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分子生物學方向范文1
[關鍵詞]分子生物學 實驗教學 課程教學 改革
分子生物學自20世紀50年代以來就是生物學的前沿與生長點,主要研究的是生物大分子的結構和功能,并試圖根據化學和物理規律來解釋生命現象,是生命科學在發展的過程中產生的一門學科。分子生物學這門學科是高等院校生物專業開設的主干課程之一,其自身特點是:理論性強、符號名詞多、模型假說多、難懂難記。照本宣科式的教學方式很容易使學生對抽象的專業內容無法理解,教學效果不好,因此,需要我們大膽進行教學改革,采用引導,啟發,討論等教學手段,適應時展需要,培養學生良好的專業素質和獲取知識的能力。
一、分子生物學課程教學改革
1.分子生物學課程教學存在的問題
分子生物學的理論性很強,有一定難度,如果采用填鴨式教學的方法會大大遏制學生學習的興趣,影響學習積極性。另外,分子生物學的教材種類較多,有些是按照生物大分子的結構功能和應用等來編排的;有的是圍繞中心法則來編排的;有的是按照分子生物技術的類型來編排的,可能存在與基因工程,生物化學等課程相互重復,相互滲透的情況。
2.分子生物學課程教學改革的方案
(1)優化課程教學內容
分子生物學課程中設計生物大分子結構的內容可以適當簡化,避免課程之間的重復,分子生物學實際上是由生物化學延伸而來的,許多教材中重復了大量的生物化學中的有關內容,這部分內容講解時可以壓縮,而突出分子生物水平上的新知識,包括分子機制的原理,分子間相互作用關系,最新的分子生物學研究方法等核心內容。結合Nature和Science的最近研究成果,使學生了解目前國內外分子生物學最新的研究熱點。
(2)課程教學方法的改良
分子生物學的理論知識,例如DNA復制,轉錄,翻譯;基因表達調控等內容抽象,由于這些生物大分子是看不見摸不著的,本身學生也只有一個模糊的認識,如果再加上生硬重復的轉錄復制等機制,更容易使學生聽得云里霧里,嚴重打擊其學習積極性。因此,必須結合多種教學方式,采用提問題,引出學生的思路,對一些日常生活中常見的現象,例如,父母與子女的長相為何很相似,刑偵案件通過血跡破案的原因,鐮刀型貧血病的產生機制,微生物為何生產出效果極佳的藥物等等,可以將這些內容作為一
個個的切入點,剖析其機制及理論的依據(即教材內容),這些與生活和專業相關的話題可以激發學生的求知欲與好奇心,說明學好這門學科的實際意義。教師備課應依據教學內容要求、學生生活經驗積累, 尋求有利于教學的生活案例,找到學科教學與生活教育的結合點, 把學生感興趣的問題提示給學生。另外分子生物學課程中不乏經典的實驗發現和重要技術發明,此時要從探索發現的角度剖析這些重要發現和發明產生的偶然性與必然性,使學生能夠理解自然科學中的奧秘的發掘過程,學習科學家們的研究精神和方法,明白“授人以魚”不如“授人以漁”的道理。
(3)教學資料的整合
通過將每節課的主要內容整理發給學生,讓他們自己可以復習,提出問題后進行一一講解。課堂上對幻燈內容進行選擇性地研討,引發學生進行課堂討論,并安排學生組成興趣小組,擬定題目進行分組討論,最后在課堂上用幻燈講解自己的觀點,并將幻燈資料收集印發。
二、分子生物學實驗教學改革
1.分子生物學實驗教學存在的問題
分子生物學的理論性較強,如果實驗內容安排過少不利于理論知識的理解,目前理論學時與實驗學時的比例為2.5:1,如果進行系統實驗需要更長的實驗學時,分子生物學的實驗試劑昂貴,實驗周期長,一般高校都受到實驗經費的限制,在此情況下,更需要高效地利用教學資源開展綜合性強的實驗。學生在課程實驗過程中,經常反應出內容過于單一,系統性不強的問題。
2.分子生物學實驗教學改革的方案
