发布时间:2024-01-08 14:41:41
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇分子生物学概念,期待它们能激发您的灵感。
关键词:翻转课堂;教学;自主学习
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)38-0260-03
分子生物学是生命科学教学中一门重要的专业基础课程,教学内容涉及生物体中核酸和蛋白质这两类生物大分子的功能、形态结构及其相互关系。实践教学是高校教学工作的重要组成部分,是深化课堂教学的重要环节,是学生获取、掌握知识的重要途径[1]。因此,在分子生物学教学中理论与实验课程具有同等重要的地位,很多高校生命科学专业都单独设立了分子生物学实验课程。
河北大学生命科学学院自2000年设立《分子生物学实验》。多年来,课程依托“河北省级生物实验教学示范中心”,在动物学国家重点(培育)学科,河北省生物学强势特色学科,河北省生物学国家重点培育学科等资金支持下,教学内容不断丰富,教学效果得到显著提升。然而,近年来生命科学发展迅猛,新技术、新方法不断涌现。分子生物学实验是生物类教学基础而又前沿的实践课程,教学内容和方法必须不断革新[2,3]。因此,开展教学改革研究工作十分必要。
一、分子生物学实验教改方法的思路
分子生物学实验的教学目的是训练学生严谨的科研作风、熟练的操作能力、敏锐的观察力及进行科学研究的创新能力。然而,以往多以验证性实验为主要内容的课程安排,学生对教师和教材依赖性强,教学方式单一,在激发学生实验操作的主观能动性方面存在不足[4]。“翻转课堂”(Flipped Classroom或Inverted Classroom)是一种新型教学理念[5],该模式创造性地提出一种混合使用技术和亲自动手活动的教学环境。在这种教学模式中,知识传递由传统的教师课堂讲授转变成学生课前提前领会知识点,强调自主性、针对性教学理念[6]。
高校教学体制改革目的是提高教学水平,培养出基础知识扎实,具有应用性和开拓性的创新型人才[7]。作者结合在分子生物实验教学一线的多年经验,并根据省属重点大学的学生培养要求,从教学方式、教学内容、探索综合创新性实验等方面进行了探索与革新。我们尝试对分子生物学实验进行教改,努力将翻转课堂的教学理念融合到实践教学中。目的是提高教学质量、强化学生实验技能和综合能力,培养具有独立思考和善于解决问题的应用型、创新性人才。
二、翻转课堂的起源与特点
翻转课堂最早由教育学者萨尔曼・汗创造性地提出。目前,该教学方法和理念日益得到教育工作者的认可[8]。基于翻转课堂理念而成立的非营利性“可汗学院”网站,引起了教育界的广泛关注。在我国,高等院校从2007年开始尝试将翻转课堂教学理念运用到大学课题中,取得了很好的教改效果[9]。
翻转课堂,通常借助信息技术手段,结合不断涌现的基于信息传播的教学环境(如,微课、慕课等),重新规划和组织教学内容的课前、课内、课后三个阶段。创造性地将知识传递、知识内化、知识巩固的颠倒安排,实现传统教学中师生角色的翻转。在这种新型的教学模式中,知识传递由传统的教师课堂教学提前到课前,学生从教师提供的学习资料中首先接触和领会知识点。知识内化则实在课堂教学时间实现,学生在教师的辅导和学习小组的协助下展开个性化的讨论学习。这样,基于翻转课堂理念的教学活动成为了学生提出问题、解决问题、合作学习的过程,教师和学生之间互动明显加强,学生的积极主动性得到激发。知识巩固阶段是学生领会知识、总结归纳的阶段,源自教师的知识内容顺利地渗透到学生头脑中,并“生根发芽”。
因此,翻转课堂开创了全新的教学模式。在这种新型教学模式下,教师的角色发生了逆转:由传统的知识传授者转变为驱动学生学习的促进者和指导者。同时,学生也从知识的接纳者转变成了学习的探求者和思考者,教学效果得到极大提高。
三、翻转课堂模式应用于分子生物学实验具体方案
翻转课堂作为新型的教学理念已经受到了广泛的好评,在微生物学[10]、生理学实验[11]、大学应用[12]和地理学[13]等课程已经开展教改并取得了显著的教学提升效果。然而,分子生物学实验操作目标都是核酸、蛋白质等“微小、微量”的物质,教学内容较为抽象[14]。因此,如何将翻转课堂理念恰当地运用到分子生物学实验这门课程仍需要认真探讨和研究。我们对翻转课堂理念反复研究、开展教学研讨,并结合多年教学经验,提出了基于以下三个步骤的具体方案。
1.建立课程讨论网络平台,明确翻转的原则及教学目的。Blackboard教学平台是一种基于网络的数字化综合教学模式,在Blackboard平台上授课教师可以和学生进行多媒体课件分享、教学内容、数字化问答交流等[15]。河北大学教学处很早就建立了Blackboard网络教学平台,数字化教学已经得到广泛认可。分子生物学实验教学时,首先由教师在网络教学平台上课程的教学大纲和教学目的,在课前及时更新教学课件、视频以备学生进行课前学习。此外,在Blackboard平台或者利用即时通信软件建立讨论组,组织学生就课程中的重点和难点的问题进行讨论,并进行网络互动答疑。
