地方农业大学“现代分子生物学”教学改革初探

作者: 姚菊 徐嘉曼 蔡少帅 孔令保

[摘 要] 随着科技飞速发展,当下社会对高素质创新型生物人才的需求也在不断增加,为满足社会发展的需要,各大高校每年都在为社会持续输送生物学科方向的人才。尽管高校是人才培养的主阵地,但从市场反馈来看,高校在培养人才的过程中已暴露出“现代分子生物学”教学上的诸多不足,这些问题亟待解决。从教材革新、教师教学观念培养、理论—实践的融合创新等方面提出了一些措施,帮助学生掌握知识、提高学习效率,以期发挥积极作用。

[关键词] 现代分子生物学;教学改革和探索;创新型人才

[基金项目] 2023年度江西省研究生优质课程—学术学位课程建设省级项目“现代分子生物学”(0632300109)

[作者简介] 姚 菊(1996—),女,四川宜宾人,江西农业大学生物科学与工程学院2023级生物与医药专业硕士研究生,研究方向为微生物学;徐嘉曼(2003—),女,江西景德镇人,江西农业大学生物科学与工程学院2021级生物技术专业本科生,研究方向为生物信息学;孔令保(1972—),男,河南信阳人,博士,江西农业大学生物科学与工程学院教授,主要从事病毒学研究。

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2025)08-0072-04 [收稿日期] 2023-12-14

分子生物学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。在科技飞速发展的今天,生物已经成为前沿科学研究的活跃领域,同时衍生出许多交叉学科,这使现代分子生物学在学科教学中占据重要地位。因此,在培养高质量人才时,不仅要让他们拥有扎实的理论基础,还要注重培养他们的操作能力,做到理论和实践“双开花”。但现代分子生物学作为工科类学科,除了具有知识量大、更新速度快等特点外,还有较强的综合性,研究生在学习过程中感到吃力。为引导研究生将理论知识和实践融会贯通,教师须根据研究生的实际情况调整教学方案,明确教学目标,优化教学内容,使研究生的学习能力朝着更全面的方向发展;在考核评估时,要注重过程考核,不能一味地追求“形式主义”,不能只注重理论基础教学,更应注重将理论与实践相结合的能力。笔者认为,高校在培养高素质创新型生物人才的过程中充当着重要角色,因此高校的“现代分子生物学”教学改革亟须展开。

一、“现代分子生物学”教学的现状

(一)课程知识广度、深度不平衡

自20世纪50年代以来,现代分子生物学作为生物学的前沿与生长点,与生物化学和生物物理学均有密切联系。作为一门基础学科,现代分子生物学涉及内容范围广、难度大。因此,如何将学科知识与行业发展前沿相对接,如何将教学内容的深度、广度和力度把控好,对教师而言是一个巨大的挑战[1],最直接的体现就在于教材和教学大纲的甄选。作为一门专业性强的学科,要使学生做到理论知识和实践操作知识都扎实的状态,需要教师有针对性地进行训练、考核。由于大部分研究生的研究方向不同、对学科知识的应用程度不同,知识体系构建并不完善,而学校的目的是培养优质人才,所以在面对资质不同的研究生时,指导教师需要寻找合适的方式进行引导,提高研究生在课堂上的积极性,提升他们的学术能力和综合素质,做到有的放矢。

(二)教学模式单一,观念陈旧

传统的教学模式主要以教师为授课主体,学生的参与度较低[2]。尽管教育质量随着社会进步在不断提高,但部分高校教学受应试教育的影响,导致部分教育者被落后的教育观所束缚,一味地使用传统教学模式,教学方法与课堂教学形式严重脱离实际[3]。陈旧的教学观念难以满足现代社会对研究生知识、技能和素质的要求。教学时,部分教研人员只注重课本知识,忽视了研究生才是学习的主体,这种被动的学习方式限制了研究生的思维发展和创造力的发挥,导致其很少主动思考,缺乏自主探索和与他人沟通的能力,甚至让部分研究生对课程产生厌烦心理。

在教学过程中,很多教师只用PPT进行展示,忽视了科技与教学相结合的方式,没有发挥出科技带来的便利。虽然PPT能帮助部分研究生提高学习效率,但无法满足研究生的个性化需求,因为研究生的学习方式和学习能力不同,单一的教学模式会导致研究生之间的差距加大,也可能会阻碍研究生创新思维的发展,这些因素在一定程度上阻碍了高校培养创新型人才的努力和尝试。因此,如何改变目前高校现代分子生物学的教育现状和教学模式,其呈现出积极的状态,是目前教育界亟须解决的一个重大难题。

