導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇分子生物學(xué)的概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關(guān)鍵詞】醫(yī)學(xué)；高等院校；中醫(yī)專業(yè)；醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)；教學(xué)；實(shí)踐

1教材的選擇

教材是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的知識(shí)載體，也是教師授課的重要依據(jù)和學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的工具，因此選擇合適的教材是教學(xué)過(guò)程中非常重要的環(huán)節(jié)。在開(kāi)設(shè)中醫(yī)學(xué)專業(yè)醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)課程時(shí)，我們選擇了供中醫(yī)藥類專業(yè)使用，由唐炳華，王繼峰主編，中國(guó)中醫(yī)藥出版社出版的《醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)》作為教材。該教材承接醫(yī)學(xué)院校生物化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，深入和系統(tǒng)地介紹分子生物學(xué)的理論、技術(shù)和應(yīng)用，注重與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的結(jié)合，符合中醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)教學(xué)的實(shí)際情況，增強(qiáng)了教學(xué)效果。分子生物學(xué)是一門(mén)現(xiàn)代生命科學(xué)領(lǐng)域中的前沿性學(xué)科，新知識(shí)、新理論、新技術(shù)層出不窮，發(fā)展成果日新月異。因此如何借助現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)施將基礎(chǔ)性的教材內(nèi)容與最新研究成果的補(bǔ)充增添內(nèi)容融為一體，是教學(xué)改革的主要內(nèi)容[5]。近年來(lái)，以新一代基因測(cè)序技術(shù)為代表的高通量分析技術(shù)，極大地推動(dòng)了分子生物學(xué)的發(fā)展，組學(xué)以及大數(shù)據(jù)分析的技術(shù)手段為分子生物學(xué)的研究提供了更豐富的信息和更廣闊的視野。這使得現(xiàn)有的教材出現(xiàn)了一定的滯后性，我們根據(jù)長(zhǎng)期教學(xué)和科研工作的經(jīng)驗(yàn)體會(huì)，編寫(xiě)了針對(duì)高等醫(yī)學(xué)院校學(xué)生醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)的專業(yè)授課為明確對(duì)象的《醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)》教材。本教材在突出前沿和實(shí)用為原則的前提下，縮減了同類教材中普遍出現(xiàn)的與技術(shù)細(xì)節(jié)相關(guān)的大篇幅內(nèi)容，而對(duì)理論和原理部分進(jìn)行了擴(kuò)展與強(qiáng)化；注重討論與疾病和臨床案例或相關(guān)問(wèn)題的聯(lián)系；根據(jù)對(duì)分子生物學(xué)發(fā)展趨勢(shì)的把握，嘗試了對(duì)系統(tǒng)生物學(xué)等前沿領(lǐng)域的介紹[1]。目前，該教材已經(jīng)在本校醫(yī)學(xué)各專業(yè)使用了近1年，取得了良好的教學(xué)效果。

2教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)課程的概念抽象，內(nèi)容繁多、新概念、新技術(shù)及新進(jìn)展不斷涌現(xiàn)。在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，合理安排教學(xué)內(nèi)容、根據(jù)學(xué)生專業(yè)的特點(diǎn)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、注重理論知識(shí)及技術(shù)相互滲透，并兼顧新知識(shí)的傳授，是取得良好教學(xué)效果的關(guān)鍵。配合新教材的內(nèi)容，重新修訂了大綱和教案，精選了7個(gè)專題，以“基因與基因組”，“基因組穩(wěn)定性與DNA損傷修復(fù)”，“基因表達(dá)的表觀遺傳調(diào)控”作為學(xué)生學(xué)習(xí)分子生物學(xué)理論知識(shí)的基礎(chǔ)；隨后通過(guò)“基因結(jié)構(gòu)分析的基本方法”，“基因克隆與基因體外表達(dá)”介紹多項(xiàng)分子生物學(xué)中重要的實(shí)驗(yàn)技術(shù)；與醫(yī)學(xué)緊密聯(lián)系的“腫瘤分子生物學(xué)”；包含近年來(lái)分子生物學(xué)前沿知識(shí)的“生物組學(xué)與研究方法”。確保課程內(nèi)容既豐富全面，涵蓋基本理論與基本技術(shù)，又避免重復(fù)，還具有前沿性。

3教學(xué)方法的多樣性

醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)課程的特點(diǎn)決定了必須采用靈活多樣的教學(xué)方法才能達(dá)到良好的教學(xué)效果。

3.1利用多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)課程中有很多需要掌握的概念、原理和技術(shù)，傳統(tǒng)教學(xué)模式會(huì)導(dǎo)致學(xué)生感覺(jué)學(xué)習(xí)枯燥，不能深刻理解概念，缺乏學(xué)習(xí)興趣。相較于以往傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)，多媒體形式更靈活、內(nèi)容含量更豐富，可以通過(guò)幻燈片、動(dòng)畫(huà)、視頻等更加直觀形象地呈現(xiàn)，利于學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)獲得更多的信息量[6]。例如在講授聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）技術(shù)的基本原理時(shí)，僅有文字描述，甚至示意圖都不能讓學(xué)生很好的理解PCR技術(shù)是如何把目的基因擴(kuò)增至100萬(wàn)倍的，在講解原理后配合PCR擴(kuò)增的多媒體動(dòng)畫(huà)，生動(dòng)形象的展示PCR在每一輪循環(huán)中DNA新鏈合成的過(guò)程，數(shù)目變化，最終是如何達(dá)到100萬(wàn)倍的。這樣就使抽象的理論知識(shí)變得具體化，加深了學(xué)生對(duì)概念的理解和記憶，提高了學(xué)習(xí)興趣。

3.2注重學(xué)生知識(shí)體系的建立

分子生物學(xué)的理論知識(shí)與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)各個(gè)學(xué)科如生理學(xué)、微生物學(xué)、免疫學(xué)、病理學(xué)、藥理學(xué)以及臨床各學(xué)科都有廣泛的聯(lián)系，相互交叉與滲透。所以要透徹理解分子生物學(xué)的理論精髓，必須將這些相關(guān)學(xué)科的基本原理有機(jī)地貫穿到相應(yīng)的原理和概念中去。在醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)教學(xué)過(guò)程中注重之間的相互聯(lián)系，例如核酸分子雜交技術(shù)涉及生物化學(xué)課程中講過(guò)的核酸分子重要的特性即：核酸的變性和復(fù)性。我們?cè)谥v授核酸分子雜交技術(shù)之前會(huì)帶著學(xué)生復(fù)習(xí)核酸分子變性和復(fù)性的概念，然后引出核酸分子雜交的概念，再進(jìn)入核酸分子雜交技術(shù)的介紹。這樣既鞏固了學(xué)生已有的知識(shí)，又由淺入深地理解和掌握了新知識(shí)，使學(xué)生的知識(shí)體系跨越學(xué)科的界限相互聯(lián)系在一起。

3.3突出分子生物學(xué)技術(shù)在中醫(yī)藥學(xué)研究中的應(yīng)用

近年來(lái)，運(yùn)用分子生物學(xué)相關(guān)知識(shí)與技術(shù)研究中醫(yī)學(xué)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外廣泛開(kāi)展，目前的研究成果多集中在中醫(yī)基礎(chǔ)理論、中醫(yī)辨證論治學(xué)說(shuō)、中藥臨床應(yīng)用、中醫(yī)臨床研究等方面，對(duì)推動(dòng)中醫(yī)理論向現(xiàn)代化邁進(jìn)有著重要的意義[7]。中醫(yī)藥專業(yè)學(xué)生的生物學(xué)知識(shí)背景相對(duì)薄弱，因此在教學(xué)過(guò)程中需要考慮到學(xué)生的知識(shí)體系、興趣以及中醫(yī)藥專業(yè)人才的培養(yǎng)需求，針對(duì)性的進(jìn)行講授[8]。在給中醫(yī)專業(yè)的學(xué)生講授醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)課程的過(guò)程中，我們注意在醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的講解過(guò)程中穿插中醫(yī)藥研究中實(shí)際案例，如在講解限制性長(zhǎng)度多態(tài)性（RFLP）技術(shù)時(shí)，引入科學(xué)家利用PCR和RFLP技術(shù)作為分析手段對(duì)黃芪亞族和甘草亞族親緣關(guān)系的研究。在講解人類基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的研究成果時(shí)，介紹利用蛋白芯片技術(shù)來(lái)鑒定中藥品質(zhì)、分析中藥成分；利用基因芯片技術(shù)研究中藥治療前后疾病相關(guān)基因位點(diǎn)的變化，篩選中藥作用靶點(diǎn)。一方面激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開(kāi)拓了視野，另一方面讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)和掌握分子生物學(xué)理論和技術(shù)的重要性。

4提高學(xué)生的綜合素質(zhì)

時(shí)代的發(fā)展對(duì)分子生物學(xué)教學(xué)不斷提出新要求，對(duì)專業(yè)人才知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力素質(zhì)也提出了新標(biāo)準(zhǔn)，迫切需要培養(yǎng)創(chuàng)新型高素質(zhì)人才[9]。因此，針對(duì)當(dāng)前中醫(yī)專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生在基礎(chǔ)研究、臨床實(shí)踐中應(yīng)用醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，可以為今后學(xué)生科研選題或從事這方面的工作打下良好基礎(chǔ)。此外，我們還鼓勵(lì)有能力的學(xué)生閱讀相關(guān)英文專業(yè)書(shū)籍、和專業(yè)文獻(xiàn)；參加海內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜宜龅膶W(xué)術(shù)報(bào)告，增加學(xué)習(xí)興趣和熱情。

篇2

論文關(guān)鍵詞：學(xué)科教學(xué)知識(shí)；分子生物學(xué)；教學(xué)質(zhì)量

進(jìn)入21世紀(jì)，以分子生物學(xué)為先導(dǎo)的生命科學(xué)正經(jīng)歷新的發(fā)展階段，特別是分子生物學(xué)的理論發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新，使生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)達(dá)到了前所未有的程度，這將從根本上推動(dòng)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。分子生物學(xué)是從分子水平研究生命本質(zhì)的一門(mén)學(xué)科，是當(dāng)前生命科學(xué)中發(fā)展最快并與其他學(xué)科廣泛交叉和滲透的前沿研究領(lǐng)域，其基本原理和研究技術(shù)已應(yīng)用到生命科學(xué)的所有分支，它的內(nèi)容得到了更大的擴(kuò)展，分子生物學(xué)已發(fā)展成為生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)的重要基礎(chǔ)理論學(xué)科。面對(duì)進(jìn)一步加強(qiáng)分子生物學(xué)教育質(zhì)量和針對(duì)性的要求，學(xué)習(xí)和研究國(guó)外創(chuàng)新的教育理論和方法，對(duì)于提高我國(guó)分子生物學(xué)教學(xué)質(zhì)量具有直接的借鑒和啟發(fā)意義，而發(fā)軔于美國(guó)的學(xué)科教學(xué)知識(shí)理論則是近年來(lái)在我國(guó)教育界深受關(guān)注的一種教育理念。

1學(xué)科教學(xué)知識(shí)的概念和內(nèi)涵

1．1學(xué)科教學(xué)知識(shí)的概念

學(xué)科教學(xué)知識(shí)(PedagogicalContentKnowledge)簡(jiǎn)稱PCK，最早是由美國(guó)斯坦福大學(xué)舒爾曼教授提出的。他指出，教師的知識(shí)包括7個(gè)范疇的知識(shí)：學(xué)科內(nèi)容知識(shí)(contentknowledge)、一般教學(xué)法知識(shí)(generalpedagogicalknowledge)、課程知識(shí)(curriculumknowledge)、學(xué)科教學(xué)知識(shí)(PCK)、關(guān)于學(xué)習(xí)者的知識(shí)(knowledgeoflearnersandtheircharacteristics)、教育情境知識(shí)只(knowledgeofeducationalcontexts)和關(guān)于教育的目標(biāo)、目的和價(jià)值及其哲學(xué)和歷史背景的知識(shí)(knowledgeofeducationalends，purposesand values，and theirphilosophicaland historicalgrounds)，學(xué)科教學(xué)知識(shí)就是“教師個(gè)人教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、教師學(xué)科內(nèi)容知識(shí)和教育學(xué)的特殊整合”，是教師將學(xué)科內(nèi)容轉(zhuǎn)化和表征為有教學(xué)意義的形式、適合于不同能力和背景學(xué)生的能力，是綜合學(xué)科知識(shí)、教學(xué)和背景知識(shí)而形成的知識(shí)，是教師特有的知識(shí)。它包括表達(dá)思想的最好方式，最有用的類比、樣例、圖示、解釋和演示等易于學(xué)生理解的表征方法，也包括教師消除學(xué)生對(duì)某一特定學(xué)習(xí)內(nèi)容的偏見(jiàn)和誤解的策略，以及用怎樣的方式組織、表達(dá)使不同興趣、能力和背景的學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容的知識(shí)。

l．2學(xué)科教學(xué)知識(shí)的內(nèi)涵

教師必須擁有所教學(xué)科的具體知識(shí)：事實(shí)、概念、規(guī)律、原理等，而這些學(xué)科知識(shí)來(lái)自于科學(xué)領(lǐng)域的專門(mén)學(xué)科，教師不能僅僅對(duì)某一概念、原則或原理有直覺(jué)的個(gè)人的理解，為了促進(jìn)學(xué)生的理解，他們必須先理解向?qū)W生表征概念的方法，幫助或引導(dǎo)學(xué)生以個(gè)人有意義的方式理解教學(xué)內(nèi)容以減少其形成錯(cuò)誤概念，應(yīng)該學(xué)習(xí)將自己擁有的學(xué)科知識(shí)轉(zhuǎn)化成易于學(xué)生理解的表征形式的知識(shí)。也就是說(shuō)，教師的PCK是在具體的教學(xué)情境中，結(jié)合學(xué)科知識(shí)、學(xué)生的知識(shí)(能力、學(xué)習(xí)策略、年齡和發(fā)展水平、態(tài)度、動(dòng)機(jī)、前知識(shí))、背景的知識(shí)(社會(huì)的、政治的、文化的和自然環(huán)境)和教學(xué)法的知識(shí)經(jīng)由自身的價(jià)值觀做出判斷、選擇、重組而形成的。實(shí)際上PCK就是教師自身具有的復(fù)雜而成熟的理解與學(xué)生的理解之間的一道橋梁，它的內(nèi)涵即在于學(xué)科知識(shí)在一定的教學(xué)情境中如何采用最適當(dāng)?shù)谋碚鞣绞绞箤W(xué)生易于理解。

2學(xué)科教學(xué)知識(shí)在分子生物學(xué)教學(xué)中的指導(dǎo)應(yīng)用

分子生物學(xué)知識(shí)體系龐雜，專業(yè)名詞和知識(shí)點(diǎn)較多，難懂難記，抽象復(fù)雜的分子機(jī)理需要充分發(fā)揮想象力來(lái)理解，且學(xué)過(guò)的內(nèi)容也較難記住，許多學(xué)生就容易在學(xué)習(xí)分子生物學(xué)時(shí)產(chǎn)生畏難心理，致使學(xué)習(xí)積極性下降，甚至厭學(xué)；分子生物學(xué)理論性強(qiáng)，研究?jī)?nèi)容抽象，并以大量的實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，對(duì)實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)條件的要求較高；分子生物學(xué)領(lǐng)域不斷出現(xiàn)的新發(fā)現(xiàn)和新進(jìn)展也對(duì)教師整合既有的學(xué)科內(nèi)容、快速領(lǐng)會(huì)和把握這些學(xué)科前沿、銜接新的理論知識(shí)提出更高的要求。針對(duì)這些問(wèn)題，借鑒學(xué)科教學(xué)知識(shí)理論，指導(dǎo)教師在教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行積極的探索和有益的嘗試。

