1、研究生分子生態(tài)學教學方法的探索     【摘要】分子生態(tài)學是一門新起的交叉學科,它采用分子生物學的技術與方法來研究生態(tài)活動規(guī)律的分子機理,涉及的研究領域非常廣泛。本文根據(jù)作者的授課體會,從教學內(nèi)容、多媒體教學手段和討論式教學方式的應用對該門課的授課方法進行了探討。 【關鍵詞】分子生態(tài)學 教學方法 【中圖分類號】G643 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009-9646(2008)09(a)-0220-02 隨著分子生物學的迅速發(fā)展,相關的新知識和新技術不斷涌現(xiàn),其理論與技術正在向生態(tài)學和環(huán)境科學等學科迅速擴展。分子生態(tài)學就是在這種形式下應運而生的。其概念

2、是指應用分子生物學的原理和方法來研究生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)相互作用的生態(tài)機理及其分子機制的科學1。 分子生態(tài)學涉及的研究領域十分廣泛,研究的生命對象為微生物、植物與動物,在研究生教育中適合的專業(yè)比較多,如生態(tài)學、作物生產(chǎn)類、動物生產(chǎn)類和環(huán)境科學等專業(yè)可以必修或選修,在教學方法上有其獨特性,同時分子生態(tài)學是一門嶄新的學科,尚沒有成熟的方法借鑒,迫切需要我們在該門課程的教學實踐中逐漸去摸索。本文就研究生分子生態(tài)學課程的教學方法進行一些探討。 1 分子生態(tài)學教學方法 1.1 精選教學內(nèi)容,體現(xiàn)學科特點與發(fā)展趨勢 分子生態(tài)學是一門新起的交叉學科,涉及的領域非常廣泛,研究內(nèi)容主要包括分子種群學、分子環(huán)境遺傳

3、學和生物體內(nèi)有機大分子對環(huán)境因子變化的響應的分子適應性2。教授分子生態(tài)學這門課程,就要精選授課內(nèi)容,讓學生既能系統(tǒng)地掌握分子生物學的基本原理與實驗技術,又要讓學生了解這些原理與技術在生態(tài)學、微生物學、植物學和動物學等相關領域的應用和所取得的最新進展。因此,我們將教學內(nèi)容大體分成三部分:(1)分子生物學基本原理;(2)分子生態(tài)學中常用的分子生物學技術與方法;(3)分子生態(tài)學研究所取得的主要進展。 1.2 采用現(xiàn)代化教學手段 分子生態(tài)學是在蛋白質(zhì)、核酸等分子水平上探究有關生態(tài)學問題,主要涉及生態(tài)現(xiàn)象與生態(tài)規(guī)律的發(fā)生、演化和發(fā)展的分子過程的分子機理,內(nèi)容較為抽象,通過多媒體教學,可以將抽象的內(nèi)容圖示

4、化、形象化而便于學生理解3,如核糖體RNA的堿基排列順序可以檢測出種系發(fā)生上的深遠關系,是分子生態(tài)學中要介紹的主要內(nèi)容之一,用多媒體將真核生物糖體RNA基因的結構以圖像展現(xiàn)出來后,學生很容易理解18S、5.8S和28S的分布情況。再如構建分子進化樹是分子生態(tài)學研究種群進化關系的主要手段之一,而構建進化樹方法的介紹牽涉到軟件使用和在線操作,利用多媒體和網(wǎng)絡教學手段教授,學生不僅容易理解和掌握而且激發(fā)了他們的學習興趣。 1.3 討論式教學方法的應用 1.3.1 討論式教學方法的必要性 討論式教學是一種開放式的教學形式,它組織和鼓勵學生主動學習和掌握知識,論述和闡明對某一教學基本內(nèi)容的理解,并通過與

5、其他同學的交流與討論,獲得科學的思維方法以及正確的結論4-5。討論式教學有利于激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維,開發(fā)學生的思維資源,是培養(yǎng)學生主動獲取知識能力和獨立思考能力、調(diào)動其學習積極性、提高創(chuàng)新能力的有益方式。以下是分子生態(tài)學教學中采用討論式教學方法的必要性: 首先,研究生教育是我國高等教育中的重要環(huán)節(jié),對研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是研究生教育的核心內(nèi)容,而研究生從事研究工作的能力大小對于能否提高我國整體學術水平以及研究生自身的發(fā)展的好壞具有十分重要的作用。因此,在分子生態(tài)學教學中我們也始終堅持以培養(yǎng)研究能力和創(chuàng)新能力作為核心教學思想,更多地采用討論式教學方法,鼓勵研究生積極參與學術討論活動,而不應把研究

