摘要：为培养高素质创新型生物技术人才，结合我校现有资源，本文从理论教学、实验教学及科研教学相结合等方面进行了实践教学的探讨，深化了分子生物学的教学体系，并提出了对未来教学的展望。
关键词：分子生物学；教学；实验；科研
分子生物学是研究所有生物大分子(主要包括核酸、蛋白质等)的形态、结构、功能及其相互作用关系和规律的科学。近40年来，当人们认识到“中心法则”后，分子生物学在核酸、蛋白质方面的研究已带动了生命科学各领域的发展，并引领了蛋白质工程、酶工程、基因工程、细胞工程、生物信息学以及转基因技术、基因治疗、生物芯片等大批新兴学科和技术的产生及快速发展，为人类从分子水平揭示生命的奥秘以及改造自然界提供了最有力的支持。
应用生物技术专业的学生应当掌握本专业的基础理论、基本知识和技能，提升综合素质。分子生物学是现代生物学的领跑学科，基因序列的分析和DNA重组技术的应用已经成为生命科学工作者的“常规武器”，本课程也就相应地成为应用生物技术专业的一门重要的专业必修基础课程。分子生物学所涉猎的范围极为广阔，与生物化学、细胞生物学、遗传学以及化学、计算机等学科存在广泛交叉，由于课程内容抽象、难懂难记，新技术、新方法、新概念又不断涌现，给课程的教与学带来相当难度。然而，课程内容的广、难、新，以及对诸多生命科学问题在分子水平的科学阐述，又带给学习者无穷的学习乐趣和实用技术。而且，具备分子生物学知识对于学生如何理解现代生命科学具有重要意义。笔者通过该课程的实践教学经历，在突破课程重点难点，发挥教学优势，促进教学相长方面聊谈一些教学的思考和体会，以期更好地利用分子生物学教学平台提高学生对生物学基础知识的掌握。
基础理论教学需理清课程脉络
在基础理论教学中，教师需帮助学生理清课程脉络，对课程的框架结构、内容以及交叉知识点做到心中有数，实现学生在掌握课程基本知识点的基础上，能够更好地理解重点并解决难点。
1.熟悉分子生物学研究的主要内容。其内容包括：DNA重组技术、基因表达调控、生物大分子的结构与功能。基因组及生物信息学等。目前分子生物学的主要内容是对核酸中所包含信息的研究与应用，所以该课程又称为核酸分子生物学。近几年，RNA的研究成为新的研究热点。而蛋白质的研究囿于实验方法和仪器设备的局限进展缓慢。
2.把握分子生物学的中心线索。在实践教学中，中心法则可以作为本课程的中心线索。中心法则是在一系列实验证明核酸为遗传信息的携带者后，基于Watson和Crick提出DNA反向平行双螺旋模型的基础上，建立起来的遗传信息的表达传递关系，并一直都在不断地修改和完善。在遗传信息传递的过程中，核酸及蛋白质生物大分子的结构、功能、来源以及它们的相互作用成就了遗传信息的精确表达。通过中心法则来构建分子生物学的知识体系，学生可宏观地对课程内容进行理解，掌握课程的精髓。
3.理解分子生物学与相关学科的交叉知识点。教师应具备相关学科知识的基本素质，懂得学科与学科交叉的方法，对学生在学科交叉知识点中的疑惑加以阐述。生物化学、细胞生物学、遗传学和生命科学导论等学科是分子生物学的先修课程。这些学科中的一些现象和规律，其分子机制是由分子生物学来加以阐述的，例如：表观遗传学是近年来研究的热点之一，其研究的内容是基因功能的改变可以通过有丝分裂或减数分裂而遗传，但这种改变并不是DNA核苷酸序列的改变。表观遗传变异进一步从分子生物学角度归纳为二种主要方式：一是DNA或蛋白质的各种修饰；二是核酸或蛋白质在DNA和RNA层面上识别核苷酸序列并与其互补结合。在教学过程中，通过具体案例的讲授，如CpG岛的甲基化、p53蛋白的乙酰化对基因表达活性的调控作用，从分子水平理解表观遗传变异的机制，令学生豁然开朗。