分子生物學實驗是解析分子生物學重要理論知識的手段。隨著社會各方面對學生動手能力、綜合素質和創新能力提出了更新、更高的要求。生物專業本科學生的實驗課程可以綜合性實驗為主,便于深入理解理論知識,在此基礎上引入一些具有設計性的實驗項目。通過開設綜合性實驗培養學生的綜合分析能力、實驗動手能力及查閱中外文資料的能力。通過開設設計性實驗的目的在于著重培養學生獨立解決實際問題的能力、創新能力、組織管理能力和科研能力。
(1)綜合性實驗教學方案改革
由于分子生物學與基因工程在實驗方面有較多重復的內容,可以結合專業特點將分子生物學實驗,基因工程實驗和其他專業課程實驗部分融合在一起,組合成有特色的生物專業綜合實驗。因為各個高校的生物專業各有側重點,包括環境,食品,植物,防疫等諸多方向,通過結合專業方向將分子生物學與其他專業方向課程實驗綜合起來,最后提交綜合實驗論文。生物專業學習的科目較多,課業較重,想要學好學精必須投入大量精力,如果教師在教學過程中結合課程的交叉性,設立系統性較強的綜合實驗,便于學生在頭腦中建立完整的專業框架。例如,食品發酵專業的綜合性試驗可以將:食品中幾種重要工業微生物的分離純化;微生物的PCR鑒定及擴增產物的回收;克隆及轉化大腸桿菌實驗;質粒提取及定性定量分析;蛋白質SDS-PAGE電泳;利用分離純化的微生物進行發酵實驗等內容結合在一起建立系統的涵蓋分子生物學,基因工程,食品發酵的綜合性實驗課程。這部分內容主要結合的是專業基礎課程和專業課程的實驗,使學生真正體會學習到生物專業的應用性。
(2)設計性實驗教學方案改革
設計性實驗可由指導教師出題目、給方案、給實驗目的要求和實驗條件,由學生自己擬定步驟、自己選定儀器設備、自己處理數據。更進一步的設計性實驗則是在指導教師出題后,全部由學生自己組織實驗,甚至可以讓學生自己選題、自己設計,在教師的指導下進行,以最大限度發揮學生學習的主動性。例如,通過不同的方法對蠶豆進行脅迫處理,然后檢測某基因及表達水平的變化;或以原核細胞為主體,給予不同的條件處理,分析蛋白表達的變化等探究學習。雖然強調學生學習的自主性,但決不能放棄教師的指導和幫助。
綜合性實驗和設計性實驗根據具體情況進行調整,但分子生物學實驗課程與其他相關課程的結合對生物專業的學生更加系統地學習專業理論與技術是很重要的。
3.實驗教學方法的改革
如果沒有有效地利用方案,發揮方案的優勢,使學生對項目產生濃厚的興趣和主動性,實驗可能達不到理想的效果。根據具體情況,引入多種教學方式,如建立分子生物學實驗教學網絡平臺,及時交流實驗經驗體會,或者采用多媒體的教學方式,將原來死板、枯燥的實驗原理變得生動、具體、形象、逼真。這種集聲音、圖像、動畫及文字等與一體的多媒體教學方式也是生物學教學理想的教學方式之一。在實驗教學過程中,教師在講解時要有針對性地聯系相關專業理論知識,以加深學生的印象。實驗結束后不要僅僅通過實驗報告和考勤評價學生的實驗技能,而應根據其實驗思路,實驗操作,解決問題的能力,團隊協作能力等方面進行綜合評價。除此之外在暑假期間鼓勵學生從事開放實驗的訓練,提高學生的實驗技能,使實驗教學質量能夠不斷提高。
分子生物學教學改革是一項系統的改革,涉及到很多相關課程。目前我們還處于摸索和實踐的階段,教師任重道遠,需要不斷提高自身業務水平,不斷探索,不斷實踐,不斷創新,不斷總結,把教學工作開展得更生動活潑,更有效果,為國家培養出更多高素質的生物技術人才。
參考文獻:
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分子生物學方向范文2
1.基本概念很重要
