分子生物學》、《基因VIII》及《分子克隆實驗指南》等,希望學生能盡可能地閱讀并參考這些著作來學習。這樣有助于學生從不同的專著中獲取知識,通過不同作者的講解與敘述,增加對分子生物學的全面思考和認識。

我們通過深入了解每位學生在本科階段的相關學習情況,發現由于專業背景差別較大,很多學生即使學過了相關課程內容,對分子生物學知識的理解仍處于較淺水平。因此,在課程內容的設置上我們進行了改革,最終確認了“一條主線,三個基本點”的格局,主線就是分子生物學的核心:基因的表達與調控,三個基本點即三大基本過程:復制、轉錄及翻譯。在課程設置上,我們也分為三大塊,即分子生物學基本理論與知識、分子生物學實驗技術和分子生物學專題知識,第一部分是課程的重點部分,包含了三個基本點的內容;后兩部分是在第一部分內容上的進展和深入,基因的表達與調控成為貫穿三部分的一條主線,每一部分都緊密聯系該主題。因此,理論課與實驗課的教學內容設計都是圍繞主線與基本點展開,使學生通過本課程的學習,在腦海中形成分子生物學的最基本理論體系,奠定良好的分子生物學知識基礎。

二、了解學生的學習需求,使教學更加貼近實際

針對本課程結束后,學生馬上就要進入實驗室開展課題研究的現狀,在開課初期給學生布置了一道課外作業題,即“與導師交流,了解自己研究生論文的課題方向和內容,提出你想通過分子生物學課程學習到的內容有哪些”。因為涉及到未來自己的課題及論文,每位學生都積極參與并完成了該項作業,總結學生的作業情況,我們發現不同專業研究生對本課程的需求存在著異同點,例如,基礎醫學專業的研究生對分子生物學新發現和新知識方面的要求較多,而藥學專業的研究生更希望對分子生物學實驗技術方面了解更多一些。根據這些反饋回來的情況,我們授課老師了解到了學生以后從事專業課題研究的基本信息,因此在后續的課程設計上根據各專業特點,有選擇性地安排一些專題性質的課程內容,例如,增加了RNAi專題討論課等,這樣使我們的教學可以更加貼近學生的實際需求,受到了學生的廣泛好評。

三、每節課都要有亮點

分子生物學與其他生物醫學類理科課程類似,理論課教學中都涉及到很多比較枯燥的概念和復雜機制過程的講解,如何保證學生在課堂上的專注力是能否獲得好的教學效果的關鍵因素之一。為解決上述問題,通過集體備課我們對每節課的授課內容進行細致的分析討論,一致認為除了進行傳統的教學講解以外,每節課都必須在內容上體現出兩個以上的能激發學生學習興趣的亮點內容,這些亮點與當堂課的核心內容有密切關系,在提高學生學習興趣的同時還能幫助對核心內容的加深理解。例如,在講DNA復制這節課的內容時,我們選取了發現半保留復制機制和發現岡崎片段兩個著名實驗的科學家故事作為亮點,教導學生如何激發自我的創造性思維;在講解PCR技術的理論章節時,選取了授課教師自己做PCR實驗中遇到的幾個問題作為亮點,將理論課程與實際操作結合起來,通過提出問題、分析問題和解決問題的講授方式,使學生對該項技術的理解更加深入。

四、實驗教學著重鍛煉學生的實驗設計及實踐操作能力

本課程還包括了分子生物學的實驗教學工作,本著為研究生提供一個連續性鍛煉動手操作機會的目的,我們設計了一個涉及分子生物學最根本也是最重要內容的綜合性實驗,即目的基因的克隆及鑒定。首先在理論課教學中采用討論式教學方法,讓學生對基因克隆的基本實驗設計和操作流程有了初步的認識,然后采用連續不間斷的時間安排,利用晚上及周末時間,讓學生親自動手完成樣本制備,RNA提取,RT-PCR,目的基因片段的酶切、回收及連接,感受態細胞制備,轉化重組子及篩選鑒定的各個實驗環節,并對實驗過程中及時發現問題進行課堂討論和分析,進一步加深了學生對該實驗的理解和認識,也培養了實驗設計的基本思維,對其后續研究生課題的開展起到了很好的促進作用[2]。

五、引導學生培養良好的科研思維能力

鍛煉好的科研思維能力是以后從事科研工作的根本所在,在分子生物學的課堂上,我們也采取了形式多樣的教學方法努力引導學生培養自己的科研思維能力。例如,老師在講授完基本理論知識后,提出一些有爭議性的專業知識問題,讓學生分組討論,并拿出自己的觀點,然后進行課堂辯論會,通過這種方式促使學生開動腦筋運用所學的知識去解決存在的問題,有利于學生科研思維能力的鍛煉;我們還開展了課堂seminar活動,讓學生根據自己專業及今后課題研究的特點,選取涉及到分子生物課堂知識的高水平SCI文章,通過自己的閱讀理解,制作講演PPT上講臺進行講解,通過這個活動提高了學生查閱和分析外文文獻的能力,對今后的課題設計也是大有裨益的[3]。

本著能讓學生能夠學以致用的原則,分子生物學課程教學緊緊抓住研究生培養和教育的特點,在教授基本理論和實驗技術知識的同時,從研究生未來課題設計的實際出發,對授課內容、課程體系及構架等做了新的探索和嘗試,已獲得了初步的教學成果,但仍然還有許多地方有待改進和完善,相信通過不斷的努力,分子生物學能成為一門助力生命科學各專業研究生教育的必備課程。

參考文獻:

[1]李敏,陳必鏈.碩士研究生《分子生物學》(英文)課程的改革與實踐[J].福建師范大學學報(自然科學版),2011,27(3):44-47.

篇3

英文名稱:Journal of Medical Molecular Biology

主管單位:中華人民共和國教育部

主辦單位:華中科技大學同濟學院

出版周期:雙月刊

出版地址:湖北省武漢市

種:中文

本:大16開

國際刊號:1672-8009

國內刊號:42-1720/R

郵發代號:38-35

發行范圍:國內外統一發行

創刊時間:1978

期刊收錄:

CA 化學文摘(美)(2009)

Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)

中國科學引文數據庫(CSCD―2008)

核心期刊:

中文核心期刊(1992)

期刊榮譽:

聯系方式

篇4

[關鍵詞] 分子生物學實驗;教學;改革;實踐

[中圖分類號] R-05 [文獻標識碼] C [文章編號] 1674-4721(2012)07(c)-0175-01

現代分子生物學的迅猛發展,給生命科學帶來日新月異的變化,而且這門以實驗為主的前沿學科已經滲透到醫學的各個領域。在知識經濟的新形式下,努力把學生培養成具有現代意識、國際視野、創新能力和良好職業素質的醫學人才是實驗教學的重點[1]。臨床醫學七年制分子生物學實驗課的目的,不僅驗證理論知識,掌握基本實驗技能,還應致力于學生動手、動腦能力,科研能力,創新能力等綜合素質的培養。在實驗過程中,培養學生對實驗現象進行觀察和對結果進行分析、比較、綜合并做出科學的解釋,是我們的最終目的。因此,如何提高實驗課教學水平,把常規的科研方法以及新技術傳授給學生,讓學生系統掌握實驗技能,提高科研素質,成了我們實驗教學不斷探索的內容[2]。近年來筆者在實驗課中進行了一些嘗試性改革,并取得了一定的成績。

1 改革實驗內容,提高科研素質

1.1 基本技能訓練

針對七年制學生畢業授予碩士學位這一特點,為了使學生受到基本的技能訓練,在實驗課中,筆者改變以往由教師在實驗課前,為學生準備好各種試劑及器材的做法,讓學生自己動手計算實驗中所需的藥品的數量,儀器設備等,凡是實驗中涉及的物品清洗、高壓滅菌、菌種接種和保存以及試劑配制均由學生自己完成。這樣不但培養了學生實驗操作能力,而且還使學生懂得了實驗中每一步驟的作用及注意事項。在實踐中培養學生獨立完成一些相關的實驗準備,為以后的臨床實踐打下基礎。