2．1做好教學(xué)設(shè)計(jì)

在具體的分子生物學(xué)教學(xué)過(guò)程中，教師按照PcK理論要素(學(xué)科知識(shí)、學(xué)生的知識(shí)、背景的知識(shí)和教學(xué)法的知識(shí))逐條對(duì)應(yīng)到具體的教學(xué)設(shè)計(jì)中，較好地融合教學(xué)過(guò)程的諸多要素。

2．2積累學(xué)科教學(xué)經(jīng)驗(yàn)

教師對(duì)于自己耍講解的分子生物學(xué)及其擴(kuò)展內(nèi)容要準(zhǔn)確理解和把握，分析不同教科書(shū)的例證與講解的重點(diǎn)內(nèi)容之問(wèn)的關(guān)系，明確可以增加的有利于學(xué)牛理解的課外內(nèi)容；要充分了解學(xué)生對(duì)于教授內(nèi)容的熟悉程度及專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)，提前思考學(xué)生在接受教授內(nèi)容時(shí)可能遇到的難；選擇使用最佳的方式(模擬、圖解、舉例、解釋示范等)清楚呈現(xiàn)所要講授的知識(shí)點(diǎn)；對(duì)于學(xué)牛有興趣并在課堂上提出的課程相關(guān)或無(wú)莢的問(wèn)題要有應(yīng)急處理的能力。

2．3豐富教學(xué)手段

學(xué)科教學(xué)知識(shí)指導(dǎo)教師采取新的視角、新的模式和豐富多變的教學(xué)方法來(lái)改進(jìn)分子生物學(xué)教學(xué)。多羅西·沃森(1989脫過(guò)：“如果課堂活動(dòng)不能生動(dòng)地激發(fā)學(xué)生的興趣，不能有效地滿足學(xué)牛的需要，就毫無(wú)意義?！崩眯畔⒓夹g(shù)將最新的科學(xué)研究、發(fā)現(xiàn)和方法直接引入課堂，激發(fā)學(xué)生探究興趣，可以充分調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)習(xí)成為他們主動(dòng)、自覺(jué)的活動(dòng)；多媒體教學(xué)使所講的內(nèi)容形象化、具體化，通俗易懂，易于學(xué)，豐理解記憶；教師精心設(shè)計(jì)有意義的問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生展開(kāi)想象的翅膀，積極引導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生理解掌握抽象的概念和復(fù)雜的機(jī)理；準(zhǔn)備充分的案例討論使學(xué)生在廣度和深度上進(jìn)行探索、分析和鑒別，學(xué)會(huì)將基本概念、理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系。

2．4完善教學(xué)理念

學(xué)科教學(xué)知識(shí)是一種開(kāi)放性的教育理念，其可貴之處即在于善于吸收采納其它教學(xué)理念教學(xué)方法的長(zhǎng)處，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，更有效地提高教學(xué)效果。分子生物學(xué)是…門(mén)試驗(yàn)科學(xué)，在教學(xué)過(guò)程中積極應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)的方式方法，通過(guò)特定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)常進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，使學(xué)生既能更好地理解掌握理論知識(shí)，又能鍛煉實(shí)踐動(dòng)手能力，從而達(dá)到提高學(xué)生綜合素質(zhì)的教學(xué)目標(biāo)。

篇3

教師要更新觀念，具備科學(xué)創(chuàng)新意識(shí)科學(xué)創(chuàng)新人才需要科學(xué)創(chuàng)新教育，教師作為教育者是否具有科學(xué)創(chuàng)新意識(shí)是實(shí)施創(chuàng)新教育的關(guān)鍵。首先，作為生物化學(xué)與分子生物學(xué)教師要意識(shí)到自己是生物化學(xué)與分子生物學(xué)的教師，是當(dāng)今世界最前沿學(xué)科的教師，在本科或本科以上的學(xué)生進(jìn)行科學(xué)創(chuàng)新教育是我們義不容辭的責(zé)任。我們生物化學(xué)與分子生物學(xué)教師不僅僅是傳授生物化學(xué)與分子生物學(xué)基本理論和基本概念(這些基本理論和基本概念是繼續(xù)學(xué)習(xí)其他學(xué)科的基礎(chǔ))，也是科學(xué)創(chuàng)新教育的最前沿。為此我們教師要不斷學(xué)習(xí)，用最新的知識(shí)武裝自己，緊跟科學(xué)的最新進(jìn)展，要有教育的學(xué)術(shù)性、前瞻性和權(quán)威性［2］。要求教師要有現(xiàn)代化的素質(zhì)，掌握本學(xué)科和相關(guān)學(xué)科最新的學(xué)科思想和最前沿的科研成果，做到教到老學(xué)到老，不然就不能成為大學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)合格教師。其次，教師要樹(shù)立正確評(píng)價(jià)學(xué)生的觀點(diǎn)。知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代對(duì)人才的要求不再僅僅是具有積累和掌握知識(shí)的能力，更重要的是具備創(chuàng)造知識(shí)的能力。因此，不僅要評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)，還要評(píng)價(jià)他們的思維品質(zhì)，要改變過(guò)去只看重學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)，而忽視培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力的做法。再次，教師要樹(shù)立師生平等的觀念。在這種和諧、平等的關(guān)系下，教師和學(xué)生都能夠自由地展現(xiàn)自己的豐富性，充分地展現(xiàn)自己的創(chuàng)新能力，以各自的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、情感、個(gè)性投入教學(xué)活動(dòng)中，相互影響，相互促進(jìn)。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)與分子生物學(xué)興趣學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生有選擇地、愉快地力求探究某些事物而進(jìn)行學(xué)習(xí)的心理傾向，是學(xué)習(xí)的一種動(dòng)力。濃厚的學(xué)習(xí)興趣能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從某個(gè)角度上講，是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造性思維的重要條件，也是教師完成教學(xué)任務(wù)，達(dá)到教學(xué)目的的前提［3］。為此我們從以下三個(gè)方面激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)與分子生物學(xué)興趣。學(xué)科進(jìn)展和科學(xué)家故事相結(jié)合:杰出科學(xué)家的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)、人格力量、科學(xué)態(tài)度、奉獻(xiàn)精神、團(tuán)隊(duì)意識(shí)以及世界觀、人生觀、價(jià)值觀等都可能對(duì)學(xué)生起到潛移默化的感染和教化作用。教育心理學(xué)認(rèn)為個(gè)體的創(chuàng)新性與其人格力量緊密相關(guān)。

在生物化學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，適當(dāng)?shù)叵驅(qū)W生展示和評(píng)點(diǎn)科學(xué)家的人格力量，尤其是其批判精神和懷疑精神，有助于塑造學(xué)生良好的人格特征，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新精神的提高。例如，在講授被認(rèn)為是分子生物學(xué)誕生標(biāo)志的DNA雙螺旋模型時(shí)，我們講授了沃森(JamesWatson)、克里克(FrancisCrick)、威爾金斯(MauriceWilkins)和富蘭克林(RosalindFranklin)建立了DNA的雙螺旋模型使生命科學(xué)從細(xì)胞水平的研究深入到分子水平的研究的過(guò)程以及他們的個(gè)人恩怨。我們也講授了艾弗里(OsvaldAvery)永遠(yuǎn)的遺憾，他是DNA遺傳本性的發(fā)現(xiàn)者而未獲諾貝爾獎(jiǎng)。聯(lián)系臨床使基礎(chǔ)知積實(shí)用化:在講解氨基酸代謝時(shí)，講解肝功能衰竭的患者為什么會(huì)出現(xiàn)肝昏迷的現(xiàn)象。在講授核酸雜交和探針時(shí)，結(jié)合愛(ài)滋病和H1N1型流感病毒的診斷。在講授DNA多態(tài)性和PCR時(shí)結(jié)合親子鑒定和疾病診斷等。我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中通過(guò)講座課相應(yīng)增加了功能基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)、生物芯片、現(xiàn)代生物工程等前沿學(xué)科內(nèi)容、國(guó)內(nèi)外最新研究成果及其在臨床醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。這樣，既加強(qiáng)了生物化學(xué)與臨床課之間的橫向聯(lián)系，又可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性［4］。采用直觀教學(xué)的方法，使抽象知識(shí)通俗化和形象化:(1)以多媒體等教學(xué)設(shè)備為支撐，把信息技術(shù)當(dāng)作教學(xué)過(guò)程中不可或缺的資源、手段和環(huán)境，使生物化學(xué)與分子生物學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，教師用教育信息化的最新理念來(lái)指導(dǎo)教學(xué)活動(dòng)［5-6］;(2)利用PowerPoint和Flash設(shè)計(jì)制作教學(xué)課件，例如我們利用Flas將蛋白質(zhì)生物合成起始過(guò)程按教材中的文字信息和圖片信息創(chuàng)造成連續(xù)的動(dòng)畫(huà)，生動(dòng)準(zhǔn)確地刻畫(huà)生物體微觀世界的蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程;(3)利用生物化學(xué)和分子生物學(xué)精品課程網(wǎng)站，我們生物化學(xué)和分子生物學(xué)課程是安徽省精品課程，學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)可以瀏覽課件、視頻等，并可進(jìn)行互動(dòng)交流。建立創(chuàng)新教學(xué)模式培養(yǎng)人的創(chuàng)新能力，最重要的是培養(yǎng)人的創(chuàng)造思維。在創(chuàng)造思維活動(dòng)中，發(fā)散式思維起主導(dǎo)作用。因此，我們?cè)诮虒W(xué)中要改變單一教師講授基本理論和基本內(nèi)容的做法，突破思維定勢(shì)的束縛，喚醒學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)［7］。我們?cè)谥v課中增加問(wèn)題的設(shè)立、討論教學(xué)和進(jìn)展或問(wèn)題解決的設(shè)想。我們的具體做法:提出問(wèn)題—講授內(nèi)容(基本理論、基本概念和基本技術(shù))—討論—學(xué)術(shù)進(jìn)展或問(wèn)題解決的暢想。我們鼓勵(lì)學(xué)生突破習(xí)慣思維的限制，敢于發(fā)表自己思考后所產(chǎn)生的看法。學(xué)生提出的觀點(diǎn)越奇特，越標(biāo)新立異，說(shuō)明于進(jìn)行發(fā)散式思維，我們予以充分的肯定。最后，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)查詢各種信息資料和進(jìn)行邏輯推理和總結(jié)。對(duì)于疑難和有爭(zhēng)論的問(wèn)題教師盡力闡明自己的看法，但允許學(xué)生保留意見(jiàn)。例如在講授蛋白質(zhì)生物合成時(shí)，先提出問(wèn)題，例如提出生命如何將核酸的核苷酸序列的信息變成蛋白質(zhì)的氨基酸序列信息?密碼子為什么是3個(gè)核苷酸，而不是2個(gè)、4個(gè)等?接著讓學(xué)生短暫思考，教師講授主要內(nèi)容，接著讓學(xué)生討論，最后讓學(xué)生暢談第二套遺傳密碼(尚未完全解迷)能否被解迷?如何解迷?實(shí)踐證明這種模式教學(xué)，絕大多數(shù)同學(xué)不僅理解了DNA遺傳物質(zhì)—基因—基因表達(dá)、密碼子—反密碼子—(第二套密碼)—氨基酸的關(guān)系，而且激發(fā)了學(xué)生科學(xué)發(fā)現(xiàn)的濃厚興趣。

同時(shí)增加自主性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的比例，爭(zhēng)取在臨床7年制學(xué)生的自主性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)達(dá)到40%。例如我們給臨床學(xué)生開(kāi)設(shè)了基因工程的綜合性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用現(xiàn)代生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù)，如DNA提取、瓊脂糖電泳鑒定、回收、RT-PCR、DNA重組連接轉(zhuǎn)化，基因的表達(dá)等。改革實(shí)驗(yàn)考核模式，激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新精神改變實(shí)驗(yàn)考核模式，決不能流于形式。鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、科學(xué)探索和創(chuàng)新，對(duì)學(xué)生自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)主要看重思維，淡化實(shí)驗(yàn)結(jié)果。鼓勵(lì)學(xué)生參加科研團(tuán)隊(duì)鼓勵(lì)和引導(dǎo)在校學(xué)生早期接觸科研，參與教師的科研團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行科研訓(xùn)練和創(chuàng)新，并將其作為或替代部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)，給予實(shí)驗(yàn)成績(jī)，對(duì)成績(jī)突出者給予獎(jiǎng)勵(lì)和課程成績(jī)加分?？傊?，生物化學(xué)與分子生物學(xué)教育工作者要催生的個(gè)性化創(chuàng)新教育，將顛覆傳統(tǒng)的教學(xué)理念和模式，要敢于打破教條、挑戰(zhàn)權(quán)威，為培養(yǎng)高質(zhì)量的臨床醫(yī)學(xué)研究人員做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

作者：秦宜德 許功林 顧芳 單位：安徽醫(yī)科大學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室

篇4

我們開(kāi)展分子生物學(xué)教學(xué)改革遵循兩條基本原則：一是適應(yīng)普通高等教學(xué)需求的基本原則；二是適應(yīng)本學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)需要的基本原則。在堅(jiān)持兩個(gè)基本原則基礎(chǔ)之上,我們提出三條改革思路:一是針對(duì)生物工程類專業(yè)特點(diǎn),突出分子生物學(xué)在現(xiàn)代工業(yè)微生物研究和改良中的應(yīng)用趨勢(shì)和途徑,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)的理解和本學(xué)科的認(rèn)識(shí);二是遵循高等院校教學(xué)特點(diǎn),從教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容等方面進(jìn)行改革和探索,建立一套能夠培養(yǎng)理論素養(yǎng)與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ⒅氐墓こ袒瞬诺姆肿由飳W(xué)教學(xué)體系;三是加強(qiáng)理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用實(shí)例相結(jié)合的教學(xué)方式,在理論中強(qiáng)調(diào)應(yīng)用,在應(yīng)用中引出理論,使學(xué)生在有限的教學(xué)課時(shí)內(nèi)消化理論知識(shí)的同時(shí)拓展視野并加強(qiáng)對(duì)本學(xué)科的理解。

