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基于PBL教学法的分子生物学教学改革

来源:教育教学论坛     2019-6-10 18:30:02      点击:

张健 夏春丽 王燕 阳小燕 郭众

摘要:分子生物学课程一直是生物医学专业的教学难点。本研究通过改革课程授课内容和授课模式,把上课的重点从概念和知识点的记忆转变到以PBL教学法进行研究思维和实践能力的培养,从而使学生基本具备独立分析和解决在今后科研或工作中所遇到的分子生物学相关问题的能力。

关键词:分子生物学;PBL教学法;教学模式改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2018)37-00117-02

分子生物学以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息传递中的作用和功能为主要研究内容,是从分子水平研究生物大分子的结构与功能,从而阐明生命现象本质的科学[1]。其核心内容是基因的复制、表达及其调控,即“基因的分子生物学”。它的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会,也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景[2]。

这门学科是当前生命科学中发展最快,并正成为与其他学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域,成为了生物学、医学及相关专业本科生和研究生的重要专业基础课[3]。通过该课程的讲授,使学生系统掌握分子生物学的基本概念和重要理论,以及现如今分子生物学的发展趋势,形成比较系统的分子生物学研究思维和实践能力[4]。

在实际教学过程中,由于这门学科概念繁多,许多知识点较为抽象和分散,使得很大一部分青年教师在有限的课时条件下为了完成教学任务,忙于灌输教学大纲上的重点内容,脱离了当时的学术背景而只讲授书本上的结论和概念,形成教师教得辛苦、学生学得痛苦的“填鸭式”的教学局面[5]。这样教出来的学生连普通的考试都难以应付,更遑论形成系统的分子生物学研究思维和实践能力。不幸的是,这种教学局面在中青年教师当中并不少见,而在学生中间也长期形成一种谈分子色变的畏难情绪。因此,如何跳出桎梏,达成预期的教学目标,是许多分子生物学授课教师亟须面对和思考的重要问题。

PBL教学法即基于问题为导向的学习,其核心内容是使学生带着一个或几个科研问题去学习,在学习过程中找到这些问题的答案。这一教学法尤其适合分子生物学这种自然科学类学科的教学,因为分子生物学本身就是一门以一个个重大实验发现为基础而逐渐发展起来的学科,其发展过程就是人类不断探索生命奥秘的过程[6]。所以,给学生重现科学家在科研过程中所遇到的问题,引导学生思考解决这些问题的方法,从而强化学生对知识点和概念的认识,相信比“填鸭式”教学能起到更好的效果。

一、缩减“照本宣科”的讲授

分子生物学是一门正在快速发展的学科,这导致了教科书上的许多内容随着科研水平的提高不断得到修正甚至颠覆。在这种情况下,教师用课堂上的宝贵时间不断灌输和强调教科书上已有的基本概念就完全没有必要了。此外,分子生物学的主要精髓是对生命、各种生物大分子的认识,注重的是一种理念的传播,而不是强行让学生记忆某一个酶由多少个亚基组成、每一个亚基含有多少个结构域、每一个结构域的名称分别是什么,后面的这一系列问题当学生在需要时可以在书本上很轻易地查找到。但是,当学生在今后的科研和工作中遇到书本上没有的问题时,如何能正确的地分析问题和解决问题,才是这门学科需要传授的能力,也是分子生物学的主要授课目标。

所以,凡是书本上有的而学生又能够自学的内容,授课教师应该不讲或者少讲,要把有限的课时节省出来进行科研思维的培养。教科书应当逐渐转变为工具书的职能,而教师上课才是真正对科研能力的培养。