2.课前准备阶段。以分子生物学实验课中的“蓝白斑筛选重组子”实验为着力点,我们将翻转课堂的教学理念生动地融入其中,并借助微课教学方法激发学生自主学习积极性。首先,教师根据分子生物学实验的教学大纲和本次实验的具体教学目的将“蓝白斑筛选重组子”实验的重点内容分离出来,确定微课的内容,完成课件设计。具体而言,教师课前将蓝白斑筛选重组子的基本原理和操作方法的多媒体课件通过网络教学平台分享给学生,并列出任务单。任务单就是教学内容的具体体现,是翻转课堂中“问题”的导向[16]。下发任务单,可以告知学生教学内容,有利于帮助学生领会学习目标。例如,“蓝白斑筛选重组子”教学内容的难点是两个对照(阳性对照和阴性对照),将上述内容制作为微课课件,并提出问题,引导学生思考实验原理。并且,提出“重组子”和“转化子”的概念,激发学生学习积极性,为后续的课上教学内容做好铺垫。
3.课上实施阶段。课前准备阶段是为了让学生发现问题,课上实施阶段就是在课堂上解决问题。解决问题的方式不拘一格,可以采用学生提问、教师解答方式,也可以采用小组讨论形式[17]。鼓励学生参与解决问题,提出和讨论问题本身就是学习和交流的过程。重点和难点问题可以由教师主动提出,学生可以自由发言或者分组辩论。这样可以突出翻转课堂的理念,强化学生自主学习地位,课堂讨论中就锻炼了思考问题和解决问题的能力。具体到“蓝白斑筛选重组子”实验,即由学生按照课前所掌握的实验原理和技术路线自行配制蓝白斑筛选试剂、自主进行蓝白斑筛选重组子的实验。期间,就实验的重点和难点及学生操作中遇到的问题组织课堂讨论,通过教师演示和学生动手操作相合方式开展教学。等到上述问题解决后,教师可以根据实验进程布置新任务、提出新问题。内容可以涉及第一阶段未解决的问题,或者还尚未提及的知识点,帮助学生通过自主思考或者小组讨论的方式完成。对于“蓝白斑筛选重组子”实验是让学生根据已有知识设计下一步实验操作,提出实验中可以改进的方法以及需要注意的问题等。在课堂的教学过程中,教师可以弱化自己,作为“旁观者”观察学生的讨论情况。或者,可以转变身份为一名普通学生,参与讨论,平等交流。当然,对于重点问题教师必须进行适当的集体讲解和单独辅导。总之,课上实施阶段就是学生主动完成解答问题、发现知识点的内化学习过程。
4.课后巩固阶段。根据实际教学进展情况,教师根据对学生参与的讨论问题和关键知识点进行总结。归纳课上实施阶段出现的问题和发现的新思路、新方法,将完善后的学习资源和课件再次到网络平台,帮助学生巩固知识。并且,经归纳总结的前瞻性课堂还可以帮助有特殊需求的同学进行参考,达到循环、拓展和拔高的效果。具体到“蓝白斑筛选重组子”实验,就是教师将课上学生总结的实验技术路线进行总结和升华,将实验操作中的重点难点(如感受态细胞制作、转化和筛选过程)凝练,再次以微课形式到网络平台。当然,为了将科研知识融入教学中,也可以将“蓝白斑筛选”应用相关的最新的文献到网络平台上,供学生进行知识拓展和拔高。
四、翻转课堂应用于分子生物学实验教学的优势
“翻转课堂”的目标是将课时为单位的教学活动和网络为基础的预习与总结深度融合,完成提前预热、课堂讨论、课后归纳这种“三位一体”的全新教学模式,促进师生互动和生生互动,着力提高教学效果和质量。分子生物学实验具有技能要求高、细节繁杂、概念抽象等客观教学难点,十分适合开展翻转课堂教学改革。
教学过程中,根据实验课操作性强的特点,精心制作微课等多媒体课件。利用动画、视频、照片等模式展示教学内容,力求清晰简明,突出特色。细节方面,首先采用近镜头录制并适当加入语言描述,强调教学难点和重点,帮助学生认知。视频时长不宜过长,微课内容不多于10分钟,避免视觉疲劳。然后,将精心制作的微课资源通过网络教学平台,并为教学难点设置过关任务,鼓励学生自己动手尝试实验内容。同时,还要借助网络平台开展在线解答问题、讨论实验原理等教学内容,借助信息化手段促进学生与教师交流讨论。最后,在完成上述工作的基础上,组织学生实施教学内容,自由分组进行实验操作,并且对照微课内容,提出自己的问题,充分参与讨论环节,加深对实验内容的理解。最终,通过上述过程,将教师讲授、学生动手的实验流程“翻转”,在学习课件、实践操作和教师指导的过程中实现知识和技能的传递。这个过程就是典型的翻转课堂教学模式,激发学生学习热情,充分发挥网络教学平台和多媒体课件优势,帮助教师向学生传授关键知识点,力求提升教学效果。
分子生物学实验开展翻转课堂教学改革后,教师不再是课堂主导者。当然,教师的知识水平依然决定着网络平台的运作、课件资源的制作、教学路线的设计。所以,翻转课堂教学中教师依然是实质性的主体。只是,教师转变为教学的幕后引领者和设计者。在这种前所未有的改革中,师资队伍的培养依然是问题关键。这就要求教师在分子生物学实验的教学过程中广泛收集素材、全面评价学生活动、及时归纳总结教学经验,并依据教学效果及时调整、优化教学方案,使翻转课堂能真正让学生受益,帮助学生全面掌握分子生物学实验的教学内容。
五、结束语
分子生物学实验教学不仅是构成高等院校生物教学的重要组成部分,也是从事生物技术领域的研究人员必备实验技能。传统的分子生物学实验教学注重让学生学习操作步骤,而忽视了学生发现问题、解决问题能力的培养。将翻转课堂理念融入到教学之中,可以确保学生在操作的过程中深入领会实验原理,同时开创讨论式教学的创新教学模式。分子生物学实验课程是生命科学的基础,广大教育工作者必须不断探索新的教学方法,勇于革新教学理念,这样才能真正提升教学水平,实现培养应用型、创新型人才的高等教育教学目标。
参考文献:
[1]李欣,赵玉红,李小菊,张伟英,张金红,赵立青,张宝珠,石建党.加强实验室建设提高分子生物学实验教学质量[J].实验室研究与探索,2016,(2):135-138.
