李學軍，黃德寶

（西北農(nóng)林科技大學，陜西 楊凌 712100）

“創(chuàng)新實驗班”是教育部2007年啟動的“普通高等學校人才培養(yǎng)創(chuàng)新試驗區(qū)”而設立的人才培養(yǎng)模式新項目?！皠?chuàng)新實驗班”體現(xiàn)精英教育理念，以培養(yǎng)崇尚科學、追求創(chuàng)新、富有社會責任感的社會急需的研究型創(chuàng)新人才為目標。西北農(nóng)林科技大學“創(chuàng)新實驗班”旨在為以生命科學為基礎的農(nóng)科優(yōu)勢專業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀研究生生源和后備科研人才，并為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高新技術產(chǎn)業(yè)輸送高級人才。

分子生物學課程是生命科學類研究型拔尖人才培養(yǎng)的必選課程，是植物科學“創(chuàng)新實驗班”重要的專業(yè)基礎課程，教好該課程，對培養(yǎng)優(yōu)秀的專業(yè)人才具有重要作用?！皠?chuàng)新實驗班”學生都是高考中優(yōu)秀的生源，對他們采用“填鴨式”的、學生被動接受式教育很難培養(yǎng)出創(chuàng)新性人才。多數(shù)世界著名大學校長也認為中國大學的教學制度、教學內(nèi)容和教學方法等，窒息了中國大學生的批判性思維和挑戰(zhàn)權威的精神，所以也就培養(yǎng)不出創(chuàng)造性的人才［1］。文章結(jié)合多年的教學改革經(jīng)驗并借鑒美國康奈爾大學的部分教學方法［2］，就農(nóng)林高校植物類“創(chuàng)新實驗班”分子生物學教學改革從以下幾個方面進行探索。

一、調(diào)整教學內(nèi)容和方式 充分調(diào)動學生學習興趣

（一）教材的選用

教材是學生學習的最基本材料，是學生獲取知識的最主要源泉。分子生物學發(fā)展日新月異，新知識新技術不斷涌現(xiàn)，國內(nèi)外新版教材不斷面世。一方面，對初習分子生物學的本科生選用總括基本理論、核心內(nèi)容及主要技術的教材作為基礎教材，如該校教師在分子生物學教學中先后采用過劉進元等譯的Instant Notes in Molecular Biology和朱玉賢等主編的《現(xiàn)代分子生物學》等。另一方面，選用力求反映當今分子生物學課程新進展、新技術、新成果和新知識的版本作為補充教材，如G karp 編著的《Cell and Molecular Biology》、Benjamin Lewin 編著的《Gene VIII》、Robert F.Weaver編著的《Molecular Biology》等英文原版教材，讓英語基礎好，學有余力的同學學習，盡量滿足不同層次學生的要求，幫助學生更好地理解教材內(nèi)容，掌握分子生物學的精髓，為將來的專業(yè)及科研工作打下良好的基礎。

（二）課堂教學內(nèi)容和方式的改革

從教學大綱入手，對教學設計進行了大膽的改革，突出學生在課堂及學習過程中的參與程度，充分調(diào)動學生學習積極性，培養(yǎng)學生自主學習能力。“分子生物學”課程總學時為48 學時（2.5 個學分，理論課32課時，實驗課16課時）。理論課共16大節(jié)，每大節(jié)課第一小節(jié)（50min）由教師主講理論知識，在授課方式上，不是讀PPT，而是采用講課或說課的方式［3］，明確教學主線、明晰教學方案、提升教學設計，將課程內(nèi)容濃縮。使學生聽課后有所領悟和感悟，想的更遠、想的更多，充分調(diào)動學生課外投入時間來學習，從而提升教學水平。第二小節(jié)由學生分組講授專題或表演“辯論性分子秀”，并展開討論，形成“以學生為中心”，充分發(fā)揮學生在教學中的能動性、自主性和創(chuàng)造性，激發(fā)他們迫切的學習愿望，并使學生在學習中產(chǎn)生強烈的創(chuàng)新欲望。表1所示為2012年該課程改革的教學內(nèi)容及方式。

