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高职生物化学与分子生物学课程教学改革与实践

来源:中英文核心期刊咨询网 所属分类:教育论文 点击:次 时间:2019-09-12 10:16

  摘要:针对高职生物化学与分子生物学课程理论内容多、错综复杂、抽象难懂,实践性强、涉及技术面广,学生学习起来感到难以理清头绪,学到的知识不容易形成体系,师生普遍反映该课程教学难度大,学习效果差的实际情况。为此在生物化学与分子生物学教学中,以生物化学与分子生物学岗位工作任务为引领,以强化技能训练为主导,将生物化学与分子生物学抽象的理论知识融合于岗位工作任务之中,构建了项目化课程体系,教学方法改革创新、多措并举,考核方式多元化。结果表明:通过课程改革与实践,提高学生对课程学习的学习兴趣和参与度,培养了学生的动手操作能力、创新思维能力创和团队合作能力,取得了显著教学效果,促进教学相长。

高职生物化学与分子生物学课程教学改革与实践

  关键词:高职;生物化学与分子生物学;教学改革;学习兴趣;实践能力

  生物化学与分子生物学是与生命科学密切相关的一门基础科学,它与生理学、药理学、病理学、免疫学等学科有着广泛的联系与交叉,涉及生物大分子的结构与功能、物质代谢与调节、基因表达与调控、常用分子生物学技术等内容。该课程特点可概括为:一杂,二多,三性,四难,即机制复杂,概念多、内容多,理论性、系统性、规律性,理论抽象难理解、概念有的模糊难懂、代谢机制复杂难记、酶多而杂难区别。

  那么如何在教师的引导下,将该课程深奥难懂的、复杂的知识理论变为浅显易懂的、形象具体的生化知识,为学生进一步学习和掌握相关专业知识奠定必要的基础呢?近年来,我校生物化学与分子生物学课程在教学改革中,开展研究性教与学,教学方法改革创新、多措并举,提高学生对课程学习的学习兴趣和参与度,培养了学生通过发现问题、分析问题、解决问题以及总结归纳的方式获取本课程的新的知识,促进了学生的动手操作能力、创新思维能力创和团队合作能力,取得了较好的成效。

  1 课程改革设计思路

  围绕高职高专应以培养高等“应用型”人才为目标,以职业技能培养为根本编写校本教材。教材精选高职高专学生终身发展所需的基础知识和基本技能,遵循“必需”“够用”“管用”的原则,以“项目导向、任务驱动”为模式,实现社会需要、学科特点和学生发展三者的有机统一。同时,将职业工作任务引领的工作过程知识、基本理论、技能、程序、步骤融入教材,反映专业新知识、新技术,体现与时俱进。课程教学内容以学习项目代替以往的章节,将以往课程的理论知识放在项目任务中讲授,把生物化学与分子生物学相关理论知识与实践技能融合在一起,以生物化学与分子生物学技能为工作任务,以“生物大分子的结构与功能——物质代谢与调节——生命信息的传递与调控——分子生物学技术与应用”为主线,分为四个模块,十七个项目,二十个工作任务(表1),每个工作任务包括“任务目标”“相关知识”“工作准备”“任务步骤” “注意事项”“拓展知识”等栏目。

  整个课程改革注重基础性、前沿性以及研究性之间的平衡协调,密切联系我校生物化学与分子生物学学科各研究团队的研究方向特色,特别是本课程组在基因表达分子生物学方面长期积累形成的成果与研究专长,注重及时把本学科的最新科学研究进展与教改教研成果引入教学实践中来。

  2 重视绪论的教学,后续课程的学习奠定良好的基础

  绪论是一本教材的开端,是把握一本教材的纲要,更是体现一本教材思想的重要途径[1]。但是有些老师认为课时有限,不重视绪论教学,简单讲解一带而过,甚至让学生课下自学。笔者认为教师上好绪论这一课很重要,其效果将直接影响到学生对这门课程的求知欲和学习兴趣,同时也将对本课程后续教学工作起到事半功倍的效果。那怎么上好绪论这一课呢?绪论课是学生对生物化学与分子生物学课程首次接触,教师先通过一些学生感兴趣的实例或故事引入。例如,在讲到“高职生物医药类专业为什么要开设生物化学与分子生物学课程呢?”的问题时,可以列举一些实例告诉学生生物化学与分子生物学理论和技术已越来越多地渗透到基础医学各个领域,并广泛地被其它学科所应用。如免疫学、微生物学、药理学、病理学等均已运用分子生物学技术从分子水平上研究探讨本学科的相关问题,衍生出了如分子免疫学[2]、微生物分子生态学[3]、分子药理学[4]、分子病理学[5]等多个前沿学科,这些学科的诞生均与生物化学的发展有密切关系。许多疑难疾病的发病机制得以阐明,同时将基因操作技术应用于临床医学中。在分子水平上对疾病进行基因诊断,开展基因治疗。一些心血管疾病[6]、遗传性疾病[7]、免疫性疾病[8]、肿瘤性疾病[9]等重大疾病的发生发展,都与基因有关。由于酶数量和结构异常所致先天性代谢障碍已成为种类最多的遗传病[10]。