[2]李根亮,李韬,李曙波,黄晓敏,胡红柳,孙科,肖娟,农嵩,李朝敢,韦耀东.TBL教学模式在医学生物化学和分子生物学实验教学中的探索[J].大学教育,2016,(4):23-24.
[3]梁健,段瑞君,魏晓星.基于能力培养的分子生物学实验教学改革与探索[J].生物学杂志,2014,(2):109-111.
[4]刘玉莲,纪朋艳,李庆华,李莉,方青.构建生物化学与分子生物学实验教学新模式的思考[J].生物技术世界,2015,(12):240-241.
[5]吴玲.融合翻转课堂理念教学凸显创新高效[J].中国教育报,2015-04-29(007).
[6]王丽君,李萌,阳小华.翻转课堂中学习绩效提升研究[J].扬州大学学报:高教研究版,2016,(02).
[7]郑小坚,何俊,贡成良,薛仁宇.多学科融合分子生物学实验网络教学平台的设计与实现[J].实验技术与管理,2016,(1):140-142+172.
[8]杜鹏.“翻转课堂”教学模式本土化发展策略研究[J].中国教育学刊,2014,(5):113-114.
[9]付蕊,王静,张颖.高校青年教师如何借助翻转课堂实现教学模式改革[J].当代教育实践与教学研究,2015,(09):22.
[10]陈雯莉,胡胜.课堂之外――微生物学“翻转课堂”的改革实践[J].微生物学通报,2016,43(4).
[11]马恒,余璐,裴建明,殷h,邵琳,冯娜.翻转课堂结合TBL教学模式在生理学实验教学中的实践[J].心脏杂志,2016,(04):496-500.
[12]王婷婷.大学英语教学中翻转课堂教学模式的应用价值探析[J].英语广场,2016,(4):111-112.
[13]黄兰花.地理教学中翻转课堂教学模式的实践探索[J].学周刊,2016,(5):172.
[14]卫芳,王秀海,俞红云,周丛照.本科生“生物化学与分子生物学实验”课程成绩评定体系的构建[J].生命的化学,2015,(1):136-139.
[15]谷增军.基于Blackboard教学平台的网络信息化教学环境构建[J].实验室研究与探索,2011,(7):174-177.
【中图分类号】 R 395.9 G 806
【文章编号】 1000-9817(2013)10-1259-02
【关键词】 自我概念;干预性研究;武术;教学;学生
自我概念是指一个人对自己存在的体验,包括知觉和评价2个方面。身体自我是自我概念的重要组成部分,也是基础部分,是对自身的认知和综合评价。大学时期是人体生长发育的重要阶段,也是心理变化较大的阶段,对自身的需要、价值观、态度等方面的认识都不够稳定。近年来,国家加强了对大学生的素质教育,但对心理健康方面的关注度却不高,从而导致大学生出现了各种心理健康问题。同时学术界针对大学生自我概念的研究也在逐渐增多,相关学者已开始研究通过体育锻炼来提高学生的自我概念水平。本文通过研究对武术教学改善维吾尔族大学生身体自我概念的效果,为促进维吾尔族大学生心理健康提供理论依据。
1 对象与方法
1.1 对象随机选取新疆大学100名在校维吾尔族大学生为研究对象,随机分为干预组与对照组各50名,研究对象平均年龄为(21.00±1.43)岁;其中男生48名,女生52名;大一学生28名,大二学生25名,大三学生24名,大四学生23名;文科学生49名,理科学生51名。
1.2 方法
1.2.1 问卷调查 采用身体自我描述问卷(PS-DQ),在干预前后对研究对象进行调查。该问卷共70个项目,采用1~6级评分,包括健康、协调、体育活动、身体肥胖、运动能力、整体身体、外表、力量、灵活、耐力、自尊11个分量表。各分量表和总量表的Cron.bach α系数为0.68~0.92。问卷由经过培训的教师指导填写,填写过程中不受他人干扰,干预前、后收回有效问卷均为100份。
1.2.2 干预方法 对干预组50名维吾尔族大学生进行为期12周的武术教学干预训练,每周3次。教学内容为初级长拳第三路中的前3段。对照组采用正常的体育教学模式,每周2次体育课。对两组学生在业余体育锻炼、生活习惯、卫生习惯、休息时间、学习情况、饮食等方面进行一定的要求,以尽可能的达到一般条件的一致性。
1.3 统计分析采用SPSS 17.0统计软件进行数据录入和统计分析,定量资料组间比较采用独立样本t检验。
2 结果
2.1 干预组与对照组干预前身体自我描述各因子得分比较 由表1可以看出,干预组维吾尔族大学生干预前在身体肥胖、外表、力量、耐力等4个因子上得分略低于对照组,其他因子得分略高于对照组,但差异均无统计学意义(P值均>0.05)。
2.2 干预前后身体自我描述各因子得分比较