表1 分子生物學課程課堂教學內(nèi)容及方式

（三）指定閱讀課外材料并開展專題研討

不斷擴展教學內(nèi)容，在課堂授課的同時，給學生提供最新的國內(nèi)外分子生物學相關的高水平研究論文，學生自學后，教師提供中文摘要，并引導學生開展專題討論。在內(nèi)容上突出一個“新”字，使學生把課本所學理論知識與學科發(fā)展前沿相接，便于學生了解本學科當前發(fā)展的趨勢、研究的熱點，培養(yǎng)學生追蹤國際前沿的能力，在引導學生學習時注意授“魚”和授“漁”的關系，側(cè)重于多向思維的啟發(fā)，便于學生對知識活學活用，不因循守舊，敢于創(chuàng)新，激發(fā)學生的學習熱情和求知欲。表2所示的是2012年教學過程中發(fā)放的研究論文。

表2 分子生物學相關最新研究論文

（四）在理論教學中重視理論與理論發(fā)現(xiàn)的整合

分子生物學的理論和概念，都是通過嚴格的科學實驗、嚴謹?shù)目茖W分析和嚴密的科學論證得出來的。在教學中不是簡單地介紹理論，而是從理論發(fā)現(xiàn)的過程入手，再現(xiàn)科學家的實驗過程及其對實驗結(jié)果的分析方法，然后歸納總結(jié)他們的研究方法和思路。如在講跳躍基因概念時，并不是簡單直接地交代跳躍基因的定義和生物學意義，而先介紹美國科學家McClintock B.，她發(fā)現(xiàn)玉米籽粒顏色的遺傳很不穩(wěn)定，有時籽粒上還出現(xiàn)一些斑斑點點。她通過田間耐心的記錄和利用顯微鏡仔細的觀察玉米染色體，發(fā)現(xiàn)使籽粒著色的色素基因能從染色體的一個位置跳到另一個位置，甚至從一條染色體跳到另一條染色體上。這個發(fā)現(xiàn)在當時是劃時代的。通過對前人經(jīng)典實驗的講解，學生從中可以得到許多科學研究方法啟迪，包括實驗方案、科學嚴謹設計、實驗結(jié)果的科學分析和推斷及理論創(chuàng)新方法等。

通過教材的科學選用、教學大綱的大膽改革、國際最新研究論文的閱讀和討論及理論講授中理論與理論發(fā)現(xiàn)的整合等，充分的調(diào)動了學生學習的興趣，切實提高了課程教學質(zhì)量，收到極好的教學效果。

二、采用靈活的教學方法 積極引導學生主動探索

（一）將現(xiàn)代多媒體技術引入課堂教學

分子生物學中DNA、RNA 及蛋白質(zhì)的生物合成、基因表達調(diào)控等內(nèi)容十分抽象，例如：蛋白質(zhì)生物合成過程氨基酸的進位、轉(zhuǎn)位及肽鏈延伸等步驟學生很難理解。傳統(tǒng)的講解、比劃、掛圖等靜態(tài)教學手段難以使學生快速掌握知識。借助多媒體技術將收集到的動畫、聲音、文本、圖片等組合制作成課件，變原來的靜態(tài)為動態(tài)、抽象為直觀、瞬間過程為定格分析，全方位、多視角、多層次地進行演示，可使教學內(nèi)容更加直觀、生動、形象［4］。極大的激發(fā)了學生的主觀能動性和自我發(fā)揮、自我創(chuàng)造的能力。

（二）采用啟發(fā)研討式教學

啟發(fā)式教學和研討式教學的關鍵是由老師創(chuàng)設問題情境，然后師生共同查找資料，研究、討論、實踐，提出解決問題的方式。教師在教學的過程中，有一半的課堂教學時間給學生，讓學生占據(jù)課堂教學主體地位，成為學習行為的主人。在學期開始就將學生分成14 組（2 人一組），創(chuàng)設相應的專題題目（表1），讓學生在課余時間通過查閱資料、討論、加工處理信息，自制成PPT，課堂匯報。針對學生的講授內(nèi)容，教師以“導”為主，提出有思考價值的問題，讓全班同學討論，讓同學們應用所學的知識解決問題。具體操作中，注意創(chuàng)設的問題情境一方面要緊扣教學內(nèi)容，另一方面，要貼近生活、富有吸引力。比如，教師在教學中圍繞“人為什么會死亡？”，從古到今，無論是帝王將相還是普通百姓都想長生不老，尋找靈丹妙藥，沒有成功。針對這一問題，教師創(chuàng)設了兩個專題（細胞程序性死亡、端粒—生命的時鐘），通過這兩個專題的講授、啟發(fā)、討論，同學們明白了青少年、中年、老年不同時期細胞的生長發(fā)育規(guī)律，了解了端粒的結(jié)構及端粒酶，并憧憬著將來通過控制人體端粒酶的表達可以達到長壽的目的。

