《分子生物学》师生互动型教学模式的建立

摘要　分子生物学是一门实验性很强的生物学基础课，以探究为主，通过师生互动方式进行教学能最大限度地调动学生的学习积极性，培养学生的创造性思维，全面~-"A-学生的素质，为他们将来从事科学研究奠定坚实基础。

关键词　分子生物学　师生互动　探究教学

中图分类号：G423　文献标识码：A

分子生物学是研究生物大分子如核酸和蛋白质的形态、结构及其在遗传信息传递中作用的科学，是从分子水平了解生命本质，揭示生物世界奥秘的主要基础科学。分子生物学又是一门实验科学，也是其它生物学科的工具科学，因此，如何通过分子生物学教学实践培育探索研究型人才是多年来任课教师一直在探索的重要课题。

师生互动型教学模式是以教材为基本探究内容，通过师生共同探讨探索实施的教学，在教学过程中，教师不断提问、启发引导学生，学生作为主体深入讨论，最后由教师总结归纳、解惑答疑。这种教学方法注重培养学生深入思考的能力，充分体现学生学习的主导地位，让学生通过思考和讨论得出结论，这为学生提供了缜密思考、自由表达、质疑、探究和讨论问题的机会，让学生通过解难释疑等活动，深刻领会和牢固掌握分子生物学的概念、原理和技术，充分调动学生的学习积极性和主动性，提高他们努力进取、科学分析问题、创造性地将所学知识应用于生产实际的能力，为他们今后工作或继续深造打下坚实基础。

现以“遗传密码及其破译”一节为例介绍该教学模式的实施过程。

遗传密码是科学史上的杰出成绩之一，在过去的半个世纪里，它不仅为蛋白质的生物合成提供了理论依据，而且也证实了中心法则的正确性。“遗传密码及其破译”一节在《分子生物学》这门课程中所占的比例较少，但由于其整个实验思路的新颖、实验过程设计的精巧和多种科学手段的运用，都不失为想在分子生物学领域有所建树的人以很深刻的启发。

我们在学习这一节时，首先从遗传密码的试拼开始入题，研究的背景是：当时人们已经知道mRNA由4种核苷酸组成，而构成蛋白质的氨基酸有20种，因此老师首先提出第一个问题：利用数学知识，几个核苷酸有可能编码一个氨基酸?学生们经过计算和讨论马上得出3个以上核苷酸编码一种氨基酸，4种核苷酸才能决定20种氨基酸的结论。老师对这一结论予以肯定，然后从进化角度启发学生：生物进化的结果往往是保存最简单和最高效的机制，不少学生经过思考推算，认为3个碱基最有可能决定一种氨基酸。这种推测与1954年Ga-mov G推测遗传密码是三联体密码的观点一致。第二个问题是；密码子是如何阅读的?学生经过认真分析和讨论，认为密码子可能通过两种方式阅读，一种是重复阅读，一种是非重复阅读。关于这个问题，老师介绍了BrennerS和另外两个小组的工作，1957年，Brenner S在进行蛋白质的氨基酸序列分析时发现，不存在氨基酸的邻位限制作用，从而否定了遗传密码的重复阅读；1960年Tsugita A、Fraenkel-Conat H小组和WittmannHG小组利用突变来解读密码的实验过程也证明了密码子不重叠的问题。

接下来老师问道：如何用实验证明三联体密码是正确的?绝大部分学生陷入沉默，想不出证明的方法，这时老师予以引导，指出当时相关学科实验技术如基因突变技术、体外合成蛋白质和核酸技术的进展，有的学生得到启发，提出是否可以想办法在RNA链上去掉或增加一个核苷酸，然后检测产生的蛋白质是否有变化，再以此类推，确定去掉或增加两个、三个核苷酸时蛋白质中氨基酸的变化，实验思路就这样被启发出来。随后，老师介绍1961年Crick F和Brenner S等的实验，他们正是利用化学诱变剂原黄素处理噬菌体使其DNA插入或删除核苷酸，检测蛋白质中氨基酸序列改变情况：一个碱基的插入或删除改变了该密码子以后的全部氨基酸序列，而加入或减少三个密码子，读码框不变，从而证明三联体密码的正确性。听完讲解，学生们恍然大悟。

接着老师提出的问题是：三联体密码子是如何决定特定氨基酸的?这个曾困扰前辈科学家们的问题自然也难倒了学生，他们虽进行了认真思考和热烈讨论，但仍无法得到可行的解决方法。这时学生的求知欲特别旺盛，接受力也极强，那种急切的情绪使老师此时的授课效果达到最佳。利用多媒体手段老师先介绍当时已有的研究技术：多核苷酸磷酸化酶被发现。1955年S，Ocha在细菌中分离了多核苷酸磷酸化酶，它能催化核糖核苷二磷酸的聚合，不需要模板就可合成核苷酸。在这一技术基础上，才有了解开遗传密码之谜的三联体结合实验。1961年Nirenberg建立无细胞系统，通过在系统中加入不同多聚核苷酸合成不同多聚氨基酸，并利用三联体结合实验破译了所有遗传密码，同时介绍了1965年Khorara利用重复共聚物破译密码实验。这些设计精巧的实验使学生真正体会到分子生物学的实验目的统领下的实验方法的确立，体会到实验设计的严密性与可行性。

到此，遗传密码被破译完成，然后再讲解同样是设计很巧妙的实验揭示的遗传密码的一些特点及其它内容。

通过这堂课的学习，学生明白了实验设计的重要，学习分子生物学的积极性、主动性显著提高，学习效果很好。整堂课我们以学生的“学”为重点，真正体现了学生学习的主体地位，取得了较满意的教学效果。

分子生物学的许多知识都可以用这种方式学习，与以往比较，这种方式课堂上知识容量大，知识点的连贯性更强，学生的思维活动不断受到启发，新学期的几次课后，学生们就养成了自己思考的习惯，以后的新课会自己带着问题来听课，主动地学习使他们每堂课都有收获。

以探究为主的师生互动型教学模式的建立，教师需努力为学生营造探究的氛围，鼓励他们提出问题，促进探究的开展，同时掌握好探究的尺度，适时总结所学知识点和它们的关连性。课堂上，学生根据提出的问题，开展思考，通过争论、交流以及与老师的互动，真正掌握分子生物学的知识要点。

另外，为增加学生对所学理论知识的感性认识，我们还安排学生参与老师的课题研究，让学生通过设计实验、实验操作和观察，解决一些简单的生物学问题，较早对学生进行科研训练，进一步开阔他们的思路，提高他们将知识应用到实际的能力，加深其对所学知识的理解，增加学生学习分子生物学的兴趣，最大限度提高学生分析和解决实际问题的能力。同时，通过参与教师的课题，学生们也养成了严谨的科学精神和创新意识。

这种探究式教学能够最大限度地调动学生的学习积极性，开发学生的智力，发展学生的创造性思维，培养学生的创新能力，提高学生的综合素质。另外，通过探究引导学生学会和掌握科学的学习和研究方法，为他们将来的学习和研究奠定基础。探究式教学的开展，培养了学生的自主学习能力，缩短了课堂教学过程，扩大了课堂容量，教学效果良好，使《分子生物学》这门课在减时不减量的情况下得以保质完成。

参考文献

[1]戚晓利，张丽敏，薛春梅分子生物学教学改革的探索[J]生物学杂志。2003，20(6)：51-52，

[2]王棉玲，秦永燕，分子生物学课程教学改革探索[J]，当代教育论坛，2008，4：99－100

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