2教學(xué)改革具體內(nèi)容

2.1優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

我們?cè)谶M(jìn)行分子生物學(xué)課程的授學(xué)時(shí),首先針對(duì)生物工程類專業(yè)特點(diǎn)選擇合適的教材并制定教學(xué)大綱。經(jīng)過(guò)比較和分析,我們選擇趙亞華編著的《分子生物學(xué)教程》(第三版)(普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材)作為基礎(chǔ)教材,該教材主要闡述的是狹義分子生物學(xué)所涵蓋的范疇,編寫(xiě)內(nèi)容具有條理清晰,語(yǔ)言簡(jiǎn)練,信息量大,實(shí)例豐富等特點(diǎn),并且全書(shū)系統(tǒng)地在重要的知識(shí)點(diǎn)后附有簡(jiǎn)要小結(jié),便于學(xué)生在學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)過(guò)程中從繁雜的信息中快速的查找和理解重點(diǎn)內(nèi)容,比較適合于普通高校生物工程類專業(yè)教學(xué)使用。分子生物學(xué)課時(shí)少而內(nèi)容繁雜,在有限的課時(shí)之內(nèi)不可能按教材內(nèi)容全部講授,學(xué)生也不可能全部能夠接受。因此,在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,我們必須結(jié)合專業(yè)特點(diǎn),對(duì)教科書(shū)內(nèi)容進(jìn)行取舍,并根據(jù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行補(bǔ)充,突出專業(yè)領(lǐng)域涉及的重點(diǎn)和難點(diǎn)。因此,選定教材之后,我們根據(jù)生物工程類專業(yè)特點(diǎn)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化:(1)弱化學(xué)科交叉重復(fù)部分,分子生物學(xué)是在多個(gè)學(xué)科的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,也決定了分子生物學(xué)中有很多理論知識(shí)與其它學(xué)科具有交叉和重復(fù),如生物化學(xué)、遺傳學(xué)、酶學(xué)和微生物學(xué)等,我們?cè)诜肿由飳W(xué)的實(shí)際教學(xué)過(guò)程中對(duì)已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的交叉部分的知識(shí)點(diǎn)采用復(fù)習(xí)的方式快速進(jìn)行;(2)強(qiáng)化對(duì)與專業(yè)相關(guān)的理論知識(shí)講解,例如DNA的重組、真核生物與原核生物基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)調(diào)控等內(nèi)容;(3)引導(dǎo)介紹與本專業(yè)相關(guān)性不強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn),學(xué)生如有興趣可以利用課外時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí),以滿足求知欲望較為強(qiáng)烈的學(xué)生的學(xué)習(xí)要求,如噬菌體基因的表達(dá)調(diào)控、病毒的分子生物學(xué)等;(4)結(jié)合專業(yè)方向補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容,加大應(yīng)用實(shí)例講解,促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,例如講解特異位點(diǎn)重組內(nèi)容時(shí),可以結(jié)合目前研究領(lǐng)域應(yīng)用較多的Xer/dif重組系統(tǒng)進(jìn)行講解,讓學(xué)生理解了特異位點(diǎn)重組概念和過(guò)程的同時(shí),又學(xué)習(xí)了該重組理論最新研究進(jìn)展及其在微生物代謝途徑工程中的應(yīng)用,從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的理論性、專業(yè)性、實(shí)用性、學(xué)術(shù)性和前沿性并舉。

2.2改革教學(xué)方法

對(duì)大學(xué)生而言,分子生物學(xué)是一門(mén)及其抽象的學(xué)科,其中涉及的理論體系和生物過(guò)程復(fù)雜而又晦澀難懂,極其難以掌握,采用傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué),學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高,學(xué)習(xí)效率有限,因此創(chuàng)新教學(xué)方法,改變授課方式,使抽象化的概念能夠直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前,對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并提升學(xué)習(xí)效率尤為重要。我們?cè)趯?shí)際教學(xué)中,對(duì)教學(xué)方法做了以下改革:(1)采用多媒體教學(xué),結(jié)合大量精美圖片、動(dòng)畫(huà)和視頻,將抽象的、理論的生物過(guò)程或概念中涵蓋的大量信息有效、生動(dòng)、形象化地展現(xiàn)給學(xué)生,例如,蛋白質(zhì)合成過(guò)程中涉及的起始、延生和終止三個(gè)過(guò)程以及延生過(guò)程中涉及的進(jìn)位、轉(zhuǎn)肽和轉(zhuǎn)位三個(gè)反應(yīng)實(shí)際上是一個(gè)連續(xù)的動(dòng)態(tài)過(guò)程,中間涉及的概念和因子很多,通過(guò)板書(shū)無(wú)法有效地進(jìn)行形象化演示和解釋,而在多媒體教學(xué)方式下,借助大量圖片和動(dòng)畫(huà)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)相結(jié)合的方式講授該生物過(guò)程,可使學(xué)生有效地理解并掌握該部分內(nèi)容;(2)大力利用網(wǎng)絡(luò)資源,搜尋與講授內(nèi)容相關(guān)的精美圖片和科教視頻,補(bǔ)充教材內(nèi)容的不足,從不同視角、不同階段對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行闡釋,幫助學(xué)生對(duì)難點(diǎn)的理解和掌握,例如,RNA干擾技術(shù)是一個(gè)比較抽象的概念和過(guò)程,課堂調(diào)查中發(fā)現(xiàn)學(xué)生很難理解雙鏈RNA的產(chǎn)生、水解蛋白的作用過(guò)程等概念,在我們的實(shí)際教學(xué)過(guò)程中選用一段網(wǎng)絡(luò)公開(kāi)視頻通過(guò)三維動(dòng)畫(huà)模擬,使學(xué)生輕松地“看到了”生物體內(nèi)RNA干擾過(guò)程,極大地幫助了學(xué)生對(duì)相關(guān)過(guò)程的認(rèn)識(shí)和理解;(3)利用生物學(xué)分析軟件演示促進(jìn)學(xué)生理解,在現(xiàn)代分子生物學(xué)研究領(lǐng)域,無(wú)論是簡(jiǎn)單基因的比對(duì)分析還是復(fù)雜的蛋白質(zhì)定向進(jìn)化模擬都離不開(kāi)專業(yè)的生物學(xué)分析軟件,在教學(xué)方面利用生物學(xué)分析軟件也可以達(dá)到事半功倍的效果,例如,在講授蛋白質(zhì)的編碼基因序列和開(kāi)放閱讀框兩個(gè)概念的時(shí)候,學(xué)生短時(shí)間之內(nèi)無(wú)法深刻理解,如果使用生物學(xué)分析軟件對(duì)一條基因進(jìn)行分析演示,學(xué)生可以一目了然地“看到”CDS與ORF之間的聯(lián)系與區(qū)別;(4)結(jié)合實(shí)例對(duì)重點(diǎn)理論進(jìn)行剖析,例如基因表達(dá)調(diào)控部分內(nèi)容,在目前的科學(xué)研究領(lǐng)域和實(shí)際工業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域研究都極為廣泛,但在實(shí)際教學(xué)時(shí),由于知識(shí)點(diǎn)多,過(guò)程復(fù)雜,學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中往往感覺(jué)到枯燥而不知所以然,此時(shí)即可在教學(xué)過(guò)程中結(jié)合某個(gè)具體的相關(guān)研究項(xiàng)目(例如碩士研究論文、博士研究論文或科研基金研究項(xiàng)目)的目的、意義和方法等進(jìn)行講解,達(dá)到理論學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合,在實(shí)例中引出理論概念和過(guò)程。通過(guò)大量實(shí)例的講解,不僅促進(jìn)了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握,同時(shí)加深了學(xué)生對(duì)本學(xué)科的認(rèn)識(shí),拓展了學(xué)生的視野,培養(yǎng)了學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中解決問(wèn)題的思維能力。

2.3強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)

分子生物學(xué)是在實(shí)驗(yàn)論證的基礎(chǔ)之上建立并發(fā)展起來(lái)的對(duì)實(shí)驗(yàn)技能要求很強(qiáng)的一門(mén)實(shí)驗(yàn)性學(xué)科,因此，分子生物學(xué)的教學(xué)也必須有實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為支撐,只有在理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的模式下才能使學(xué)生學(xué)以致用,達(dá)到真正理解并掌握分子生物學(xué)的教學(xué)目的。對(duì)工科的生物工程類專業(yè),實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有舉足輕重、不可替代的作用,是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。在我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中,將每個(gè)班分為10組,每組3～4人,每個(gè)學(xué)生可以且必須單獨(dú)完成實(shí)驗(yàn)操作,掌握本專業(yè)應(yīng)用最為廣泛的基因工程操作技術(shù)中常用的經(jīng)典方法。實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間與課堂教學(xué)時(shí)間比例設(shè)置為1∶2,保障有1/3的教學(xué)時(shí)間用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要圍繞基因工程操作技術(shù)經(jīng)典的四個(gè)步驟進(jìn)行,即目的基因的獲取、重組載體的構(gòu)建(克隆載體)、受體細(xì)胞(大腸桿菌)轉(zhuǎn)化、結(jié)果驗(yàn)證,在此過(guò)程中連續(xù)進(jìn)行染色體提取、連接、大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞制備、轉(zhuǎn)化、質(zhì)粒提取、限制性酶切以及瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)等基本操作,使學(xué)生掌握DNA體外重組過(guò)程中使用的基本操作方法和技術(shù)原理。在上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,多數(shù)實(shí)驗(yàn)步驟中都是微升級(jí)反應(yīng)體系,對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力和分析能力要求極高,因此,通過(guò)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以培養(yǎng)并強(qiáng)化學(xué)生的“精細(xì)化”實(shí)驗(yàn)操作能力,為培養(yǎng)動(dòng)手能力強(qiáng),專業(yè)素質(zhì)過(guò)硬,分析能力嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮细翊髮W(xué)畢業(yè)生做出貢獻(xiàn)。

3結(jié)語(yǔ)

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關(guān)鍵詞:啟發(fā)式教學(xué) 分子生物學(xué) 實(shí)踐

中圖分類號(hào):G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)04(c)-0178-02

20世紀(jì)90年代起,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和普及,多媒體教學(xué)以直觀,信息量大為突出優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)逐步取代了大學(xué)以往的板書(shū)、掛圖以及多種教學(xué)媒體綜合使用的地位。由于分子生物學(xué)不僅是生物學(xué)的前沿與生長(zhǎng)點(diǎn),它與生物學(xué)的幾乎所有學(xué)科都有交叉。因此,分子生物學(xué)所涵蓋的內(nèi)容非常豐富,信息量也足夠大。而多媒體教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)正好符合分子生物學(xué)的特點(diǎn),而且還可以針對(duì)分子生物學(xué)中理論性強(qiáng),抽象和不可視等導(dǎo)致的教學(xué)“難點(diǎn)”,通過(guò)多媒體教學(xué)的直觀、生動(dòng)的媒體動(dòng)畫(huà)展現(xiàn)出來(lái),取得了可喜的成績(jī)。但是,幾年的教學(xué)實(shí)踐也發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題,比如由于授課信息量過(guò)大,使學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)主動(dòng)性減小、從而導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極思考問(wèn)題的能力有所減弱,對(duì)授課質(zhì)量也有一定的影響[2]。針對(duì)這一問(wèn)題,通過(guò)直觀性啟發(fā)、設(shè)疑啟發(fā)、程序啟發(fā)、討論啟發(fā)等啟發(fā)式教學(xué)法的嘗試,并與多媒體教學(xué)有機(jī)結(jié)合,取得了較好的效果。

1 直觀性啟發(fā)法 引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)

分子生物學(xué)中有一些概念屬于文字簡(jiǎn)單,含義抽象。對(duì)于這種概念的講解,如果忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的客觀規(guī)律、理解能力、知識(shí)水平,不調(diào)動(dòng)學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋、積極思考,而是把現(xiàn)成的概念直接灌輸給學(xué)生,學(xué)生只學(xué)到一些死知識(shí),只會(huì)死記硬背,學(xué)習(xí)處于一種完全被動(dòng)的狀態(tài)。如果采取直觀性啟發(fā)教學(xué)法,就可達(dá)到對(duì)概念的深入理解和對(duì)多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的融會(huì)貫通的效果。什么是直觀性啟發(fā)教學(xué)法呢？所謂直觀性啟發(fā)教學(xué)法就是通過(guò)展示與知識(shí)點(diǎn)密切相關(guān)的實(shí)物、數(shù)學(xué)模型、教具等具體事物,有計(jì)劃、有目的、有順序、有組織、認(rèn)真仔細(xì)地進(jìn)行觀察、記憶,從而使學(xué)生從形象思維逐步過(guò)渡到抽象思維的一種方法[3]。比如在講解基因家族概念時(shí),不直接給出基因家族的概念,而是通過(guò)多媒體展示一組組蛋白(組蛋白1、組蛋白2A、組蛋白2B、組蛋白3和組蛋白4)的結(jié)構(gòu)和功能相關(guān)圖片,并通過(guò)具體的例子(幾種生物的組蛋白在DNA中排列方式)進(jìn)行引導(dǎo),讓學(xué)生從組蛋白的來(lái)源、功能和結(jié)構(gòu)幾方面思考,從中得出這一組組蛋白規(guī)律性的內(nèi)涵:其來(lái)源相同、結(jié)構(gòu)相似、功能相關(guān)。同時(shí),指出像這一組組蛋白的基因就是一個(gè)基因家族。這樣,學(xué)生通過(guò)積極思維不僅對(duì)基因家族概念有了深刻理解,同時(shí)還掌握了組蛋白的結(jié)構(gòu)和在DNA上排列方式等有關(guān)的知識(shí),以及這些知識(shí)之間的相互關(guān)系,還學(xué)會(huì)了對(duì)問(wèn)題進(jìn)行歸納總結(jié)。

2 設(shè)疑啟發(fā)法,引起和強(qiáng)化學(xué)生興趣

設(shè)疑啟發(fā)法在啟發(fā)式教學(xué)中是應(yīng)用最廣泛的一種方法,設(shè)疑啟發(fā)法,又稱問(wèn)題啟發(fā)或質(zhì)疑啟發(fā)法,是運(yùn)用一定的教學(xué)手段,激發(fā)學(xué)生的疑問(wèn),激起學(xué)生求知的要求,從而調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性[4,5]。分子生物學(xué)的教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用設(shè)疑啟發(fā)法也可起到非常好的效果。例如,B型DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)是沃森和克里克1953年提出的,從此,分子生物學(xué)成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科。在講解B型DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)時(shí),會(huì)講到它是由10對(duì)核苷酸組成一個(gè)螺距,每個(gè)螺距高為3.4nm等。如果這時(shí)直接講DNA的長(zhǎng)度計(jì)算這時(shí),同學(xué)們只能被動(dòng)的聽(tīng),可能會(huì)顯得平鋪直敘,枯燥！如果采用設(shè)疑啟發(fā)法,教師通過(guò)提出問(wèn)題:如果有一個(gè)1000個(gè)核苷酸對(duì)的DN段,請(qǐng)問(wèn)你可以計(jì)算出它的長(zhǎng)度嗎？同學(xué)們這時(shí)會(huì)由被動(dòng)變主動(dòng),主動(dòng)的思考問(wèn)題,并根據(jù)已經(jīng)講過(guò)的10對(duì)核苷酸的長(zhǎng)度為3.4nm,計(jì)算出兩個(gè)核苷酸之間的距離為0.34nm。知道了兩個(gè)核苷酸之間的距離就很容易得出任何DNA分子的長(zhǎng)度了！此時(shí),再進(jìn)一步提問(wèn):接下來(lái)同學(xué)們能計(jì)算1000個(gè)核苷酸的DNA的分子量是多少嗎？同學(xué)們思考后回答:不能！教師問(wèn):為什么？同學(xué)回答:單個(gè)核苷酸的分子量不知道！教師答:這個(gè)問(wèn)題回答的非常好,如果老師告訴你們4種核苷酸的平均分子量為330Da,你們可以計(jì)算嗎？同學(xué)們馬上回答:能！這樣,同學(xué)們就在,“生疑—質(zhì)疑—釋疑”的過(guò)程中掌握了DNA的結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)度和分子量之間的關(guān)系,學(xué)的靈活、記得牢固。為了進(jìn)一步強(qiáng)化同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)一步設(shè)疑:當(dāng)先給某一DNA的分子量時(shí),同學(xué)們能否計(jì)算出其長(zhǎng)度、核苷酸對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)數(shù)(螺距數(shù))呢？同學(xué)們有了前面學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),通過(guò)思考后很自信地回答:能！通過(guò)設(shè)疑啟發(fā)法的應(yīng)用,同學(xué)們自然達(dá)到觸類旁通,舉一反三的效果,整個(gè)過(guò)程中不僅很好的引起了學(xué)生的興趣,而且還進(jìn)一步強(qiáng)化了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3 程序啟發(fā)法[6]的運(yùn)用,調(diào)動(dòng)學(xué)生解決問(wèn)題