由表1可以看出,经过12周的武术教学干预后干预组干预前后身体自我描述因子得分都有了不同程度的提高,其中健康、体育活动、耐力、整体身体、协调、运动能力、外表、力量、灵活因子干预前与干预后差异均有统计学意义(P值均0.05)。
2.3 干预组与对照组干预后身体自我描述各因子得分比较经过12周的武术教学干预训练后,除自尊因子外,干预组与对照组身体自我描述各因子得分差异均有统计学意义(P值均
3 讨论
体育锻炼与人体自我概念之间存在着诸多密切联系。有研究显示,体育锻炼可以提高身体功能及人体的敏感度,对缓解心理压力、抑郁,降低焦虑.维护身体的自信心和良好形象,提高积极情绪和认知能力有促进作用。
通过为期12周的武术教学训练后,维吾尔族大学生干预组身体自我描述各因子得分均有显著提高,特别是健康、体育活动、运动能力、整体身体、协调性等因子得分干预前后差异均有统计学意义,对整体的自我概念有了较大的改善。干预后干预组维吾尔族大学生均表示自身的身体力量增强了,身体的协调性、反映等方面也有了提高,对自身的能力有了新的认识,对体育锻炼生活和学习有了充分的信心;而对照组干预前后身体自我描述各因子得分差异均无统计学意义。
12周的武术教学训练改善了维吾尔族大学生的自我概念水平,增强了学生的自信心。笔者认为在武术教学过程中,教师一直针对学生符合标准的武术动作进行不断的赞扬和肯定,并对学生在练习过程中的良好表现给予一定的鼓励;同时要求干预组的同学要互相鼓励和支持,肯定彼此之间的动作技能和表现,增强了学生对成功的体验。通过一段时间的练习后,学生可以及时在镜子中看到自己符合标准的武术动作,使学生产生自我肯定和信心,对今后的学习产生积极的影响,也促进了自我概念水平的提高。
另外,对干预组的50名维吾尔族大学生在武术教学中还采用了视频教学法,让学生观看同样武术动作的标准视频,教师不断对其进行详细的讲解,并强调动作中的重点和难点环节。对于本研究中自尊因子得分在干预前后差异无统计学意义,可能由于12周武术课程的教学并不象其他剧烈项目运动那样表现出较强的心理和生理反映,这可能与武术项目自身特点有着较大的关联。
本研究结果充分说明了武术教学活动能够有效提高维吾尔族大学生的自我概念水平。今后高校在开展好正常体育教学内容的情况下,可积极引导学生选修武术课程,让学生充分认识到武术训练对自身健康发展起到的积极作用。同时,教师还应积极培养学生参加体育锻炼的兴趣和习惯,提高体育锻炼的动机水平,鼓励学生积极参与其他体育项目,形成终身体育的观念。另外,高校教师在日常的教学过程中应更多采用鼓励和勉励的教学方法,让学生在日常的学习和锻炼中不断提高自信心,促进自我概念水平的提高,使身心得到全面健康发展。
4 参考文献
[1]李祚山.大学生的文化取向自我概念对主观幸福感的影响[J].心理科学,2006,29(2):423-426.
[2]黄希庭,曾向.青少年身体自我研究述评[J].西北师学范大学报:社会科学版,2000,31(6):42-46.
[3]黄希庭,陈红.青少年学生身体自我特点的初步研究[J].心理科学,2002,25(3):260-264。
[4]李泉,张力为.中小学生身体自我和学业自我发展特点的研究[J].中国体育科技,2009,45(2):92-96.
[5]张力为,毛志雄.体育科学常用心理量表评定手册[M].北京:北京体育大学出版社,2004:32-35.
[6]叶孙岳.体育锻炼对学生身体自我影响的元分析[J].中国学校生生,201l,32(4):457-458.
[7]VILLATTE A,MANDARINE H,LEONARDIS M,Forms of self-con-cept in gmed high school students enrolled in heterogeneous classes[J].Eur J Psychol Educ,2011,26(3):373-392.
[8]韩翠霞.非英语专业学生英语自我概念的相关性研究[J].山西经济管理干部学院学报,2008,16(3):101-104.
[9]李建芹.河南省普通高校学生焦虑与自我概念相关研究[J].中国
学校卫生,2006,27(6):533-534.
[10]DEREK H,BERG,DON A.KLINGE R.Gender differences in the re-lationship between aeademic.Self-concept and seIf-reported depressed mood in school children[J].sex Roles,2009,61(7-8):501-509.
