论文部分内容阅读
摘 要：分子生物学是生物学的前沿和生长点，是生物科学专业非常重要的一门专业基础理论课程。该文以“转基因技术及其应用”主题教学为例，从教学课程设计、教学方法实施、重难点内容处理、理论内容与实践融合及课堂效果和问题分析等方面进行了教学改革和探索，构建分子生物学主题讨论式教学模式，以期实现“以教为中心向以学为中心”的转变，为分子生物学教学改革做出新的探索。
關键词：分子生物学;主题研讨;教学改革
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）06-0129-03
Abstract：Molecular biology is the frontier and growing point of biology，and it is a very important basic theoretical course.This paper takes the theme teaching of “Genetically Modified Technology and its Application”as an example，and carries out teaching reform and exploration in several aspects such as curriculum design，implementation of teaching methods，treatment of key and difficult contents，integration of theoretical content and practice，teaching effects and problems analysis，and so on.The construct of the thematic discussion teaching mode in molecular biology，In order to achieve the transformation from “teaching-centered”to“learning-centered”，and make a new exploration for the teaching reform of molecular biology
Key words：Molecular biology;Thematic discussion;Educational reform
分子生物学是在分子水平上研究生命现象的科学，通过研究生物分子的结构、功能及生物合成等方面来阐明生命现象的本质[1]。分子生物学作为现代科学的一门综合科学，是普通高校生物科学专业开设的一门专业基础必修课。与实验课程相比，分子生物学理论课程往往因为知识多且内容抽象，学生较难理解等原因导致教学质量不高。作为一门实践性很强的学科，分子生物学是生物工程技术的重要的理论基础，后者正在工农业生产、医药和环境保护等方面发挥着日益显著的作用。分子生物学的迅速发展及实验技术的革新，对现有的教学模式提出了更高的要求。但由于现有教材的更新速度较慢，单纯依托教材会使学生缺乏对新知识、新技术和新概念的认知，传统的“以教为主”、“照本宣科”的教学方法使学生对相关知识的理解不透彻，单一且枯燥的授课氛围使学生易产生厌倦和抵触情绪。
主题研讨式教学主要以“课堂研讨”方式为主，课前确定本节课研讨主题，提出问题，学生提前自主进行资料查询，分析问题并尝试解决问题，充分发挥其自主能动性，课上学生以小组方式展开辩论式研讨。通过主题讨论加深对相关知识点的理解，提高学生的综合分析问题和知识应用能力。“课堂研讨”式教学模式还可以通过学生之间以及老师与学生之间的讨论，增进交流，促进教学相长。本文以分子生物学课程中“转基因技术及其应用”这一部分内容为例，对主题研论式教学模式实施方法和过程进行了总结和分析，以供参考。
1 主题研讨式教学模式的主要实施过程
1.1 转基因技术理论部分教学内容更新 转基因技术主要内容有4个部分，即转基因技术的定义、分类、操作流程和应用。目前，转基因技术持续快速发展，追踪前沿进展，授课内容需要及时补充最新转基因技术理论相关知识。
