高級動物生物化學教學模式探討

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摘要:高級動物生物化學是畜牧學、獸醫學、水產養殖、食品科學等相關專業碩士研究生的核心課程，在研究生課程教學體系中占有重要地位。筆者就該課程的教學內容設置、課程教學形式、考核方式、教學思路和方法以及突破的教學難題等方面進行了整體介紹，以期為相關高校專業教師提高教學質量及研究生提高學習效果提供參考。

關鍵詞:高級動物生物化學;研究生課程;教學模式;科研創新能力;教學改革

隨著我國創新型國家建設步伐的加快，研究生教育的發展也日漸迅速。近年來，研究生隊伍不斷擴大，如何提高研究生的培養質量是各高校及相關教師關注的重點。高級動物生物化學課程是相關畜牧、獸醫、水產、食品等學科研究生教育的專業基礎課之一，筆者結合多年的教學經驗及天津農學院動物科學與動物醫學學院的教學實際，以提升研究生的科研創新能力為教學導向，就該課程的教學內容設置、課程教學形式、考核方式、教學思路和方法以及突破的教學難題等方面進行了整體介紹。

1課程性質及地位

高級動物生物化學是相關涉農高校、師范院校及綜合性高校研究生課程體系中的一門重要專業課，是畜牧學、獸醫學、水產養殖、食品科學等相關專業碩士研究生的核心課程。該課程是對本科基礎生物化學課程教學的提高和深入，又是研究生學好分子營養學、分子生物學、分子病理學、分子病毒學等課程的前期基礎［1－2］。該課程的學習對提高研究生的科研素質、培養其科學精神和創新能力都有重要作用。天津農學院在2007年獲得碩士學位授予權，從那時起就開始為“基礎獸醫學”“預防獸醫學”“臨床獸醫學”“動物源性食品安全與營養學”“水產養殖”和“漁業資源”等二級學科的碩士研究生開設高級動物生物化學課程，至今已有11年的歷史。從最初的每屆20多名研究生，到現在的每屆60多名研究生，高級動物生物化學作為這些專業的核心學位課程，在天津農學院研究生培養過程中發揮了重大作用。在多年的高級動物生物化學課程教學過程中，課程組教師逐步完善了教學內容體系，數年前課程組教師編印《高級動物生物化學講義》(內部印刷)，對本課程的教學起到了重要推動作用。2011年至今，課程組教師進一步完善和提升了課程相關教學工作，期間進一步編制完善了教學大綱、教學內容、教學計劃等有關材料，制作了高級動物生物化學的多媒體課件，形成了適應新時期研究生教學要求的教學內容體系，大幅度調整和更新了相關教學內容，尤其是增加了高級動物生物化學學科前沿相關內容，教學形式也更加靈活，注重挖掘和鍛煉研究生自身的科研潛力等。通過一系列教學改革，使該課程的教學質量及研究生的創新能力得到明顯提升。