关键词:分子生物学;教学改革;经验介绍
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)31-0176-02
分子生物学主要研究DNA的复制、转录、蛋白质的翻译及其相关调控规律的学科,它是高等学校生物相关专业开设的核心课程之一。虽然分子生物学是近二十年才被写入高校生物类及相关专业本科及研究生培养大纲,但是分子生物学已成为生物类等很多专业的核心专业课程之一。分子生物学理论和实验结合最紧密的课程之一,不但是生物科学和其他生物技术专业的基础课,而且广泛应用于生命科学实验的各个领域。分子生物学这门课程内容繁杂,微观概念繁多,并且其理论体系演变发展很快,也对其课程教学带来了巨大的挑战。
笔者长期从事分子生物学课程的理论和实验技术的教学工作。在教学过程中,结合该课程微观概念繁多、抽象性强等特点,从教材的选用、内容、以及教学方法等几个方面进行了探索研究,并取得了一些成效。以下对教学改革的几点措施以及体会和认识进行具体的描述。
一、精心选择有关教材和参考书
教材是学生“学”和教师“教”的过程中的基本资料,市面上关于分子生物学的教材十分多。由于分子生物学所包涵的知识面十分广,在编写教材时有不同的侧重点,因此选用一本合适的教材十分重要。通常要求教材既能涵盖分子生物学基本概念与基础知识,同时又能反映学科的发展动态,体现学校的办学特色。分子生物学是我校较早实行双语教学的课程之一,根据学生的实际水平选择了科学出版社影印出版的英国经典分子生物学教材《Molecular Biology》(Turner)。本教材按主题,采用言简意赅的语言和简明清晰的图表,系统概括了分子生物学的核心内容、主要技术及前沿动态。而且,此教材有中文译本,可以帮助学生快速准确获得信息,十分适合作为双语课程的教材。
二、优化教学内容
由于目前大多数生物学课程,如遗传学、生物化学、细胞生物学等都进入了微观分子时代,因此均增加了蛋白质、核酸、基因表达调控等基础知识的讲解。这使得学生对开设在高年级的分子生物学有一些似曾相识的感觉。这虽然有助于学生对分子生物学的理解,但是也会使学生感觉好多内容是对前面的复习,出现厌学情绪。针对这种情况,我们邀请遗传学、生物化学、细胞生物学等可能涉及分子生物学内容课程的主要负责人,认真讨论,优化了各自的教学大纲,在保证课程内容完整性的前提下,尽量压缩分子生物学的相关内容。对于教学过程中,生物化学、遗传学和遗传学中必须出现的分子生物学内容,如蛋白质核酸的结构与组成,采用分组讨论的方式进行自学,调动学生的学习积极性,因势利导,使学生对所学知识能够更加理解,对所学知识的记忆和理解能够进一步加深,为以后对相关知识点的学习打下良好基础。与此同时,这既节约了教学时间,又不会再出现与遗传学和生物化学有相同内容的重复教学问题。这样,一方面对分子生物学的教学重点进行了明确,另一方面又突出了分子生物学的教学特点,即以遗传学和分子生物学为基础,保证了教学课程的系统性和完整性。
三、合理使用多媒体课件
分子生物学理论课教学内容多,而且抽象,因此学生很难熟练掌握和理解。另外,分子生物学又有着很强的技术性。其原理十分复杂、难度高,很难进行试验操作且成本很高,这样可以利用教学课件中的相关图像及动画来进行演示,提高学生的学习兴趣。教师还可根据学生的个性特点以及接受能力来选择合适的多媒体课件配合内容的讲解,文、声、图、像并茂的新闻课件能够从多个角度分层次地展现教学内容,使学生更加容易理解相关知识,从而提高教学质量。美观清晰的多媒体界面,逼真的动画模拟更加方便教师在教学过程中的使用。通过多媒体向学生提供信息,是对学生进行多种感官的综合刺激,在获取信息的过程中,学生通过听觉、视觉等多方面的并用,更加容易使学生在学习中进行想象和创新,提高学生的学习积极性和创新能力。
但是,在教学过程中使用多媒体时,应注意它只是一种教学手段,是为教师的教和学生的学服务的。教师不能一味地让学生时刻跟着多媒体,只是做一个多媒体的操作员。所以,在多媒体教学过程中,教师要把多媒体当一种教学辅助手段,同时要注意给学生思考和讨论的机会和时间,培养学生的创新思维,重视学生的主体地位。
四、剖析经典实验
分子生物学是所有生物学学科相关课程中,最注重实验研究的课程之一。目前,现代分子生物学的理论发展的过程,实际上是前人大量实验发现的科学阐述集合,比如转座子的发现、RNA干扰现象及其机制的发现等。这些设计巧妙的实验,有着严谨的论述,其中的一些研究方法如今仍然在分子生物学的研究中广泛应用,如RNA干扰。这些经典实验过程本身就是一个科学故事,在很大程度上提高学生对相关领域的兴趣,其实验设计可以启发学生寻找解决问题的方法,也可以帮助学生在专业课程的学习中了解研究方法,从而加深对相关理论知识的理解和掌握。
同时,分子生物学本身仍在不断地完善当中。相关的知识内容、发现和研究方式方法日新月异。如对非编码RNA的研究已经成为目前对分子生物学进行研究的特点。将用故事的相识对非编码RNA的研究历史进行讲述,进而采用启发的方式对学生进行引导,讨论在研究中对这一作用的应用。这样的起发过程,可以增加学生对现代生物学研究中理论与技术相互促进发展的理解,激励他们对已学知识的充分思考,建立基础研究与社会应用之间的联系,提高学生的创新能力和学习积极性。
五、利用科研实例剖析重点难点问题
分子生物学虽然理论很高深,但是它却被广泛应用于各种领域。特别值得一提的,如今各高校的教师有着较高的学历和丰富的科研经历,能够在教学过程中融入实际的科研案例。在教学中对书本知识进行传授的同时,为学生讲解讲授一些在实际工作中应用理论知识的实例,对学生知识的灵活运用能力的提高有很大帮助,可以为他们今后的工作和实践奠定基础。从课堂教学效果来说,有助于激发学生的学习积极性,并增强他们对重点知识的掌握理解。除此之外,也有助于提高学生对所学知识的应用能力,为以后的工作和实践奠定基础。
如可能的话,教师可以介绍自己研究团队的一些有趣的研究。比如笔者所在的团队,是搞泌乳调控机制的研究的。首先,向学生简单介绍研究泌乳调控机制的背景(泌乳对母亲和婴儿的重要作用)。我们在研究过程中发现一个小RNA对泌乳调控有重要作用,它可以影响乳蛋白的合成。进一步向学生介绍这个实验的设计思路,研究过程中所采用的试验方法。这种讲解,可以使学生对小RNA有深刻的印象,大大激发他们的科研兴趣。
六、实行双语教学
分子生物学,可以说是发展最快的生物学领域,因此分子生物学课程内容相应地也在迅速更新。大多数分子生物学的新发现,主要以英文论文形式发表在各种期刊杂志及其他媒体上。这要求教师不光要给学生讲授分子生物学的理论内容,同时还要培养学生通过英文杂志媒体了解、掌握分子生物学的前沿进展。双语教学在分子生物学教学过程中体现了很大的优势。我校分子生物学课程组自2004年起开始了双语教学的尝试,积累了一些经验。首先,在教材方面,我们选用了内容简洁的英国经典分子生物学教材《Molecular Biology》(Turner)。该教材涵盖了分子生物学绝大多数的基本知识点,且篇幅较短,特别适合本科生使用。第二,在教学方法方面,采用循序渐进、分步实施的办法。即开始是中英文对照,逐渐改为全英文,让学生逐步适应,减少因畏惧产生厌学。教学过程中,采用多媒体教学手段,教学课件中尽量多选用形象、精美的图片,将高深的抽象概念转变成直观的图像、动画,调动学生的学习积极性。注意搜集国外分子生物学视频,特别是一些标准英文配音的动画视频。这些动画视频形象地把一些分子生物学过程展示给同学,极大引起学生的兴趣。视频所配的标准英文介绍,可以帮助学生纠正一些专业词汇的正确读音,演示后,教师加以中文解释可进一步加深学生对相关知识的理解。
参考文献:
[1]王子健,张超,刘群红.生物化学和分子生物学课程整合的教学探索[J].基础医学教育,2011,13(12):1061-1063.