1.1.1 定义 转基因技术兴起于20世纪70年代，又名基因工程或者DNA重组，即通过人工选择将外源基因导入到受体物体基因组中并使之表达，进而引起生物体的性状的可遗传的修饰[2]。人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因的同义词[3]。通常市场流通的经过转基因技术修饰的产品都会标有GMO（Genetically modified organism）字样。在教学过程中，增加对GMO标识的认识，结合当下较为有争议的转基因食品是否需要标识展开讨论。
1.1.2 分类 转基因技术按照途径分为人为转基因和自然转基因;按照对象分为植物转基因技术、动物转基因技术和微生物基因重组技术[4]。按照发展历史对方法进行分类，可分为基因超表达技术、RNA干扰或基因敲除技术、病毒诱导的沉默技术和基因编辑技术等[5]。在教学过程中，结合转基因技术在国内外应用的案例，穿插一些正在发生的事例，基因剪辑技术的优势和主要存在的问题等。
1.1.3 操作流程 对于转基因技术的操作流程可以概括为“分”、“接”、“转”、“筛”4个步骤。对于关键步骤和原理的讲解，应用问题导向教学法。同时，通过对其过程中所使用工具的形象化比喻加深学生理解，例如，基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶;基因的“针线”——DNA连接酶;基因的运输工具——运载体。
1.1.4 应用 目前，转基因技术已经广泛应用到医药、工业、农业、环保、能源、新材料等领域[6]。结合前沿热点，教学过程选择以转基因技术在农业中的应用为例，如，近期美国转基因苹果的上市，转基因苹果切开8h后不褐化。采用“抛出问题-思考问题-解决问题”的方式，引导、启发学生利用所学知识点进行推断和思考转基因苹果具体操作流程。 1.2 互动研讨课程设置 在基本理论课程之外设置专题研讨，在确定研讨主题后，班级以小组为单位，设置情景角色，以辩论形式展开研讨。
1.2.1 分子生物学前沿性专题设置 根据分子生物学技术前沿进展，结合每一章节理论内容，前沿融合理论，设置相关专题。例如以转基因技术在农业中的应用为例设置专题讨论课，确定主题——转基因技术的前世今生。布置主题下小组讨论专题（表1）。
表1 转基因技术的前世今生分组讨论专题设置
[编号 研讨专题设置 1 转基因技术的发展历程 2 转基因技术在农业中的主要应用 3 转基因产品的优缺点 4 商业化转基因农产品在中国及世界主要有那些？ 5 转基因技术在农业的应用发展前景如何？ ]
1.2.2 学生以小组为单位，查找资料，准备PPT 根据学生人数和主题划分小组。知道学生查阅专业文献的方式和方法，收集相关主题的前沿进展信息，要求学生制作PPT并提供参考文献来源。有小组中1～2名学生主讲，其他同学辅助回答问题。通过小组间讨论确定PPT内容，并根据PPT及讲演的内容丰富度、深度、课题相关性等对每一个小组进行评分。
1.2.3 教师评论及总结 评论主要包括专业能力分析（辩论内容与课程、专业的邏辑关系）与非专业能力分析（表达能力、团队协作能力、创新能力、思维能力、质疑能力）。教师根据小组讨论的实际过程，针对各小组的表现进行综合评论并进行总结。对于讨论过程中出现的不足和分歧点，比如，针对转Bt蛋白的大豆，有同学提出，既然虫子吃了会死，怎么就证明人吃了是安全的？教师结合背景专题知识点进行深一步的阐释和说明。即，昆虫的消化系统是碱性环境，BT蛋白在碱性条件下会被特有的酶剪切成毒素，再与昆虫肠壁上特异的受体结合，导致昆虫肠穿孔而死。而人畜等哺乳动物的胃液为酸性，且肠胃中不存在与BT毒素结合的受体。BT蛋白与其他蛋白质一样，会在胃液的作用下降解为氨基酸，变成可以被哺乳动物利用的营养成分。因此，BT蛋白能杀虫，却对人畜无害。最后全体同学和教师进行现场投票，主要利用微信平台，票选出最佳团队。
2 主题研讨式教学模式涉及的学法指导
（1）以学生已经具备的知识和生活常识为切入点，确定主题。在准备主题研讨的同时，可以引入新问题、新知识，讨论过程中严格避免“空中楼阁”，实例必须便于学生理解。
（2）以生活中关注的热点问题为切入点，结合相关知识点前沿发展动态，以激发学生的学习兴趣，乐学为目的展开研讨。例如，以“转基因食品的安全性到底如何”这个大家都关注的问题为切入点，引导学生思考，学生自由发言，多维度讨论，达到了对相关主题的深度理解和全面掌握。
3 实施主题研讨式教学模式的主要体会