6、生的課程學習變成本科階段的簡單繼續(xù)和延伸。 其次,研究生與本科生不同,他們已經(jīng)初步掌握了相關學科的基本理論和研究方法,可以開展課程教學以研究生為主體,重視和促進研究生個性的健康發(fā)展,充分發(fā)揮其學習的主動性和自覺性。 再者,分子生態(tài)學是一門新興的交叉學科,學科自身的經(jīng)典理論很少,更多的是利用分子生物學技術從微觀探討生態(tài)學機制,研究范圍非常廣泛,未知領域多,發(fā)展速度快,同時選修該課程學生的專業(yè)差異大,更適合利用討論式教學。 1.3.2 挑選適宜進行課堂討論的內(nèi)容 以學生為主體,針對不同類型的教學內(nèi)容加以科學的問題設計,制定與學生認知程度相適應的討論方案,采用“自學、精講、討論”的教學模式。這些問題

7、一方面來自老師的觀點,更重要的是收集學生感興趣卻又不是很明白的問題,以便在討論時,學生有據(jù)可查,有話可說。 在分子生態(tài)學教學中,由于選課的研究生專業(yè)背景差異大,興趣點分散,為了突出共同的興趣,我們在分子生態(tài)學研究的分子生物技術中提出一些主要問題讓學生討論。例如學生可以討論“功能基因與核糖體RNA基因作為生物遺傳多樣分析指針的優(yōu)缺點比較”,“怎樣構建合理的遺傳進化樹”等。對這些基本問題的討論,參與人數(shù)多,討論的氣氛熱烈,可以提高討論效果,增加學生的學習興趣。 對試驗結果進行課堂討論。試驗結果一方面要來自授課老師自己的課題研究,另一方面可以來自學生結合導師項目的相關試驗。這些試驗過程與結果具有現(xiàn)實

8、性和真實性,學生興趣較大,是很好的討論題材。例如在變性梯度凝膠電泳(DGGE)實驗中,由于操作程序復雜、引物設計、樣品PCR條件、實驗儀器本身和電泳條件等因素均可以影響實驗結果。我們可以根據(jù)試驗的不同結果,進行分析總結,推測出現(xiàn)各種結果的可能原因,加深對分子生態(tài)實驗技術優(yōu)缺點的理解。 1.3.3 分組進行討論 從我們這幾年的教學情況來看,選修分子生態(tài)學的學生數(shù)較多,專業(yè)差別很大,可將專業(yè)類似的學生分為一組,對與其專業(yè)相關的特定的專題知識或文獻進行討論。針對不同小組,授課老師事先結合各小組的專業(yè)特點,發(fā)給他們一些文獻,鼓勵學生課前一到兩周查閱相關資料和文獻,并將準備的內(nèi)容進行整理制作成幻燈片,然

9、后再推舉一至兩人在課堂上進行講解。每組討論時間為40分鐘。 對于專題知識討論,可以采用闡述法和探究法。闡述法適宜于教學內(nèi)容中的重點問題,通常作為預習內(nèi)容提出而在下一次課中進行討論。通常由教師提出問題學生予以分析闡述。例如:在研究環(huán)境對生物基因表達影響中幾種基因差異表達技術的優(yōu)缺點是什么?即針對分子生態(tài)學中的主要研究方法,布置學生分組準備試驗設計方案,并進行可行性分析。例如針對一個污染湖泊,我們怎樣用分子生態(tài)學的方法分析其微生物遺傳多樣性的變化。這樣的問題在教科書上找不到現(xiàn)成答案,必須在掌握分子生態(tài)學的相關分子技術原理上,查閱大量參考資料并深入思考才能設計出來,不僅鍛煉了學生利用工具書與互聯(lián)網(wǎng)迅