[2]Weaver.R.F.分子生物学[M].郑用琏,译.北京:科学出版社,2010.
[3]谢兆辉.小RNAs作用机制的研究进展[J].遗传,2009,31(12):1205-1213.
关键词:药学分子生物学;生物学技术;课堂教学;教学方法
药学分子生物学是在药学、遗传学和生物化学等学科的基础上发展融合形成的新学科;它是将分子生物学的新理论、新技术渗入药学研究领域,从而使药物学研究由化学、药学的培养模式转化成为生命科学、药学和化学相结合的新药模式;同时它还是当代生物科学发展的引擎,是现代生物技术的基石。[1]近年来随着分子生物技术的发展,它的应用领域也在不断拓宽,它与医学和药学方面的交叉也越来越多,因此,分子生物学在今后已经不再只是生物技术专业的必修课,它也成为药学院学生的重要必修的基础课之一。
分子生物学主要是从分子水平上阐述生命现象和本质的科学,是现代生命科学的“共同语言”。分子生物学技术把研究技术提高到了基因分子水平,可应用于遗传性疾病的研究和病原体的检测及肿瘤的病因学、发病学、诊断和治疗,新药开发等方面的研究。所以,常用分子生物学技术是现代分子生物学研究的重要核心内容之一。掌握了常用分子生物学技术,并能将理论和实际操作结合,也就相当于掌握了一把从微观世界揭示生物学奥秘的钥匙。经过多年教学,笔者将对此章节的教学体会总结如下。
一、介绍本学科最新前沿动态,提高学生兴趣
分子生物学是一门发展快速的前沿学科,由其发展带来的成果和研究进展日新月异。由于教材跟不上分子生物学发展速度,在授课时我们及时将最新的分子生物学进展补充到教学内容之中。以基因敲除技术为例,教材主要介绍传统第一代同源重组方法,这种方法是经典基因敲除方法,但效率低(1 per 106 cells),实验周期长,可以说基本被淘汰的方法。随后又出现了锌指核酸酶(ZFN)[2]、TALEN、CRISPR/Cas9等方法。尤其是2012年出现最新CRISPR/Cas9方法,以能够实现任意敲除、成功率高、打靶效率很高、脱靶率高、周期非常快等优点著称。这种方法构建的基因突变动物具有显著高于传统方法的生殖系转移能力,是一种高效、快速、可靠的构建敲除动物模型的新方法,所以在动物模型构建的应用前景将非常广阔。
将这些最新的分子生物学科学进展补充到教学内容之中,一方面可以提高学生学习兴趣,另一方面使学生了解本学科最近发展动态,从动态中学习,而非死记硬背书本内容,有助于大学生的能力和素质培养。
二、注重融会贯通,重点突出,便于学生掌握重难点
以分子杂交技术为例,该技术可分为核酸分子杂交、蛋白质分子杂交、原位杂交、生物芯片等,所涉及的概念、原理、方法操作较多。如何将这些纷繁复杂的内容在一次理论教学中完成,我们进行了深入的思考和探索,在授课时注意淡化概念,注重联系实际和实验操作,使学生对整体分子杂交技术有感性的、总体上的认识,然后记忆各个方法概念、知识点,这样使各个知识点不是孤立存在,而是统一形成网络,使学生学到的不是一个个孤立的知识点。将分子杂交技术与前面学到的基因、复制、转录、翻译衔接紧密,介绍每种方法应用及其临床意义,在教学中注意融会贯通和启发式教学。以核酸分子杂交为例,核酸分子杂交又可分为Southern印迹和Northern 印迹,通过启发式教学方法,学生通过短暂的回忆和思考,使思维进入到“基因复制和转录”的空间中,再介绍两种方法的原理和应用范围,从而学生能很好理解Southern印迹主要应用于DNA检测,而Northern 印迹用于分析mRNA的转录或mRNA分子大小,此时再进行讲授每种方法的操作流程,突出重点,便于学生掌握重难点,会取得更好的效果。
三、应用多媒体教学,对学生进行启发式教学
多媒体资源已经广泛应用于教学中,它可以使课堂教学内容生动活泼、丰富多彩,并彻底改变传统的教学模式和学生的认知过程。俗话说好钢要用在刀刃上。多媒体在教学中的应用也是同样需要用在“刀刃上”,这样才能发挥其关键的作用。教学的“刀刃上”是指教学中的重难点以及衔接点、导入点、启发点、思维盲点等,所以只有处理好这些关键点,才能上好这门课程。笔者通过网上查阅资料、Flash 动画和自制彩色图片等方式,使复杂的分子生物学操作流程变得形象直观、易记忆和理解,初步取得了较好的教学效果。每节课程结束前还进行小结,将重难点内容和图片回放,并提出思考题让学生思考,这样既有助于理解和掌握本节课的内容,又可排除学生对新知识的畏难和对学习的抵触情绪,逐步养成起学生对分子生物学学习的兴趣和信心。另外,每节课程结束后还进行习题讲解和课后答疑,利用QQ或邮件等手段与学生交流和互动解答问题,这样可及时巩固课堂知识和建立师生之间互信。因此,将多媒体应用于教学中,可以使授课过程更加丰富多彩和灵活多样,同时可使课堂教学更具有创新性。
四、将自身科研经验运用到教学中,让教学内容更丰富多彩