1.2 綜合能力的培養

科研過程是一個創新的過程,許多分子生物學技術的改進和完善就是科學工作者創新的結果。為了適應醫學學科的發展,加大分子生物學實驗課內容改革的力度,我們開設了綜合性的實驗內容:從人血中基因組DNA的提取開始,通過PCR技術擴增看家基因(γ-actin)片段,經瓊脂糖凝膠電泳,回收特定的PCR產物,然后進行連接、轉化、篩選、工程菌的接種培養,保存以及重組質粒的提取、酶切、鑒定。這一綜合性實驗,是以基因工程流程為主線,一環緊扣一環。學生通過這一實驗過程,不但把理論知識和實驗內容有機地結合起來,而且極大地調動了學生學習的積極性,使科研思維得到了鍛煉,為培養學生的創新能力奠定了基礎。另外在實驗課上,還安排了分子生物學基本技術、PCR技術及引物設計、DNA測序等教學內容,并根據學生的掌握情況詳略講解,并采取多媒體等技術手段,使枯燥的實驗理論變成了生動有趣直觀的教學形式,激發了學生學習的主動性和熱情。

2 更新教學手段,激發學生的興趣

隨著科學技術的不斷發展,借助電子技術的現代化教學設備,利用大型儀器,多媒體技術和計算機進行輔教學,是當今教學改革的發展趨勢。為此,我們對分子生物學實驗教學手段進行了大膽的改革,根據教學內容改革的需要,把學生每次實驗結果的觀察,由原來的紫外透射儀,改為使用凝膠成像系統進行圖像處理及結果分析,使學生能夠形象、直觀地在屏幕上看到每組的實驗結果,并進行對比,同時向學生展示標準的結果,通過分析、對比發現自己在實驗過程中的許多不足,從而激發學生對實驗的極大興趣和愛好,培養從事科學研究的動手和動腦能力,同時也培養學生的創造力和分析解決問題的能力,提高學生的綜合素質[3]。

3 改革考核方法,提高綜合素質

為了全面提高和培養學生的科研能力,收集處理信息能力,總結分析、獲取知識能力,語言文字表達能力以及解決實際問題能力,我們改變了傳統的實驗報告書寫模式(目的、原理、步驟、結果分析等),全部實驗結束后以科研論文的形式提交實驗報告,而且要求學生在實驗報告的最后,提出對此次實驗內容安排有什么建議和意見,并用所學過的實驗原理設計一個相關的實驗內容。這一舉措,充分調動了學生學習的積極性和主動性,培養和開拓了學生的科研思維,使學生的科研能力明顯提高。實驗成績為100分,包括實驗過程操作記錄30分,科技論文50分,平時操作10分,課堂表現10分。

總之,通過醫學分子生物學實驗教學的改革,學生對分子生物學產生了濃厚的興趣,參與實驗的自覺性和積極性得到了很大提高[4-6],不僅掌握了分子生物學的基本理論與實驗技能,而且也提高了學生動手動腦能力,在實驗中培養了學生的綜合素質,增強了創新意識。

[參考文獻]

[1] 王曉霞,解軍,張悅紅,等. 研究生分子生物學實驗教學改革探討[J]. 山西醫科大學學報:基礎醫學教育版,2010,12(11):1091-1092.

[2] 姚娟,隋建峰. 基礎醫學綜合實驗與實驗設計考核模式的探討[J]. 山西醫科大學學報:基礎醫學教育版,2010,12(5):519-520.

[3] 易發平,卜友泉,馬永平,等. 醫學分子生物學教學模式轉變的實踐[J]. 基礎醫學教育,2011,13(7):623-625.

[4] 李美寧,張悅紅,常冰梅,等. 醫學七年制生物化學與分子生物學實驗教學探索[J]. 山西醫科大學學報:基礎醫學教育版,2009,11(3):301-303.

[5] 劉友勛,黃娟. 《分子生物學》課程實驗教學改革的探索[J]. 讀寫算(教師版):素質教育論壇,2011,(7):114-115.

篇5

關鍵詞:分子生物學;多元獲取;教學改革

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)12-0101-02

分子生物學是研究核酸、蛋白質等生物大分子的形態、結構特征和相互關系,從分子水平闡明生命現象與生命本質的學科。自Watson和Crick提出DNA雙螺旋結構模型標志著人類對生命現象本質的認識進入到分子水平,分子生物學已成為現代生命科學的共同語言和人類由被動地適應自然界轉向主動地改造和重組自然界的基礎學科,同時也使得分子生物學稱為現代生物學領域里最具活力的科學。(朱玉賢,2013)上世紀90年代以來,國內各高校先后為本科生開設了分子生物學課程,目的是引導學生從分子水平認識生命本質,了解有關分子生物學的基本理論知識和研究方法,為學習生命科學相關專業的學生進一步的學習和科研打下良好的分子生物學基礎。在分子生物學的教學過程中,由于分子生物學課程知識體系龐雜,知識點多而分散,我們發現,對許多抽象的概念或原理的解釋和闡述一直是教師的教學和學生的理解和掌握過程中存在的難題,上完課后同學們的普遍反應是晦澀難懂,猶如聽天書一般;而且,分子生物學課程對實驗技能和實驗條件要求較高,實驗涉及的內容也較為復雜,這就要求同學們不僅具備堅實的理論基礎,還需具有非常強的實驗動手能力;同時,分子生物學作為一門新興學科,新理論、新技術層出不窮,知識更新快,更新周期也越來越短,這些研究方法的不斷創新和理論體系的不斷更新與完善更給分子生物學教學帶來了極大挑戰。怎樣將分子生物學中晦澀的知識點轉化為直觀、淺顯易懂的故事呈現在同學面前?怎樣將理論與實驗結合,使同學們從實驗過程中領會各種生物大分子形態結構與功能的關系?怎樣調動同學們對微觀生命奧秘探索的興趣,激發同學們的創新潛能,從而實現對生命科學創新人才的培養?作為湖南省精品課程,《分子生物學》教學一線的老師們嘗試了一系列的教學改革和課程體系優化,致力于將分子生物學知識的傳播由教師的單向傳授為主轉變為學生對分子生物學知識的多元獲取,以著重培養學生的實驗動手能力并激發學生的創新意識和科研能力。

一、基礎知識和學科進展的有機結合

分子生物學誕生以來,作為生命科學的帶頭學科,學科發展極為迅速并滲透生命學科各個領域,但主要遺傳物質DNA的雙螺旋結構和“中心法則”提出至今未受到質疑。(胡劍,2014)在經典核心理論的基礎上,對于基因表達調控以及信息傳遞通路等認識的不斷豐富,以及從基因組、轉錄組、蛋白組、代謝組等水平上對生命現象和規律的理解逐步深入,要求我們在教學中一方面滿足學生掌握分子生物學基本理論的需要,另一方面要適時地更新教學內容,充分調動學生的學習積極性,通過文獻閱讀、專題講座和學術報告等途徑獲取最新知識,了解最新動態。在基礎理論知識的講解的過程中,盡量將課本上相關的一些分散知識系統化并提煉出知識點,指導學生在理解的基礎上,采用總結規律性的方式幫助記憶。文獻閱讀的內容則選擇來自《Cell》、《Nature》、《Plant cell》、《Plant journal》、《Plant physiology》、《Science》等權威期刊的最新研究論文或研究綜述,通過在線查閱,翻譯和研讀的方式將分子生物學領域的最新研究進展展現在大家面前,既讓同學們了解了本領域的最新進展,也教會了同學們查閱文獻的方法。這種“基礎知識”和“學科進展”的有機整合方式,同學們的主動學習積極性被激發;文獻資料搜集和自主學習能力得到提高,學生的創新意識和從事科學研究的能力得到培養,同時也形成了同學們對不斷發展的分子生物學知識多方位豐富的理解。