经过4年的建设与发展，《分子生物学》课程的教学质量及教学效果正在不断的改善，学生成绩也不断提高。特别是采用主题研讨式教学以来，在学生中反响强烈，学生普遍反映，通过课前的学习，对新知识有一感性认识，以主题为点结合实际实例，就感兴趣的问题集中开展小组讨论，讨论方式新颖，然后老师点评，不仅知识上有收获，全方位能力都得到有效锻炼和提升，感觉课堂的含金量大大提高。同时，同行听课观摩后，也对此教学模式高度认可，认为这是从“以教为中心”向“以学为中心”转变的有效教学模式。
4 主题研讨式教学模式的主要不足
主题研讨式教学模式仍在不断的探讨和改进中，存在着一些问题。比如：主题讨论以小组形式进行，小组成员在准备材料过程中可能会存在分工不均、部分学生偷懒无作为等现象。另外，现阶段网络资源丰富，各种课件及资料均可以在各大网站直接下载，个别小组在准备PPT过程中存在复制粘贴或者下载后直接利用等现象，这种方式使学生不能更好地掌握专业资料的查询、阅读和整理方法，导致部分材料的实时性不强，学生对于专业知识的理解深度不够。以上问题的存在，对于主题研讨式教学模式效果有一定影响，是今后的教学过程中亟待解决的问题。
5 结语
通过主题研讨式教学模式在“分子生物学”教学过程中的开展，在提高学生学习主动性的同时，教师的教学能力也得到了一定提高。通过研讨过程中相互讨论，使教与学得到了很好的互动和促进，真正做到教学相长。分子生物学知识理论性强，较为抽象，传统的教学方法照本宣科，单纯的理论讲解使课堂内容过于枯燥，学生学习主动性差，效果不理想。主题研讨式教学结合具体应用实例，使抽象的理论知识变得形象化、具体化，大大提升了学生学习的主动性和积极性，具有广泛的应用前景。
参考文献
[1]张春晓，杜朝.研究生分子生物学课程双语教学探索与实践[J].教育教学论坛，2018（17）：164-165.
[2]王连峰，张军，曾宪贤，等.转基因技术的研究及应用进展[J].生物技术，2008，18（3）：86-89.
[3]赵弢.理性看待转基因问题[J].粮油加工（电子版），2014（3）：15-18.
[4]萧然，韵钧.关于“转基因”[J].中国青年，2013（16）：38-39.
[5]邱仁宗.基因编辑技术的研究和应用：伦理学的视角[J].医学与哲学（A），2016，37（7）：1-7.
[6]黄志良.基因工程的应用及其安全性管理[J].生物学杂志，2001，18（3）：32-35. （责编：张宏民）
關键词：分子生物学;主题研讨;教学改革
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）06-0129-03
Abstract：Molecular biology is the frontier and growing point of biology，and it is a very important basic theoretical course.This paper takes the theme teaching of “Genetically Modified Technology and its Application”as an example，and carries out teaching reform and exploration in several aspects such as curriculum design，implementation of teaching methods，treatment of key and difficult contents，integration of theoretical content and practice，teaching effects and problems analysis，and so on.The construct of the thematic discussion teaching mode in molecular biology，In order to achieve the transformation from “teaching-centered”to“learning-centered”，and make a new exploration for the teaching reform of molecular biology