作为高校教师,我们在承担教学任务的同时还从事一些科研工作,科研工作是将自己所学理论知识运用于实践。在教学过程中,为了丰富教学内容,笔者将自己的科研成果和经验穿插于教学中,这样从实际出发可以使授课效果更生动、具体和形象,让学生更容易理解并加深印象。这种教学方式既可帮助学生更容易理解本课程内容,并且还可将抽象的书本知识具体形象化,还开拓了学生的视野,激发学生学习兴趣和动力,使其不再认为科学遥不可及。另外,利用课堂时间向学生介绍常用的科学文献检索方法和常用网址,让学生在课余时间可以通过这些方式摄取相关知识,了解本学科最新研究动态,扩展视野,逐步培养学生自发地阅读国内外文献,增强对科学研究的兴趣,为以后研究生的学习打下基础。
总之,针对常用分子生物学技术这章内容在药学分子生物学的重要性,以及其内容的抽象性和复杂性的特点,我们通过不断地实践和探索,建立了高效的教学方法,并得到学生广泛的好评。
参考文献:
[1]苏 娇.药学分子生物学教学语言艺术的探索[J].吉林医学,2010,31(21).
关键词:分子生物学;多元获取;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)12-0101-02
分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征和相互关系,从分子水平阐明生命现象与生命本质的学科。自Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型标志着人类对生命现象本质的认识进入到分子水平,分子生物学已成为现代生命科学的共同语言和人类由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科,同时也使得分子生物学称为现代生物学领域里最具活力的科学。(朱玉贤,2013)上世纪90年代以来,国内各高校先后为本科生开设了分子生物学课程,目的是引导学生从分子水平认识生命本质,了解有关分子生物学的基本理论知识和研究方法,为学习生命科学相关专业的学生进一步的学习和科研打下良好的分子生物学基础。在分子生物学的教学过程中,由于分子生物学课程知识体系庞杂,知识点多而分散,我们发现,对许多抽象的概念或原理的解释和阐述一直是教师的教学和学生的理解和掌握过程中存在的难题,上完课后同学们的普遍反应是晦涩难懂,犹如听天书一般;而且,分子生物学课程对实验技能和实验条件要求较高,实验涉及的内容也较为复杂,这就要求同学们不仅具备坚实的理论基础,还需具有非常强的实验动手能力;同时,分子生物学作为一门新兴学科,新理论、新技术层出不穷,知识更新快,更新周期也越来越短,这些研究方法的不断创新和理论体系的不断更新与完善更给分子生物学教学带来了极大挑战。怎样将分子生物学中晦涩的知识点转化为直观、浅显易懂的故事呈现在同学面前?怎样将理论与实验结合,使同学们从实验过程中领会各种生物大分子形态结构与功能的关系?怎样调动同学们对微观生命奥秘探索的兴趣,激发同学们的创新潜能,从而实现对生命科学创新人才的培养?作为湖南省精品课程,《分子生物学》教学一线的老师们尝试了一系列的教学改革和课程体系优化,致力于将分子生物学知识的传播由教师的单向传授为主转变为学生对分子生物学知识的多元获取,以着重培养学生的实验动手能力并激发学生的创新意识和科研能力。
一、基础知识和学科进展的有机结合
分子生物学诞生以来,作为生命科学的带头学科,学科发展极为迅速并渗透生命学科各个领域,但主要遗传物质DNA的双螺旋结构和“中心法则”提出至今未受到质疑。(胡剑,2014)在经典核心理论的基础上,对于基因表达调控以及信息传递通路等认识的不断丰富,以及从基因组、转录组、蛋白组、代谢组等水平上对生命现象和规律的理解逐步深入,要求我们在教学中一方面满足学生掌握分子生物学基本理论的需要,另一方面要适时地更新教学内容,充分调动学生的学习积极性,通过文献阅读、专题讲座和学术报告等途径获取最新知识,了解最新动态。在基础理论知识的讲解的过程中,尽量将课本上相关的一些分散知识系统化并提炼出知识点,指导学生在理解的基础上,采用总结规律性的方式帮助记忆。文献阅读的内容则选择来自《Cell》、《Nature》、《Plant cell》、《Plant journal》、《Plant physiology》、《Science》等权威期刊的最新研究论文或研究综述,通过在线查阅,翻译和研读的方式将分子生物学领域的最新研究进展展现在大家面前,既让同学们了解了本领域的最新进展,也教会了同学们查阅文献的方法。这种“基础知识”和“学科进展”的有机整合方式,同学们的主动学习积极性被激发;文献资料搜集和自主学习能力得到提高,学生的创新意识和从事科学研究的能力得到培养,同时也形成了同学们对不断发展的分子生物学知识多方位丰富的理解。