二、討論交流在教學中的應用

分子生物學內容與生命活動息息相關,講到熱點話題時自然會激起同學們之間的討論與交流的興趣。多年的教學經驗證明,在分子生物學教學中應適當增加課堂討論與交流的教學方式,既能啟發學生的學習興趣,又能提高同學們的思考能力和口頭表達能力。因為這種討論與交流教學,強調在教師的精心準備和指導下,教師作為“導演”,對學生的思維加以引導和啟發,并通過預先的設計與組織,來啟發學生就特定問題發表自己的見解;學生則是在教師指導下進行有意識的思維探索活動,學生的學習始終處于“問題―思考―探索―解答”的積極狀態。事實上,分子生物學可供討論的題材很多:如超級細菌是如何產生的?表觀信號如何影響性狀?細胞衰老死亡的調控是如何進行的?轉基因食品的利與弊;癌基因,抑癌基因和癌癥的發生分子機制;細胞重編碼的分子機制;等等。對這些熱點問題的討論培養了學生諸多方面的能力:提高了學生的學習興趣,培養了學生的自學能力,促進了師生交流與溝通,培養了學生的口頭表達能力,增強了同學們的團隊合作能力。同時,由于學生看問題的方法不同,會從各個角度、各個側面來揭示基本概念的內涵和基本規律的實質,從而產生自主性、探索性和協同性的學習。

三、動畫、微課、精品資源庫等教學網絡資源的整合

分子生物學是一門內容豐富、應用性超強的學科,板書、掛圖、模型和幻燈片等傳統的教學手段遠不能傳遞和表達繁多而抽象的分子生物學內容,更無法讓學生深入理解抽象的教學內容。而動畫、微課和精品資源庫等網絡多媒體教學資源的應用很大程度上解決了這一難點,使得抽象復雜的內容在多媒體教學中更加簡單化、直觀化和具體化,同學們也更容易理解分子生物學。如DNA復制和轉錄、蛋白質的生物合成、乳糖操縱子模型、衰減子模型,轉座位子模型,DNA重組Holliday模型都可制作成微課,以動畫和微課模式展示在同學面前,利用動畫和微課等直觀、生動和主題鮮明的特點幫助同學理解。

四、理論與實驗結合模式的運用

分子生物學是一門實驗性特別強的學科,分子生物學實驗是基礎理論課的配套課程,是理論教學的深化和補充,與理論課密不可分,在課程設置中占有重要的地位。但是,分子生物學實驗條件要求相對比較高,使得學生對于分子生物學實驗內容和方法有非常大的畏懼心理。針對學生的這種恐懼心理,我們合理安排實驗內容,并加大了實驗課程的比重。為了讓學生由淺入深逐步認識分子生物學常規技術,除了常規的每周4節課的實驗課程外,我們還安排了分子生物學綜合實驗周、將質粒提取、電泳檢測、基因克隆、載體構建、酶切鑒定等方面的實驗技術集中在實驗周內進行,以便更系統地將DNA重組相關的實驗技術傳授給學生,并在條件允許的情況下盡可能的把新的實驗技術手段介紹給學生。對分子生物學課程特別感興趣的同學,我們還鼓勵學生參與到教師的科研工作中去,利用現有的科研條件,引導學生思考并完成相關的實驗內容,以培養學生的創新思維和發現問題、分析問題和解決問題的能力,從而使學生的科學素養和科研能力得到較高的提升。

五、教學師資的內涵建設與發展

作為當前生命科學中發展最快并與其他學科廣泛交叉與滲透的重要前沿領域,分子生物學發展的突飛猛進和分子生物學技術發展的日新月異給分子生物學的課程教學帶來極大的挑戰。在分子生物學教學過程中,為適應時展的高層次和高素質人才培養的需要,為了使分子生物學課堂更加具有吸引力,作為教師更應該對最新的研究熱點有敏銳的洞察力,因而教師自身專業素質對教學質量的提升和對學生的專業知識學習興趣的培養起著至關重要的作用。提高教師自身素質,加強教學師資的內涵建設與發展,我們主要從三方面著手:(1)實施以老帶新,為青年教師配備導師的制度和每周一次的教學討論,通過老師之間的經驗交流,相互學習和取長補短,以期共同提高授課水平和教學能力;(2)通過在職培養、外出進修和人才引進等并舉的方式壯大師資力量。在職攻讀博士學位的方式加強青年教師知識結構的優化;國內外訪學計劃則拓寬了中青年教師視野;人才引進則增強了提高教師專業素養和學術水平;(3)通過主持或參與產學研團隊的各級教改和科研項目,提高教師自身的創新意識和科研素養,并滲透到教學之中,給學生以更多的啟迪和思考。

2010年以來開展的《分子生物學》教學實踐改革證明,多元獲取教學模式在分子生物學教學中的應用,提高了教與學的效率,促進了老師和學生的互動,教與學相得益彰,取得了較好的教學效果。

參考文獻:

[1]朱玉賢,李毅.現代分子生物學[M].北京:高等教育出版社,2013.

[2]胡劍.群體性創新人才培養途徑探討――以中國農業大學“分子生物學”教學改革實踐為例[J].高等農業教育,2014,(l):50-54.

[3]賈睿,蔡春爾,霍元子,何培民.討論式教學在分子生物學教學中的應用[J].中國校外教育(理論),2011,(6):110.

篇6

關鍵詞:多媒體 分子生物學 高校

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)05(b)-0146-02

分子生物學本身是較理論和抽象的,所以部分學生認為分子生物學枯燥乏味,教學方法的陳舊和缺乏新意的課題讓學生處于被動接收狀態,缺乏生動獲取知識的積極性。加上分子生物學實驗過于程序化的步驟,這在一定程度弱了學生對分子生物學學習的熱情[1]。傳統的分子生物學實驗教學內容和教學手段已跟不上時展的需要,已無法滿足社會的需求。多媒體教學手段相對于傳統的教學方式而言,它可以利用其對文本聲音圖形圖像動畫等的綜合處理特點,編制的系列教學課件,充分創造出一個圖文并茂,有聲有色,生動逼真的教學環境,為教師教學的順利實施提供形象的表達工具,有效激發學生學習興趣,使讓學生在快樂中學習落到實處。在多年的分子生物學教學過程中,發現使用多媒體也需要注意以下幾點。

1 使用多媒體部分詳細講解,生動又不失準確

動畫部分,不能很快的一帶而過,而是應該講解好每一個要點,以慢動作的方式放給學生,在詳細分解給學生看,讓學生能夠理解后,重復再放一遍,之后可以再次加深提問環節,以批判學習的方法,問學生整個動畫的不足之處在哪里,因為整個生物體中的動畫模型由于所畫簡單,或者目前分子生物學的發展日新月異,有很多老的動畫在某些細節上不能得到更新,使得大部分的分子生物學動畫都會有某些地方的缺陷,不能真正的模擬細胞中分子的真正合成代謝過程,以這種方式講解,一方面加大了該知識點的信息量;另一方面讓學生能夠以辯證的態度對待模型,還可以讓學生了解的現在分子生物學科研的前沿和熱點是哪些地方,也增加了他們的學習興趣,深處科學的未開墾處女地上,激發了大學生心中的專業知識的渴望,對科學的敬仰,也讓他們了解到每一個知識點從歷史上是如何被科學家探索解答,現在存在什么問題,科學家目前做了哪些工作,用什么方法去探索,今后還有哪些工作需要做。