2基于科研創新能力培養的課程教學內容設置

在教學內容設置、教學形式以及考核方式等方面，課程組教師在調研國內同類高校教師有關高級動物生物化學教學內容設置的基礎上，結合本校教學實際，并綜合考慮課程的“邏輯性、系統性、前沿性、創新性、興趣性”的五性要求，提出了天津農學院高級動物生物化學教學內容的四大模塊，即機體代謝的聯系和調節模塊、組學模塊、生物化學核心實驗技術理論模塊和生物化學學科前沿進展模塊，以便更好地適應培養創新型人才的需要，旨在為培養具有扎實科研創新能力的高素質專業人才及提高研究生培養質量發揮積極作用。2.1機體代謝的聯系和調節。模塊動物的健康生長取決于機體代謝的有條不紊，進一步加深對動物機體代謝聯系和調節機理的理解和認識，對培養生命科學相關專業研究生的理論素養具有重要意義，因此該課程專門設置了這一重要模塊。該模塊包括5個專題，即血液生物化學、肝臟生物化學、物質代謝的聯系和調節、基因表達調控、細胞信息傳遞。專題一“血液生物化學”重點介紹血液的基本成分與功能、血漿蛋白質、紅細胞代謝、白細胞代謝、鐵的代謝等;專題二“肝臟生物化學”重點介紹肝臟在物質代謝中的作用、生物轉化作用、膽汁酸代謝、膽色素代謝與黃疸等;專題三“物質代謝的聯系和調節”重點介紹物質代謝的特點、代謝途徑間的聯系、物質代謝的調節網絡等;專題四“基因表達調控”重點介紹基因表達概述、原核基因轉錄調節、真核基因表達調控等;專題五“細胞信息傳遞”重點介紹信息傳遞體系、信息傳遞途徑、信息傳遞途徑間的交互聯系、信息傳遞網絡、信息傳遞與疾病等。2.2組學模塊。組學是現代生命科學相關學科研究的熱點和前沿，對揭示生命現象的分子機理有重要作用，因此課程設置組學模塊以利于研究生追蹤分子生物學理論前沿，有助于培養研究生的科研興趣和創新思維。該模塊包括4個專題，即蛋白質組學、基因組學、糖組學、人類基因組計劃。專題一“蛋白質組學”重點介紹蛋白質組學概述、常規蛋白質組學研究技術、應用等;專題二“基因組學”重點介紹基因、基因組、功能基因組學、比較基因組學等;專題三“糖組學”重點介紹糖組學的背景及研究意義、糖組學的研究策略、糖組學研究技術進展等;專題四“人類基因組計劃”重點介紹人類基因組計劃產生的歷史背景和發展歷程、解讀生命的“天書”———人類基因組序列圖、人類基因組計劃對未來醫學的重大影響、人類基因組計劃研究的倫理問題等。2.3生物化學核心實驗技術理論模塊。掌握扎實的相關實驗技術是學好高級動物生物化學課程的基礎，因此課程組教師在教學安排上專門設置了核心實驗技術理論模塊［3－4］。該模塊包括5個專題，即功能基因組學主要研究技術，高通量篩選概況，核酸提取及常見問題分析，PCR常見問題、原因分析及其對策，Western－blot的問題與對策。專題一“功能基因組學主要研究技術”重點介紹生物芯片技術、轉基因和基因敲除技術、RNA干擾技術等;專題二“高通量篩選概況”重點介紹高通量篩選發展歷程、定義、特點及組成、模型及其評價、常用檢測方法及原理、中藥篩選中的應用、部分儀器、相關分子生物學軟件、我國研究概狀及存在問題等;專題三“核酸提取及常見問題分析”重點介紹核酸提取及常見問題分析、原因分析及其對策，DNA提取方法，DNA提取常見問題，、原因分析及其對策，RNA提取方法，RNA提取過程等;專題四“PCR常見問題、原因分析及其對策”重點介紹PCR技術簡介，PCR常見問題、原因分析及其解決方案，提高PCR反應特異性的策略，以及RT－PCR常見問題、原因分析及其對策等;專題五“Western－blot的問題與對策”重點介紹Western－blot方法選擇、檢測系統比較、檢測方法、影響Western－blot成功的要素、常見問題分析與對策等。2.4生物化學學科前沿進展模塊。生物化學學科涉及面廣，理論及實驗特色均較明顯，學科發展日新月異，課程設置該模塊旨在通過查閱、講解本學科最新的前沿文獻，豐富課堂教學內容，激發學生的學習興趣，挖掘學生自身科研潛能，鍛煉學生的語言表達能力等，重點體現課程教學內容的前沿性、開放性特點。課程采用教師課堂講授和研究生上臺講解相結合的方式，突出培養研究生的文獻查閱、PPT制作、語言表達、提煉科學問題、解決科學問題等科研創新能力。該模塊內容根據每年生物化學學科的發展變化，教師和研究生分別對有關前沿文獻進行講解交流。

3基于科研創新能力培養的課程教學形式改革

采取教師課堂講授和研究生上臺講解相結合。研究生教學不同于本科生教學，本科生教學重在知識傳授，注重授課教師的課堂講解，而研究生教學應注重學生科學精神、科學研究思維、創新意識等綜合科研創新素質的培養［5］。因此，高級動物生物化學課程改變以往以授課教師講解為主的課堂教學形式，由授課教師主講課程的前3個模塊(機體代謝的聯系和調節模塊、組學模塊、生物化學核心實驗技術理論模塊)，在第四模塊(生物化學學科前沿進展模塊)中采取教師主講1篇或2篇最新的生物化學學科前沿文獻，為研究生做示范，之后安排研究生上臺講解自己查閱的前沿文獻。通過這種具體的課堂展示實踐培養研究生的科學素養和研究思維。

4基于科研創新能力培養的課程考核方式改革

課程組教師注重研究生科研創新能力的多元評價模式。一改傳統的“一錘定音”的考試方式，采用上課出勤情況、查閱文獻的新穎程度及科學價值、PPT的制作水平、講解文獻的能力表現、回答師生提問的能力、提出科學問題及分析問題的能力等方面進行綜合考核，平時記錄這些單項成績，期末將這些單項成績進行匯總統計，最后給出綜合成績。這種考核方式激發了研究生的主動學習潛能，鍛煉了研究生的英文文獻查詢、閱讀及思考科學問題的能力，使學生更易結合導師的研究方向，較早地找到自己的科研興趣點，為之后的課題研究工作打下堅實的基礎。