分子生物學中有很多名詞會讓初學者感到不可理喻,有的學生即使對其有專業感覺也很難把它說清楚,這直接導致學生分子生物學學習障礙的產生。所以老師要做的第一件事就是向學生教授概念,澄清概念和鑒別概念。(1)教授概念如果這個概念是學生在其他科目中沒有接觸到的全新概念,老師就需要對其給出一個鮮明準確的定義,這點是每個老師都應該做到的,比較常規,此略。(2)澄清概念主要指的是幫助學生理順概念間的相互關系。例如:染色體,染色質,核小體,螺線管,超螺線管,DNA(RNA),蛋白質這一組名詞,我們應該掌握他們的內在聯系。染色體是由DNA(RNA)和蛋白質組成的。染色體的基本組成單位是核小體,一個個核小體成串排列在染色質細絲上。核小體是DNA(RNA)纏繞在八聚體蛋白被壓縮成1/7的結果,核小體纏繞成螺線管又壓縮了1/6,進一步壓縮成1/40的超螺線管,超螺線管再壓縮到1/5成為染色單體。可以看到染色體,染色質,核小體,螺線管,超螺線管的組成都是DNA(RNA)和蛋白質,只不過在不同情況下存在不同形態而對應不同名稱而已。對于很多同學來講,這種概念的澄清是非常必要的。(3)鑒別概念剛才說的是同一物質不同形態的名稱問題,這里指的就是完全一樣的內涵對應不同名字的問題。例如:在真核生物基因表達調控內容中,通用型轉錄因子與一般輔助因子,同源域與同源盒等等,雖然說法不同但表示相同的內容。這些情況如果老師對學生缺乏交待,會造成大部分學生概念認識上的混亂。如果在分子生物學授課過程中能夠使學生對基本概念有一個清晰明確地認識,后續的教學任務才有望順利完成。
2.建立知識體系
以比較權威的分子生物學教材——北京大學教授朱玉賢的《現代分子生物學》——為例,分子生物學的教學內容分以下章節:染色體與DNA;從DNA到RNA;從mRNA到蛋白質;分子生物學研究法;原核基因表達調控模式;真核基因表達調控規律;疾病與人類健康;基因與發育;基因組與比較基因組學。分子生物學的核心基礎知識集中體現在前六部分,后面內容更多的是前面知識的綜合運用。當課程進行到真核基因表達調控規律一般內容的時候,筆者會幫助學生回首前面的所有內容,并將其納入到此為止揭示出的理論框架中來,即真核基因表達調控的核心內容是順式作用元件與反式調控因子之間相互作用的過程。這說明什么呢?DNA經過轉錄和翻譯生成蛋白質,真核基因表達調控是蛋白質因子與DNA序列間作用,原核生物雖以操縱子為模型來講述其調控過程,但實際上也是通過蛋白質因子與DNA的作用來完成的。雖然真核生物與原核生物各個方面存在很多不同,但我們看到了其大同的一面,這樣我們就可以把有關DNA,蛋白質以及一切從不同角度對真原核生物表達調控進行描述或分類的內容都鑲嵌到這個框架相應的位置上。如果學生做到了這一點,他會有豁然開朗,別有洞天之感,分子生物學理論學習道路上的一切陰霾就此消散。至于基因治療,發育生物學,免疫學等是在此基礎上結合其他課程內容,對分子生物學知識的綜合運用,研究方向相對獨立,只要學生有了前面的知識框架基礎,再來看這些內容,會多少找到用公式原理解應用題的感覺。在筆者的分子生物學理論教學過程中,一直把知識體系的建立放在重中之重的位置,這比要求學生掌握很多細節知識更重要。
3.培養學生用哲學方式看問題
分子生物學方向范文3
關鍵詞:分子生物學;實驗教學體系;建設思路
分子生物學學科是20世紀90年代初建立起來的一門學科,它是由遺傳學、細胞生物學和生物化學的深入發展而逐漸形成的一門獨立的學科體系,并迅速滲入到整個生物科學的各個學科當中。現已成為生命科學領域最為基礎、最為重要的主干課程之一。
分子生物學是一門理論與實驗緊密結合的學科。通過分子生物學實驗教學,既可以使學生更好地理解理論內容,又可以培養學生扎實的實驗能力和認真嚴謹、實事求是的精神[1]。為了突出實踐教學在學生素質培養方面的重要地位,青海大學生態環境工程學院在分子生物學實驗教學中建立了課堂教學與實驗教學分離的“3+1”實驗教學體系(即基礎性試驗、綜合性實驗、創新性實驗和科研訓練),單獨開設了分子生物學綜合性大實驗,增加了分子克隆等開放性和綜合性的實驗。這種模式改變了實驗教學依附于理論教學的現狀,有益于培養學生的創新思維和獨立分析問題、解決問題的能力。
一、分子生物學實驗課程建設現狀