與基因家族概念不同,由于生命活動(dòng)的復(fù)雜性,有些知識(shí)并不是運(yùn)用一般規(guī)律就可以解釋的。例如,我們都知道,蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的,通常一個(gè)氨基酸是由三個(gè)核苷酸組成的一個(gè)密碼子進(jìn)行編碼的,也就是說(shuō)DN段有多少核苷酸組成,意味著其編碼的蛋白質(zhì)的氨基酸的最大容量為核苷酸的數(shù)目除以3。但是,也有例外,ΦX174是一種噬菌體,其基因組為單鏈DNA,本身只有5375個(gè)核苷酸,按3個(gè)核苷酸編碼一個(gè)氨基酸計(jì)算,基因組全部的核苷酸都用來(lái)編碼氨基酸,最多也只能編碼1792氨基酸的蛋白質(zhì),如果按氨基酸的平均分子量為110Da計(jì)算。該分子編碼的蛋白質(zhì)的總分子量為19.7萬(wàn)；但是,當(dāng)ΦX174感染大腸桿菌后共合成11個(gè)蛋白質(zhì)分子,總分子量為25萬(wàn)左右,相當(dāng)于6078個(gè)核苷酸所容納的信息量。是什么原因?qū)е吕碚撏评砼c實(shí)際情況之間的差異呢？要解決這個(gè)知識(shí)難點(diǎn),采用啟發(fā)式教學(xué)中的程序啟發(fā)可以得到較好的結(jié)果。所謂程序啟發(fā)法也稱“有序啟發(fā)”,按課題內(nèi)容的規(guī)律性和教學(xué)過(guò)程的規(guī)律性,設(shè)計(jì)一套符合學(xué)生認(rèn)識(shí)規(guī)律的程序,也可設(shè)計(jì)程序性練習(xí),把復(fù)雜問(wèn)題分解,分散難點(diǎn),降低思維梯度,用前一問(wèn)題啟發(fā)后一問(wèn)題,用后一問(wèn)題深化前一問(wèn)題,層層剖析、環(huán)環(huán)相扣,最后實(shí)現(xiàn)整體突破。因此,對(duì)于上面問(wèn)題可以先從學(xué)生已經(jīng)掌握的遺傳密碼這一知識(shí)入手。遺傳密碼是將DNA或RNA序列以三個(gè)核苷酸為一組的密碼子轉(zhuǎn)譯為蛋白質(zhì)的氨基酸序列,以用于蛋白質(zhì)合成。在教學(xué)過(guò)程中先進(jìn)行這樣的啟發(fā):對(duì)DNA或RNA的閱讀方式不同時(shí),會(huì)導(dǎo)致什么結(jié)果？同學(xué)們自然會(huì)得出“用不同方式去閱讀DNA或RNA序列時(shí),導(dǎo)致編碼的蛋白質(zhì)大小和數(shù)量都可能是不同的”！接著教師可進(jìn)一步啟發(fā):按不同方式閱讀DNA或RNA序列,同一序列上有沒(méi)有可能編碼兩種或兩種以上的蛋白質(zhì)？這時(shí),可能有兩種回答,教師可以請(qǐng)回答正確的一組同學(xué)陳述他們的理由,最后給出例子進(jìn)行論證。最后得出:按不同方式閱讀DNA或RNA序列,同一序列上有可能編碼兩種或兩種以上的蛋白質(zhì),這就是導(dǎo)致ΦX174噬菌體能夠編碼超出自身容量的更多的蛋白質(zhì)的原因。進(jìn)而導(dǎo)出重疊基因的概念。在這個(gè)教學(xué)過(guò)程中還可以請(qǐng)一些同學(xué)論述自己的觀點(diǎn),從中發(fā)現(xiàn)同學(xué)們對(duì)這一知識(shí)理解的正確與否,以便教學(xué)過(guò)程中更有針對(duì)性。

4 討論啟發(fā)法的運(yùn)用,激發(fā)學(xué)生的智慧

為了啟發(fā)學(xué)生的智慧,活躍課堂氣氛,還可引入啟發(fā)式教學(xué)中的討論啟發(fā)法。所謂討論啟發(fā)法是以問(wèn)題為中心,以討論為形式,可收到互相啟發(fā)、集思廣益之效果。討論的問(wèn)題最好是無(wú)標(biāo)準(zhǔn)答案的開(kāi)放型的問(wèn)題,學(xué)生的思維引發(fā)的越新穎越獨(dú)特越好,問(wèn)題應(yīng)具有代表性、典型性和啟發(fā)性[7]比如:先有雞還是先有蛋?這是一個(gè)千古難解的哲學(xué)和科學(xué)之謎。同樣,在生命起源時(shí),究竟是先有蛋白質(zhì)還是先有核酸呢？這也是科學(xué)領(lǐng)域中還未徹底解決難題！這是因?yàn)閺默F(xiàn)在的生命現(xiàn)象中,既可以找到先有蛋白質(zhì)的例子:DNA復(fù)制過(guò)程和RNA轉(zhuǎn)錄過(guò)程都有大量的酶(蛋白質(zhì))參與,換句話說(shuō):沒(méi)有酶(蛋白質(zhì)),DNA的復(fù)制是不可能進(jìn)行的；同時(shí),又可以找到先有核酸的證據(jù):核酶是一種RNA,它可以在沒(méi)有蛋白質(zhì)和DNA存在的情況下進(jìn)行自我剪切,自我催化作用。因此,在學(xué)習(xí)了一定分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)之后,可以將這個(gè)命題交給同學(xué)們,讓同學(xué)們?cè)谟懻摰倪^(guò)程中回顧已學(xué)DNA復(fù)制過(guò)程、RNA轉(zhuǎn)錄過(guò)程、蛋白質(zhì)合成、RNA及核酶相關(guān)的知識(shí),互相啟迪、互相印證、互相碰撞集思廣益,進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)智慧。

5 避免走進(jìn)誤區(qū)

前面我們用到了直觀性啟發(fā)、設(shè)疑啟發(fā)、程序啟發(fā)、討論啟發(fā)等幾個(gè)方面,都涉及到“提問(wèn)”這一環(huán)節(jié),但要注意的是,“提問(wèn)”并不是啟發(fā)式教學(xué)方法的簡(jiǎn)單內(nèi)涵,“提問(wèn)”并不完全等于啟發(fā),啟發(fā)的效果也不取決于提問(wèn)的次數(shù)。所以,我們要善用提問(wèn)又不可濫用提問(wèn),更要杜絕那種“三句半式”的問(wèn)題,回答是簡(jiǎn)單的“是”與“不是”,這種絕不是啟發(fā)式教學(xué),徒有其形而無(wú)其實(shí),沒(méi)有任何可取之處。因此,教師要經(jīng)常運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué),還要運(yùn)用得法,就可以使全體學(xué)生的思維都處于警戒的敏銳狀態(tài),甚至閃出智慧的火花。從這一點(diǎn)看,教師更要做到思想活躍、思想解放,只有這樣的教師才能培養(yǎng)思維敏捷而深刻的學(xué)生。這種教學(xué)方法與素質(zhì)教育的目標(biāo)是一致的。

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[5] 劉麗,呂維愈.淺談對(duì)啟發(fā)式教學(xué)法的認(rèn)識(shí)[J].石油教育,2001,107(4)88.

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課程體系的制定和完善本校生物專業(yè)本科“分子生物學(xué)”的教學(xué)體系自2005年以來(lái)進(jìn)行了三次調(diào)整，第一次是從2005年起，采用了雙語(yǔ)教學(xué)的模式，主要原因是當(dāng)年本校面臨本科教學(xué)評(píng)估，雙語(yǔ)教學(xué)已經(jīng)列為本科教學(xué)質(zhì)量評(píng)估的觀測(cè)指標(biāo)之一，為使生物技術(shù)專業(yè)的課程的雙語(yǔ)教學(xué)授課率達(dá)到15%，綜合各方面因素，“分子生物學(xué)”雙語(yǔ)教學(xué)成為一個(gè)試點(diǎn)。為開(kāi)展人才培養(yǎng)模式的改革創(chuàng)新，“分子生物學(xué)”課程嘗試采用雙語(yǔ)授課形式，旨在提高大學(xué)生專業(yè)英語(yǔ)水平和直接使用英語(yǔ)從事科研的能力。但是當(dāng)時(shí)適合高等師范院校本科生使用的原版分子生物學(xué)教材很少，幾經(jīng)篩選，本校最終將《InstantNotesinMolecularBiology》作為學(xué)生的教材。該書(shū)以24個(gè)專題的形式講述細(xì)胞與大分子，蛋白質(zhì)和核酸的特點(diǎn)，染色體結(jié)構(gòu)，DNA的復(fù)制、損傷修復(fù)和重組，基因表達(dá)調(diào)控，分子生物學(xué)常規(guī)技術(shù)，每個(gè)專題相對(duì)獨(dú)立，簡(jiǎn)潔易懂，但是系統(tǒng)性和深度尚有欠缺，難以適應(yīng)學(xué)生考研的需求，所以在教學(xué)中，教師需要補(bǔ)充大量?jī)?nèi)容，因此無(wú)論教還是學(xué)，這本教材在使用中的缺陷都比較明顯。鑒于此，自2009年起，本院選擇了《現(xiàn)代分子生物學(xué)》作為教材，首先考慮該書(shū)由著名學(xué)者朱玉賢等編寫(xiě)，是“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，其次該書(shū)也是多所學(xué)校分子生物學(xué)考研復(fù)習(xí)的推薦參考書(shū)。該書(shū)在編排上分11章，從染色體與DNA，生物信息的傳遞，分子生物學(xué)方法，基因表達(dá)調(diào)控，疾病與人類健康，基因與發(fā)育，基因組與比較基因組學(xué)等方面介紹分子生物學(xué)基礎(chǔ)理論和技術(shù)，在教學(xué)中，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，筆者并未完全按照該書(shū)的內(nèi)容講授，有些與生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)重疊的內(nèi)容采用略講方式，而有些內(nèi)容則在教學(xué)中進(jìn)行了補(bǔ)充或刪減，例如：本教材中DNA修復(fù)和轉(zhuǎn)座部分的內(nèi)容薄弱，脈絡(luò)不清晰，筆者主要依據(jù)《基因的分子生物學(xué)》進(jìn)行了補(bǔ)充，而該書(shū)中一些與分子生物學(xué)主線關(guān)聯(lián)不緊密的部分，則進(jìn)行了刪減，2012年，本校在多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)積累的基礎(chǔ)上，結(jié)合本科生的特點(diǎn)，出版了《普通分子生物學(xué)》一書(shū)，以易教易學(xué)作為編書(shū)的出發(fā)點(diǎn)，參考了多部目前國(guó)內(nèi)外主流的分子生物學(xué)教材，構(gòu)建了一個(gè)重在基礎(chǔ)、兼顧前沿、簡(jiǎn)潔明了的體系，全書(shū)分6章，介紹了DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制，RNA的結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)錄，蛋白質(zhì)的生物合成，基因表達(dá)的調(diào)控，分子生物學(xué)研究方法。該書(shū)在結(jié)構(gòu)上分為三個(gè)模塊，即基因組的維持、基因組的表達(dá)和調(diào)控、分子生物學(xué)技術(shù)，方便學(xué)生對(duì)學(xué)科體系的整體認(rèn)識(shí)。

課程內(nèi)容的優(yōu)化分子生物學(xué)是從生物化學(xué)分化延伸出來(lái)的一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科，一些內(nèi)容和生物化學(xué)有較多的聯(lián)系或重疊。但是分子生物學(xué)有自身的學(xué)科特點(diǎn)，突出對(duì)生命現(xiàn)象分子本質(zhì)的解析。由于本校生物專業(yè)的“分子生物學(xué)”課程是在“生物化學(xué)”之后開(kāi)設(shè)的，在課程教學(xué)中，任課教師通過(guò)討論，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了分析，確定了兩門(mén)課的側(cè)重內(nèi)容，在注意系統(tǒng)性的前提下，著重講解教材的重點(diǎn)與難點(diǎn)，例如：在“生物化學(xué)”中已經(jīng)有較大的篇幅講述生物大分子的結(jié)構(gòu)，在“分子生物學(xué)”課程中將略講，教師在講解復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯等過(guò)程分子機(jī)制時(shí)，以溫故知新的方式，將基礎(chǔ)知識(shí)和基本概念進(jìn)行要點(diǎn)概括，借此為下一步的教學(xué)做鋪墊，并檢測(cè)學(xué)生的背景知識(shí)掌握情況，這種教學(xué)方法不僅得到了學(xué)生的廣泛好評(píng)，而且使學(xué)科特點(diǎn)在教學(xué)中更加突出，專業(yè)課教學(xué)學(xué)時(shí)分配更加合理，起到了引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)關(guān)聯(lián)性的作用。

課程設(shè)置的調(diào)整鑒于本校生物專業(yè)學(xué)生普遍有考研的需求，學(xué)生對(duì)“分子生物學(xué)”的教學(xué)要求高，希望能更貼近考研的要求，所以在2010年的培養(yǎng)方案中，分子生物學(xué)采取了分級(jí)、分段開(kāi)設(shè)的方法，在大三面向所有專業(yè)開(kāi)設(shè)的“分子生物學(xué)”，教學(xué)重點(diǎn)放在系統(tǒng)性和基礎(chǔ)性上；在大四以選修課的形式開(kāi)設(shè)的“高級(jí)分子生物學(xué)”，旨在通過(guò)教學(xué)促進(jìn)學(xué)生提高專業(yè)基礎(chǔ)理論的綜合能力，在學(xué)科的深度和廣度上做進(jìn)一步的擴(kuò)展，不僅補(bǔ)充了最新的國(guó)內(nèi)外分子生物學(xué)前沿和熱點(diǎn)內(nèi)容，而且選擇一些重點(diǎn)科研院所的考研真題進(jìn)行剖析，引導(dǎo)學(xué)生完成拓展和提高。調(diào)查顯示，學(xué)生普遍贊同這一課程改革方式。