2 在教學中要合理設計、搭配、應用多媒體和其它媒體,共同發揮出綜合效益

在上課講解過程中,每段視頻不要超過10分鐘,多媒體教學不能代替老師的講解。據調查,大學生直接面對生硬的投影或是電腦,效果是不好的,而老師和學生的互動,老師講解時,學生雖然沒有說話,但是,老師是可以根據學生的表情,學生的狀態進行語言上的,語音上的,語調上的變化的。不能過分依賴多媒體教學而成為滿堂灌,多媒體是為了輔助教學,其出發點和落腳點還是為了提高教學效果。老師不僅僅是在傳授分子生物學的知識點,更重要的是在傳授分子生物學的研究方法和思維模式。讓學生能夠在學習中慢慢培養起一種分子生物學的思維方式,分子生物學家和一些交叉科學家們如何在短短幾十年的時間對微觀世界中的DNA,RNA,蛋白質進行分析,如何通過預測―建模―實驗證明―得出結論這樣的方法論得到我們現在的這些知識點。

3 多媒體教學與知識更新和隨時增補分子生物學學術前沿的內容相得益彰

分子生物學在飛速發展,應該讓同學們感受這一點,因此,每年備課的時候我都會引入很多新的內容,比如在每年11月份會介紹諾貝爾獎的獲得情況與分子生物學的關系,紀念達爾文,目前的不同基因組測序的方法和測序進行的程度,nature和science上發表的與上課內容有關的新論文。同學們對這些都很感興趣。例如目前對轉基因安全性的大討論,在2011年9月21日發表在Cell Research雜志[2],南京大學張辰宇教授證實來自常見的作物如大米和包心菜的microRNAs能在人類和其他以吃植物的哺乳動物血液中存在,而且一種在大米中大量存在的microRNA,MIR168a,抑制一種幫助清除血液低密度脂蛋白的低密度脂蛋白受體連接蛋白基因表達,從而提示microRNAs能夠跨越物種界影響基因表達,MicroRNA通過植物食物進入人體,那么轉基因食物的microRNAs也可能進入人體血液。轉基因生物的安全性問題就更加要注意。通過對一些熱點問題的提出,實驗如何證明,目前爭議在哪里,我們應該如何看待,使同學們感受到自己身處其中,擔當起解決科學難題的社會責任,增加學生的學習興趣。

4 增強學生自我學習的主動性,學會學習

課前把課件動畫發給學生,讓學生能夠主動了解老師課堂上可能講到什么,可以提前預習。引入多媒體后,現在學生都很少像以前那樣拿個筆記本把老師的話都記下來,現在老師講的重點全在課件上,同學復習的時候只要把課件和書看看,如果老師講的過快信息量過大就會是走馬觀花的結果,學生上課聽的都很興奮,下課80%都忘了。也抓不住上課的重點。

為此,我們進行了改革,提前發給學生課件和一些資料[3],讓學生自己進行預習和初步自學,分子生物學自己看書很多東西比較抽象難懂,上課學生就會提高注意力到自己不懂的地方。每堂課結束之前一定要進行學術探討或重點提問,最后總結,已融會貫通加深整堂課的印象。

5 構建理想課堂,快樂課堂

要正確把握課堂教學的參與度、親和度、自由度、整合度、練習度和延展度,創設平等、民主、愉悅的課堂氣氛,體現課堂的生活性、生命性和發展性。構建理想課堂。要尊重學生,把課堂還給學生,把課堂變成快樂的課堂,變成孩子們愿意學習、自主探討、自我發展、個性張揚的場所;過去既交給學生問題,又交給他答案,現在讓學生自己發現問題,自己再尋找問題的答案,讓學生真正為課堂的主人。不但調動了廣大教師深入課堂、大膽科研的積極性,也改變了老師的學習方式,從單一學習方式擴展到合作學習、交流學習、通過網絡學習。

6 理論教學和實踐教學結合,充分利用網絡資源

在利用計算機網絡資源的時候,我們把生物信息學的實驗思路引入分子生物學實驗的教學中,可以給出某一個感興趣的小課題。例如,讓學生對感興趣的生物性狀的新基因進行尋找,學會用軟件進行引物設計和在線的引物設計,以及學會使用軟件進行PCR實際模擬軟件[4],對所設計的引物和實際相要獲得的目的基因進行PCR模擬,軟件將會在1分鐘之內給出電泳結果圖。這樣學生可以對任何感興趣的生物,任何感興趣的性狀,或是任何感興趣的基因進行非實驗室的實驗設計和結果分析。時間短,效率高,而且極大地激發了學生的興趣,調動了每一個同學的主動性,節約分子生物學的實驗成本。在理論教學的同時,鍛煉了學生的實際解決問題的能力。可以說是一舉多得。無論是在分子生物學還是其他學科中要充分利用網絡資源中現有的結果或信息來開展工作,可以避免重復性的勞動。目前大部分學校的多媒體教室安裝網絡系統,這樣我們可以在課堂上帶著學生詳細瀏覽部分數據庫,講解重要的軟件,這為我們講授生物信息學在分子生物學中的應用提供了極大的方便。在互聯網上有很多免費數據庫及軟件[5],可以把其它相關的網址拷貝給學生,讓他們根據自己的興趣進行課后的學習和消化。

參考文獻

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1分子生物學課程教學中存在的主要問題

經過多年的教學實踐,我們發現原有分子生物學課程的教學體系存在諸多問題。第一,教學內容的系統性較差,加入了許多不太適合本科階段學生特點的學科最新前沿技術和理論成果,卻忽略了對基本理論的深入探討,導致學生在學習時感覺雜亂無章,十分難懂,使學生產生了畏難情緒。第二,未形成針對各專業特點的教學方法和教學體系。生物科學和生物技術兩大生物類本科專業的分子生物學課程的理論教學的內容和教學方法基本相同,沒有充分體現出專業特色。第三,教學方式和手段有待于進一步創新。目前課程的教學方法還是以教師講授為主,未能充分發揮學生的自主性。這些問題都限制了課程教學質量和學生專業素養的提高。基于以上問題,根據當前我國的人才需求和我校作為地方普通本科高校的應用型人才培養的目標,我們對教學內容進行了優化重組和更新,創新教學方法和手段,建立重視能力培養、突出專業特色的分子生物學課程教學體系,對解決以上問題提供了有效的途徑。

2分子生物學課程的教學改革措施

2.1課程內容的優化

在課程教學內容的優化過程中,我們主要從兩個方面進行了優化調整:一是減少相關課程教學內容的交叉重復;二是根據專業特色進行內容調整。分子生物學是在生物化學和遺傳學兩大學科的基礎上發展起來的新興學科,因此和這兩門課程的內容有部分交叉重疊之處,如DNA復制、染色體的結構與功能、轉錄和翻譯等內容在生物化學和遺傳學課程中也有介紹。為了更有效利用課堂時間,解決課時少內容多的矛盾,我們對教學內容進行了取舍。在教學內容的選擇上,更突出分子生物學的教學重點,例如,在DNA復制這部分內容的授課中,由于生化課已對復制的原理和過程做了詳細介紹,因此在分子課對這些內容可輕輕帶過,將重點放在對復制起始過程中的分子事件,如DNA雙螺旋解旋、復制的引發過程的分子機制等內容的介紹,這樣既避免了課程內容的重復和脫節,明確了課程之間的有機銜接,又突出了分子生物學的教學重點。通過教學內容的優化,我們精簡了一些與生化和遺傳交叉的部分教學內容如復制、轉錄、翻譯的基本過程,而增加了如原核及真核基因表達調控模式、現代分子生物學研究法等分子生物學的精髓部分的內容,盡量在有限的課時內將最大的信息量傳達給學生,同時,又堅持對于學生必須掌握的基本概念和基本理論知識必須給予足夠多的學時,以夯實學生的知識基礎。生物科學和生物技術兩大生物類本科專業,生物科學是師范類專業,其目標是為中小學培養優秀的師資人才,要求學生必須掌握系統的生物學理論知識,因此生物科學專業的分子生物學課程教學內容應注重理論知識的系統化,強化基因表達及其調控過程的基礎原理的教學內容,而對分子生物學研究方法部分則要注重基本原理的介紹;生物技術專業的培養目標是為生物技術相關的科研單位和企業培養技術人才,因此需更注重學生實踐和創新能力培養,在分子生物學教學中則需要加強新技術和新理論發展的內容,突出其實踐性強的特點。