通過教學實踐，這種老師當“導演”，學生當“演員”的啟發(fā)研討式教學方式，不僅能使學生增長知識、開闊視野，有助于學生綜合能力的提高，還有助于師生共同探索、發(fā)現(xiàn)和研究，進而密切師生關系，促進教學相長，而且，能夠讓學生逐步離開教師這根“拐杖”獨立“行走”，從“學會”走向“會學”。

（三）采用探究討論式教學

探究式教學，指學生在學習概念和原理時，教師只是給他們一些事例和問題，讓學生自己通過閱讀、觀察、思考、討論等途徑去獨立探究，自行發(fā)現(xiàn)并掌握相應的原理和結(jié)論的一種方法。教師在教學過程中，注重理論與實踐的結(jié)合，比如，在講授人類基因組、免疫分子、基因克隆及信號傳遞等概念和原理時，結(jié)合當前國內(nèi)外的最新研究成果，給學生發(fā)放4篇權威研究論文（表2），讓學生閱讀、思考并分組討論，最后由老師點評。這種方法，是因該作者在美國康奈爾大學聽課時，發(fā)現(xiàn)幾乎每次上課，老師都要發(fā)放1～2篇論文，讓學生課外閱讀，并組織討論，這樣，學生既學習了基本知識，又把理論與當前國際最新研究接軌，極大的激發(fā)了他們主動探索的興趣。在探究式教學的過程中，學生的主體地位、自主能力、掌握認識和解決問題的能力都得到了很大的加強，收到很好的教學效果。

（四）采用“辯論性分子秀”互動式教學

互動式教學，就是由教師設置主題，在師生、生生平等交流探討的過程中，達到不同觀點碰撞交融，進而激發(fā)學生的主動性和探索性?！爸黝}”是教學互動得以開展的條件和基礎，教師在課前必須立足教學內(nèi)容精心設計互動問題。目前大多數(shù)教學中存在的問題是，老師提出問題讓同學們討論，多數(shù)情況下學生不說話、冷場，時常是自問自答。針對存在的問題，教師在教學中采用“辯論性分子秀”方式進行互動教學，具體的做法就是教師提前確定辯論主題（如表1），在一組學生中，一個同學擔任正方辯手，另一個同學擔任反方辯手，讓他們在課余時間查閱資料、積極準備，在課堂時間上講臺演講即“分子秀”，進行辯論，其余同學由老師提問，支持那方，必須說出支持的理由，這樣就達到師生互動、生生互動的目的。在教學過程中，教師發(fā)現(xiàn)，影響“辯論性分子秀”互動教學方式效果的最重要的因素是“互動的主題”。一要“動”在教學熱點上，要求教師選擇學生熟悉，最好是熱點、關注度比較高的問題進行互動。教師在2012年度的教學中，選擇了2個關注度比較高的主題：一是素肉精，以三聚氰胺為例，來辯論科學發(fā)展與人類進步；二是轉(zhuǎn)基因是非。在教學過程中發(fā)現(xiàn)大多數(shù)同學都能大膽提出自己的觀點，并進行論述，教學氣氛非常活躍。二要“動”在教學疑點上?！耙墒撬贾?，學之端”。思維是從疑問和驚奇開始的。在講授什么是遺傳物質(zhì)時，除了DNA、RNA 是遺傳物質(zhì)外，還有沒有其他的遺傳物質(zhì)？如“朊病毒”，只有蛋白質(zhì)而沒有核酸，但既有感染性，又有遺傳性，可以自我復制，那么朊病毒是遺傳物質(zhì)嗎？帶著這樣的疑問，讓學生自己研究、討論，并分別形成自己的觀點進行辯論，極大地激發(fā)了學生學習探索的欲望，換來學生心態(tài)的開放和創(chuàng)造力的激活。通過幾屆“辯論性分子秀”互動教學的實踐，學生的科學創(chuàng)新思維得到鍛煉，深入思考和解決科學問題的能力大大提高，其學習興趣、求知欲望和學習的主動性顯著增強。