課程實(shí)踐環(huán)節(jié)與理論環(huán)節(jié)的有效銜接

實(shí)踐教學(xué)是“分子生物學(xué)”課程的重要部分，但是由于條件所限，目前本校生物專業(yè)的“分子生物學(xué)”課程僅開(kāi)設(shè)了理論課，實(shí)驗(yàn)課尚未開(kāi)設(shè)。為解決這一問(wèn)題，在理論教學(xué)中通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的分析，盡最大可能的將基礎(chǔ)理論的講授和分子生物學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，堅(jiān)持既要使教學(xué)沿著課程的主線進(jìn)行，又要努力使實(shí)驗(yàn)技術(shù)的介紹與理論課教學(xué)合理的銜接的原則，一定程度上彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，旨在通過(guò)課堂教學(xué)，使理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)融為一個(gè)有機(jī)的整體，一些代表性的分子生物學(xué)技術(shù)的原理和方法按照表1所示的安排在基礎(chǔ)理論部分的講解中進(jìn)行了介紹。作為任課教師，要使課堂教學(xué)精彩，還應(yīng)深入科研第一線，這樣才能利用科研和生產(chǎn)實(shí)踐中的例子豐富課堂教學(xué)內(nèi)容。[1]尤其是分子生物學(xué)這樣更新快的學(xué)科，教師必須了解和準(zhǔn)確把握學(xué)科發(fā)展方向和前沿?zé)狳c(diǎn)，將自身科研實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)、體會(huì)和感悟傳遞給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的對(duì)科學(xué)研究的熱情，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。值得注意的是，專業(yè)課教學(xué)要充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體作用，努力提高他們的分析能力、綜合能力和創(chuàng)新能力，引導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)內(nèi)容有效的融合，在教學(xué)中采用了一些方法來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，例如：每節(jié)課之后有要點(diǎn)回顧和知識(shí)鏈接提示，留給學(xué)生較為寬松的時(shí)間進(jìn)行復(fù)習(xí)和延伸學(xué)習(xí)；設(shè)置一些與本節(jié)課內(nèi)容有關(guān)的基礎(chǔ)題、提高題、實(shí)驗(yàn)分析題，安排學(xué)生課下自行選擇完成，以便學(xué)生檢測(cè)學(xué)習(xí)掌握的情況，及時(shí)將知識(shí)梳理歸納，增加了學(xué)習(xí)過(guò)程的開(kāi)放性和自主性。

教學(xué)模式的探索和實(shí)踐

雙語(yǔ)教學(xué)作為一種的新的教學(xué)模式，順應(yīng)了國(guó)家培養(yǎng)復(fù)合型人才的要求，也是考評(píng)學(xué)校教學(xué)質(zhì)量和水平的一個(gè)重要指標(biāo)。[2]2005年本校生物專業(yè)的“分子生物學(xué)”課程作為第一批教學(xué)模式改革的課程，率先采用了雙語(yǔ)教學(xué)形式授課，一方面是出于本科教學(xué)評(píng)估的要求，另一方面也是專業(yè)課教學(xué)模式的一種嘗試和探索。從2005至2008年的實(shí)踐和學(xué)生反饋意見(jiàn)上看，雙語(yǔ)教學(xué)作為教學(xué)改革的一種探索是值得肯定的，調(diào)查顯示，92%的學(xué)生認(rèn)同和贊成雙語(yǔ)教學(xué)，認(rèn)為通過(guò)使用原版英文教材和全英文課件，感覺(jué)學(xué)習(xí)“分子生物學(xué)”并沒(méi)有開(kāi)課前想象中的那么困難，通過(guò)學(xué)習(xí)，理解和掌握了學(xué)科知識(shí)體系，專業(yè)英文的閱讀能力得到較大的提高，對(duì)專業(yè)詞匯有一定的積累，很有成就感，對(duì)這門(mén)課更有興趣了。從任課教師的反饋意見(jiàn)上看，由于難以找到合適的教材，所以在備課上需要下更大的力氣，充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，不少教師在教學(xué)中信心不足，擔(dān)心由于缺乏專業(yè)英文口語(yǔ)訓(xùn)練，造成專業(yè)術(shù)語(yǔ)的發(fā)音錯(cuò)誤等問(wèn)題。所以實(shí)際上，本校生物專業(yè)分子生物學(xué)開(kāi)設(shè)的動(dòng)因主要來(lái)自學(xué)校本科教學(xué)評(píng)估的要求。

篇7

    1.1類比教學(xué)的概念。所謂類比法,它通過(guò)對(duì)已知事物的性質(zhì)和特點(diǎn)的分析而對(duì)另一事物的特性做出推斷,找出二者之間的相似性,以此達(dá)到認(rèn)識(shí)新的事物,解決新問(wèn)題的目的。類比主要包括雷同性類比、反意性類比和夸張性類比三種。類比法運(yùn)用于教學(xué)即是類比教學(xué),指在教學(xué)過(guò)程中,老師通過(guò)知識(shí)之間的相關(guān)性幫助學(xué)生理解和掌握新知識(shí),通過(guò)類比,用學(xué)生耳熟能詳?shù)某Ｓ檬挛飦?lái)說(shuō)明新知識(shí)的性質(zhì)、特點(diǎn),是新的知識(shí)在學(xué)生頭腦中具體化和熟悉化,幫助學(xué)生的理解、掌握和運(yùn)用。

    1.2類比法在生物化學(xué)和分子生物學(xué)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于教學(xué)主體而言。在教學(xué)過(guò)程中,在生物化學(xué)和分子生物學(xué)教學(xué)過(guò)程中,概念的講解是必不可少的基礎(chǔ)過(guò)程,但是往往枯燥無(wú)味,難以提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使用類比教學(xué)能夠?qū)⒊橄蟮母拍罹唧w化和生活化,讓講解過(guò)程變得輕松有趣,讓知識(shí)變得通俗易懂。對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō),也能夠用已有經(jīng)驗(yàn)來(lái)解釋新的知識(shí),建立新舊知識(shí)點(diǎn)之間的有效聯(lián)系,避免用死記硬背的方法完成學(xué)習(xí)任務(wù),達(dá)到減輕學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),提升學(xué)習(xí)效率的目的。另一方面,對(duì)于生物化學(xué)和分子生物學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)而言,類比教學(xué)具有明顯優(yōu)勢(shì)。生物化學(xué)和分子生物學(xué)設(shè)計(jì)的知識(shí)點(diǎn)較為龐雜,需要對(duì)理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)進(jìn)行聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行交叉闡述,且這些知識(shí)以概念理論為主,很大一部分是要求學(xué)生記憶的基礎(chǔ)性知識(shí),學(xué)生掌握不牢固對(duì)其以后的學(xué)習(xí)會(huì)造成很大的困難。使用類比教學(xué),能夠幫助學(xué)生將各種知識(shí)聯(lián)系起來(lái),舉一反三、觸類旁通的鞏固舊知識(shí)和掌握新知識(shí),具有很好的教學(xué)效果。

    2、類比法在生物化學(xué)和分子生物學(xué)教學(xué)組織中的應(yīng)用

    前文已經(jīng)詳細(xì)分析了類比法在生物化學(xué)和分子生物學(xué)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì),那么,具體在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)如何操作?下面將進(jìn)行具體闡述。

    2.1了解類比教學(xué)的特點(diǎn),挖掘教材的類比因素。在具體的教學(xué)實(shí)踐中,教師所能運(yùn)用的類比例子并不多,這需要教師在備課的時(shí)候有意識(shí)的發(fā)掘各種能夠進(jìn)行類比教學(xué)的因素,否則,僅僅憑借上課時(shí)的靈感,隨便舉例、打比方,這樣的類比教學(xué)是不科學(xué)的,對(duì)課堂效果只會(huì)起到相反的作用。因此,對(duì)于教師而言,應(yīng)當(dāng)深入了解類比教學(xué)的特點(diǎn),形成系統(tǒng)科學(xué)的類比教學(xué)的相關(guān)知識(shí),在對(duì)兩種事物進(jìn)行類比分析時(shí),不要拘泥于事物之間的顏色、形狀等表面屬性的相似性的比較,更應(yīng)對(duì)二者的結(jié)構(gòu)、功能進(jìn)行仔細(xì)推敲和分析。對(duì)于挖掘出來(lái)的類比關(guān)系,也不能隨意使用,需用討論和反推等方式進(jìn)行合理驗(yàn)證,保證在教學(xué)過(guò)程中所使用的類比教學(xué)方法的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。

    2.2科學(xué)使用類比教學(xué)法,提高教學(xué)的科學(xué)性。在生物化學(xué)和分子生物學(xué)教學(xué)過(guò)程中使用類比法進(jìn)行教學(xué),不僅僅是一種教學(xué)方式和手段的變化,更要求教師對(duì)這種教學(xué)方式有更深入的了解,在教學(xué)過(guò)程中科學(xué)的使用,充分體現(xiàn)類比教學(xué)的優(yōu)勢(shì)地位。在課堂上,教師要清楚的呈現(xiàn)兩類知識(shí)之間的類比關(guān)系,對(duì)二者的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、功能等作出詳盡的講解,幫助學(xué)生梳理二者之間的相似性與相異性,使學(xué)生更好的理解和掌握知識(shí),能夠做出基本的判斷和推理,做到舉一反三,觸類旁通。同時(shí),在教學(xué)過(guò)程中,可以鼓勵(lì)學(xué)生自己提出類比關(guān)系,對(duì)他們所提出的類比關(guān)系進(jìn)行討論,分析類比的可行性和科學(xué)性,對(duì)于錯(cuò)誤的類比關(guān)系做出糾正和進(jìn)行重點(diǎn)講解,對(duì)正確的類比關(guān)系做出鼓勵(lì),這樣可以加深學(xué)生對(duì)類比因素的了解,讓知識(shí)掌握的更加牢固。

    2.3重視類比在預(yù)測(cè)和推理方面的作用,培養(yǎng)學(xué)生推理和自學(xué)能力。對(duì)于生物化學(xué)和分子生物學(xué)的教學(xué),類比法不僅在講解知識(shí)、提高教學(xué)效果方面有很大的作用,更重要的是能夠探索更多的未知領(lǐng)域,培養(yǎng)出“像科學(xué)家一樣學(xué)習(xí)”的學(xué)生。在進(jìn)行類比教學(xué)過(guò)程中,教師不僅自己能夠擴(kuò)展知識(shí)面,而且能幫助學(xué)生以新的眼光看待知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的推理和預(yù)測(cè)方面的能力,使他們自己在學(xué)習(xí)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)各種問(wèn)題,獨(dú)立進(jìn)行思考,并對(duì)自己的結(jié)論進(jìn)行推理、預(yù)測(cè)和驗(yàn)證,最終依靠自己的力量解決問(wèn)題。這樣的過(guò)程,就是科學(xué)的思維習(xí)慣的形成過(guò)程,也是推理能力、實(shí)踐能力和自學(xué)能力不斷提高的過(guò)程。

篇8

[關(guān)鍵詞] 分子生物學(xué)；雙語(yǔ)教學(xué)

[中圖分類號(hào)]G642.4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B [文章編號(hào)]1673-7210（2008）02（c）-101-02

The experience of bilingual teaching in laboratory technology of molecular biology

LI Yu-chao, HOU Gan, LIU Xin-guang

(Institute of Laboratory Medicine of Guangdong Medical College,Dongwan 523808,China)

[Abstract] Molecular biology is an advancing study of life sciences which has been acquiring prompt development, the new theory and techniques of molecular biology change with each passing day. Therefore it is important to carry out bilingual teaching in molecular biology which can make the students master the knowledge and follow up currently worldwide developments of molecular biology more efficiently.

[Key words] Molecular biology; Bilingual teaching

分子生物學(xué)是生物學(xué)科中最為重要且又進(jìn)展迅速的前沿學(xué)科。當(dāng)前我國(guó)分子生物學(xué)研究進(jìn)展略顯滯后，新知識(shí)、新技術(shù)的獲得主要通過(guò)查閱相關(guān)外文文獻(xiàn)和與國(guó)外專家的學(xué)術(shù)交流。有關(guān)專家認(rèn)為，即使以最快的速度把含有最新成果的外文書(shū)籍或文獻(xiàn)翻譯、制定成教材，也要落后于國(guó)際前沿?cái)?shù)年，而國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)的醫(yī)學(xué)生掌握的專業(yè)詞匯較少，很難直接閱讀專業(yè)書(shū)籍，影響了其直接學(xué)習(xí)國(guó)外最新知識(shí)、跟蹤世界科學(xué)發(fā)展動(dòng)態(tài)的能力，從而限制了國(guó)內(nèi)分子生物學(xué)的發(fā)展，也限制了學(xué)生盡快掌握前沿科學(xué)的能力。鑒于此，教育部高教司在2001年4號(hào)文件中制定了推動(dòng)“雙語(yǔ)教學(xué)”的相關(guān)文件，并強(qiáng)調(diào)生物學(xué)(主要是分子生物學(xué))是提倡雙語(yǔ)教學(xué)的重點(diǎn)課程。這將有利于教師和學(xué)生及時(shí)追蹤當(dāng)前國(guó)際分子生物學(xué)的最新動(dòng)態(tài)。

我校檢驗(yàn)專業(yè)（廣東省名牌專業(yè)）自2004年開(kāi)展《分子生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)》雙語(yǔ)教學(xué)，現(xiàn)將經(jīng)驗(yàn)體會(huì)進(jìn)行總結(jié)，以期更好地促進(jìn)分子生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)理論知識(shí)的掌握和雙語(yǔ)教學(xué)的實(shí)施及完善。

1 培養(yǎng)興趣、克服畏難情緒

當(dāng)前大學(xué)階段的英語(yǔ)學(xué)習(xí)仍像中學(xué)時(shí)一樣，明顯偏重于閱讀、語(yǔ)法等應(yīng)試技能，而對(duì)聽(tīng)、說(shuō)等實(shí)際運(yùn)用能力較為淡化。而作為醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)中補(bǔ)考率明顯高于其他課程的《分子生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)》，由于其理論多為復(fù)雜抽象的概念，即使以中文講解，都被學(xué)生視為一門(mén)艱澀難懂的課程，為了理解領(lǐng)悟所學(xué)內(nèi)容，往往要花費(fèi)不少的時(shí)間進(jìn)行復(fù)習(xí)，這就與其公認(rèn)更為實(shí)用和重要的四、六級(jí)考試產(chǎn)生沖突。因此，大部分學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的興趣，而現(xiàn)在用雙語(yǔ)進(jìn)行授課，更被部分學(xué)生視為“洪水猛獸”。很多學(xué)生在開(kāi)課之初就缺乏信心，甚至產(chǎn)生抵觸情緒。為此，我們充分做好學(xué)生們的心理工作，在開(kāi)課前，邀請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的雙語(yǔ)教師及部分高年級(jí)學(xué)生代表和同學(xué)們進(jìn)行座談，不僅講述雙語(yǔ)教學(xué)的重要性，更讓學(xué)生們明白雙語(yǔ)教學(xué)不僅錘煉了聽(tīng)、說(shuō)等實(shí)際應(yīng)用能力，同時(shí)也可以感受國(guó)外《分子生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)》教學(xué)的內(nèi)容與我們的差距。另外，由于加強(qiáng)了對(duì)專業(yè)課中時(shí)常出現(xiàn)的復(fù)雜長(zhǎng)句的分析研究，也會(huì)對(duì)公共英語(yǔ)的學(xué)習(xí)有明顯的促進(jìn)作用，從而提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。