2.2教學方法及手段的更新

2.2.1教學手段的優化與創新。同生物學其他課程相比,分子生物學是一門建立在高新技術基礎上的微觀生物學領域的前沿學科,對學生的專業知識基礎及邏輯思維能力、空間知覺能力(因為包括對分子結構的研究)都有較高的要求。傳統授課方式使得課堂氣氛沉悶,而學生面對抽象、復雜的知識也提不起興趣。學生們的被動倦怠也影響了教師的教學熱情,嚴重影響了教學質量。多媒體教學作為一種教學輔助手段,可以形象生動、圖文并茂地將教學內容展現在學生眼前,不僅增強了學生對抽象事物的理解能力,而且大大節約了板書時間,增加了課堂教學的信息量。利用多媒體教學手段可以將抽象的DNA及蛋白質等生物大分子的結構直觀地展示給學生,便于學生形成立體印象,化抽象為直觀。采用多媒體課件還可播放視頻,可以展示一些動態過程,如RNA的轉錄和蛋白質的翻譯等,可以用動畫的形式栩栩如生地將動態的生命過程展現在學生面前。一方面提高學生對知識的理解能力,另一方面又加深了印象,激發了學生的學習興趣和熱情。此外還有一些應用性知識的介紹,如基因芯片、DNA序列測定等技術,在我們目前的實驗條件下無法讓學生去親自實踐,通過觀看錄像和視頻使學生對這些技術形成立體的、形象的體驗,加深了學生對于技術原理的理解和掌握。分子生物學課程是建立在實踐基礎上的科學,在實踐教學中筆者采用了“任務驅動”的教學模式,傳統的實踐教學模式是由教師準備好實驗材料,傳授給學生操作方法、注意事項等,學生只需按步驟操作即可,在教學過程中完全處于被動地位,即使完成了實驗操作,對整個過程的印象很淺,教學效果不理想。為了調動學生的積極性和主動性,我們采用了任務驅動的方法,將學生劃分為若干小組,每個小組分配給一定的任務,各小組自主查閱資料,配制藥品,準備材料,獨立完成整個實驗準備和實驗操作過程,然后以小組為單位進行討論和經驗總結。在整個過程中學生是主體,教師提供必要的指導和幫助。在這樣實踐過程中,學生既要動手又要動腦,充分發揮了主觀能動性,大大提高了實踐能力,加深了對知識的理解,取得了良好的教學效果。2.2.2基于社交媒體的自主學習平臺建設。老子說:授人以魚,不如授人以漁。任何一個教師都不可能在幾十個學時里把本學科的知識全部講給學生,而且知識永遠都是在不斷更新和發展的。這就要求學生必須要有較強的自主學習能力。對于大學階段的學生來說,掌握科學的學習方法和良好的習慣對于學生的發展至關重要。我們主要通過促進學生自主學習和合作學習的方法來培養學生形成良好的自學習慣。根據當代大學生樂于接受新事物的特點,在學生群體中建立分子生物學課程學習交流的QQ群、微信和微博,通過構建這些基于社交媒體的平臺,培養學生自主學習和合作學習的能力,通過師生之間的交流互動了解學生的學習動態,調整教學方法以提高教學效果。以這些學習平臺為基礎,引導學生結成學習小組,通過小組內的分工協作和交流溝通,互相幫助,達到優勢互補,在提高學習的積極性的同時,也培養了學生的合作意識和團隊精神。

2.3教學評價體系的改革

以往的評價方式主要是通過期末考試“一考定終身”制度,有時不能全面、科學地考核教學效果和學生的實際水平。我們在實踐中設計出了一套綜合考評方法,將期末綜合成績分成兩部分:一是平時成績占期末考評的30%。主要通過平時作業、隨堂的單元考試和小論文來考評,使教師可以及時掌握學生的學習狀況,也調動了學生平時的學習積極性。二是期末考試占70%,在試題的設計上增加主觀題的分值,減少客觀題的比重,主要考學生對基礎理論知識的掌握及靈活運用能力。通過采用這種多元化的評價方法,提高了學生學習的主動性,改善了教學效果。

3結語

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關鍵詞:在線課堂生物化學分子生物學實驗教學改革

信息技術的飛速發展,不僅帶動各行各業蓬勃前進,同時對于教學模式的變革和創新提供支持。傳統的授課方式隨著“數字原住民”的新生代成長而日漸力不從心。“數字化”、“互聯網+”、“云平臺”等大量新名詞在教學改革中被廣泛的提及。基于信息技術的網絡化教學平臺可以充實教學資源,拓展學生知識范圍,突破學習時空限制,以及培養學生學習自主性。基于信息技術的在線課程的建立為實驗課程的教學模式改革提供了一個線上線下教學互動平臺及途徑。

生物化學和分子生物學都是在分子水平上探討生命本質,研究生物大分子結構與功能、物質代謝與調節及其在生命活動中的作用。這兩門課程是現代生物科學領域內各學科共同需要的基礎知識。而生物化學與分子生物學的實驗教學是高等教育人才培養系統中不可或缺的關鍵環節,是理論知識的補充和延伸,鍛煉學生分析問題-解決問題的實際運用能力以及培養自主創新能力有著不可替代的重要作用。在完成基本實驗技能訓練的同時,加強學生獨立性、創造力和團隊合作精神,培養科學嚴肅求真務實的科研態度。

一、創設情境,提出問題,建立任務式教學方式

任務型教學法是以學生為主體,強調學生在教學過程中主動參與學習并全面發展的一種“構建主義”的教學模式[1]。這種先進的教學理念促進學生在學習過程中將理論與實踐有機的聯系起來,更深入更全面的掌握知識,達到更好的教學效果。由此可將實驗教學創設情境,根據內容設計任務或提出問題,通過任務或問題的逐步解決,最終達到學生自主預習并激發學生求知欲的目的。生物化學實驗部分的內容與生活、健康以及生產密切相關,可將實驗內容轉化為學生日常所見現象的驗證或提出“是真的嗎?”的真假判斷,激發學生對于實驗內容中隱藏的原理探究。而針對分子生物學實驗內容與科研的相關性,將內容拆分為較為簡單的多個問題,對每個問題都以科研論文的方式進行描述、總結和討論,最終通過解決多個問題完成實驗目標。這樣通過前期生物化學實驗的開展,利用興趣引導學生喜歡學習;再通過分子生物學實驗的科研化培養,進一步提升學生分析解決問題的能力。由于將實驗任務化,因此任務的設置至關重要。生物化學實驗的問題需要具有趣味性,并且難度循序漸進,各實驗有相關性。通過完成較為簡單的第一個任務,才能在此基礎上完成下一任務,將學習轉變為游戲通關。而分子生物學實驗由于研究內容相對更微觀抽象,所以問題設置需要簡單化、邏輯性強的特點。這樣通過將學習轉變為游戲、任務及科研的訓練,達到更好的教學效果。

二、資源立體化利用,補充教材內容,拓寬學生知識獲得渠道

生物化學與分子生物學是以實驗作為基礎的科學,是培養學生開拓精神和創新能力的有效方法。但目前的授課方式僅面授實驗原理、方法和儀器使用等較為固化的知識,沒有達到實驗課程的培養目的。借助在線課程平臺,將網絡資源效用最大化,給枯燥的面授提供先進理念和方法,拓展學生接受知識的途徑和層次[2]。例如美國冷泉港實驗室(CSHL)是專門從事生命科學基礎研究,教育培訓和科普知識傳播的綜合性研究所。從中走出八位諾貝爾獎得者,孕育并推動了分子生物學的誕生及發展,它被譽為世界生命科學的圣地和分子生物的搖籃。將其與實驗課程相關的教育和科研資源投放到在線課程平臺,借助世界領先的文本資源和視頻動畫多角度刺激學生的感官,激發學生思維。再以虛擬仿真平臺加以輔助,將創新思維在有線的條件下得以實踐,最大程度的激發學生學習的熱情和動力。同時基于互聯網的在線課程平臺是交流討論的良好沃土[3],學生與學生,學生與老師進行交流與討論也是新的一種學習方式,在互動中自我分析-推翻-論證-總結,充分立體利用信息化資源達到理想教學目的。

