地方本科院校“分子生物学”课程教学改革初探

［摘 要］ 为提高地方应用型本科院校分子生物学课程教学质量，基于“分子生物学”教学过程中存在学生求知欲不足和如何提高学生分析解决问题的能力两大问题，在教学模式、教学方法、课程资源建设、考核方式等方面做了一些改革和探索，取得了一定的成效。经过五年“分子生物学”教学，总结了如下经验：第一，通过关注学科前沿和引入双语教学让课程内容与时俱进；第二，培养学生的学术质疑和批判精神；第三，将课程思政教育与专业知识教育内容有机融合。

［关键词］ 分子生物学；教学改革；本科教育

［基金项目］ 2019年度宁德师范学院校级双语教学课程建设项目“分子生物学”（SY2019001）；2023年度宁德师范学院生物技术专业卓越拔尖人才培养计划（ZYBJ2023004）

［作者简介］ 张承康（1988—），男，福建宁德人，博士，宁德师范学院生物科学与工程学院讲师，主要从事植物病害防治机理研究；阮少江（1965—），男，福建宁德人，硕士，宁德师范学院生物科学与工程学院院长，副教授（通信作者），主要从事生物活性物质开发利用研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）40-0091-04 ［收稿日期］ 2023-09-14

分子生物学是在分子层面上通过研究核酸、蛋白质等生物大分子形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学，是探究生命本质的科学［1］。作为生物学专业必修课，“分子生物学”课程在重点院校中已有多年授课经验，拥有较好的生源和雄厚的师资，还可选用国外水平较高的外文教材［2］。对于地方本科院校，特别是21世纪以来刚升为本科的学校，生物学专业建立时间不长，教师水平和生源质量相对一般，纯粹的外文教材不一定适合教学，完全照搬重点院校的教学模式很可能水土不服。因此，探索出一套适合地方本科院校的“分子生物学”教学模式十分必要。宁德师范学院是一所地方省属高校，笔者以宁德师范学院2017—2021级生物技术专业为试点，针对本科生“分子生物学”课程授课，在借鉴重点本科院校授课经验的同时，积极探索适合生物技术专业学生的教学模式。通过对这五届学生的授课，发现学生的生物学基础有逐年变好的趋势，但求知欲和分析解决问题的能力不足。针对这些问题，教学团队及时做出适当调整，并总结积累适合于地方年轻本科院校生命科学领域相关课程教学的经验，为新型人才培养机制做必要的探索。

一、教学改革思路

根据五年的课堂教学实践，教学团队认为目前课堂面临两大主要问题：一是如何激发学生的求知欲，让学生爱上学习；二是如何培养学生分析和解决问题的能力。教学设计及一系列的教学改革举措就是围绕着课堂的两大问题展开的。

（一）激发学生学习兴趣

授课时可适当调整教学内容，不必完全按照教材上的顺序教授，而是打破固有知识体系的框架束缚，以讲故事的形式呈现，使内容前后连贯，循序渐进。同时，充分搜集和利用各种线上优质的短视频资源并应用到教学中。例如，讲述DNA复制这部分内容时，就可利用动画资源，将DNA复制过程中的主要成员勾画出来，以动态的方式展示细胞体内DNA复制的过程，生动形象，更能吸引学生的注意力，激发学生的求知欲。

（二）培养学生能力

“分子生物学”是实验科学，每个理论的提出都来自实验研究。因此，在教学过程中应引导学生用科学的逻辑思维分析和思考重大理论发现过程。例如，发现遗传物质是DNA而不是蛋白质的经典实验之一——肺炎双球菌实验，就是通过层层严谨的实验设计才最终得出结论。在讲授这部分内容的时候，可引导学生展开思考，并尝试让学生设计类似的实验增强对知识的记忆。

二、教学改革实施过程

（一）教学模式

课堂教学模式围绕着课堂的两大问题展开，归纳为教学三部曲：提出问题、分析和解决问题、深入探讨归纳提高。

1.提出问题环节。良好的开端是成功的一半。课前精心设计课堂导入，使学生在开始上课时就能产生强烈的求知欲望，以愉悦的心情融入课堂学习。例如，在讲细菌的葡萄糖阻遏的调控机理的时候，细菌在培养环境中有葡萄糖和其他糖时会优先利用葡萄糖，就像挑食的小孩子一样，那细菌如何做到挑食呢？通过形象的比喻提出问题，会激发学生的求知欲。