激发学生实验热情，解析实验原理，规范实验操作
分子生物学理论的提出都以坚实的实验为依据，而实验也是掌握现代分子生物学精髓的主要途径，学生自主参与实验或设计创新性的实验，往往能起到事半功倍的学习效果。《分子生物学实验》课程是我省高等教育生物技术专业(独立本科阶段)的一门重要的专业必修课程。实验课的开设增强了学生对理论知识更直观、生动的理解，为进一步学习、探索及研究生命科学奠定了坚实的基础。
1.分子生物学实验应调动学生实验热情。收集与课程内容有关的短片、动画、图片等素材，适当地运用于课堂上；在多媒体实验室让学生动手设计引物和查询资料信息，分析实验的有关理论信息。在实验之前，学生会很自然地思考如何精确地对生命大分子进行操作?如何显示这些生命大分子的特性?这些问题很自然地激起他们对实验原理及方法步骤的强烈求知欲望。通过分子生物学常规实验，包括质粒DNA的提取、重组DNA中常用工具酶的使用、分子杂交、聚合酶链式反应(PCR技术)及凝胶电泳等的开设及相关实验仪器设备的操作使用，使学生明白实验仪器的进步是研究生物大分子的关键，而纯化及富集生物大分子是研究的基础。对于一些教材上叙述清楚、条理明晰的实验，安排学生讲解示范，教师点评的方式进行教学，以充分调动学生学习实验的积极性。
2.分子生物学实验忌不解实验原理而进行实验操作。实验的很多内容难学难懂，学生在不清楚实验基本原理的情况下进行实验操作，由于不理解实验方法及步骤，最终导致实验的失败。因此，要求学生在实验前务必预习实验，实验中教师要通过多种途径加强学生对实验原理和方法步骤的理解。例如：在讲述PCR技术的原理时，可以利用幻灯片首先阐明此技术的目的是对特定基因序列进行体外扩增；其次讲授实验过程的核心及创新之处是体外模拟DNA的复制；然后导人DNA完成复制过程所需要的成分：DNA聚合酶、引物、dNTP、模板和水；进一步深入分析反应步骤，即：变性，退火及复性的原理及重要性。拓展讨论多重循环是为了将特定基因或DNA序列极大程度的扩增，相当于进行了多次目的DNA片段的复制。最后通过PCR原理及反应过程的动画教学，使学生印象深刻，充分理解并掌握知识点。此外。PCR技术前期引物的设计是实验成功的核心，利用多媒体实验室教学让学生设计几组简单的引物，再分别讨论各引物的优缺点，教师再设计几组复杂的引物，这样不仅仅学习了引物设计的基本过程，而且深化了学生对核酸分子杂交的理解。
3.分子生物学实验忌不懂实验注意事项而进行实验操作。实验中涉及到诸多有毒物质，例如：EB(溴化乙锭)、DEPC(焦碳酸二乙酯)等，这些物质操作不当将严重影响实验者的身体健康。此外，恒温水浴锅、高压灭菌锅、电子天平、冷冻离心机、超净工作台等仪器都需在使用前学习仪器操作规程，树立安全操作意识，规范实验操作手法等。此外，树立学生的环保操作意识，如实验菌株应在灭菌之后抛弃。
结合科研，把握学科发展新动态，促进教学
有目的地把科研、学科研究进展及互联网络引入课程教学中，在实现教学的动态过程中引导学生学习，不仅促进了学生对相关知识的掌握，更重要的是培养了学生的科研思维方式。
1.结合科研，促进教学
高等学校教学过程是认识已知和探索未知的统一。德国洪堡以“教学与科研相统一”为指导成功创办了柏林大学；目前，美国研究型大学的本科生参与科研的教学方式日益得到教育界、社会和学生的认可。国内大学也逐渐利用“大学生科研训练计划”，鼓励本科生参与科研。但是作为普通地方院校，科研所必备的信息交流、仪器设备条件较为薄弱，科研成果的“质”和“量”都处于较低水平，教学和科研的统一更难以体现。如何使生命科学专业学生广泛地参与到分子生物学的科学研究以期真正实现科研带动教学、教学促进科研的教学模式仍需继续探索。