5基于科研創新能力培養的課程教學思路和方法改革

課程組教師在實際教學過程中，結合不同模塊教學內容的特點，參照參考文獻［6－8］采取靈活多樣的教學方法、方式及策略來加強研究生對課程的學習及其科研創新能力的培養。重點突出以下5種教學思路和方法。5.1采用“案例教學法”，密切聯系學生日常生活及科研實際為調動研究生課堂學習的主動性，在課堂講授有關模塊專題時，課程組教師將學生學習的生化理論知識和研究生日常生活實際及將來可能開展的科研項目有機結合，加強研究生對高級動物生物化學重點、難點知識的理解和掌握［5］。如在講授“物質代謝的聯系與調節”這一模塊時，教師會將脂肪代謝的理論知識和日常生活中常見的高血壓、高血脂、高血糖緊密聯系，和研究生一起討論交流分析，如“三高”發生的原因和生化機理是什么?“三高”發生和脂肪代謝有什么關系?日常體檢中測定的血液指標，如低密度脂蛋白膽固醇和高密度脂蛋白膽固醇的高低與高血壓的發生又有什么關系?肥胖人群為什么心腦血管疾病發生的概率增加?為降低“三高”的發生，在日常飲食方面應注意哪些問題?通過這些有趣問題的交流探討，提高了學生的學習興趣，培養了其積極思考的意識，提高了其提出問題、分析問題和解決問題的能力，課堂教學效果明顯提升。5.2嘗試將前沿高水平學術報告引進高級動物生物化學課堂在課程教學實踐中，課程組教師積極邀請本市及國內外生物化學學科同行專家走進課堂，為研究生展示動物生物化學學科的前沿進展，讓學生聆聽到先進的學科理論知識，培養學生的科研興趣，同時也學習優秀學者及科學家的科研精神，真正認識到科研的價值及意義，樹立學生將來從事科研的文化自信［3，9］。同時，這種專家學術報告也在很大程度上豐富了課堂教學形式。5.3引導研究生積極閱讀國內外學科前沿文獻查閱最新的專業學術文獻，提煉科學問題，搜索最科學的試驗研究技術，解決科學問題并撰寫英文學術論文，這些都是研究生必備的學術能力［3］。根據多年高級動物生物化學課程教學的積累，課程組教師收集整理了上百篇生物化學方面的國際權威學術論文，相關專業研究生可以根據自己的科研興趣進行選閱，學生通過這些高水平英文學術論文的研讀，既能增強其英文文獻的閱讀能力，彌補其在本科學習階段專業英語學習的不足，又能開闊其科研視野，熟悉英文學術論文的寫作規范，為今后撰寫英文論文打下基礎。5.4注重研究生科研思維的強化，塑造其科學精神在第四模塊“生物化學學科前沿進展”中，特設“生物化學發展史中的重要人與事”這一專題［3，5］。該專題比較系統地介紹了國內外近現代史上對生物化學學科做出杰出貢獻的科學家，如獲得生命科學領域、醫學領域、化學領域的諾貝爾獎得主，這些科學家的生平、重要科研經歷、標志性科研成果、主要科學貢獻等。通過對生物化學學科發展進程中重大歷史事件的介紹，增強了學生對學科重要原理的把握和理解，培養塑造了研究生的科研思維和科學精神。5.5及時更新多媒體課件內容，不斷提高課程教學效果近年來，隨著現代畜牧業的快速發展，動物生物化學學科發展步伐也迅速加快，課程組教師及時將畜牧獸醫理論及生產實踐創新成果補充到課堂教學中，并結合自身的科研工作，及時將最新的科研成果充實到課堂內容中，每學年都及時更新多媒體課件的內容，對教學課件不斷修改完善，使課程教學效果逐年提升。

6課程教學改革解決的難題

6.1解決了以往課程教學內容設置混亂，系統性、邏輯性差的難題新的課程教學內容設置有利于培養研究生的科學精神、科學思維和創新意識，有利于研究生綜合科研能力的培養。6.2解決了教師主體單一授課致使課程枯燥、學生興趣性差的難題新的“教師講授和研究生上臺講解相結合”的教學形式激發了學生的內生動力，為學生創造了展示個人科研潛質的機會，非常利于研究生科研創新能力的培養。6.3解決了以往“一錘定音”式考核不利于評價學生理論素養及其創新能力的難題新的考核方式突出多元綜合評價，從學生課堂互動交流情況、文獻講解情況、出勤情況、期末試卷答題情況等多角度進行考查，最終給出綜合成績，這樣更有利于客觀反映研究生的科研創新素質。

作者:李留安 于曉雪 徐 軍 金天明 單位:天津農學院