三、“小老師”+小班教學,多角度調動學生積極性

如何在課堂上更好的檢驗預習效果并規范化學生的動手操作,準確詳實的記錄結果,嚴謹反思實驗現象,這成為提高實驗課教學效果最重要的環節。實驗課程是以學生為主體的實踐,因此在課程中時刻需要學生的參與。將授課對象變為授課主體,學生充當“小老師”既能使教師檢驗其預習效果,把控授課重點難點,又能調動學生的參與積極性,也從語言表達以及邏輯思維方面磨煉學生,真正做到多角度多方面鍛煉學生能力的效果。而作為實驗課程中最重要的操作環節以及對實驗結果的準確記錄與深刻反思,則需通過小班教學的方式來完成。小班教學能夠使每個學生得到教師更多的關注與幫助,從而使普及教育提升為精英教育,同時讓學生感受到自己被重視而更加積極努力的完成實驗課程[4]。

通過在線課程平臺,提前任務或問題,學生查閱平臺提供的各種資源及教材,進行網絡討論,利用虛擬仿真模擬結果達到自主預習的目的。在課堂上對問題給出自己的分析,鍛煉其表達、邏輯思維能力以及辨析能力。小班教學促使教師詳細掌握每個學生情況,細致規范操作,嚴格督促實驗記錄準確性,積極啟發對實驗結果的思考。

參考文獻 

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關鍵詞:創新能力培養;課程體系優化;教學模式改革;科研訓練加強

中圖分類號:G640 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)15-0045-03

“創新是一個民族進步的靈魂,是國家興旺發達的不竭動力。而教育是知識創新、傳播和應用的主要基地,也是培育創新精神和創新人才的重要搖籃”[1]。培養富有創新精神和創新能力的高級人才是新時期高等教育的首要任務。2007年,教育部在教高[2007]1號文《教育部財政部關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》中指出“高等教育肩負著培養數以千萬計的高素質專門人才和一大批拔尖創新人才的重要使命”。其中,實驗教學是達到這一目的的重要手段,是對學生進行創造性實踐能力培養的重要環節。分子生物學、基因工程和酶工程是實踐性很強的生命科學核心學科,其實驗技術歸于生物技術類,生物技術成為新世紀科技革命的重要推動力量,作為主導產業逐漸滲透影響人類生存和發展的方方面面,體現了一個國家高科技創新能力,而教育創新必須強化實踐教學[2]。這就要求實驗教學必須跟上學科發展的步伐,需認真分析實驗教學的現狀和特點,進行有益的改革探索和嘗試,以達到激發學生創新實踐熱情,著力于提高學生創新實踐能力的目的。我們探討了通過多種形式、不同層次、多個角度的實驗實踐課程體系改革培養具有創新思維與創新能力的醫學生物科學交叉人才。

一、優化課程體系

1.修訂完善培養方案。生物科學創新人才的培養是一個系統工程。要有一套符合教育規律和突出創新能力的培養方案。為21世紀適應生命科學與技術的發展,滿足國家對生命科學與技術高水平創新創業人才的需求,本著“加強基礎、拓寬口徑、強化實踐、注重能力、優化體系、提高素質,堅持以學生為本,融知識、能力、素質全面協調發展”的教育思想觀念,以加強實踐教學作為提高教學質量、培養創新人才的重要途徑,構筑以能力培養為主線,分層次,相互銜接的科學、合理、優化的實驗教學新體系。在現有生物科學專業培養方案的基礎上,通過與相關學科、教研室溝通協調,建立三個水平的綜合實驗課程,即宏觀水平、細胞水平和分子水平,使學生在課堂上的理論知識能夠體現在實驗課程中。本教研室針對所任教的課程群,主要建立分子水平的綜合實驗課程。針對這部分綜合實驗課程,修訂的培養方案中在大學二年級完成理論驗證實驗、基本型實驗,保證學生基本專業素質和基本實驗技能的培養;大學三年級上完成探索性實驗,充分發揮學生學習興趣,發展學生分析問題、解決問題的能力,訓練學生的實際科研能力和科學的思維方式;大學三年級下完成創新型實驗,增加實踐環節,突出綜合創新性實踐內容,培養學生實踐創新能力。并繼續開展畢業生跟蹤調查和用人單位調查,使培養方案適用社會經濟發展需要。

2.構建了獨立系統的實驗課程體系。針對生物科學專業課程的特點,將原有的高級生物化學技術、分子生物學、基因工程等實驗課進行有機整合,形成一門“生物技術綜合實驗”實驗課程體系。覆蓋了生物化學、分子生物學、高級生物化學技術、基因工程等課程的核心內容,具有系統性和科學性,培養學生的創新思維和獨立分析問題、解決問題的能力。并優化與重組實驗教學內容,教學內容分兩部分:第一部分為基本實驗技術與技能訓練。第二部分為綜合性設計性實驗,以基因工程技術為主線,內容涵蓋分子生物學、高級生物化學、生物化學三個專業領域。在第一部分實驗課同時查閱資料選擇實驗內容。主要以解決問題為目的,對不同實驗進行整合。如怎樣在體外獲得神經生長因子為例,把聚合酶鏈反應,基因重組、基因導入、發酵罐培養、蛋白質分離純化和性質測定等實驗串成一個整體。在此基礎上,后續開設了“探索性實驗”,并于2011年啟動實施了“大學生創新性實驗計劃”,旨在培養大學生從事科學研究和探索未知的興趣,激發大學生的創新思維和創新意識。在全校范圍內選拔具有博士學位與副教授以上職稱的骨干教師擔任創新性實驗項目的指導教師。以指導教師在研科研項目為依托,按照“自主選題、自主設計、自主實驗、自主管理”的原則,擇優遴選項目予以立項,項目來源于國家自然科學基金、衛生部重點實驗室基金和省級科研項目,內容涉及神經生物學、腫瘤分子生物學、病原微生物學、遺傳學、免疫學等多個學科。創新性實驗項目的實施,在提高學生分析問題和解決問題的能力,增強學生的動手能力和創新能力,充分調動學生學習的主動性等方面,起到了良好的效果,從而進一步獲得多項國家級和省級大學生創新項目。

二、改革教學模式

實驗教學是高校教學工作中的重要組成部分,實驗教學方式對學生綜合素質的提高以及自主能力和創新思維的培養均有著重要的作用[3]。我們在對實驗教學中出現的問題進行分析的基礎上,不斷進行教學模式的改革,增加教學活動形式的多樣性,激發學生積極主動的思維。

1.實施實驗室小班授課。邊講邊做,使教學由原來的形式簡單、內容枯燥變為形式靈活、內容豐富,對知識點的剖析由表及里,深入淺出,一目了然,實現了課堂教學與實踐的完美統一。

2.PBL式實驗教學方法探索。開放實驗室,主要目的是通過學生自己設計、自己完成實驗把以前學到的理論、技術融會貫通地用到實際課題中去,使理論與實踐更好地結合,提高學生創新性思維和獨立分析并運用科學實驗解決問題的綜合能力。

3.將科研項目融入課堂教學和課程設計中。學生參與青年教師或研究生課題討論和操作中,提高了生物技術的實踐能力和科研開發能力,鍛煉了團隊合作精神。鼓勵和輔導學生撰寫科研論文,鍛煉學生論文撰寫能力。