(三)对研究生学习思维、能力的培养力度不够

除了教育观念的落后和教材内容的滞后外,最主要的问题还是在于教师对学生能力培养的不足。由于高校的教材大纲更注重理论,教师的精力都集中于理论知识的教学,忽略了对学生实践能力的培养,导致学生缺乏系统思考能力[4]。“现代分子生物学”作为一门实践性很强的课程,对实验思维的系统性要求很高,研究生不能没有自主思考的自觉性和敏锐性。因此,高校应构建系统性的教学体系,将培养研究生的实验思维和解决问题的能力作为重点教学内容。

培养学生的学习能力是教育的核心任务。在现代社会中,知识和技能在飞速更迭,研究生更需要具备强大的学习能力来适应这种变化。通过培养研究生的学习能力,能够帮助其积累知识,激发求知欲,提高综合素质,让其具备应对挑战的能力,获得更广阔的发展空间。

(四)成绩评估机制存在不合理性

“现代分子生物学”是生物类专业的一门必修课,在大部分高校中,该课程评价研究生学习成果的方式主要是平时成绩和期末成绩组成的综合成绩,平时成绩和期末成绩在综合成绩中的占比是4∶6。在以往的教学经验中,教师通常是在期末组织一次闭卷考试检验研究生的学习成果,这种考试注重理论,检验效果单一,不足以反映研究生的真实水平。平时成绩主要根据签到情况或平时课堂小作业的完成度进行评价。由于核心侧重点不同,研究生在考核系统中难以得到实践能力的锻炼。这种不合理的评价方法无法体现研究生知识、能力、素养的有机融合,因此在进行考核评价时应把理论与实践相结合,不仅要评估研究生理论知识的掌握程度,更要考查研究生遇到问题时解决问题的能力。

二、教学改革的必要措施

(一)精选教材,突出重心

近年来,由于科技的不断发展,现代分子生物学的知识和技术也在不断地精进、更新、改革。要想走在生物发展的前沿,培养研究生的综合能力,就必须选择涵盖时下热点技术的教材,合理安排教学大纲,突出教学核心。教材是研究生获得知识最主要的载体,也是专业教师教学的重要工具。高质量的教材可以提供更丰富的学术观点和更扎实的专业技能,还可以节省教师的时间和精力,提高教学效率,有利于教师更专注于教学[5]。总而言之,优秀的教材在提升教育质量、提高研究生的学习兴趣、节省教师的时间和精力等方面具有重要的作用。

除了选择优秀的教材外,合理的教学大纲也能够帮助研究生加强对知识的消化和理解。因此,突出教学大纲的重心在教学过程中尤为重要。对研究生而言,突出教学重心能够帮助他们有针对性地学习学科的核心知识,提高综合素养,为未来职业发展奠定坚实的基础,增强在未来就业市场上的竞争力;对教师而言,突出教学重心可以使教学更加集中、高效,有利于教师将更多的时间和精力投入更深入的课题研究中,从而为研究生提供更有价值的教学内容和方法。综上所述,笔者认为这些措施有助于提高教学效果,以期实现“现代分子生物学”教学改革的初衷。

(二)多媒体教学的优化

随着科技的不断发展,多媒体技术已成为现代教育的重要手段之一,多媒体技术与课本知识的结合,可以丰富教学内容和展现形式,有效提升教学效果。现代分子生物学的知识点多、涵盖的范围广,尤其是实操部分的学习难度较大,如生物大分子物质,人类靠肉眼是无法直接观察到的,如果想要观察,则必须借助昂贵的实验仪器。但根据现有的教学模式,无法将所有的知识点都用实验和仪器来呈现,因此需要借助多媒体技术,将研究生需要掌握的知识点录制下来进行展示。通过这种丰富视觉和听觉体验的方式,将抽象的知识点变得更加生动形象,以此来吸引研究生的注意力,提高研究生的学习兴趣。