二、讨论交流在教学中的应用
分子生物学内容与生命活动息息相关,讲到热点话题时自然会激起同学们之间的讨论与交流的兴趣。多年的教学经验证明,在分子生物学教学中应适当增加课堂讨论与交流的教学方式,既能启发学生的学习兴趣,又能提高同学们的思考能力和口头表达能力。因为这种讨论与交流教学,强调在教师的精心准备和指导下,教师作为“导演”,对学生的思维加以引导和启发,并通过预先的设计与组织,来启发学生就特定问题发表自己的见解;学生则是在教师指导下进行有意识的思维探索活动,学生的学习始终处于“问题―思考―探索―解答”的积极状态。事实上,分子生物学可供讨论的题材很多:如超级细菌是如何产生的?表观信号如何影响性状?细胞衰老死亡的调控是如何进行的?转基因食品的利与弊;癌基因,抑癌基因和癌症的发生分子机制;细胞重编码的分子机制;等等。对这些热点问题的讨论培养了学生诸多方面的能力:提高了学生的学习兴趣,培养了学生的自学能力,促进了师生交流与沟通,培养了学生的口头表达能力,增强了同学们的团队合作能力。同时,由于学生看问题的方法不同,会从各个角度、各个侧面来揭示基本概念的内涵和基本规律的实质,从而产生自主性、探索性和协同性的学习。
三、动画、微课、精品资源库等教学网络资源的整合
分子生物学是一门内容丰富、应用性超强的学科,板书、挂图、模型和幻灯片等传统的教学手段远不能传递和表达繁多而抽象的分子生物学内容,更无法让学生深入理解抽象的教学内容。而动画、微课和精品资源库等网络多媒体教学资源的应用很大程度上解决了这一难点,使得抽象复杂的内容在多媒体教学中更加简单化、直观化和具体化,同学们也更容易理解分子生物学。如DNA复制和转录、蛋白质的生物合成、乳糖操纵子模型、衰减子模型,转座位子模型,DNA重组Holliday模型都可制作成微课,以动画和微课模式展示在同学面前,利用动画和微课等直观、生动和主题鲜明的特点帮助同学理解。
四、理论与实验结合模式的运用
分子生物学是一门实验性特别强的学科,分子生物学实验是基础理论课的配套课程,是理论教学的深化和补充,与理论课密不可分,在课程设置中占有重要的地位。但是,分子生物学实验条件要求相对比较高,使得学生对于分子生物学实验内容和方法有非常大的畏惧心理。针对学生的这种恐惧心理,我们合理安排实验内容,并加大了实验课程的比重。为了让学生由浅入深逐步认识分子生物学常规技术,除了常规的每周4节课的实验课程外,我们还安排了分子生物学综合实验周、将质粒提取、电泳检测、基因克隆、载体构建、酶切鉴定等方面的实验技术集中在实验周内进行,以便更系统地将DNA重组相关的实验技术传授给学生,并在条件允许的情况下尽可能的把新的实验技术手段介绍给学生。对分子生物学课程特别感兴趣的同学,我们还鼓励学生参与到教师的科研工作中去,利用现有的科研条件,引导学生思考并完成相关的实验内容,以培养学生的创新思维和发现问题、分析问题和解决问题的能力,从而使学生的科学素养和科研能力得到较高的提升。
五、教学师资的内涵建设与发展
作为当前生命科学中发展最快并与其他学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域,分子生物学发展的突飞猛进和分子生物学技术发展的日新月异给分子生物学的课程教学带来极大的挑战。在分子生物学教学过程中,为适应时展的高层次和高素质人才培养的需要,为了使分子生物学课堂更加具有吸引力,作为教师更应该对最新的研究热点有敏锐的洞察力,因而教师自身专业素质对教学质量的提升和对学生的专业知识学习兴趣的培养起着至关重要的作用。提高教师自身素质,加强教学师资的内涵建设与发展,我们主要从三方面着手:(1)实施以老带新,为青年教师配备导师的制度和每周一次的教学讨论,通过老师之间的经验交流,相互学习和取长补短,以期共同提高授课水平和教学能力;(2)通过在职培养、外出进修和人才引进等并举的方式壮大师资力量。在职攻读博士学位的方式加强青年教师知识结构的优化;国内外访学计划则拓宽了中青年教师视野;人才引进则增强了提高教师专业素养和学术水平;(3)通过主持或参与产学研团队的各级教改和科研项目,提高教师自身的创新意识和科研素养,并渗透到教学之中,给学生以更多的启迪和思考。
2010年以来开展的《分子生物学》教学实践改革证明,多元获取教学模式在分子生物学教学中的应用,提高了教与学的效率,促进了老师和学生的互动,教与学相得益彰,取得了较好的教学效果。
参考文献:
[1]朱玉贤,李毅.现代分子生物学[M].北京:高等教育出版社,2013.
[2]胡剑.群体性创新人才培养途径探讨――以中国农业大学“分子生物学”教学改革实践为例[J].高等农业教育,2014,(l):50-54.
[3]贾睿,蔡春尔,霍元子,何培民.讨论式教学在分子生物学教学中的应用[J].中国校外教育(理论),2011,(6):110.