2 循序漸進(jìn)，過(guò)渡式教學(xué)

雙語(yǔ)教學(xué)不是單純的英語(yǔ)教學(xué)，而是要培養(yǎng)學(xué)生能以英語(yǔ)進(jìn)行思考和學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的能力，專業(yè)知識(shí)的理解和掌握是教學(xué)的首要目的。為達(dá)此目的，必須保證學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容的完全領(lǐng)會(huì)。由于學(xué)生的英語(yǔ)水平參差不齊，在開(kāi)課之初，除對(duì)一般性和易懂的內(nèi)容以英文講解外，對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容，例如在講授核酸的分離與純化、DNA重組技術(shù)等學(xué)生們普遍反映較難理解的章節(jié)時(shí)，則實(shí)行“三明治”式授課法，即先用中文，繼以英文，最后再用中文總結(jié)的方法，反復(fù)演練，強(qiáng)化記憶，以使學(xué)生融會(huì)貫通。根據(jù)學(xué)生的反饋信息，當(dāng)其逐漸適應(yīng)后，可逐步增加專業(yè)英語(yǔ)的部分，直至基本上使用英語(yǔ)教學(xué)。但就目前情況而言，為了避免語(yǔ)言滯后造成學(xué)生的思維障礙[1]，中文講解仍是必不可少的。

3 調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性

為改變學(xué)生上課時(shí)被動(dòng)、機(jī)械的角色，我們通過(guò)增加隨堂問(wèn)答、隨堂測(cè)驗(yàn)，并增設(shè)多種加分項(xiàng)目，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，具體如下：①在加強(qiáng)預(yù)習(xí)及復(fù)習(xí)的情況下，每節(jié)課留出一定時(shí)間，進(jìn)行提問(wèn)及答疑，當(dāng)學(xué)生難以用英語(yǔ)進(jìn)行回答或提問(wèn)時(shí)，允許其中英文混用，并鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容大膽提出異議，對(duì)于回答問(wèn)題正確或提出有價(jià)值建議者，除表?yè)P(yáng)外，還作酌情加分的獎(jiǎng)勵(lì)。這種舉措極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，也促進(jìn)了授課教師對(duì)課程的精益求精。②由于檢驗(yàn)專業(yè)學(xué)生較醫(yī)療本科學(xué)生少，我們?cè)凇斗肿由飳W(xué)檢驗(yàn)技術(shù)》教學(xué)中可以采取不定期的、簡(jiǎn)單的隨堂測(cè)驗(yàn)（如名詞解釋或舉例說(shuō)明本技術(shù)在臨床檢驗(yàn)中的作用等），將測(cè)驗(yàn)的成績(jī)以一定比例（20%～30％）記入最終成績(jī)[2]。此舉不僅保證了學(xué)生養(yǎng)成預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)的習(xí)慣，也促其在聽(tīng)課時(shí)進(jìn)入集中狀態(tài)，能更加清養(yǎng)成晰地把握各章節(jié)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，并減輕了同學(xué)們的期末考試的壓力。③教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)，某些學(xué)生對(duì)電腦知識(shí)及技能掌握得相當(dāng)熟練，遂讓其承擔(dān)制作及維護(hù)教學(xué)網(wǎng)頁(yè)的工作，通過(guò)該網(wǎng)頁(yè)上傳、下載課件，使大家在上課時(shí)能更專心聽(tīng)講。我們還在網(wǎng)頁(yè)中開(kāi)辟討論板塊及前沿進(jìn)展板塊，不僅對(duì)課程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行交流討論，還鼓勵(lì)同學(xué)們利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，盡可能多地閱讀相關(guān)資料文獻(xiàn)，及時(shí)追蹤諸如克隆技術(shù)、分子標(biāo)記技術(shù)、基因表達(dá)調(diào)控等理論與技術(shù)的最新進(jìn)展，并加強(qiáng)與老師和其他同學(xué)的交流討論。對(duì)于網(wǎng)頁(yè)制作維護(hù)、上傳高質(zhì)量文獻(xiàn)的同學(xué)亦給予加分的獎(jiǎng)勵(lì)。④由于分子生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)發(fā)展的日新月異，要求其教學(xué)內(nèi)容也必須不斷豐富并跟進(jìn)，同時(shí)應(yīng)及時(shí)淘汰陳舊甚至錯(cuò)誤的知識(shí)?，F(xiàn)因種種原因，國(guó)內(nèi)各校普遍存在缺乏合適雙語(yǔ)教材的現(xiàn)象。初期，我們自己動(dòng)手查找、翻譯國(guó)外文獻(xiàn)或教材進(jìn)行補(bǔ)充，但工作量巨大且繁重，現(xiàn)在當(dāng)學(xué)生對(duì)本專業(yè)有了一定認(rèn)識(shí)后，我們發(fā)動(dòng)其進(jìn)行文獻(xiàn)資料或教材的查找、翻譯、思考，如此不僅緩解了教材老化短缺，還調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性、主動(dòng)性。很多學(xué)生的閱讀及翻譯水平也隨之明顯提高。⑤為鼓勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，我們還從有限的教學(xué)經(jīng)費(fèi)中給本課程學(xué)習(xí)優(yōu)秀者以物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)和精神獎(jiǎng)勵(lì)。

4 提高授課及聽(tīng)課效率

《分子生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)》雙語(yǔ)教學(xué)中新的專業(yè)詞匯較多，其特點(diǎn)決定了在同一時(shí)段內(nèi)信息的傳遞和接收要明顯少于中文教學(xué)[1]，且學(xué)生較易疲勞。因此，我們通過(guò)下列措施來(lái)提高授課及聽(tīng)課效率：①精簡(jiǎn)教程，盡量刪除陳舊的內(nèi)容，減少板書(shū)代之以增加實(shí)物模型、圖片、動(dòng)畫(huà)、錄像等來(lái)講解課程中諸多抽象的概念，例如在講授PCR反應(yīng)過(guò)程時(shí)，通過(guò)電腦動(dòng)畫(huà)展示其變性、退火、延伸這三個(gè)步驟，從而明顯提高了授課的效率及進(jìn)度。②為活躍氣氛，課中偶爾插入一些頗富趣味性的背景知識(shí)（如Southern blot中的虹吸現(xiàn)象）或短小的背景音樂(lè)（如細(xì)胞凋亡如秋天落葉般凄涼）等，寓教于樂(lè)，使得整個(gè)課堂氛圍始終處于積極、主動(dòng)的狀態(tài)，避免了單一文字教學(xué)方式常出現(xiàn)的學(xué)習(xí)疲勞現(xiàn)象。③為使學(xué)生上課時(shí)認(rèn)真聽(tīng)講，不分心于做筆記，我們?cè)谑谡n前就把有關(guān)本章節(jié)的雙語(yǔ)內(nèi)容資料提前發(fā)給學(xué)生，同時(shí)建議有條件的同學(xué)采用錄音筆、MP3等工具對(duì)授課進(jìn)行錄音，課后認(rèn)真復(fù)聽(tīng)、集體討論、及時(shí)反饋。

5 提高授課教師的素質(zhì)

為提高自身口語(yǔ)水平，盡力做到以規(guī)范、純正的英語(yǔ)為學(xué)生授業(yè)解惑。我們加強(qiáng)了同本校外語(yǔ)教研室及其他有經(jīng)驗(yàn)的雙語(yǔ)教學(xué)高校的學(xué)習(xí)交流，并定期開(kāi)展專業(yè)英語(yǔ)培訓(xùn)及試講，由長(zhǎng)期從事雙語(yǔ)教學(xué)的教師對(duì)年輕教師進(jìn)行傳幫帶，并在年輕教師授課時(shí)做好嚴(yán)格的督導(dǎo)工作。另外，由于年輕教師大多具有扎實(shí)良好的英語(yǔ)功底，同時(shí)也是將來(lái)雙語(yǔ)教學(xué)的中流砥柱，故雖在資金不充裕的情況下，我們學(xué)校也盡量創(chuàng)造條件優(yōu)先選送部分優(yōu)秀年輕教師去國(guó)外接受專業(yè)培訓(xùn)，并在其歸來(lái)后，做好經(jīng)驗(yàn)推廣，從而為雙語(yǔ)教學(xué)長(zhǎng)期良性發(fā)展提供了保障。

推進(jìn)雙語(yǔ)教學(xué)是培養(yǎng)高素質(zhì)醫(yī)學(xué)人才的必行之路。雖然在目前的檢驗(yàn)專業(yè)《分子生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)》教學(xué)實(shí)施中存在諸多問(wèn)題和困難，但只要能科學(xué)、系統(tǒng)地規(guī)劃，認(rèn)真總結(jié)、積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)教學(xué)方法，《分子生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)》雙語(yǔ)教學(xué)以及其他醫(yī)學(xué)或檢驗(yàn)課程必將不斷得到改進(jìn)和完善。

[參考文獻(xiàn)]

[1]孔璐, 余和芬, 潘穎，等.醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)行雙語(yǔ)教學(xué)的思考[J].中華醫(yī)學(xué)教育雜志, 2006,26(2):41-42.

篇9

    中心法則作為分子生物學(xué)最基本、最重要的理論之一，對(duì)當(dāng)代分子生物學(xué)的發(fā)展起到了極大地推動(dòng)作用。然而，在分子生物學(xué)領(lǐng)域，自其產(chǎn)生到現(xiàn)在一直存在著很多爭(zhēng)議。作為一個(gè)科學(xué)假設(shè)的中心法則，對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的語(yǔ)義分析有益于這一理論的意義澄清。那么在什么樣的一個(gè)基底上對(duì)其進(jìn)行語(yǔ)義分析？我們認(rèn)為這一基底應(yīng)該是語(yǔ)境論。

    結(jié)構(gòu)學(xué)、生物化學(xué)和信息學(xué)路線是一直較為公認(rèn)的分子生物學(xué)研究中三條主要的路線。[1]中心法則的產(chǎn)生是以生化——信息學(xué)方法為基礎(chǔ)的。其產(chǎn)生的模式是假說(shuō)演繹的，即先利用有限的證據(jù)提出一個(gè)假說(shuō)，然后根據(jù)假說(shuō)演繹出若干理論，最后等待證據(jù)檢驗(yàn)所演繹的結(jié)論，其過(guò)程是假說(shuō)——演繹——檢驗(yàn)。伴隨著分子生物學(xué)的不斷發(fā)展，這一演繹——檢驗(yàn)的過(guò)程不斷循環(huán)往復(fù)。正是在這種循環(huán)往復(fù)的過(guò)程中，中心法則的語(yǔ)形發(fā)生著不斷地轉(zhuǎn)變。同時(shí)，在此過(guò)程中，不斷有新的生物學(xué)概念的提出，不斷有新舊生物學(xué)概念的更替。在這里既包括新的概念的提出及其所被賦予的特定意義，又包括同一概念在不同的研究范圍中所包含的不同的生物學(xué)意義。也就是說(shuō)，在這一過(guò)程中中心法則的語(yǔ)義不斷地發(fā)生變遷，而這種變遷是在分子生物學(xué)縱向語(yǔ)境的不斷變化中實(shí)現(xiàn)的。

    1　中心法則的語(yǔ)義變遷

    自克里克在1958年提出中心法則至今，中心法則已經(jīng)經(jīng)過(guò)了半個(gè)多世紀(jì)的豐富和發(fā)展。我們可以將其發(fā)展的整個(gè)過(guò)程大致分為三個(gè)階段：克里克最初提出的經(jīng)典的中心法則；20世紀(jì)70—80年代被修正和豐富的中心法則；20世紀(jì)末基因組及后基因組時(shí)代下的中心法則。

    最初被克里克描述的中心法則如圖1所示。

    

    圖1　最初被克里克描述的中心法則圖

    箭頭表示在三大類生物大分子DNA、RNA和蛋白質(zhì)間信息傳遞或流動(dòng)所有可能的方向。它揭示了生命遺傳信息的流動(dòng)方向或傳遞規(guī)律。結(jié)合當(dāng)時(shí)的理論背景和認(rèn)識(shí)論背景，克里克對(duì)所描述的中心法則做了進(jìn)一步的分析，最終提出了中心法則最初的基本形式：

    

    上式描述了由堿基→氨基酸→蛋白質(zhì)這一基本過(guò)程。對(duì)這一過(guò)程中代碼的語(yǔ)義分析，必然無(wú)法脫離整個(gè)理論的語(yǔ)義結(jié)構(gòu)。因?yàn)?，在以上所描述的過(guò)程中，任意一次結(jié)構(gòu)的上升，都必然會(huì)伴隨著其代碼的語(yǔ)義調(diào)整。在中心法則中，堿基位于一個(gè)基礎(chǔ)的層面，成為生物學(xué)解釋與物理、化學(xué)解釋的紐帶。例如，在化學(xué)中GAA是作為氨基乙酸的代碼，然而，在生物學(xué)中，它卻表示對(duì)應(yīng)于谷氨酸的遺傳密碼。當(dāng)我們對(duì)其結(jié)構(gòu)上升，多個(gè)連續(xù)的三聯(lián)體堿基序列自然也就對(duì)應(yīng)多個(gè)連續(xù)的氨基酸序列。當(dāng)堿基序列發(fā)生變化時(shí)，也就必然地導(dǎo)致氨基酸序列發(fā)生變化。有序列的堿基鏈和氨基酸鏈又分別構(gòu)成了DNA和蛋白質(zhì)。自此，就構(gòu)成了最初的中心法則：蛋白質(zhì)作為生物性狀形成的工作分子是由構(gòu)成DNA的堿基序列所決定，我們把這種堿基序列稱之為遺傳信息。同時(shí)，由于當(dāng)時(shí)生物學(xué)理論背景及研究對(duì)象的限制，自然決定了中心法則從DNA到RNA到蛋白質(zhì)嚴(yán)格的單程信息流路線，以及從DNA序列到RNA序列到蛋白質(zhì)氨基酸序列嚴(yán)格的共線性。

    由上可以得到，單一的堿基符號(hào)的語(yǔ)義形成是在中心法則整個(gè)的語(yǔ)義結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)的，堿基序列在生物學(xué)語(yǔ)境中的語(yǔ)義表達(dá)同樣也無(wú)法脫離中心法則的語(yǔ)義結(jié)構(gòu)。而整個(gè)中心法則的語(yǔ)義實(shí)現(xiàn)又是在當(dāng)時(shí)特定的語(yǔ)境下完成。也就是說(shuō)，特定語(yǔ)境的確立，決定了中心法則的語(yǔ)義解釋，確定了中心法則在當(dāng)時(shí)語(yǔ)境下的解釋伸縮度。

    隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，1970年Temin等在RNA病毒中發(fā)現(xiàn)了RNA逆轉(zhuǎn)錄酶，說(shuō)明了RNA到DNA逆向轉(zhuǎn)錄的可能性。[2]之后，又有人發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核里的DNA還可以直接轉(zhuǎn)譯到細(xì)胞質(zhì)的核糖體上，不需要通過(guò)RNA即可以控制蛋白質(zhì)的合成。[3]此時(shí)，中心法則被修正為如圖2所示。

    