10、速獲取信息的能力,而且對他們辨證思維能力、分析問題與解決問題能力的提高也有極大幫助。  對于文獻討論,分報告、討論和點評與總結三個環(huán)節(jié)進行。報告的重點內(nèi)容為:本論文要解決什么問題及其提出的背景或假設,論文解決問題的過程中所采用的方法,論文的結果分析如何,結論是否明確,本文的貢獻在哪里,研究方法、材料或內(nèi)容上是否存在不足等。討論的內(nèi)容包括:解答老師和同學的疑問、補充課堂講解的不足、討論學科交叉的知識和方法等。為了充分調(diào)動同學討論的積極性,達到更好的教學效果,我們把每位同學的提問次數(shù)、討論的積極性、問題的質(zhì)量以及自己的見解和發(fā)現(xiàn)納入平時考核的范圍。任課教師對課堂報告的內(nèi)容和討論的內(nèi)容進行

11、點評和總結。每次小組討論結束前,授課老師都要給出點評和總結,其內(nèi)容比較廣泛,可以講授相關的前沿知識點,指出課堂報告的優(yōu)缺點,發(fā)表自己對文獻相關論點的看法,補充科研寫作方法等。 1.3.4 成績的考核 為了督促學生更好地通過本課程學習專業(yè)基礎知識、前沿知識和科研方法,我們采用平時考核和期末考核相結合的方法對學生的學習情況進行綜合考核。平時考核的對象主要是在討論式教學中,每位同學的提問次數(shù)、討論的積極性、問題的質(zhì)量以及自己的見解和發(fā)現(xiàn)納入平時考核的范圍。期末考核對象是對本課程的基礎知識的了解與掌握情況,最后的總評成績?yōu)槠綍r成績和期末成績加權平均的結果,其中平時考核成績占總成績的40%,期末考核成績

12、占60%。 2 體會與對策 2.1 不斷加強自身學習,提高業(yè)務水平 學生對一門課程的興趣和學習熱情,除了課程的重要性之外,很大程度上也與授課教師的教學水平有關。面對分子生態(tài)學是一門剛新起的交叉學科6,國內(nèi)起步較晚,大部分文獻來自國外,因此加強英文文獻的閱讀量,以便掌握國內(nèi)外最新研究進展。該學科涉及的領域十分廣泛,必然要求授課老師具有較廣的專業(yè)知識面,教師首先必須加強自身學習,不斷提高自身的業(yè)務水平,而且要善于與學生溝通,及時了解學生的反應,在教學實踐中不斷總結經(jīng)驗,及時對教學方法加以改進和充實。 2.2 創(chuàng)新教學方法改進教學手段 本課程涉及的原理與方法較為抽象,必須加強教學手段的改進和現(xiàn)代教學

13、課件的應用,盡可能采用一些動畫的多媒體輔助教學課件,使教學內(nèi)容形象、生動而且直觀,使學生對教學內(nèi)容,尤其是難點的掌握起到事半功倍。由于本課程涉及的專業(yè)面很廣,在教學方法上,除了應用討論式以外,還要根據(jù)具體授課內(nèi)容利用啟發(fā)式、互動式和參與式等多種方法結合,引導學生如何探索科學的未知領域,激發(fā)他們在科研中不迷信前人的結論,提出多樣化答案,使學生勇于探索、敢于創(chuàng)新。 2.3 編制教材,補充教材內(nèi)容并加以規(guī)范 到目前為止,還沒有一本適合研究生教學的分子生態(tài)學教材。目前教學的基本內(nèi)容主要參照的教材是Beebeeb編著的由牛津大學出版社出版的An Introduction to Molecular Eco

14、logy和Carvalho編著的Advances in Molecular Ecology。同時,本學科的發(fā)展很快,隨著分子生物學新理論、新技術層出不窮,分子生態(tài)學研究的廣度與深度的加深,每年有關本課程內(nèi)容的知識也在不斷積累,起點不斷提高,因此必須及時整理,盡量使多元的知識系統(tǒng)化,形成一本較完善的教材,并及時對教學內(nèi)容進行增添,將當代最新的科學技術成果及時納入相應課程,逐步加大教學內(nèi)容的前瞻性。 參考文獻 1 黃勇平,朱湘雄.分子生態(tài)學生命科學領域的新學科.中國科學院院刊,2003,(2):84-88. 2 唐影,林春.充分發(fā)揮課堂討論在研究生教學中的作用,山西醫(yī)科大學學報:基礎醫(yī)學教育版,2007,9(3):263-265. 3 徐會利,賀佳麗,周慶逸.多種教學方法在臨床精神病學研究生教學中的應用,學位與研究生教育,2007,11:50