青海大學生態環境工程學院《分子生物學》課程自2003年開設以來,學院先后選派教師赴浙江大學、清華大學等院校進行了學習培訓。2004年在清華大學生命科學與技術系的指導和幫助下,建立分子生物學實驗室,專門承擔“分子生物學”的本科和研究生教學和科研工作。2010年青海大學教學計劃修訂時分子生物學課程被定為生物類、農牧類相關專業的學科平臺課。短短的9年期間,該課程已經成為生物科學及相關專業本科生、碩士生的核心課程。通過教學人員的不斷進修學習,研究方向的不斷凝練,儀器設備的不斷更新,已在青海省內形成鮮明特色并確立了相應的地位。
2007年根據分子生物學的飛速發展,借鑒清華大學研究型大學實踐教學體系的建設經驗[2-4],進一步修訂了課程計劃,從2006級生物技術專業開始理論課教學調整為48學時,實驗課單獨開設16學時,同時開設了2周的分子生物學綜合性大實驗,建立了分子生物學“3+1”實驗教學體系,優化了課程的結構,增加了實驗教學的環節,豐富了分子生物學的實驗教學,同時提高了學生的動手能力和對學生綜合實驗能力的培養。
二、“3+1”實驗教學體系的建設思路
實驗教學內容和方法的改革是實驗教學改革的重點和難點,也是適應知識經濟和創新教育的關鍵[5]。借鑒清華大學研究型大學實踐教學體系的建設經驗[2,3],初步設計了基礎性(技能性訓練)、綜合性和研究創新性三個層次以及本科生進入科研實驗室參與的科研訓練的“3+1”實驗教學體系。其中,3是指將實驗課程分為3大類,第1類是基礎性(技能性)實驗課程,訓練學生的基本專業技能;第2類是綜合性實驗課程,提高學生的綜合能力;第3類是研究創新性實驗課程,加強學生的創新能力和探索精神;1是指本科生進入科研實驗室參與的科研訓練。
實驗操作是掌握分子生物學精髓的主要途徑,而且在學習上能起到事半功倍的效果。因此,我們通過一系列的實驗從基因的分離、純化、轉化、鑒定等方面,幫助學生掌握分子生物學基本的實驗方法和技能,使學生進一步鞏固和掌握有關分子生物學的相關理論。同時在條件許可的情況下在分子生物學綜合性大實驗中提供多種實驗材料讓學生自行設計和準備實驗,培養學生獨立科研能力。設計思想和目的在于:(1)驗證課本知識;(2)掌握基本的操作技能;(3)學習先進的系統的實驗操作方法;(4)培養獨立工作的能力;(5)形成研究型思維;(6)學習撰寫研究論文。
三、“3+1”實驗教學體系的建設規劃
根據分子生物學實驗課程的性質、類型和具體要求,對實驗內容進行整合,結合現有分子生物學相關課程,將分子生物學實驗課程和實驗內容整合為基礎性(技能性訓練)、綜合性和研究創新性三個層次以及本科生進入科研實驗室參與的科研訓練。本課程的實踐性教學由“分子生物學實驗”、“生物化學與分子生物學綜合性大實驗”和“基因工程實驗”三門實驗課程組成。其中分子生物學課程實驗重在基礎性教學,生物化學與分子生物學綜合性大實驗重在綜合性訓練,基因工程課程實驗重在研究性層次訓練,而本科生畢業論文重在本科生進入科研實驗室參與的科研訓練。
四、“3+1”實驗教學體系的實驗教學效果
由于“分子生物學”具有理論與實踐結合極為緊密的特點,因此該課程在教學過程中不僅要系統地講授重要的基礎理論,及時反映學科前沿和最新進展,而且要開設涵蓋核酸的分離、提取、純化、檢測等實驗技術的綜合實驗課程。學生通過實際操作,不僅實際動手能力得到明顯提高,而且有助于對課程理論部分的理解。經過幾年的分子生物學“3+1”實驗教學體系的探索與實踐,我們逐步實現了將分子生物學實驗從驗證性實驗向綜合性、創新性和研究型實驗的轉變。
實驗體系建立要注意到各個實驗內容之間銜接與關聯[6],因此在2010版的教學大綱制定和修訂工作中,我們充分加強課程實驗和綜合性大試驗之間的聯系,增強了學生分解實驗、合理安排實驗時間的能力,對一些特別常用和重要的技術也起到重復訓練的作用。
具體講授中,鑒于分子生物學實驗技術內容發展迅速、內容廣泛,我們將分子生物學實驗教學重點放在分子克隆技術內容上,在分子生物學實驗課程教學中充分加強專項實驗技術,以利于分子生物學綜合性大試驗的開展。