    圖2　修正后的中心法則圖

    而中心法則的語(yǔ)義解釋，也就由之前的“嚴(yán)格的單程式”變遷為一種“中途單程式”。從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，分子生物學(xué)家對(duì)真核生物進(jìn)行了大量的研究，發(fā)現(xiàn)了基因上存在的非編碼序列，從而產(chǎn)生了內(nèi)含子與外顯子的區(qū)別。20世紀(jì)80年代末，分子生物學(xué)家又報(bào)道了多種RNA編輯的類型。這些都說(shuō)明了蛋白質(zhì)序列在DNA序列上的非連續(xù)性及非對(duì)應(yīng)性。這又要求中心法則的語(yǔ)義解釋由之前的“嚴(yán)格共線性”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;非共線性”。這都是由于分子生物學(xué)縱向語(yǔ)境的變化，導(dǎo)致了中心法則語(yǔ)義邊界的改變，從而使其語(yǔ)義的解釋范圍及解釋伸縮度發(fā)生改變。理論背景及認(rèn)識(shí)論背景的不同，便造成了中心法則概念的語(yǔ)義擴(kuò)張。這種語(yǔ)義的擴(kuò)張通過(guò)再語(yǔ)境化的功能，繼而又成為其它生物學(xué)理論的語(yǔ)義語(yǔ)境。中心法則的理論發(fā)展，就是在這種語(yǔ)境轉(zhuǎn)變，或者說(shuō)是再語(yǔ)境化的過(guò)程中不斷實(shí)現(xiàn)其語(yǔ)義轉(zhuǎn)變。

    在分子生物學(xué)中，還有非DNA分子模板(如細(xì)胞模板、糖原以及一些細(xì)胞級(jí)的非分子模板)、朊病毒等的出現(xiàn)。雖然，這些只是出現(xiàn)在離體實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)只屬于尚未定論的科學(xué)預(yù)測(cè)。但是，它們強(qiáng)力說(shuō)明著：在生物系統(tǒng)中，信息流的傳遞是多元和多層次的，它們?cè)诩?xì)胞中構(gòu)成了一個(gè)精密的時(shí)空框架，中心法則僅僅只是這些信息流中的一條或者說(shuō)是一條主流；在中心法則的信息流中，非DNA編碼的滲入，使得DNA僅作為DNA編碼的一個(gè)起點(diǎn)，而不是遺傳信息流的唯一源頭；同時(shí)，在信息流的傳遞過(guò)程中，非模板式的序列加工，使得信息流并不是模板流。[4]這些似乎對(duì)中心法則都構(gòu)成了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。然而，我們并不能抹殺它的合理性地位。中心法則的提出是以當(dāng)時(shí)病毒、細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)材料為依據(jù)。它所指出的DNA、RNA、蛋白質(zhì)間的信息傳遞是符合分子生物法則的。鑒于當(dāng)時(shí)理論背景和認(rèn)識(shí)論背景的限制，我們應(yīng)該是在其三大分子的框架性語(yǔ)境下對(duì)其進(jìn)行語(yǔ)義解釋。當(dāng)分子生物學(xué)推進(jìn)到真核細(xì)胞時(shí)，中心法則的信息流其實(shí)已經(jīng)處于另一個(gè)完全不同的時(shí)空框架中，這時(shí)我們應(yīng)對(duì)其進(jìn)行語(yǔ)境下降，在單個(gè)基因?qū)用婊蛘呤歉偷膶用鎸?duì)其進(jìn)行語(yǔ)義解釋。而面對(duì)當(dāng)代基因組語(yǔ)義研究的問(wèn)題，或許我們還要對(duì)其進(jìn)行語(yǔ)境上升，在基因組層面、細(xì)胞層面甚至是更高的層面對(duì)其進(jìn)行語(yǔ)義解釋。

    綜上所述，對(duì)中心法則的語(yǔ)義解釋?xiě)?yīng)該放在分子生物學(xué)發(fā)展的縱向語(yǔ)境下進(jìn)行。中心法則的語(yǔ)義變遷就是在這一縱向發(fā)展過(guò)程中，一次次不斷地語(yǔ)境化與再語(yǔ)境化的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)，我們對(duì)中心法 則的語(yǔ)義理解也還必須在一種橫向的特定的語(yǔ)境下進(jìn)行，而不是僅僅只在分子生物信息較窄的概念下進(jìn)行。只有這樣才不會(huì)導(dǎo)致中心法則的語(yǔ)義局限性。而作為科學(xué)理論的中心法則語(yǔ)義被局限，自然會(huì)導(dǎo)致其作為研究方法的意義局限性。這也就引出了本文接下來(lái)所要談?wù)摰囊粋€(gè)問(wèn)題：在傳統(tǒng)意義下，作為研究方法的中心法則的意義及其局限性。

    2　作為研究方法的中心法則的意義及其局限性

    中心法則是一個(gè)關(guān)于DNA、RNA、蛋白質(zhì)三大分子的信息傳遞的科學(xué)理論。在它的解釋之下，信息不能由蛋白質(zhì)向下傳遞到DNA，而是DNA被轉(zhuǎn)錄成RNA，RNA再翻譯成蛋白質(zhì)。更進(jìn)一步講是，“信息從DNA向上傳遞到RNA、蛋白質(zhì)，進(jìn)而延伸到細(xì)胞、多細(xì)胞系統(tǒng)”。[5]然而，不僅于此，中心法則還作為一種研究的方法，被用于許多研究計(jì)劃，用以解決基因組的語(yǔ)義問(wèn)題。

    基因組研究的核心問(wèn)題是研究作為生命系統(tǒng)發(fā)展和運(yùn)行基礎(chǔ)的基因組調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的意義。一個(gè)基因組意義的理論問(wèn)題便是一個(gè)基因組語(yǔ)義問(wèn)題。部分地講，這種語(yǔ)義是將基因組序列轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)性意義的語(yǔ)義代碼。由于生物系統(tǒng)是在不同層次被組織，所以一個(gè)基因組的語(yǔ)義會(huì)由于該序列片段所處的本體論、功能及組織層次的不同而產(chǎn)生不同的語(yǔ)義聯(lián)想意義。因此，如何獲得一個(gè)基因組語(yǔ)義的元理論問(wèn)題便成為基因組和蛋白質(zhì)組研究的戰(zhàn)略問(wèn)題。

    目前，許多關(guān)于基因組研究的方法論都是遵循一種自下而上的策略。這種研究的方法正是受到了中心法則的啟示。也就是說(shuō)，中心法則為還原論者研究基因組提供了方法論基礎(chǔ)。這種還原論方法論的前提是，在我們要進(jìn)一步了解下一個(gè)層次的信息時(shí)，我們必須在理論上和實(shí)際中都要對(duì)每一個(gè)更低、更微觀層面的信息和本體論的知識(shí)有所把握。這就好比說(shuō)，當(dāng)我們要獲得一個(gè)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)時(shí)，我們首先要掌握構(gòu)成這一蛋白質(zhì)的氨基酸信息，再獲得核酸信息。然而，即便是掌握了基本的核酸信息，由于基因和細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)一系列的相互作用的部分，而使得從核酸到蛋白質(zhì)信息的過(guò)程特別復(fù)雜。

    一個(gè)以中心法則為方法的研究項(xiàng)目，最大的弱點(diǎn)是其驚人的復(fù)雜度。這種自下而上的還原論策略存在的問(wèn)題是，尋找到一個(gè)解決路徑的搜索空間非常巨大。在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，解決一個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵往往就在于能夠解決這個(gè)問(wèn)題的可能路徑的空間。這樣一系列的可能路徑被稱為搜索空間。一個(gè)問(wèn)題的一種解決方法就是一個(gè)路徑在這樣一種搜索空間中實(shí)現(xiàn)一個(gè)目標(biāo)或解決。一些問(wèn)題擁有巨大的搜索空間，從而使得其在實(shí)際層面上幾乎不可能被解決。在計(jì)算機(jī)科學(xué)中講，這就是所謂的NP——complete問(wèn)題。[6]這些問(wèn)題的復(fù)雜程度，足以使現(xiàn)階段最快的計(jì)算機(jī)癱瘓?；蚪M和細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)的研究正是面臨這樣的問(wèn)題，它們涉及成千上萬(wàn)的相互作用的部分。遵循一種自下而上的策略進(jìn)行研究，必然在其過(guò)程中呈現(xiàn)出一系列的NP——complete問(wèn)題。

    然而，在實(shí)際的研究過(guò)程中，研究者形成的研究策略都是依據(jù)關(guān)于更高層次的生物信息的知識(shí)。“即使在平常的實(shí)驗(yàn)決策和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，研究者的行為都是在一個(gè)關(guān)于現(xiàn)象的系統(tǒng)知識(shí)，即一個(gè)更高層次的語(yǔ)境中進(jìn)行的。”[7]在這些系統(tǒng)問(wèn)題的研究過(guò)程中，研究者預(yù)先假設(shè)這些知識(shí)可以對(duì)他的研究和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供一個(gè)更寬的方向。更為重要的是，這樣就使得這個(gè)研究有了其自身的意義。這種高層次、系統(tǒng)性的信息給出了這個(gè)研究或?qū)嶒?yàn)為什么要進(jìn)行的理由。

    這種知識(shí)在人工智能的研究領(lǐng)域被稱為啟發(fā)性知識(shí)。啟發(fā)性知識(shí)被定義為可以減少搜索空間的信息。因此，在這種情況下，科學(xué)家就利用這種啟發(fā)性的、系統(tǒng)層面的生物學(xué)知識(shí)，去減少那些非正式的、直覺(jué)的、先驗(yàn)的搜索空間，從而來(lái)解決他的問(wèn)題。在我們所說(shuō)的基因組語(yǔ)義的問(wèn)題中，啟發(fā)性信息可以減少基因組語(yǔ)義的搜索空間，可以減少基因代碼可能解釋的空間。

    例如，在信息的傳遞方面，根據(jù)中心法則，信息是不能從蛋白質(zhì)到RNA再到DNA向下傳遞的。然而，在系統(tǒng)層面，信息可以從蛋白質(zhì)向下傳遞到DNA。細(xì)胞信號(hào)就是一個(gè)例子。正是由于一系列的蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)的相互作用，蛋白質(zhì)與RNA的相互作用，導(dǎo)致了DNA轉(zhuǎn)錄的被激活。因此，從系統(tǒng)層面來(lái)講，中心法則僅僅介紹了細(xì)胞信息系統(tǒng)中許多種可能的信息傳遞路徑中的一種。實(shí)際上，存在細(xì)胞內(nèi)的信息傳遞路徑和細(xì)胞間的信息傳遞路徑。這些路徑構(gòu)成了細(xì)胞內(nèi)及細(xì)胞間的信息傳遞網(wǎng)。然而，它們又都是通過(guò)細(xì)胞的基因組信息來(lái)組織著細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞間的信息傳遞。

    所以，我們必須有意識(shí)地去區(qū)分作為科學(xué)理論的中心法則和作為研究的方法的中心法則。否則，我們就有可能錯(cuò)誤地提前認(rèn)為，由于信息不能向下傳遞，我們就不能自上而下地由高層次的信息得到低層次的信息。多細(xì)胞以及單細(xì)胞中信息傳遞的二元性，就使得基因組語(yǔ)義的研究策略，跳出了傳統(tǒng)意義下中心法則的局限性。

    現(xiàn)階段關(guān)于基因組理論的大部分研究，都是遵循傳統(tǒng)意義下的中心法則，在一個(gè)嚴(yán)格的自下而上研究策略下進(jìn)行的。替代這種研究策略，我們主張同時(shí)考慮一種自上而下的互補(bǔ)性策略。我們認(rèn)為，一種能夠整合高層面的系統(tǒng)層面與低層面的基因組信息層面的研究策略，對(duì)于解決基因組語(yǔ)義問(wèn)題是非常必要的。傳統(tǒng)意義下的中心法則對(duì)于基因組語(yǔ)義研究已經(jīng)不再是充足的組織模式。那么是否存在一種路徑，在細(xì)胞和多細(xì)胞的語(yǔ)境下，利用高層次的系統(tǒng)信息去理解基因組？我們認(rèn)為是存在的。正如上文所言，這時(shí)候我們就需要對(duì)傳統(tǒng)意義下的中心法則進(jìn)行語(yǔ)境上升，在細(xì)胞與多細(xì)胞的層面對(duì)其進(jìn)行語(yǔ)義理解。同時(shí)，在方法論層面，我們也就同樣可以嘗試一種自上而下的研究范式，來(lái)補(bǔ)充之前的嚴(yán)格的自下而上的方法論研究策略。

    3　中心法則方法論意義研究的新路徑

    什么是一個(gè)自上而下的研究策略？

    在一個(gè)自上而下的研究策略下，我們可以在抽象概念的層面來(lái)討論多細(xì)胞的發(fā)展過(guò)程。在抽象概念層面的討論，可以使我們獲得更多關(guān)于系統(tǒng)層面的現(xiàn)象。假設(shè)有一個(gè)軟件系統(tǒng)，并且在這個(gè)軟件系統(tǒng)中可以設(shè)計(jì)一個(gè)人工基因組，同時(shí)在這個(gè)系統(tǒng)中該基因組可以產(chǎn)生一個(gè)人工有機(jī)體。然后，我們可以使這個(gè)人工基因組盡可能地模仿自然基因組的主要的系統(tǒng)屬性。比如，該系統(tǒng)是否能夠模擬多細(xì)胞的發(fā)展、細(xì)胞信號(hào)的傳遞等？在該系統(tǒng)中進(jìn)行特定位點(diǎn)的基因突變，是否能得到自然基因組下的相似效果，如畸形發(fā)展、癌變等？這一系列問(wèn)題的實(shí)現(xiàn)，就 使得我們可以確認(rèn)該系統(tǒng)能夠反映自然基因組的一些基本特征。然而，我們可能需要一種更為精確的相關(guān)性。但是，如果我們能夠使得人工基因組與自然基因組相關(guān)聯(lián)，那么我們就得到了從一個(gè)基因組翻譯到另一個(gè)基因組的開(kāi)端。如圖3所示。

    

    圖3　基因組翻譯模擬圖

    圖3所模擬的是生物體內(nèi)的基因組和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中多細(xì)胞有機(jī)體之間的關(guān)系。圖中的“翻譯關(guān)系”指的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及生物體系統(tǒng)中基因組之間的“句法關(guān)系”。中間的“語(yǔ)義關(guān)系”表示的是用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的多細(xì)胞有機(jī)體語(yǔ)言翻譯出生物體中的基因組。下面的“一致性關(guān)系”應(yīng)該包括系統(tǒng)之間暫時(shí)的和動(dòng)態(tài)的形態(tài)學(xué)之間的一致性。

    這就好比將英語(yǔ)翻譯成漢語(yǔ)。我們需要知道這些被翻譯的單詞是什么，如何在句子中使它們相關(guān)聯(lián)。這就是語(yǔ)言中的句法。但是，首先我們需要知道語(yǔ)言的語(yǔ)義。也只有當(dāng)兩段話的意思相同的時(shí)候，對(duì)于一個(gè)詞、一句話或者一段話的翻譯才是充分的。

    這樣我們就通過(guò)計(jì)算機(jī)代碼的語(yǔ)義獲得了基因組的語(yǔ)義。然而，在這個(gè)過(guò)程中，并不妨礙我們同時(shí)使用自下而上的研究策略。“在人工智能中，合并自上而下和自下而上的研究路徑是較優(yōu)的研究策略之一。當(dāng)兩種研究路徑，分別自上而下與自下而上在中間合并時(shí)，便形成了一種解決路徑。”[8]