二、调整授课主要内容,突出问题导向

针对实际情况,调整授课主要内容,缩减教材上已有概念的讲授,同时将与概念相关的历史上的重大实验发现扩充成一个个完整的专题,把当年著名分子生物学家所面临的科研问题抛给学生,使学生独立思考各种可能的解决途径,然后与生物学名宿们选择的方法进行对比,进而思考与讨论其中的原因。例如,遗传密码这一章内容,书本上开篇就列举了遗传密码的方向性、连续性、简并性、摆动性、通用性五个特性及其定义,这样的内容学生完全能够通过自学掌握。但是,遗传密码为什么具有方向性?为什么是三联体的密码形式而不是其他形式?人们通过什么方法才破译了遗传密码?这一系列教科书上没有具体解释的问题,才是值得学生思考和学习的。所以,教师在授课时可以首先引导学生思考这些问题,然后将薛定谔对遗传密码的猜想、伽莫夫对遗传密码提出的数学上的假设、克里克设计实验验证三联体的密码形式、尼伦伯格破译出的第一个遗传密码等一系列承前启后的科研大发现设计成完整的授课专题,让学生在对这些专题的学习和互动中,不仅能够轻松理解相应的概念性内容,而且还可以领略科研大家的思维方式,进而逐渐培养出正确的分子生物学研究思维。

三、邀请不同研究方向的学者讲述自身的科研成果和经历

分子生物学授课教师绝大多数有着深厚的科研经历,也与国内外许多生物学领域的科研工作者有着合作关系。通过授课教师间的互相参与,或者邀请不同研究方向的科研第一线的研究人员进入课堂,以讲座的形式从研究目的和背景、遇到的困难和关键问题、实验方案的设计和论证、实验过程的进行和修正、实验结果的对比和讨论等方面深入浅出地分析他们各自的研究工作。这样一来,学生从一个个实际的科研案例中逐渐学习遇到一个生物学问题时应该怎样思考,更能够深刻体会书本上的概念和定义,充分掌握这些知识点的应用方向。

四、增加学生自主学习的主动性

学生的主动性是学习优劣的关键,有效提高学生的学习主动性,使“要我学”变成“我要学”,可以达到事半功倍的教学效果。其中可行的方法是,针对教科书的某些章节让学生在课前主动查阅相关资料,然后在课堂上根据教师设置的几个问题进行相互讨论,在讨论甚至辩论的过程中逐步掌握这些章节的理论要点。

五、对考核方式的改革

现有的分子生物学考核方式还是以具有唯一答案的客观题为主,学生的可发挥性极低,几乎是靠背诵书本上的要点来答题。这样的试卷只是考查了学生的短期记忆力,而缺乏对学生解决实际问题的能力的测试。给定一个开放性问题,让学生通过学到的知识自由讨论对此问题的看法,这样更能看出学生对知识的掌握程度和一系列知识点的融会贯穿程度,同时还能考查学生的科研想象力和创造力,而后者正是一个高素质生物医学的学生所必需的。

六、结语

通过改革课程的授课内容和授课模式,把上课的重点从概念和知识点的记忆转变到分子生物学研究思维和实践能力的培养,从而使学生基本具备独立分析和解决在今后科研或工作中遇到分子生物学相关问题的能力。这一转变对学生和教师具有双赢的效应,但在实际操作中,还须做到以下两个方面。

1.学生自学问题。学生自学的积极性和自觉性是此方法能否顺利实施的重点。只有通过自学教科书上的许多概念以后,才能够理解概念背后的科学问题,进而举一反三,培养科学的思维能力。所以在日常教学中,可以充分利用网络等现代信息技术,实时掌控学生的自学程度和进度,一旦发现不良现象也可以及时纠正。同时,还可以小组竞争的形式,组内互相鼓励和督促,使每个小组的学生都找准自己的目标和任务。

2.授课内容要紧跟前沿知识。分子生物学领域的研究非常活跃,许多理论随着科研水平的提高不断得到修正甚至颠覆。这就要求授课教师必须实时关注最新进展,把最新的理论和知识融入日常授课过程。所以,平时要注重阅读分子生物学的相关科研文献,同教研室的教师也要经常相互交流,力争了解本领域的重大知识突破和发展。

参考文献:

[1]Robert F.Weaver.Molecular biology[M].第五版.科学出版社,2013.

[2]朱玉賢等.现代分子生物学[M].第四版.高等教育出版社,2013.

[3]杜照奎,李钧敏,蒋明.分子生物学教学改革与实践探索[J].广州化工,2012,40(16):186-187.

[4]陈献忠.分子生物学教学模式改革的探索与实践[J].安徽农学通报,2010,16(21):174-177.

[5]曾洁琼.分子生物学主体性教学模式的探索[J].郧阳师范高等专科学校学报,2010,30(3):98-100.

[6]郑用琏.课堂的“磁力”来自哪里[J].中国高等教育,2004,(8):36-38.


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