4.轉變考試內容和方式,建立一體化學習評價體系。將理論知識考核與綜合能力考核相結合,全面地考核學生對理論知識的掌握和實際動手能力的掌握情況。平時考核成績占20%,期末進行占30%比重的實際操作綜合能力考核和比重占50%的試卷考核,使學生重視平時各知識點的學習和實際動手能力的提高,使學習評價體系更加合理和完善。

5.生物技術綜合實驗課程多媒體教學課件的制作。為使實驗教學更直觀,本課程所有實驗操作全程錄像,制作成網絡格式課件。本課件在安徽省第一屆教育軟件大賽中獲三等獎;并在此基礎上建立了分子生物學網絡課程。

6.綜合性實驗教材建設和應用。在開設這些實驗課程中,我們深感實驗指導教材的重要性。但由于當時國內還缺乏系統、有針對性的適合我校生物科學專業、實用的實驗指導教材,所以我們編寫了一套簡明實用、適合學生和初學者使用的《分子生物學實驗指導》(2006年12月,學校出版)和《生物技術實驗指導》(2008年8月,學校出版)。目前仍在繼續采用《生物技術實驗指導》作為生物科學專業、研究生和醫學檢驗專業的“分子生物學技術”實驗教材。

三、加強科研訓練

本著倡導以學生為主體的研究性學習和創新性實驗改革,調動學生的主動性、積極性和創造性,提高創新實踐的能力培養水平的目的。將探索性實驗列為必修課程,通過學生根據指導教師科研項目自主選擇并分組,采用“教師點撥為輔,學生自主實驗為主”的教學模式,要求學生從教材和參考書中尋找有關原理作為實驗設計依據,制定實驗方案,自己確定處理因素、實驗對象和儀器設備,自定實驗方法和步驟,最后完成實驗并撰寫科研論文,教師在過程中給予必要的指導和輔助,使實驗教學過程成為學生自己研究探索的過程。在國家級和省級大學生創新項目的資助下,全系60%學生參與創新性實驗研究。探索性、創新性實驗的開設,激發了學生的創新熱情,增強了學生的創新意識和能力,提高了學生分析問題和解決問題的能力,增強了學生的動手和創新能力,獲得一定的科研成果;參與的大學生動手能力增強,實踐技能突出,極大地提高了其就業競爭力;人才培養質量得以提升,用人單位滿意度較好;大學生創新能力培養的實踐對教師提出了更高的要求,推動了教師從事科研工作的熱情和積極性,形成了教學與科研相互促進、教與學雙向互動的良好氛圍;

四、創新性師資隊伍的建設

在生物技術專業創新人才培養中,教師是主導,沒有創新性師資,不可能培養出創新性人才,因此提高了教師素質要求,培養和引進了一批具有合理梯隊的教師隊伍;其次,由于教學方法、手段涉及討論式、研究式教學,類似于PBL教學模式,因此要求教師具有豐富的分子生物學、基因工程、酶工程、遺傳學、細胞生物學和醫學背景,我們一方面在遴選教師時注重交叉學科的知識背景,一方面不斷送出去培養,并且考慮到實驗技術人員隊伍建設是基礎,只有建設一支高素質的高校實驗技術人員隊伍,才能更好地實現培養創新性人才的教育目標[4],因此鼓勵青年教師和實驗技術人員參加各類培訓,拓展知識面;再次,針對創新性能力培養的教學目標,在師資隊伍建設中,擇優選擇一直活躍在科研第一線的青年教師,以科研帶動教學。

教學實踐表明,生物技術綜合實驗課程教學,小班授課環境,教學與實驗相結合,教學與科研相結合,網絡教學的教學模式,極大地調動了學生的學習積極性,教學質量和水平得到很大提高,學生基礎知識扎實,生物技術實際動手能力和就業競爭力增強。生物技術綜合實驗課程體系建設,使學生在宏觀上對生物技術有較深入的理解,并把幾門課程實驗教學有機地結合,培養學生動手和創新性思維能力。已成為我校生物科學專業常規實驗教學內容,并拓展到研究生和藥學、藥檢專業分子生物學技術課程的開設;培養的學生基礎知識扎實,生物技術實際動手能力強,更符合社會需要。從實習單位和用人單位的調查反饋表中反映出對我校生物科學專業學生思維能力和實踐能力的高度評價,畢業生深受用人單位歡迎。

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基金項目:安徽省教學研究重點項目(NO:2012jyxm302);安徽省專業綜合改革試點(NO:2012zy048);蚌埠醫學院教學研究項目(NO:jyxm1147,1322,1325)。

篇10

進展突出表現在:(1)一大批生物基因組測序,2003年完成的人類基因組計劃之后,其他4000多種生物的基因組作圖和測序也陸續完成。形成了結構基因組學、功能基因組學、比較基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、表型組學和代謝組學、RNA組學等新興領域。(2)生物信息學迅速發展。(3)發育生物學研究不斷深入。發育生物學一直是生命科學中的前沿學科之一。(4)干細胞研究的快速發展。干細胞具有在體外大量增殖和分化為多種細胞的潛能,目前干細胞的定向分化、自我更新的可塑性等是重要的基礎研究。(5)小分子RNA的發現和對其功能研究是近10年來分子生物學領域最突出的熱點之一。(6)從研究神經網絡的結構和神經信息處理機制入手。(7)全球變化、生物多樣性和生態系統可持續發展成為宏觀生物學研究的熱點和前沿問題之一。(8)生命科學基礎研究已成為農業科技創新的源頭動力,動植物育種進入一個嶄新的時期。(9)生物科學與其他學科的交叉和滲透更加廣泛與深入。

高校生命科學課程改革發展趨勢

(一)課程、教材內容的更新和現代化

1.課程、教材內容的更新和現代化

課程改革的實質是課程的現代化。我們要根據現代生命科學發展趨勢、前沿、熱點,實現生命科學課程、教材內容與結構的更新和現代化,不斷容納生命科學的前沿與新興領域,更加側重前沿,更加側重基礎,尤其是學科發展的前沿以及對學科的發展具有重要作用的領域。新的前沿領域或新的學科生長點,要堅持反映現代、融入前沿的原則,課程內容更新、更現代化主要是通過教材更新來實現的,所以我們要把編制新教材(或外文原版)放在核心位置,創新現代化的課程、教材新內容和新體系。北京大學生命科學院完成編寫了高水平的《生物化學》《分子生物學》《細胞生物學》《遺傳學》《植物生理學》《動物生物學》《植物生物學》等教材,其中《生物化學》《細胞生物學》《植物生理學》當時被列入國家教委生物學科重點教材,另編寫有國家級生物學教材3種,規劃編寫45本教材。清華大學將培養學生影響最大、最重要的課程納入精品課建設計劃,2005年就已立項建設精品課共105項。

2.課程內容國際化

積極開展國際合作與交流。在生命科學的前沿、新興領域、生物多樣性以及生態學與國際組織開展農業科學合作研究[1]。清華大學為使教學內容與國際先進水平接軌,教學內容處于國際先進水平,早在2000年以前,生物化學課程選定A.L.Leeehnig的Principle-ofBiochemistry作為基本教材,這門課程的教材與課堂板書全部采用英文。其他的幾門必修骨干課和部分選修課也采用了國際上最新的教材作為參考書并隨時更新。清華大學大四開設高水平的選修課10門:生物工程導論、基因分子生物學、膜生物學、分子酶學、神經生物學、分子免疫學、發育生物學等。以下是北京大學生命科學學院大三、大四現在開設的課程,體現了課程的專業性和現代化。

大三:生物化學(下),生物化學實驗,基礎分子生物學,基礎分子生物學實驗,微生物學,微生物學實驗,普通生態學,細胞生物學,細胞生物學實驗,遺傳學,遺傳學實驗,免疫學,文獻強化閱讀與學術報告。大四:生物技術制藥基礎,現代生物技術導論,生物學綜合實驗。還開設選修課為:生理學實驗,免疫學,文獻強化閱讀與學術報告,生物技術制藥基礎,現代生物技術導論。