通過以上實驗的改革,開闊了同學們的視野,激發了學生學習的積極性和創造性,培養了同學們獨立分析問題和解決問題的能力,增強了學生的科學意識和創新意識,大大提高了實驗教學效果,對學生接受科研訓練、完成畢業論文、進入研究生階段的學習和實驗研究以及畢業后從事相關技術研究工作奠定了基礎。
五、今后進一步建設的發展思路
實踐教學對于提高學生的綜合素質、培養學生的創新精神與實踐能力具有特殊作用[7]。這一指導思想下,我們提出了今后進一步建設的發展思路,進一步深化分子生物學“3+1”實驗教學體系的改革,采用現代教學理論,創新實驗教學方法,為學生提供良好學習環境,注重在學生實驗課程教學內容的調整、基本實驗過程的安排及設計實驗的實施上的銜接,將個別典型的設計作為重點普及,使學生們依托高原資源背景,應用基本理論和實驗技能,提高創新能力,培養團隊協作精神,進一步提高生物學及相關專業本科生的實踐能力。
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分子生物學方向范文4
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:
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分子生物學方向范文5
關鍵詞:分子生物學;多媒體教學;新興疫苗技術
1由淺入深,充分利用學生已知信息引入分子生物學概念
對于絕大多數動物醫學專業學生而言,分子生物學仍停留在“傳說階段”,聽說過也大概了解,但其中具體涉及哪些內容仍不得而知,仍是一些“高大上”的理論內容。因此,如果將學生由門外漢引入分子生物學的世界至關重要,也是學好這門課的首要前提。由于專業限制,動物醫學專業的學生視線多集中在各種動物疫病的診斷、防控等領域,因此對這方面的內容比較熟悉,比如疾病診斷中常用的ELISA檢測及動物免疫疫苗等。以禽流感病毒為例,大家肯定都知道最近國內留下的H5N1及H7N9禽流感病毒,也知道養殖戶需要打疫苗進行防范,那么這些疫苗是如何生產的呢?傳統的疫苗生產基本圍繞雞胚擴繁病毒并滅活,而一些新興的疫苗技術,如DNA疫苗、亞單位疫苗及反向遺傳疫苗等勢必引起學生的興趣,這些都是我們分子生物學領域研究的內容,讓學生認識到分子生物學知識的重要性。
2發揮多媒體教學優勢
分子生物學課程中涉及大量的動物醫學專業學生前所未聞的新鮮概念,如果單純的依靠傳統板書進行講解很難取得滿意的效果,因此多媒體教學勢必發揮著重要作用。將一些看不見摸不著的晦澀理論知識,以生動形象的多媒體形式展示出來,使學生一目了然的明白我們究竟講的是什么內容,具體的原理是什么,真正掌握分子生物學的精髓,才能將分子生物學知識應用于實際。如分子生物學中最常見的“PCR技術”,如果我們說這是“聚合酶鏈式反應”,學生必然一頭霧水,其設計到引物、目的基因、擴增溫度等等因素,單純的講解很難理解,這時我們可以通過視頻的形式,將PCR反應的各種組分及反應步驟一一分解,勢必起到事半功倍的效果。
3以最新科研進展充分調動學生積極性
我們知道分子生物學知識發展非常迅速,每天都有新的研究進展,因此課本上的知識永遠無法跟蹤到最新的科研進展。那么我們就可以通過多媒體形式將最新相關領域的研究進展引入教學,既能讓學生了解研究前沿知識,深入理解掌握所學分子生物學知識的含義,更能激發學生的學習熱情。比如前面講到的“反向遺傳疫苗”,這是幾年來研究比較火熱的一個方向,“反向”是相對于“正向”而言,“正向”指的是生物學的初始階段是由表型到內部,即由蛋白到核酸的過程,而“反向”則是由核酸到蛋白質的研究過程,即通過改變核酸從而改變蛋白質表型,生產新型疫苗,比如中國農業科學院哈爾濱獸醫研究所近年來做了大量研究,開發了一系列新型的反向遺傳疫苗并應用于實際生產,這樣會迅速抓住學生的學習興奮點。
4比喻教學法,以通俗易懂的語言解答晦澀難懂的理論