    在這里需要注意的是，無(wú)論是低層次的本體論層面(如生物化學(xué))，還是高層次的關(guān)于信息和本體論的層面，對(duì)于研究生物過(guò)程而言，沒(méi)有哪一種是固有的更為優(yōu)越的。關(guān)于細(xì)胞和多細(xì)胞現(xiàn)象的正確的高層面的信息，沒(méi)有必要一定要被還原成更低層面的本體論視角。很多情況下，高層面的系統(tǒng)知識(shí)反而能夠幫助我們限定研究的搜索空間，促進(jìn)我們?nèi)ダ斫飧蛯用娴纳镞^(guò)程。因此，對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)不同層面信息的理解，能夠使我們獲得更多、更全面的關(guān)于該系統(tǒng)的知識(shí)。

    所以，在細(xì)胞或者多細(xì)胞系統(tǒng)的層面，中心法則可以被簡(jiǎn)單的描述為：基因組→蛋白質(zhì)組。我們也沒(méi)有必要必須將其還原到DNA轉(zhuǎn)錄和翻譯的層面。

    4　結(jié)語(yǔ)

    隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，其理論在不斷地遠(yuǎn)離經(jīng)驗(yàn)。在這樣的一個(gè)背景下，如何去構(gòu)造、理解和解釋分子生物學(xué)，語(yǔ)義分析成為一種十分重要的科學(xué)方法。首先，“語(yǔ)義分析方法本身作為語(yǔ)義學(xué)方法論，在科學(xué)哲學(xué)中的運(yùn)用是‘中性’的，這個(gè)方法本身并不必然地導(dǎo)向?qū)嵲谡摶蚍磳?shí)在論，而是為某種合理的科學(xué)哲學(xué)的立場(chǎng)提供有效的方法論的論證。”[9]“語(yǔ)義分析方法在例如科學(xué)實(shí)在論等傳統(tǒng)問(wèn)題的研究上具有超越性，在一個(gè)整體語(yǔ)境范圍內(nèi)其方法更具基礎(chǔ)性；其次，作為科學(xué)表述形式的規(guī)則與其理論自身架構(gòu)是息息相關(guān)的，這種關(guān)聯(lián)充分體現(xiàn)在理論表述的語(yǔ)義結(jié)構(gòu)之上，對(duì)其邏輯合理性的分析就是對(duì)理論真理性的最佳驗(yàn)證；第三，生物學(xué)理論表述的多元化特征使得語(yǔ)義分析應(yīng)用更加具有靈活性。”[10]

    正如中心法則，其語(yǔ)義的實(shí)現(xiàn)無(wú)法脫離其整個(gè)理論的語(yǔ)義結(jié)構(gòu)。在整個(gè)理論中，每一次結(jié)構(gòu)的上升或者下降，都會(huì)帶來(lái)其代碼的語(yǔ)義調(diào)整。同時(shí)，生物體是一個(gè)多層次的、有組織的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)，在這個(gè)不同層次被組織的復(fù)雜系統(tǒng)中，任何一個(gè)代碼的語(yǔ)義都會(huì)由于其指稱實(shí)體所處的本體論、功能及組織層次的不同，而產(chǎn)生不同的語(yǔ)義聯(lián)想意義。因此，對(duì)中心法則進(jìn)行語(yǔ)義研究是有益于其意義澄清及理論分析的。然而，這種語(yǔ)義研究應(yīng)該在分子生物學(xué)發(fā)展的縱向語(yǔ)境下進(jìn)行。因?yàn)?，中心法則的語(yǔ)義變遷正是在分子生物學(xué)縱向發(fā)展的語(yǔ)境化與再語(yǔ)境化得過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)，我們也只有在某種特定的語(yǔ)境下對(duì)中心法則進(jìn)行語(yǔ)義解釋，才不會(huì)導(dǎo)致其語(yǔ)義的局限性。

篇10

關(guān)鍵詞：分子生物學(xué)；基因工程；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.42 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）46-0145-02

國(guó)家和社會(huì)的發(fā)展離不開(kāi)創(chuàng)新性科研人才，大學(xué)生的科學(xué)實(shí)踐是培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的有效途徑。國(guó)家高度重視大學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的培養(yǎng)，了一系列文件強(qiáng)調(diào)高等院校實(shí)踐教學(xué)的重要性，要求深化實(shí)踐教學(xué)改革，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力[1]。

生命科學(xué)發(fā)展到今天已經(jīng)達(dá)到由以往的被動(dòng)改造世界到主動(dòng)的有目的地改造世界，分子生物學(xué)和基因工程是主動(dòng)改造世界有力的工具，是生命科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科前沿，任何一門(mén)生物學(xué)科的發(fā)展都離不開(kāi)分子生物學(xué)和基因工程。因此，分子生物學(xué)和基因工程的實(shí)踐教學(xué)就顯得尤為重要。分子生物學(xué)是一門(mén)研究生物大分子，主要是核酸和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的學(xué)科[2]。基因工程在分子生物學(xué)的理論基礎(chǔ)之上，對(duì)生物大分子，尤其是DNA分子進(jìn)行重組、改造[3]。這兩門(mén)課程相輔相成，密不可分。傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)中，這兩門(mén)課程各自設(shè)立兩到三個(gè)課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)分散、重復(fù)，學(xué)生積極性不高，教學(xué)效果差。針對(duì)這些問(wèn)題，筆者結(jié)合多年理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，探討了提高這兩門(mén)課程實(shí)踐教學(xué)效果的方法。

一、傳統(tǒng)分子生物學(xué)和基因工程實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.實(shí)驗(yàn)分散，缺乏系統(tǒng)性。傳統(tǒng)的分子生物學(xué)和基因課程的實(shí)踐教學(xué)，設(shè)立了植物總DNA的提取、瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)或者加上動(dòng)物總RNA提取檢測(cè)等兩到三個(gè)課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)，大約8―10個(gè)學(xué)時(shí)。由于課內(nèi)時(shí)間有限和課時(shí)的限制，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的較為分散，學(xué)生也只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的基本操作，缺乏系統(tǒng)性。

2.實(shí)驗(yàn)材料固定，方案固定。傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)采取所有的學(xué)生使用相同的實(shí)驗(yàn)材料，相同的實(shí)驗(yàn)方案。例如所有學(xué)生都利用液氮研磨相同的植物材料，CTAB抽提總DNA。實(shí)驗(yàn)操作步驟一模一樣，學(xué)生根據(jù)操作步驟操作了一遍，雖然提取到了總DNA，卻不知道為什么這樣操作，這樣操作的目的是為了什么。完全就是跟著老師走過(guò)場(chǎng)，操作過(guò)了，也很快忘記了，實(shí)驗(yàn)的目的性不強(qiáng)，沒(méi)有應(yīng)用價(jià)值。

3.組員依賴，自己不動(dòng)手。傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)往往4―6人一組，小組長(zhǎng)負(fù)責(zé)，共同操作一個(gè)實(shí)驗(yàn)。這樣組員依賴就比較嚴(yán)重，組員依賴組長(zhǎng)，有的學(xué)生積極性不高，干脆讓別的同學(xué)幫忙操作甚至不操作。不關(guān)心最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)就直接抄襲組長(zhǎng)的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析高度雷同。學(xué)生在實(shí)踐操作中沒(méi)有深度體驗(yàn)，也就對(duì)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程沒(méi)有反思，也就沒(méi)有收獲。

4.實(shí)驗(yàn)基本技能差，實(shí)驗(yàn)習(xí)慣不好。分子生物學(xué)和基因工程實(shí)踐的對(duì)象是微觀的肉眼無(wú)法識(shí)別的抽象的DNA分子和蛋白質(zhì)，任何實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的失誤都有可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的失敗，因此對(duì)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能和儀器操作要求比較高。由于學(xué)生之前沒(méi)有接受相關(guān)的培訓(xùn)，所以基本技能很差。例如不知道移液器的使用方法，對(duì)于不同量程的移液器吸取的液體體積沒(méi)有概念，不會(huì)設(shè)置PCR儀器程序，不會(huì)操作凝膠成像系統(tǒng)，甚至不會(huì)配置一些較復(fù)雜的化學(xué)試劑。

學(xué)生的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣不好，如槍頭隨處打，槍頭盒沒(méi)有蓋上，試劑使用前不知道要完全溶解和混勻，使用完畢不蓋蓋子，超低溫離心機(jī)使用后沒(méi)有及時(shí)擦去水珠，帶著EB污染的手套到處亂摸等等，這些不好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，不利于培養(yǎng)有素養(yǎng)的創(chuàng)新性科研人才。

二、實(shí)踐教學(xué)改革

1.設(shè)置專門(mén)的實(shí)驗(yàn)課程，明確實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)。通過(guò)實(shí)踐教學(xué)改革，將傳統(tǒng)的分?jǐn)?shù)的單個(gè)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)變成系統(tǒng)的分子生物學(xué)和基因工程大實(shí)驗(yàn)課程。實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)由原來(lái)的每門(mén)課8―10學(xué)時(shí)改為36學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)的時(shí)間段也由原來(lái)的分?jǐn)?shù)的課內(nèi)時(shí)間改為為期兩周連續(xù)的大實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠稍瓉?lái)的單純的基因組DNA鑒定改為物種的分子鑒定。物種的分子鑒定是隨著分子生物學(xué)和基因工程發(fā)展誕生的新興的鑒定物種的方法，相對(duì)于傳統(tǒng)的生理生化鑒定方法更準(zhǔn)確，因此應(yīng)用非常廣泛。相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由原來(lái)的基因組DNA的提取和電泳檢測(cè)，改為基因組DNA的提取鑒定、PCR擴(kuò)增物種特異的保守序列，回收目的片段，與載體重組，制備感受態(tài)細(xì)胞，轉(zhuǎn)化感受態(tài)細(xì)胞，藍(lán)白斑篩選，重組子的鑒定。每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是下一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，上一個(gè)實(shí)驗(yàn)的失敗，下一個(gè)實(shí)驗(yàn)就無(wú)法操作，系統(tǒng)性強(qiáng)，目標(biāo)明確，具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。相應(yīng)的成績(jī)?cè)u(píng)定不再是以最終結(jié)果和分析評(píng)定，而是與每一個(gè)小實(shí)驗(yàn)的結(jié)果掛鉤，最終匯總為總成績(jī)，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性。

2.個(gè)性化定制個(gè)人的實(shí)驗(yàn)材料和方案。傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)學(xué)生采用相同的實(shí)驗(yàn)材料，采用相同的實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生積極性不高。實(shí)踐教學(xué)的目標(biāo)改革后，學(xué)生首先理解了物種分子鑒定的原理和方法后，每個(gè)學(xué)生均可鑒定自己感興趣的物種，根據(jù)物種的不同選擇不同的基因組DNA提取方法，不同PCR擴(kuò)增程序，不同的DNA回收方法，選擇不同的感受態(tài)制備方案，設(shè)計(jì)不同的重組子鑒定方案。學(xué)生提交方案后，由指導(dǎo)老師對(duì)其進(jìn)行輔助指導(dǎo)。要求學(xué)生修繕?lè)桨?，使其切?shí)可行。這種研究性的實(shí)踐教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生探究性思維和自主學(xué)習(xí)的能力，給予學(xué)生深度的體驗(yàn)[4]。在方案的設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)生不僅增強(qiáng)了對(duì)理論知識(shí)的理解，更重要的是學(xué)會(huì)了如何查閱文獻(xiàn)，梳理思路，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有條件，設(shè)計(jì)出合理可行的方案，培養(yǎng)了學(xué)生的科研思維，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

3.獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備和操作。在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中不再以小組為單位，而是要求每個(gè)人獨(dú)立完成自己的實(shí)驗(yàn)。特別是實(shí)驗(yàn)的前期準(zhǔn)備工作。以往的實(shí)驗(yàn)操作為了提高成功率往往使用試劑盒，雖然操作簡(jiǎn)便，但是學(xué)生并沒(méi)有掌握實(shí)驗(yàn)的原理和試劑的配置方法。而前期的方案設(shè)置和試劑準(zhǔn)備是實(shí)踐操作中的核心環(huán)節(jié)，后期只是按照實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行。因此要求學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，獨(dú)立準(zhǔn)備自己所需的試劑。為了減少浪費(fèi)，學(xué)生必須精確計(jì)算自己所需的試劑量，不能過(guò)多配置。對(duì)于常用的試劑可以配置成母液，學(xué)生根據(jù)需要進(jìn)行稀釋。學(xué)生對(duì)前期的準(zhǔn)備工作非常感興趣，積極地根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案，計(jì)算自己的所需的試劑，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力和思考能力，同時(shí)也減少了試劑的浪費(fèi)。實(shí)驗(yàn)完成每個(gè)學(xué)生根據(jù)自己的結(jié)果獨(dú)立分析成功或失敗的原因，通過(guò)反思對(duì)實(shí)驗(yàn)有了更深的理解

4.重視基本實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。為了培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，要求學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作之前，認(rèn)真閱讀各種儀器和試劑的使用說(shuō)明書(shū)，并寫(xiě)下注意事項(xiàng)。思考實(shí)驗(yàn)方案中每個(gè)環(huán)節(jié)的注意事項(xiàng)和影響因素。此外，指導(dǎo)老師講解具體操作時(shí)的一些細(xì)節(jié)和方法。只有通過(guò)簡(jiǎn)單考核的學(xué)生才能進(jìn)行后繼的實(shí)驗(yàn)操作。此外，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的重要性，沒(méi)有好的習(xí)慣，實(shí)驗(yàn)就有可能失敗。例如，移液器使用完畢如果沒(méi)有及時(shí)調(diào)回最大量程將導(dǎo)致移液器不準(zhǔn)確，加樣誤差太大，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗等。要求學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。

三、展望

總之，分子生物學(xué)與基因工程的實(shí)踐教學(xué)的改革，不再是傳統(tǒng)的“假題真做”，而是基于實(shí)際應(yīng)用為目的――物種的分子鑒定，有效地激發(fā)了學(xué)生的興趣，較為全面地訓(xùn)練了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力[5]。分子生物學(xué)與基因工程的實(shí)踐教學(xué)的改革，改變了以往老師的主體地位。老師開(kāi)始扮演指導(dǎo)角色，學(xué)生處于主體地位，對(duì)問(wèn)題深度思考，進(jìn)行文獻(xiàn)查詢，方案設(shè)計(jì)，試劑準(zhǔn)備，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果反思。這些高智力的投入、創(chuàng)造性的實(shí)踐活動(dòng)，給了學(xué)生深度的體驗(yàn)，訓(xùn)練了科學(xué)的思維方式和實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，為培養(yǎng)創(chuàng)新性科研人才打下了基礎(chǔ)[1]。

參考文獻(xiàn)：

[1]時(shí)偉.論大學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系[J].高等教育研究，2013，（34.）：61-64.

[2]朱玉賢，李毅，鄭曉峰，郭紅衛(wèi).現(xiàn)代分子生物學(xué)[M].第4版.北京：高等教育出版社，2013.

[3]孫明.基因工程[M].第2版.北京：高等教育出版社，2013.