  在学生惊叹之时,可以刺激学生听课的兴奋性。这时教师可以将这门课程教学设计思路通过 PPT告诉学生,生物化学与分子生物学在未来一个学期的时间里要学什么?如何去学?让学生头脑里构建该课程的知识架构,后面学习中再根据课程项目任务添加具体学习内容。这样使得学生发现生物化学与分子生物学深奥、实用而有趣,为后续课程的学习奠定良好的基础。

  3 开展研究性教与学,灵活运用多种先进的教学方法

  3.1 对部分抽象难理解的内容,开展“专题讨论课教学”教学

  对于本课程教学中有些内容比较抽象且学生难理解的内容,设计成专题讨论课的方式进行教与学,让学生置身于研究性学习、探究性学习和协作性学习的氛围下主动获取知识,注重培养学生的发现问题、分析问题、解决问题以及总结归纳的能力。例如,选择“生命信息的传递与调控”理论部分进行专题讨论课。首先,由主讲教师把DNA和RNA合成的基本概念与基本原理给学生讲授清楚。其次,由主讲教师预先提出一个令学生感兴趣的基因表达调控方面的内容。比如 “基因指导蛋白质的合成”作为专题讨论课的中心议题。学生讨论不应局限于对转录和翻译过程的单纯描述,而应当让学生理解转录和翻译的物质结构基础以及二者之间的内在逻辑联系。教师需要引导学生运用已有知识和观点思考和讨论相关的问题,比如“为什么RNA适于作DNA的信使?”“什么是转录?怎么转录?什么是翻译?怎么翻译?”“为什么是三个碱基编码一个氨基酸?”“谁是把细胞质中游离的氨基酸运到蛋白质的‘装配机器’?”由教师指导学生,主要通过互联网络查找相关信息资料,弄清楚碱基与氨基酸的对应关系,理解密码的简并性,特别是传到 mRNA上的遗传信息是如何控制蛋白质合成的。

  最后,选择部分学生在专题讨论课上向全体同学报告他们的研究结果,而其他学生参与讨论互动。通过讨论课的学习,使得同学们在轻松愉快的气氛中学习到了生物化学与分子生物学知识,这种授课方式也受到学员的一致好评。讨论课增强师生间的互动效应,使学生由接受式学习转向探究式学习,提高学员自主学习意识。同时也鼓励教师边教学、边研究、边总结、边改革,有目的地针对教学方法设计课题,查找资料,撰写论文,大胆革新,并能将研究的成果应用到实际教学中去,不断改进、摸索,创造浓厚的学术氛围。在专题讨论课上,学生担任主讲,是教学的主体,而主讲教师则变换角色成为主持协调人,控制整个讨论课过程顺利进行,并在最后给予集中点评总结,进一步提升教学效果。

  3.2 对课程部分与教师科研课题相关的实验,设计成“开放实验教学”教学

  生物化学与分子生物实验教学立足于基础性实验,让学生学习掌握基本的生物化学与分子生物学实验技能,摒弃“填鸭式”实验教学模式,培养学生独立思考问题和解决问题的能力,注重理论联系实际,实验技术的讲解与科研和实际应用相结合,设计成“开放性实验教学”,加强课外科研实践教学,有助于培养学生的实践能力和创新热情。课程组教师结合自己的研究方向和科研项目,要积极支持学生积极参加教师相关课题研究。同时开放实验室,指导学生从事科学研究和各种科技活动。