(二)基礎科學知識居重要地位

基礎科學的知識在科學和技術的發展中起著很重要的作用。我國“863”計劃的八個領域,大都是從基礎科學實驗室里發展起來的,上世紀50年代初的遺傳密碼研究出來了,分子生物學研究出來了,遺傳工程研究出來了,這些都是在原子、分子的結構研究得比較清楚的基礎上,掌握了規律。我們必須加強基礎、素質教育。使學生掌握具有普遍意義的科學思維方法,提高他們的綜合素質。北京大學始終把加強基礎課程建設作為教學改革的重點,把學科體系中處于基礎地位的重要專業必修課定為主干基礎課。課程改革要加強增大基礎課的比例和教育。各高校主要采取大一、大二加強基礎科學知識的教育:開設公共必修基礎課、理科必修基礎課、專業必修基礎課。

(1)早在九五期間,北京大學生命科學學院開設了8門專業基礎課:生物化學、分子生物學、細胞生物學、遺傳學、植物生物學、動物生物學、植物生理學、基礎分子生物學。并確立了15門核心課程,要求學生用兩年時間完成這些課程的學習。(2)清華大學生命科學學院則是在低段開設專業基礎必修骨干課程7門:普通生物學、生物化學、細胞生物學、微生物學、分子生物學、生理學、生物物理學。開設基地班重點建設課程:生物化學、生物化學實驗。(3)經十多年的發展、改革與創新,北京大學生命科學學院的課程在大一、大二更加強化了課程的基礎性。大一開設:高等數學(一、二),普通化學,普通化學實驗,植物生物學,植物生物學實驗,物理學(一),分析化學,分析化學實驗,動物生物學,動物生物學實驗,生物學野外實習。大二開設:物理學(二),有機化學,有機化學實驗,物理化學,物理化學實驗,計算概論及上機,算法與數據結構及上機,普通物理實驗,生物化學(上),生理學,生理學實驗,生物統計學。

(三)課程、教材綜合交叉

科學發展一方面不斷分化和更加專門化,分支學科層出不窮,又高度交叉綜合,以高度綜合為主的整體化趨勢。許多高科技的研究開發,需要多方面的綜合知識才能突破而出成果。

1.學科之間交叉融合和滲透

前沿科技領域呈現群體突破的態勢,導致新學科誕生。生命科學多學科交叉的研究、多學科的交叉與融合,新的交叉、邊緣學科的興起和發展。這些科學往往代表了生命科學研究的前沿和熱點。

2.多種方法、思維研究

自然科學學科間的交叉滲透促進了生命科學的發展,生命的現象與規律是多維的、復雜的,僅靠現有的生命科學的知識與方法來開展研究,很難系統地、全面地、準確地揭示真正的生命本質。因此,未來生命科學要將手段、技術和方法的創新納入重要的領域,予以優先發展,大力提倡學科交叉,用其他學科的理論思考生命活動的規律,鼓勵發展原創性方法和技術。主要涉及的學科如認知科學、心理學、生物力學、組織工程學等。要注意不同學科的思想、方法的碰撞與融合。

3.課程和教材交叉融合和滲透

我們必須根據生命科學綜合交叉化趨勢,創新交叉綜合的科學知識、課程和教材,不僅在學科內、還要在學科間構建相互交叉融合、相互聯系滲透、綜合的課程。如北京大學生命科學學院,原來設置的植物學,由植物分類、形態、生理、生態的知識聯系起來,綜合重新編制改為植物生物學;同樣動物學也改動物生物學;北京大學生命科學學院“生物基地班”將生物化學中信息及調控部分放入分子生物學,將內容擴展后開設了基礎分子生物學。

(四)課程、教材、教學計劃多元化

各高校生命科學院可根據自己的具體情況科學的、靈活的設置課程。1.必修計劃大一、大二開設公共必修基礎課、理科必修基礎課、專業必修基礎課。例如:北京大學生命科學院現在本科四年開設的課程:(1)基礎課大一、大二開設公共必修基礎課,理科必修基礎課和專業必修基礎課。

大一:高等數學(一、二),普通化學,普通化學實驗,植物生物學,植物生物學實驗,物理學(一),分析化學,分析化學實驗,動物生物學,動物生物學實驗,生物學野外實習。

大二:物理學(二),有機化學,有機化學實驗,物理化學,物理化學實驗,計算概論及上機,算法與數據結構及上機,普通物理實驗,生物化學(上),生理學,生理學實驗,生物統計學。(2)專業課大三、大四開設必修專業課。

大三:生物化學(下),生物化學實驗,基礎分子生物學,基礎分子生物學實驗,微生物學,微生物學實驗,普通生態學,細胞生物學,細胞生物學實驗,遺傳學,遺傳學實驗,免疫學,文獻強化閱讀與學術報告。大四:生物技術制藥基礎,現代生物技術導論,生物學綜合實驗。2.選修計劃低段開設通識選修課。

北京大學對必修課作了一定的壓縮。增大選修課的比例。許多高校突破專業選修課的范圍,開設跨學科、跨年級、跨系別的選修課程。大三普遍增大專業任選修課的比例。大四還開設選修課:生理學實驗,免疫學,文獻強化閱讀與學術報告,生物技術制藥基礎,現代生物技術導論。3.特色優勢計劃教材多樣化、教學方法多樣化、教學模式多樣化等。

(五)課程、教材知識應用性

進入知識經濟時代,必修課和選修課的教學中,尤其是選修課中我們要滲入高科技的教育和研究。

(六)課程、教材個性化

北京大學實行靈活的自由選課制度和轉系、轉專業制度。謀求學力水準、速度的個別化,尤其電腦、網絡的運用,學分制及教學計劃的多樣化,加大選修課比重,增大了課程的靈活化、彈性化,發展、培養學生的自學能力,發展個性。還有科學與人文整合的趨勢,課程設置在價值體系上的整體融合趨勢。

確立課程、教學內容和結構編制原則、教學培養模式

理科本科學制四年,要著力加強素質教育。許多大學本科教育修訂了新的教學計劃,要堅持培養知識面寬,基礎扎實,能力強,素質高的專門人才的專業口徑要進一步拓寬,專業目錄中的專業種數要進一步精簡。

(1)北京大學提出了“加強基礎,淡化專業,因材施教,分流培養”的16字教學改革方針。專業基礎和通識教育并重。要按科學性原則、高校生命科學課程發展趨勢及生命科學、科學技術發展趨勢改革,科學創新高校現代生命科學課程。即要按專業基礎和通識教育并重;課程、教材要融入、體現先進的內容和結構,現代教學方法、教材的可讀性,即反應現代,融入前沿的課程現代化原則;“綜合交叉”的知識結構即綜合化原則;課程多樣化原則;應用化原則;增加選修課比例,增大課程的靈活性、彈性化原則;“因材施教,分流培養”

即個性化原則;還要求課程設置在價值體系上的整體融合;科學與人文的結合;重視思想性;實踐性,加強動手能力、科研能力的能力培養原則。我們本科階段的課程、教材、教師要注意在系統和重點的基礎上劃分授課范圍,減少重疊內容,特別就課程間教學內容的重復問題和銜接問題。

(2)教學模式多樣化。本科教育,要確立“課堂教學、學術活動、科學實驗”為主體的教學模式,融課堂教學、實踐教學、科學研究為一體,把義務教育與素質教育相結合,知識傳授與能力培養相融合。

教學模式多樣化:有條件的學校,學生進校就定向,確定直讀碩士、直讀博士人選;實行聯合培養,跨學校、中國科學院、外國大學交流培養等辦學制度

。北京大學全面推行雙學位和輔修制度,還設立“暑期學校”(小學期)