利用恰當的比喻教學方法在解釋一些晦澀難懂的理論知識時效果很好,能生動形象的讓學生明白我們講授的內容。比如在講授蛋白質翻譯過程時,從DNA轉錄為RNA并翻譯為蛋白質,其中信使RNA(mRNA)、轉移RNA(tRNA)和核糖體RNA(rRNA)是細胞質中參與蛋白質合成的三類主要的RNA,如何更好的理解這部分內容呢?我們可以將mRNA比喻為上司下達的一道命令,具體的堿基就是命令的具體內容;rRNA則是能幫助讀懂這些命令的秘書,隨后秘書將信息傳代給具體執行操作的信號兵,也就是tRNA,這樣三者配合完成從RNA到蛋白質的翻譯過程。5理論聯系實際,調動學生主動學習、思考的能力在學生掌握了一定的分子生物學理論基礎上,恰當的做到理論聯系實際,發揮學生主動思考能力,將有助于學生更好的理解理論知識。比如我們學習了PCR技術,知道這是一種針對遺傳物質DNA的特異性擴增技術,那么具體有什么應用價值呢?這時我們可以引入病原檢測方面的例子,讓學生分析一下目前進出口檢驗檢疫方面常見的手段有哪些?除了傳統的ELISA檢測,很多時候PCR技術都發揮了重要的作用,能針對某種特定病原菌的特征性基因設計引物,只要PCR技術檢測出陽性結果就說明有這種病原菌,快速靈敏。這樣能讓學生更容易意識到分子生物學知識在實際中是如何應用的。分子生物學技術在當代動物醫學領域發揮著越來越重要的作用,如何讓非生物專業的動物醫學學生更有效的掌握這門重要的基礎知識仍存在許多難點,需不斷總結實踐提高,真正達到我們的教學目的。
參考文獻
[1]趙佳福,段志強,阮勇,倪萌萌.影響動物科學專業實踐教學效果的原因分析及改革建議[J]教育教學論壇.2016(50).
[2]鄒文輝,戴洪偉,李建江,劉慧霞,王康英.動物科學專業實踐教學體系與運行保障[J]甘肅畜牧獸醫.2017(05).
分子生物學方向范文6
Exploration on Teaching Reform of
Molecular Biology Course in Biotechnology
ZHANG Tiejun, CHEN Xinmei, OUYANG Yongchang*
(School of Life Science, Guangzhou Medical University, Guangzhou, Guangdong 511436)
Abstract Molecular biology is an important basic course for students majoring in biotechnology. Due to update the theory of molecular biology knowledge quickly, the development of experimental technology, fast, and the content is more abstract, from the rational use of teaching methods, to promote discussion, to carry out small class teaching, the use of cyber source, enhance the ability of autonomous learning, establish evaluation system, and optimize the experimental teaching system and other aspects of teaching reform, in order to improve the specialty of biological technology molecular biology teaching effect, cultivate unity of knowledge, ability and quality, application of compound bio technology professionals.