例如:基因功能研究技术中的基因敲除、蛋白质和RNA相互作用等均为较复杂的生物技术。其中基因敲除需要构建重组基因载体,并将重组载体的DNA整合到内源基因组表达。整个实验过程仅靠文字无法让研究生理解知识点,但通过多媒体技术,把整个实验的原理用图片及动画的方式进行展示,能给研究生带来视觉的冲击,加深其对知识内容的印象,从而提高研究生的学习效率。多媒体技术还可以展示课本以外的知识内容和信息,帮助研究生扩大知识面,增强研究生的综合素质。因此,在未来的教育中,“现代分子生物学”教学更应注重多媒体技术与知识的结合。

(三)加强教师教育观念的发展进步

当下,教育的重要性日益凸显。教师的教学水平是教育质量的关键所在,教师的专业能力和教学水平是教学完成的前提[6],因此加强师资力量对于促进教育发展具有重要意义。虽然教师的教学能力是教育质量的关键,但教师的教学观念也十分重要。由于当下教育改革和研究生全面发展的要求,亟须调整教师传统的教育理念,以提高教学质量和教育水平。

在教学改革中,不仅要注重研究生“学”的问题,也要注重教师“教”的问题,其中首当其冲的就是教师教学观念的转变。如果教师在教学过程中理论与实践脱节,或是因为自身眼界问题,故步自封,拒绝接受学科领域的新知识、新理念和新方法,继续沉浸在高负低效的教学模式中,就会降低教学质量,使研究生的学习效果大打折扣。

(四)实践与理论知识的融合

每门课程都有实验操作的环节,因此,除了教授实验操作的理论指导外,加强实验技能的训练也是必要的。每个实验都有其自身的理论依据,实验的许多关键步骤都有着特殊性和专一性,倘若在教学过程中只关注研究生是否掌握书本上的理论知识,是难以让研究生真正理解透彻这些知识和实验的,只会让研究生陷入知其然而不知其所以然的尴尬困境。

现代分子生物学的实验过程烦琐且漫长,对于教师而言,想要呈现完整的实验流程并不现实,首先学校没有可容纳大量研究生做实验的平台;其次实验流程较长,教学需要多次课程才能完成,连续教学缺乏充足的时间;对于研究生而言,集中多次课程的教学内容难以消化吸收,并且长时间学习一门课程,容易产生倦怠感,难以达到预期的教学效果。因此,学校可以对实验流程适当做些选择和整改,对于与其他学科交叉的实验,可以只做简单的演示,将教学重点放在几个关键实验的教学上。在实验教学时,教师先讲解实验流程和实操注意事项,让研究生在实践中自主发现问题,现场提出问题,再让教师同步解答,方便师生共同讨论,加深印象。通过这种教学模式,研究生能全面且系统地吸收和消化所学知识,提高学习兴趣,增强动手能力,培养研究生的自主思考能力。

(五)教学成绩评判机制的合理性

“现代分子生物学”作为一门主修课,主要分为理论课和实验课两部分。研究生不仅要掌握理论知识,还要熟悉一系列的基本实验。在以往的教学经验中,教师通常是在期末用一次闭卷考试或通过写作课程论文来检验研究生的学习情况,这种方式有很大的局限性,很难反映研究生的真实水平。因此,为了实现公正、客观、有效地评判研究生对知识的掌握程度,平衡平时成绩和期末成绩的权重就显得尤为重要。一般情况下,建议平时成绩和期末成绩按照7∶3的比例分布,其中平时成绩主要考查日常作业和平时的实验操作、实验报告,这能充分反映研究生在课程上的投入程度和学习态度;期末以考试或实验设计的方式,主要考查研究生对理论知识的掌握程度。两种评判方式的结合,能全方面评价研究生的学习成果,消除只通过单一考试成绩来检验研究生对知识掌握程度的片面性,同时鼓励研究生持续保持积极的学习态度。

再者,鉴于研究生的自觉性、积极性参差不齐,以及教学质量的提升离不开对教师教学方式的合理评判。因此,开展教师—学生课堂互评模式,优化教学评价系统,让研究生在课后对教师的讲课质量进行评价,提炼出课程的优缺点,这将有助于教师了解研究生的需求,帮助教师改进教学方法,从而更有针对性地解决问题;教师也需要对整体教学氛围做出评价,了解研究生整体的学习态度。实施科学的教学成绩评判机制,能使研究生和教师得到同步提升,从而促使“现代分子生物学”教学改革稳步向前。

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