在实践教学中，笔者在以下方面进行了探索：一、在学生理解相关章节知识内容的基础上，教师可适当穿插自己所做科研的内容，并最终以科研论文的形式予以阐述，以期深化学生对相关知识点的掌握。二、增加学生对分子生物学相关软件的学习。例如：学习primer5.0软件可使学生更深刻地理解PER引物所具备的各种特性；学习DNAstar软件可使学生从抽象到具体地了解蛋白质的各级结构等蛋白质特性，分析推测蛋白各结构域的功能，使学生进一步理解、巩固大分子的构成规律。三、学生参与教师的课题研究。教师不仅指导学生查阅课题资料及设计实验方案，同时可委任学生担任研究助理，参与询购实验试剂及实验操作，使部分学生亲历到科研实验，实现“教学与科研相统一”。实践表明，学生参与到科研实验中，可明显增强其科研实验意识及知识理论体系的掌握。四、指导学生完成其毕业论文。由学生自己提出原创性项目方案或由指导老师指定课题，根据方案向学校或其它机构提出研究资金申请，学生在完成其毕业论文的过程中能极大程度地理解和运用课程内容，同时，根据学生的科研情况和知识点的缺陷以及学生科研过程中提出的问题，教师能及时调整教学方法、更新知识难点并运用于教学实践，切实做到教学与科研的互动相长。
2.把握学科发展新动态，促进教学
分子生物学是现代生物学的一门基础学科，其方法和技术的发展已经应用于生命科学的各个领域，而各专业发展的同时又极大地丰富了分子生物学自身的内涵。
在教学过程中，笔者首先有意识地以讲座的方式安排一些专题的学习，例如：DNA转座、RNA干扰、胚胎干细胞、生命科学与生物技术、表观遗传学、生物信息学知识等。通过对P53功能30年研究历史的回顾性讲解，使学生感悟：要以怀疑的态度和批判的观点来看待真理，对真理的追求及验证是永无止境的，不能盲目迷信权威。其次，让学生以小组为单位，拟定题目，自己查阅文献并制作多媒体课件，例如：H1N1的确诊方法、亲子鉴定等。通过学生讲述，同学和教师进行评述，既实现了师生互动和教学相长，又使学生的知识面有所拓宽、科研思路有所清晰，自主学习意识有所提高，还提升了学生的学术素养、团队合作精神及交流沟通的技能。生命科学中的这些新发现新进展不仅仅提引了学生兴趣，引导了学生学习能量的释放，更激发了学生的思维，增强了学生自主学习能力，并对于诠释学习中碰到的疑难问题有着举一反三、画龙点睛的作用。
3.利用互联网促进教学
利用一些生物信息网站，进行课程教学，例如：在NCBI、EBI等网站查找相关的文献和基因等信息进行教学，不仅以案例形式深入分析了知识点，而且也使学生把书本知识与生物信息学相结合。在课余通过问题信箱与学生交流，掌握学生平时学习中遇到的问题，更客观、全面地了解学生的知识掌握水平，也加深了教师对各个知识点的把握。
展 望
尽管开设分子生物学课程已有几年，比较国内知名高校分子生物学教学，深感我校在以下几个方面需要加强：一、科研实验方面，需添加基础实验仪器设备的购置，设置开放性实验教学和综合性实验。二、理论教学方面，应增加课时开设讨论课，教材可选择国外或自编教材，加强双语教学。三、教学手段方面，充分利用互联网进行分子生物学教学信息的开发与利用。同时，我们要加强校际间的相互交流与学习，校企间的合作和探索，更好地实现生物技术专业人才培养的目标。
参考文献：
[1]叶志明，谈当好一名高等学校教师的基本素质，中国大学教学，2006年第11期
[2]杨慧蓉，赵寿元，表现遗传学的形成和发展，解剖学杂志，2007年第30卷第4期，389-391
[3]朱玉贤、李毅，《现代分子生物学》(第三版)，高等教育出版社，2007年