Keywords biotechnology; molecular biology; teaching reform
生物技術專業培養具備生命科學的基本理論和較系統的生物技術的基本理論、基本知識、基本技能,具有良好科學素養及創業精神,能在科研機構或高等學校從事科學研究或教學工作,能在科研機構、高等學院和相關企業等單位中從事科學研究、教學、管理及商業服務的高級專門人才。
分子生物學是從分子水平上研究生命現象、生命本質及其規律的的科學,主要研究核酸、蛋白質等生物大分子的形態、結構特征及其重要性、規律性和相互關系的科學,是21世紀最具活力的生命科學之一。[1]目前,分子生物學是生物技術專業學生一門重要的專業必修課。因此,確定合理、科學的教學改革方案,優化、重組教學內容,精心設計教學方法和教學手段,對保證生物技術專業分子生物學課程教學質量具有重要意義。[2]
1 分子生物學教學現狀
(1)分子生物學是生物技術專業的一門主要課程,教學單位往往會根據教師上課需求以及市場需求來選擇教材,然而,卻有可能忽略了對學生的接受能力以及理解程度的考慮。部分分子生物學教材內容高深莫測、專業詞匯多且與實際聯系不夠緊密,造成學生在學習過程中困難重重,嚴重降低了學生對該學科學習的積極性。
(2)教學條件限制。在分子生物學課堂中,使用多媒體設備等教學手段對提高學生的學習積極性以及學習效果有明顯的促進作用。然而,部分教學單位由于教育資源分布不均勻,難以利用先進的教學手段。
(3)分子生物學課程所涉及的知識?c以及生物學過程,大多數是看不見摸不著的微觀世界,學生在學習的過程中難以直觀感受。
(4)理論知識更新快,實驗技術發展快。分子生物學作為生命科學的前沿學科,其發展日新月異,這也對教學提出了更高的要求。授課老師需及時接納最新知識,充分備課。
2 分子生物學教學改革的主要措施
2.1 PBL教學法的合理運用
PBL(problem-based learning,問題式學習)教學法于1969 年由美國Barrows教授創立,并引入高等教育,很快在高校中廣泛應用。是一種以問題為導向,以學生為中心的教學方法。其主要流程是:老師提出問題,學生作為主體進行分組討論,學生解決問題。[3]在PBL教學過程中,學生是主體,老師則主要起到輔導的作用。分子生物學課程內容復雜,用傳統的教學方式不易調動學生的學習積極性,而且課堂效率不高。在課堂中適當引入PBL教學法,可改善教師唱獨角戲,學生被動接受的狀況。
在進行PBL教學前的備課過程中,任課老師應查閱大量的文獻,充分考慮在討論案例過程中可能出現的問題,內容涉及分子生物學以及其他學科如生物化學、細胞生物學等。在課堂上,教師應寓教于樂,充分調動學生積極性,控制好課堂節奏,同時應根據教學大綱的安排,強調學習過程中應掌握的知識要點。[4]
在分子生物學的教學過程中,PBL教學可分為四個階段:(1)提出問題。開展PBL教學的時間不宜在課程開始的階段,而應在課程中后期,學生具有一定的分子生物學基礎后再開展。PBL教學討論的主要題目應該是分子生物學教學過程中的重點或者難點,并且結合生活實際的討論內容。教師在這個過程中是組織者的身份。(2)人員組成。為調動學生參與的積極性,同時考慮到團隊的高效性,將每個班級分成4~6組,每組包括4~6 名同學。分組結束后,要求各組成員選拔出該組的組長并選定擬解決的問題,然后進行人員的分工,明確每個成員應完成的內容和時間節點。老師負責全程把控,掌握教學的整體節奏與進展,及時了解各組的情況,包括進程、主要觀點、存在問題、后續進展等。鼓勵各組結合自己的研究、思考提出自己的想法。對成效較好的小組,給予肯定和表揚;對存在問題較多或進展較慢的小組有針對性的指導,幫助小組找到解決問題的核心路徑。(3)成果展示。學生展示自己的研究成果,并開展充分討論。主講老師在學生討論完畢后,對學生的成果、討論的主題、各組的亮點、學生關注點較集中或爭議較大的問題、學生未掌握到的知識點、研究時未關注的部分、下一步學習或研究中需要改進的研究方法進行總結、歸納,并提出改進意見。[5](4)考核評分。考核評分是對PBL學生成果的集中體現,評分體系主要包括三部分:一是課件制作,占比30%,評價標準主要是內容正確、重點突出、課件美觀、清晰易懂,能綜合運用圖片、音頻、視頻、動畫等表達自己的觀點;二是課件展示,占比40%,準備充分、邏輯正確、條理分明、落落大分,能清晰的闡述自己的研究成果、觀點等;三是課堂討論:占比30%,主動思考,積極參與,能夠拋出富有啟發意義的論點,回答問題時中肯全面。