Key words：Molecular biology;Thematic discussion;Educational reform
分子生物学是在分子水平上研究生命现象的科学，通过研究生物分子的结构、功能及生物合成等方面来阐明生命现象的本质[1]。分子生物学作为现代科学的一门综合科学，是普通高校生物科学专业开设的一门专业基础必修课。与实验课程相比，分子生物学理论课程往往因为知识多且内容抽象，学生较难理解等原因导致教学质量不高。作为一门实践性很强的学科，分子生物学是生物工程技术的重要的理论基础，后者正在工农业生产、医药和环境保护等方面发挥着日益显著的作用。分子生物学的迅速发展及实验技术的革新，对现有的教学模式提出了更高的要求。但由于现有教材的更新速度较慢，单纯依托教材会使学生缺乏对新知识、新技术和新概念的认知，传统的“以教为主”、“照本宣科”的教学方法使学生对相关知识的理解不透彻，单一且枯燥的授课氛围使学生易产生厌倦和抵触情绪。
主题研讨式教学主要以“课堂研讨”方式为主，课前确定本节课研讨主题，提出问题，学生提前自主进行资料查询，分析问题并尝试解决问题，充分发挥其自主能动性，课上学生以小组方式展开辩论式研讨。通过主题讨论加深对相关知识点的理解，提高学生的综合分析问题和知识应用能力。“课堂研讨”式教学模式还可以通过学生之间以及老师与学生之间的讨论，增进交流，促进教学相长。本文以分子生物学课程中“转基因技术及其应用”这一部分内容为例，对主题研论式教学模式实施方法和过程进行了总结和分析，以供参考。
1 主题研讨式教学模式的主要实施过程
1.1 转基因技术理论部分教学内容更新 转基因技术主要内容有4个部分，即转基因技术的定义、分类、操作流程和应用。目前，转基因技术持续快速发展，追踪前沿进展，授课内容需要及时补充最新转基因技术理论相关知识。
1.1.1 定义 转基因技术兴起于20世纪70年代，又名基因工程或者DNA重组，即通过人工选择将外源基因导入到受体物体基因组中并使之表达，进而引起生物体的性状的可遗传的修饰[2]。人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因的同义词[3]。通常市场流通的经过转基因技术修饰的产品都会标有GMO（Genetically modified organism）字样。在教学过程中，增加对GMO标识的认识，结合当下较为有争议的转基因食品是否需要标识展开讨论。
1.1.2 分类 转基因技术按照途径分为人为转基因和自然转基因;按照对象分为植物转基因技术、动物转基因技术和微生物基因重组技术[4]。按照发展历史对方法进行分类，可分为基因超表达技术、RNA干扰或基因敲除技术、病毒诱导的沉默技术和基因编辑技术等[5]。在教学过程中，结合转基因技术在国内外应用的案例，穿插一些正在发生的事例，基因剪辑技术的优势和主要存在的问题等。
1.1.3 操作流程 对于转基因技术的操作流程可以概括为“分”、“接”、“转”、“筛”4个步骤。对于关键步骤和原理的讲解，应用问题导向教学法。同时，通过对其过程中所使用工具的形象化比喻加深学生理解，例如，基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶;基因的“针线”——DNA连接酶;基因的运输工具——运载体。
1.1.4 应用 目前，转基因技术已经广泛应用到医药、工业、农业、环保、能源、新材料等领域[6]。结合前沿热点，教学过程选择以转基因技术在农业中的应用为例，如，近期美国转基因苹果的上市，转基因苹果切开8h后不褐化。采用“抛出问题-思考问题-解决问题”的方式，引导、启发学生利用所学知识点进行推断和思考转基因苹果具体操作流程。 1.2 互动研讨课程设置 在基本理论课程之外设置专题研讨，在确定研讨主题后，班级以小组为单位，设置情景角色，以辩论形式展开研讨。
1.2.1 分子生物学前沿性专题设置 根据分子生物学技术前沿进展，结合每一章节理论内容，前沿融合理论，设置相关专题。例如以转基因技术在农业中的应用为例设置专题讨论课，确定主题——转基因技术的前世今生。布置主题下小组讨论专题（表1）。
表1 转基因技术的前世今生分组讨论专题设置
[编号 研讨专题设置 1 转基因技术的发展历程 2 转基因技术在农业中的主要应用 3 转基因产品的优缺点 4 商业化转基因农产品在中国及世界主要有那些？ 5 转基因技术在农业的应用发展前景如何？ ]