  例如,以“PCR扩增制备目的基因”为例。我们在实际教学中将这个实验设计为开放性实验,我们课题组将通过省级自然重点课题“巢湖水体微生物群落结构及多样性的研究”项目的研究获得的基因,预先分配给那些参加大学生课外活动项目的同学。然后由教师指导这些学生主要通过互联网络查找相关信息资料或向课题组老师请教,弄清楚所分配的目的基因的结构、功能及其与水体污染的关系。学生再按照“设计一对与目的基因分子互补的PCR引物→PCR仪器使用及扩增→优化PCR反应体系→PCR产物的琼脂糖凝胶电泳检→PCR产物测序鉴定”顺序来完成实验,使得学生学会自己设计目的基因的引物、PCR仪的使用、目的基因的PCR扩增基本操作技术以及PCR 产物的琼脂糖凝胶电泳检测法。整个过程的实验方法和实验耗材都由学生自己选择,学生可以利用课外时间在开放实验室完成。不以实验结果作为唯一衡量标准,训练学生分析问题的能力,注重讨论,注重学以致用。通过这种新颖的形式深化教学,不但解决了课程课时有限的问题,对增强学生的合作意识与团结互助精神是非常有帮助的,更具有教书与育人双重效果,寓意深刻。

  3.3 以学生为中心,实现信息化教学

  随着“互联网+”时代的到来,移动互联网、云计算、大数据等新一代信息技术的迅速发展[11],将信息技术与生物化学与分子生物学课堂教学内容深化融合,通过课堂教学数据的采集与处理、学习过程的评价与反馈、课后的个性化辅导等设计,构建了以学生为中心[12],注重“教”与“学” 的相互渗透,教师和学生都是课堂的主体的“信息化”教学模式,分课前、课中、课后三个阶段。例如,“血糖浓度测定”信息化教学设计。

  课前阶段,以学情分析为基础。任课教师通过学校共享资源与教学平台了解学生基本信息,对学生进行学情分析。然后课前老师利用清华优慕课教学平台推送糖尿病现况测评练习题。学生利用在课前学习教师推送的预习资料完成预习测评题并提交到平台上,并将预习过程中出现的问题记录下来。教师可以根据课前学情分析和预习测评情况,有目的地进行教学设计,包括知识目标、能力目标、情感目标。

  课中阶段,以师生互动为关键。首先创设案例情境:教师通过创设一个案例情境导入新课程,并提示预习中存在的问题(以教师为主体)。如某患者女,55岁,身高158 cm,体重65 kg,用血糖仪数次自行测空腹末稍全血血糖大于6.8 mmol/ L。近日感易疲乏,口渴,夜尿增多,并出现胸闷、气短、视物不清、肢体麻木等症状。本次检查标本符合空腹采集要求,测得其空腹血糖为多少? 请问该患者是否可诊断为糖尿病?还需做哪些检查?然后教师组织并指导学生开展小组合作探究学习,提交并展示小组讨论结果。学生探索学习的问题如下:(1)该患者对糖尿病的认知如何?(2)该患者对疾病的应对方式?(3)该患者患病前后的心态有了什么改变?(4)如何促进患者的心理调节能力,引入心理弹性?教师与学生通过信息化教学互动交流讨论。教师针对交流讨论中学生易错的知识点与薄弱环节进行详细讲解,帮助学生进一步掌握与理解。随后学生利用清华优慕课教学平台在线完成教师推送的知识点测试题完成情况会自动反馈给教师。最后教师归纳总结本次课教学重难点,进一步巩固本节课学习内容。

  课后阶段,以个性化辅导为重点。教师可以根据学生的课前预习和课堂学习情况通过清华优慕课推送有针对性的课后作业,如患者,女性, 48岁,身高160 cm,体重70 kg,无明显多饮、多食、多尿及体重减轻症状。3个月前检测随机血糖 12.30 mmol/L,医生建议进行饮食控制、加强体育锻炼。今日前来复查,空腹抽血,经测定血糖值为 6.35 mmol/L 。请问该患者是糖尿病患者吗?下一步的检查,你有何建议?(1)如果拿到的是正常值标本,可回答:该患者不一定是糖尿病患者,建议进一步做OGTT实验,了解病人糖耐量状况; (2)如果拿到的是高血糖标本,可回答:该患者有可能是糖尿病患者,建议再次复查空腹血糖或做 OGTT实验,并且检查糖化血红蛋白。如符合糖尿病诊断标准,可以诊断为糖尿病;(3)如测定结果低于正常参考区间下限,结合临床用药情况或身体状况,考虑重新测定空腹血糖或餐后2 h血糖,排除糖尿病低血糖反应。学生在规定时间内完成课后作业并提交平台,教师对做错题的同学进行个别辅导,真正实现个性化教学。

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