三、開設研究開放性實驗 專注培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神

分子生物學實驗是加深學生對理論知識的理解，培養(yǎng)學生獨立思考、獨立工作能力以及創(chuàng)造能力的良好途徑，是學生參與科研實踐的切入點。傳統(tǒng)的實驗教學是教師準備好實驗，學生進行簡單的操作以驗證實驗結(jié)果，完成實驗報告即可，從這樣的實驗教學體系中學生所得非常有限，常常是知其然，而不知其所以然，離開了老師就一籌莫展，這與培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目標是背道而馳的。教師通過開放實驗室、開放實驗項目、開放實驗內(nèi)容、開放實驗儀器等措施將學生推上主體位置，讓學生分小組進行創(chuàng)新性實驗設計和實施［5］，實驗教師是指導者。如在PCR 擴增實驗教學中，不是讓學生重復一個設計成熟的PCR 反應體系的操作步驟，而是引導學生從模板提取、引物設計合成、反應條件摸索、反應產(chǎn)物分析鑒定等方面對一個全新的PCR 反應進行從頭設計，充分鍛煉他們的動手能力、思維能力和實驗設計能力，培養(yǎng)學生的科研意識［6］。實驗課程的考核不再是實驗報告的簡單傳抄，而是借鑒美國康奈爾大學的經(jīng)驗，讓學生對實驗的研究過程及結(jié)果進行口頭匯報。在實驗教學考核中，口頭報告能力的培養(yǎng)，是教師實驗課教學改革的亮點。在實踐過程中發(fā)現(xiàn)，人人動手、個個思考的多了；靠抄襲報告、濫竽充數(shù)的少了。

四、參與教師的研究課題 努力提高學生創(chuàng)新能力

作為創(chuàng)新實驗班的分子生物學教學，自然更要突出創(chuàng)新驅(qū)動性。創(chuàng)新性教育主要是通過讓學生能夠圍繞一定的課題接受較為正規(guī)的創(chuàng)新能力訓練，能夠與實驗教師和指導教師通過知識的交流和共享來實現(xiàn)創(chuàng)新能力的提高［7］。教師鼓勵學生按照自己的興趣參與教師的科研項目，建議他們利用課余時間、周末、假期自行聯(lián)系或由我們推薦到不同的科研項目組，接受正規(guī)的研究訓練、為學生在大三和大四階段實現(xiàn)貫通式培養(yǎng)奠定了基礎。在作者2011年所授課班中，78%的同學利用這個機會拿到或參與國家級或校級科創(chuàng)項目，65%的同學已經(jīng)通過直博的途徑進入這些實驗室繼續(xù)深造。2012年春季授課班中，在講授的學期就利用教師課程安排的主題申請到科創(chuàng)項目2項，下半年95%的同學申請到國家級或校級科創(chuàng)項目。2012年暑假開始，100%的同學參與教師的科研課題。達到了讓學生直接接觸科學研究前沿，以科學研究促進和帶動學生學習的目的。實現(xiàn)了人才培養(yǎng)模式由以課本為中心、以課堂為中心、以教師為中心向以學生為中心、以學習為中心、以理論和實踐相結(jié)合為中心的轉(zhuǎn)變。