2.分析和解决问题环节。要培养学生独立思考问题的能力，需要教师引导学生分析，得出结论。如讲授PCR技术时，在讲授完相关原理和实验方法之后，引导学生思考该技术都应用在哪些方面，在不同方面的应用又有哪些独特之处。需要学生在利用所学知识和日常生活中的经验的基础上进行分析思考，培养学生分析问题的能力，同时对基本知识点也起到巩固加深的作用。

3.深入探讨归纳提高环节。分子生物学是通过实验结果逆推、还原细胞内生命活动的过程。因此，很多时候实验结果只是支持某个结论，而不一定能盖棺论定，即生命科学不是严格的逻辑科学。如通过对“是否任何突变都可以被某一种分子标记检测到”的思考，在培养学生独立思考问题的同时也让学生认识到分子标记的检测限，进一步对各种分子标记的优缺点做出评价，培养学生的批判精神，使学生领悟到现有的分子生物学技术都不是最完美的，还需要技术革新，创新是永无止境的。

（二）教学方法

1.化繁为简，以例代理。在教学中注重把抽象、烦琐的理论以形象生动、实际鲜活的例子直观化、简单化，让学生易于接受。例如，葡萄糖阻遏的分子机制是乳糖操纵子的开闭受正负两种控制，可将其比喻成辅导员和系主任在对学生请假上的管理，只有双方都同意才能批假。这样接地气的比喻，使学生能够深刻地记住复杂的调控机制。

2.注重引入学习方法，培养学生的学习能力。授人以鱼不如授人以渔，教学不仅是传授知识，最重要的是培养学生的学习能力，不仅使学生学到课本知识，也要让学生学到分析问题和解决问题的方法。例如，在学习完PCR技术及琼脂糖凝胶电泳的原理之后，让学生举例具体应用实例，引导学生思考。例如进行核酸检测时，如果每次核酸检测都通过基础PCR和琼脂糖凝胶电泳来观察记录结果，则效率较为低下，难以让数以百万计的样品在一天内得到准确结果，这时候该如何应对呢？有学生结合实际经历回答通过混管检测，如十合一，可以显著减少工作量。教师首先肯定学生的想法，然后继续引导学生思考如何在技术上改进，进一步节约人力。学生进一步通过查阅文献等自主学习的方式了解到了实时荧光定量PCR技术，这一在基础PCR技术之上发展起来的可在PCR运行过程中实时记录PCR产物产量的技术，能够在1小时左右就获得核酸检测的结果。这时可让学生在课堂上讲授实时荧光定量PCR的原理和方法，教师再补充完善。

3.理论联系实际。“分子生物学”知识比较抽象，容易影响学生的学习热情，因此需要尽可能与实际应用相结合。如讲授PCR技术后，可介绍其在新冠病毒检测、食品微生物检测、亲子鉴定等领域的应用，让学生意识到理论和技术不是空中楼阁，可以解决生产实践中的问题。

（三）教学资源建设

1.课程内容优化。在这个知识爆炸的时代，任何试图将某个领域或学科的知识悉数教给学生的做法都是不可行的，因此要处理好讲义与教材的关系。如《分子生物学研究法》一章渗透在整门课程的每个章节中，虽然很多教材都单独作为一章，但教学团队根据具体情况，将这一章的内容分散在各个章节中讲解。这样整合部分教学内容，使课程体系更能体现学科发展，更适合本专业培养目标。

2.直观形象的课件制作。因为生物细胞内生理生化反应及实验研究的操作流程是动态的，如果以静态的图片展示，学生不容易理解，所以课件上多采用动画方式模拟再现细胞内的动态过程。目前，“分子生物学”课程已经拥有非常精细的多媒体课件，向学生形象生动地演示教学内容，把抽象的知识形象直观地展示给学生。这种课堂气氛让师生在轻松愉快的环境中进行交流，提高了学生的学习兴趣和积极性。

3.建立比较完备的试题库。在“分子生物学”的课程考核上，根据课程性质和教学目标，在检测学生掌握基本理论的基础上侧重考核学生的专业基础和知识应用能力。本着学以致用的原则，在平时的课堂小测和期末考试中增加综合性分析题，提高学生综合运用知识的能力，加强对知识点理解的连贯性及完整性。

4.实践教学环节进一步完善。“分子生物学”的教学与科研必须密切结合。平时注重对学生综合素质的培养，教学团队自编了实验手册，开设了综合性和研究性实验。学院专门设立了分子遗传学研究室，鼓励感兴趣的学生参与教师的科研工作，从事科研设计及开展大学生创新实验项目，提高了学生的实践能力和对科研的兴趣。