2.2 提倡分組討論,開展小班教學
在討論課開始前2周,老師將要討論的內容告知學生。以小組為單位進行學習,各小組成員間可以進行分工協作,分頭尋找資料、討論并匯總;課堂上以小組形式提出問題,介紹小組觀點、結論,老師也會對該小組的匯報進行點評;課后以小組為單位進行復習,增強學習效果。小組學習活動的意義既體現個人的價值和責任,更強調成員間彼此賦予信心和力量,通過體驗團隊的智慧和協作,培養了學生間可貴的團隊合作精神。
分子生物學的課堂提倡小班教學。一方面,可以增加師生間互動的頻率。由于分子生物學課程所涉及的知識點以及生物學過程,大多數是看不見摸不著的微觀世界,學生在學習的過程中難以直觀感受,這就增加了學生學習該課程的難度。小班教學有助于老師關注每一個學生對相關知識的把握;另一方面,小班教學易于實施多種教學形式,靈活掌握教學要求和進度,便于及時調整教學內容。
2.3 利用網絡資源,提升自主學習能力
自主學習強調的學生作為知識的主動構造者自己進行學習的意愿和能力,反映了教學向個性化、創新化、自主化、多元化過渡的趨勢。分子生物學作為前沿科學,信息量大、更新快,要積極利用互聯網信息資源,提升學生學習和借鑒優秀研究成果、自主學習的能力。教師要由照著教材講變成開放式、啟發式教學,最大限度調動學生學習的積極性、思考的主動性、課堂的參與性。鼓勵學生自主學習,主動去學習和研究當前科研的最前沿知識,在研究的過程中敢于提出自己不同的看法,培養學生探索創新精神。[6]讓學生由被動受教變成自主學習,主動參與到課堂學習中,形成教學工作“教”與“學”相輔相成、相互促進。教師要積極拓展教學內容的外延,主動介紹國內外優秀的生物網站、資源庫、期刊、論壇等,鼓勵學生積極開展課外閱讀,豐富學科專業知識、前沿信息、專業詞匯等知識,激發學生探索新知識的熱情,也不斷培養學生自主學習、發現問題、解決問題的能力。[7]
2.4 建立形成性評價體系
“形成性評價”的概念是由斯克里文 1967 年所著《評價方法論》 中首先提出來的,與傳統的“終結性評價”不同,它是對學生的學習過程進行的評價,旨在確認學生的潛力,改進和發展學生的學習。因此,形成性評價方式更能體現出學生的學習效果。[8]分子生物學課程的目的在于培養學生形成良好的分子生物學學習習慣和實驗習慣,提高他們的科學素養和創新能力。期中或期末考試不能全面真實地反映出學生的真實學習情況,采取形成性評價的方式顯得更加科學和必要。具體如下:一是平時成績,占課程總成績60%,包括課堂考勤,占總成績5%、課堂作業,占總成績10%、課堂提問,占總成績5%、PBL討論會,占總成績10%、實驗考評,占總成績30%。二是期末考試,占課程總成績40%。由于形成性評價是強調過程的評價方式,引導學生重視平時的學習情況,大大減少了學生考前突擊的可能,也更能真實地反映出學生的真實水平。
2.5 優化實驗教學體系
分子生物學實驗技術是生物技術專業學生必須掌握的重要基本技能之一。其研究方法及策略已被廣泛應用于生命科學的研究當中。[9]通過對學生實驗技能的培養,一方面有利于將理論教學與實踐教學相結合,豐富教學內容,提升教學的實踐性、實用性、綜合性,便于學生理解和掌握;另一方面,在提升學生綜合素質、學習興趣、創新能力、思考能力等方面也有十分重要的作用。[10]因此,增加分子生物學實驗學時數,開展綜合實驗也是課程改進的一個重要方向。在實驗教學中,教師要結合分子生物學快速發展的特點,選取與教學內容相適應的操作性、設計性實驗,并做好不同實驗之間的關聯與銜接,建立實驗的邏輯體系。一是分組分工,輔助實驗老師提前做好實驗準備工,并提前觀察、發現問題及時記錄。二是教師針對前期準備工作中發現的問題有針對性的闡述,并對實驗流程、操作方法、各環節中注意事?進行講解與演示,指導學生開展實驗。三是講解與演示結束后,學生動手實驗,教師應注意注意觀察過程和細節,對共性問題,要及時統一糾正,對個別同學的個性問題,要個別指導。既確保操作的準確性、嚴謹性,也要保證實驗質量,通過實驗檢驗教學情況。
3 結語
生物技術專業應用人才培養是一個綜合性、系統性的工程,涉及到教育環節的方方面面。課程教學是其重要的一環,分子生物學課程教師要積極發揮作用,不斷提升專業能力、教學能力,教學理念與時俱進、教學手段豐富靈活,激發學生學習的主動性、創造性,提升學習內容掌握能力及應用效果,為國家培養知識、能力、素質協調統一的應用性、復合型人才。