五、建立多元的評價機制 全面激發(fā)學生學習熱情

采取靈活多樣的考核方式，加強對學生學習過程的考核。分子生物學課程內(nèi)容豐富，綜合性強，學習難度較高。建立客觀合理、全面有效的評價體系，不僅能夠提高學生對課程的重視程度，也能促進學生探索知識的積極性、調(diào)動學生創(chuàng)新研究的熱情。因此教師制定了多元化的考評體系，重點考核學生的綜合學習能力、創(chuàng)新研究能力、實驗設計及操作能力、分析問題及解決問題的能力。注重教學環(huán)節(jié)的監(jiān)管及訓練，在每節(jié)課的教學中貫穿隨時提問，調(diào)動學生學習的積極性，每學期隨堂進行2次測驗考試，促進學生對理論知識的積累和掌握。教師對學生課程成績的評價進行改革，改變過去平時占30%，期末考試占70%的做法。采用多元化的評價方法即為：學生課堂回答問題及參與意識環(huán)節(jié)占5%，參與科研項目占5%，學生分小組選擇感興趣的分子生物學問題，自己制作PPT 并講授環(huán)節(jié)占10%，平時測試環(huán)節(jié)占20%（每次占10%），實驗過程中積極性及參與性特別是自主設計實驗及評價環(huán)節(jié)占10%，實驗報告及口頭報告占10%，分組討論及“辯論性分子秀”表現(xiàn)占10%，期末考試占30%。強調(diào)的是學生參與整個教學過程，綜合素質(zhì)的考評，不以考試為最后的評價標準。探索促進學生發(fā)展的科學、多元化評價方式，激勵學生樂觀向上、自主自立、努力成才。

六、總結(jié)

在創(chuàng)新實驗班“分子生物學”的教學過程中，始終堅持學生是認知的主體。如何激發(fā)學生學習興趣，充分調(diào)動自主學習的能力，是教師教改的一個目標；主動更新知識體系、及時捕捉學科發(fā)展動態(tài)并針對學生特點采取靈活多樣的教學方法和方式，是教師教改過程的重要環(huán)節(jié)；如何通過實驗課程改革，使學生把理論知識和科學研究有機結(jié)合起來，提升原創(chuàng)能力，是教師教改的終極目標。經(jīng)過近幾年改革實踐，初顯成效。學生學習熱情和興趣大大提高，尤其是自主學習能力明顯增強，學生自發(fā)成立了“創(chuàng)新論壇”、“知行學社”、“分子生物學興趣小組”等團體。據(jù)不完全統(tǒng)計，截止2012年12月，創(chuàng)新實驗班2008級、2009級學生公開發(fā)表論文74篇，其中SCI收錄外文期刊35篇、EI 1篇、中文期刊38篇（A 類期刊論文8篇、B類期刊論文14篇、核心期刊論文1篇）。有10篇論文影響因子超過3.0，最高影響因子達到9.6。獲國家專利4項。2008級有169名學生進入碩博（直博）貫通培養(yǎng)通道。2009 級有139名學生進入研究型通道。取得很好的教學效果。2012年11月26日，《中國教育報》對西北農(nóng)林科技大學創(chuàng)新人才培養(yǎng)改革進行了紀實報導。目前，該校分子生物學采取該教學方法僅在創(chuàng)新實驗班開展，這種教學改革需要學校政策的支持，對學生的基礎要求較高，對教師要求很高，要求小班研討教學，孫燕君等也認為小班研討教學方法是本科精英教育的核心元素［8］。仍需要教師不斷地提高業(yè)務素質(zhì)、不斷探索、不斷實踐、不斷總結(jié)，把分子生物學教學工作開展得更有生氣、更有效果，為國家培養(yǎng)出更多高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才。

［1］劉道玉.論大學創(chuàng)造性人才培養(yǎng)體系的構建［J］.高教探索，2011（1）：5－11.

［2］旋天穎.美國康奈爾大學本科教學及管理的特點和啟示［J］.中國大學教學，2011（2）：92－94.

［3］陸國棟.關于大學教學中若干要素的思考［J］.中國大學教學，2009（11）：11－13.

［4］田生禮，宋國麗，李輝，等.分子生物學實驗教學模式的多樣性探索［J］.教育教學論壇，2011（15）：221－222.

［5］張洪奎.開展探索性實驗 培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神［J］.中國大學教學，2011（11）：68－70.

［6］李立群，王小利，鄭錦娟，等.影響聚合酶鏈式反應實驗效果的基本因素［J］.實驗室研究與探索，2011（7）：37－40.

［7］李俊龍，徐翔，胡峰，等.農(nóng)科拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的探索與實踐［J］.中國大學教學，2011（1）：24－26.

［8］孫燕君，盧曉東.小班研討課教學：本科精英教育的核心元素［J］.中國大學教學，2012（8）：16－19.