一、教学内容改革
教材要因人施教。一般农业院校学生学习的一个基本事实是对理论知识的学习动力不足,而对实用性知识的学习,相对更加有动力和兴趣。而目前高校分子生物学教材太过偏重理论知识的介绍,缺乏这些理论知识在农业方面具体应用的阐述。学生不清楚自己学的这些知识到底有什么实用价值。随着分子生物学理论知识在农业方面的应用日益深入,对相关农业科研人员掌握分子生物学理论、技术及应用的知识体系要求越来越高。因此,选择一本符合农林院校学生的教材非常重要。在教学过程中,要力求在分子生物学课程讲授基本理论的同时,还要适当与这些知识在农业实际生产中的应用进行有机地结合、如与品种鉴定相关的分子生物学实验技术、基因工程、分子标记技术等知识体系。因此,我们选择全国高等农林院校“十二五”规划教材,由张桦等主编的《分子生物原理与应用》。该教材分为两部分,第一部分为基础理论篇,主要介绍分子生物学的原理,第二部分为应用篇,介绍分子生物学理论的应用技术,整个教材理论联系实际,教学结合科研和生产应用。因此,比较适合作为农林院校学生的教材[2]。限于篇幅限制,对于有志于科研深造的学生可以同时选读,如朱玉贤等主编的《现代分子生物学》(第四版)等作为参考教材。同时,为大学生推荐一些生物学论坛网站,如丁香园论坛(www.dxy.cn/bbs)、中国生命科学论坛(bbs.bioon.com),通过论坛讨论激活他们对微观生命世界的好奇心,激发学习分子生物学的兴趣。
二、教学模式改革
分子生物学是一门实践性非常强的学科,没有科研实践,对理论知识是难以真正理解和掌握的。因此,实验教学应该成为分子生物学课程中非常重要的一个教学环节。通过教学实践发现,理论知识反复讲解多遍,不如一次实验实践给学生的印象深刻。因此,对于有条件的学校可以考虑,在教学中进一步凝练理论知识体系,压缩理论学习的时间,延长实验实践的周期,采用边实践边学习理论的模式,用实验引发学习的动力,用理论去指导实验设计,然后再用实验加深理论知识的理解,整个教学模式遵循从感性认识到理性认识,再到感性认识的认知规律,逐步带领学生进入一个良性的认知循环中。对于没有条件的学校,实验实践可以采用视频播放的形式去模拟。在具体操作时,可以主要围绕以现代生物技术的核心“基因工程技术”为主要内容开展实验课,以大肠杆菌为研究对象进行、基因的克隆和转化,载体构建,基因的表达和检测实验,中间贯穿讲解以中心法则为理论主线的各个理论知识点。
三、教学方法改革
分子生物学是一门介绍生命微观分子世界的学科,学生对DNA为何物,以什么形式存在于生命体中,基因转录与蛋白质表达到底是一个怎样的过程?学生几乎没有任何感性认识。由于与学生以往的世界认知体系没有建立联系,如果直接讲解这些微观世界,学生很难理解。因此,有必要在课程教学之前,从学生已有的宏观认知世界出发,先简要讲解宏观的生物个体,然后是系统器官,再次是组织细胞,然后到细胞器,最后展示这门课程所要研究的对象-核酸和蛋白质,逐层次地深入介绍,最终把学生身临其境地带到生命的微观分子世界里,使学生大体了解核酸和蛋白质在生物体中到底是一种什么样的状态,在细胞中大致是怎么活动的,这一过程用视频的方式展示效果最好。在学习具体的理论细节前先给学生一个整体的轮廓印象,这个学习过程就好像直接给一个人看一张校园街景图,一般人不会有什么特别的概念印象,但如果先看一张世界地图,然后逐次放大到中国、新疆、乌鲁木齐、新疆农业大学校园,最后是这张街景图。那么此时人一般就会有清晰的概念了,原来是新疆农业大学校园的一角。在具体的课程教学时,传统的分子生物学教学主要是以教师向学生讲授灌输知识为主,学生只是被动地接受,大脑中没有积极主动学习接受知识的状态,所以造成学习效果差[3]。最后导致学生完全听不懂,彻底放弃。因此,如何增强学生学习知识的积极主动性,对于课程学习的效果非常关键。比如,我们在讲授理论课之前会给学生设置一个场景:你们到一家跨国生物技术公司应聘,公司给你们布置了一个考题,如何创制出一个抗虫的转基因烟草,以Bt基因为例,设计具体详细的工作方案,最终依据你们的方案决定你们的去留,显然这个问题学生是无法回答的,但是你可以告诉他们,答案就在这门课程的学习中。这种方法的目的是通过这样一个场景的假设,给他们一个感同身受的压力,进而激活他们学习相关知识的积极性和主动性。操作时可通过将整个方案分解成多个问题,再从每个问题的回答中去学习相关理论知识。如基因克隆时要用到PCR技术,由此可以引出DNA的复制,进而引出PCR技术原理、从而又引出DNA的变性和复性、DNA合成校正等知识点;构建基因表达载体时可以引出转录、翻译和基因的表达调控等知识点。这样就可以把分散的知识点用一个具体案例串联起来,而且还联系了生产实际,使学生产生学习效能感,不再觉得所学知识离他们的工作遥不可及。通过这种方法,使学生带着问题来学习理论知识,可以大大提高学习的动力和积极性[4]。
四、加强教学师资内涵
应用上述教学模式和方法,要取得较好的教学效果,对教师的科研和理论联系实践的水平提出了很高的要求,因此合格的师资队伍是关键。分子生物学发展日新月异,应用范围广泛而深入。如果一个老师只是单纯地教课,而缺乏科研和生产实践,那么任凭他有多丰富的教学技巧和经验,其教学也将是一潭死水,学生很难从中获得学习热情[5]。所以教师应加强科学素养和科研经验,老师通过申请课题,查阅大量资料,参与课题研究,从而扩充知识体系,提升自己的科学素养,并将它们融入到教学中,从而使应用案例教学更加具体生动,给学生以更多的启迪和思考[6]。另外,学校还应大力引进高素质人才,让更多的老师有常态化的机会能接触和学习到外面先进的教学理念和思想,从而拓宽视野来提高教师专业素养和学术水平。
五、结束语
以上阐述的教学模式和方法需要教师根据学生实际的理论知识水平去设计案例问题并不断完善,当然该教学模式和方法本身也会有需要完善的地方。相信世上无难事只怕有心人,作者借此一文抛砖引玉,希望能给分子生物学的授课老师们以启发,为进一步提高分子生物学教学效果做出贡献。
作者:刘晓东 单位:新疆农业大学