1.2.2 学生以小组为单位，查找资料，准备PPT 根据学生人数和主题划分小组。知道学生查阅专业文献的方式和方法，收集相关主题的前沿进展信息，要求学生制作PPT并提供参考文献来源。有小组中1～2名学生主讲，其他同学辅助回答问题。通过小组间讨论确定PPT内容，并根据PPT及讲演的内容丰富度、深度、课题相关性等对每一个小组进行评分。
1.2.3 教师评论及总结 评论主要包括专业能力分析（辩论内容与课程、专业的邏辑关系）与非专业能力分析（表达能力、团队协作能力、创新能力、思维能力、质疑能力）。教师根据小组讨论的实际过程，针对各小组的表现进行综合评论并进行总结。对于讨论过程中出现的不足和分歧点，比如，针对转Bt蛋白的大豆，有同学提出，既然虫子吃了会死，怎么就证明人吃了是安全的？教师结合背景专题知识点进行深一步的阐释和说明。即，昆虫的消化系统是碱性环境，BT蛋白在碱性条件下会被特有的酶剪切成毒素，再与昆虫肠壁上特异的受体结合，导致昆虫肠穿孔而死。而人畜等哺乳动物的胃液为酸性，且肠胃中不存在与BT毒素结合的受体。BT蛋白与其他蛋白质一样，会在胃液的作用下降解为氨基酸，变成可以被哺乳动物利用的营养成分。因此，BT蛋白能杀虫，却对人畜无害。最后全体同学和教师进行现场投票，主要利用微信平台，票选出最佳团队。
2 主题研讨式教学模式涉及的学法指导
（1）以学生已经具备的知识和生活常识为切入点，确定主题。在准备主题研讨的同时，可以引入新问题、新知识，讨论过程中严格避免“空中楼阁”，实例必须便于学生理解。
（2）以生活中关注的热点问题为切入点，结合相关知识点前沿发展动态，以激发学生的学习兴趣，乐学为目的展开研讨。例如，以“转基因食品的安全性到底如何”这个大家都关注的问题为切入点，引导学生思考，学生自由发言，多维度讨论，达到了对相关主题的深度理解和全面掌握。
3 实施主题研讨式教学模式的主要体会
经过4年的建设与发展，《分子生物学》课程的教学质量及教学效果正在不断的改善，学生成绩也不断提高。特别是采用主题研讨式教学以来，在学生中反响强烈，学生普遍反映，通过课前的学习，对新知识有一感性认识，以主题为点结合实际实例，就感兴趣的问题集中开展小组讨论，讨论方式新颖，然后老师点评，不仅知识上有收获，全方位能力都得到有效锻炼和提升，感觉课堂的含金量大大提高。同时，同行听课观摩后，也对此教学模式高度认可，认为这是从“以教为中心”向“以学为中心”转变的有效教学模式。
4 主题研讨式教学模式的主要不足
主题研讨式教学模式仍在不断的探讨和改进中，存在着一些问题。比如：主题讨论以小组形式进行，小组成员在准备材料过程中可能会存在分工不均、部分学生偷懒无作为等现象。另外，现阶段网络资源丰富，各种课件及资料均可以在各大网站直接下载，个别小组在准备PPT过程中存在复制粘贴或者下载后直接利用等现象，这种方式使学生不能更好地掌握专业资料的查询、阅读和整理方法，导致部分材料的实时性不强，学生对于专业知识的理解深度不够。以上问题的存在，对于主题研讨式教学模式效果有一定影响，是今后的教学过程中亟待解决的问题。
5 结语
通过主题研讨式教学模式在“分子生物学”教学过程中的开展，在提高学生学习主动性的同时，教师的教学能力也得到了一定提高。通过研讨过程中相互讨论，使教与学得到了很好的互动和促进，真正做到教学相长。分子生物学知识理论性强，较为抽象，传统的教学方法照本宣科，单纯的理论讲解使课堂内容过于枯燥，学生学习主动性差，效果不理想。主题研讨式教学结合具体应用实例，使抽象的理论知识变得形象化、具体化，大大提升了学生学习的主动性和积极性，具有广泛的应用前景。
参考文献
[1]张春晓，杜朝.研究生分子生物学课程双语教学探索与实践[J].教育教学论坛，2018（17）：164-165.
[2]王连峰，张军，曾宪贤，等.转基因技术的研究及应用进展[J].生物技术，2008，18（3）：86-89.
[3]赵弢.理性看待转基因问题[J].粮油加工（电子版），2014（3）：15-18.
[4]萧然，韵钧.关于“转基因”[J].中国青年，2013（16）：38-39.
[5]邱仁宗.基因编辑技术的研究和应用：伦理学的视角[J].医学与哲学（A），2016，37（7）：1-7.
[6]黄志良.基因工程的应用及其安全性管理[J].生物学杂志，2001，18（3）：32-35. （责编：张宏民）