（四）课程考核

以考试方法改革促进教学方法的改革，发挥考试在教学和应用型人才培养中的指挥棒作用，以体现教学的针对性、实效性和创造性［3］，逐步形成特色鲜明、适合应用型人才成长的培养和考核体系。具体改革举措如下。

1.过程性与阶段性相结合。教学活动既有完整的过程性，又有鲜明的阶段性。因此，重视过程性考核和阶段性考核，对检验教学质量和促进学生的学习非常重要。因此，需要在平时的教学活动中适当安排一些形式多样的考核。如在每个章节结束时，通过巩固性思考题和随堂小测等形式进行检查，促进学生加强过程学习。

2.考核方式多样化。考核方式大体上可以分为柔性和刚性两类［4］。柔性考核多安排于平时的教学过程中，采用布置思考题、课堂作业训练、课堂互动等方式进行，并且将考核结果作为衡量学生学习效果的重要依据。刚性考核安排在期末，采用闭卷形式进行。

3.考核题型多样化。考试题型可以分为基础知识和能力测试两类。基础知识题型有填空、名词解释、选择、简答等，能力测试题型有分析题、实验设计题等。不仅有较强的知识性，考查的内容也比较综合或灵活，需要总结并用所学知识分析和设计实验。

三、教学改革效果

（一）学生分析问题的能力得到了提高

经过多年的教学改革，“分子生物学”课程教学发生了较大的变化，课堂教学极大地调动了学生学习的主动性和积极性，增加了学生对生命科学专业课程的学习兴趣，学生分析能力和动手能力得到了提高，考试成绩检测出学生的综合能力符合培养目标的要求。

（二）学生对教师的认可度高

学生反映主讲教师教学内容精练，基本概念、基本理论讲授科学准确，能用专业外语词汇，并关注学科研究最新进展与时俱进。在教学过程中，课时利用率高，注重启发式教学，重点突出。近五年来，在每学期组织的学生对课堂教学质量评价中，学生对主讲教师教学方法和手段及课程内容、知识传授、能力培养等方面进行的综合测评结果均在90分以上。部分学生因为学了“分子生物学”爱上了生命科学，并决定考研深造，且50%多的学生都选择考分子生物学专业，展示出学生对生命科学的浓厚兴趣。

四、教学改革的特色及创新

（一）穿插双语教学、紧跟学科前沿，教学内容与时俱进

分子生物学突飞猛进，新理论、新技术层出不穷，在教材中难以及时体现，不易贯彻到教学中。如基因敲除的最新技术——CRISPR-Cas9，逐渐在不同物种中得到应用，但目前多数教材中尚未进行详细介绍。此外，生命科学领域的最新成果往往是以英文发表在权威期刊上，给教学带来更高的要求，需要教师拥有较高的英语水平，及时获取最新的生命科学动态。为应对这些挑战，需要教学团队在教学过程中阅读最新相关英文学术文献、关注学科新的研究热点和前沿，注重基础理论知识与前沿发展动态的结合，及时地将最新的研究技术、理论突破、社会热点问题等补充到课堂中，做到教学内容年年更新。同时，适当穿插双语教学，让学生在学习专业知识的同时掌握相关英文专业词汇，引导学生利用英文专业名词搜寻相关科技前沿信息，从而提高学生的专业素养和学术视野［5］。

（二）培养学术质疑和批判精神

针对社会热点问题，如针对新冠病毒超长潜伏期的讨论，让学生用所学知识分析可能的原因，提出自己的见解；或对一个实验进行分析探讨：得出哪些结论？排除哪些结论？优点有哪些？限于当时的技术这个实验的缺点有哪些？如何改进？引导学生对教材上或网络上的观点提出疑问，并提出自己的观点。

（三）课程思政教育与专业知识教育内容有机融合

分子生物学与社会生产实践密切相关，在工业、农业、医疗、社会司法中都有广泛的应用，因此课程中蕴含着丰富的思政元素。通过思想政治教育与专业知识教育内容有机融合，使学生不仅学习了专业知识，还树立了正确的价值观，促使学生做好学业规划，做一个有担当的接班人。如讲分子生物学在农业生产上的应用时，介绍我国的粮食供应情况，让学生意识到勤俭节约的重要性，进一步引入国家对农业基础研究的投入及科学家在育种上的重大贡献，突出家国情怀和责任担当，使学生树立崇尚科学技术和尊重科学家的观念。