生物学论文生物学论文1［摘要］系统生物学是本科生物工程专业的专业选修课，是一门新兴的交叉学科，代表了生物学的未来。系统生物学的教学目标是使学生学习和了解学科交叉和多领域融合的研究思路，培养学生的系统思维能力。笔者在教学活动中，通过进行换位思考，重新组织教学内容，重构教学价值，合理运用案例分析，串联系统生物学的原理和方法，从听众（生物工程专业本科生）的角度出发完成教学，调动了学生的学习主动性，培养了学生分析、解决问题的能力及创新意识。［关键词］生物工程；系统生物学；案例教学；教学价值；换位思考系统生物学是生物科学、生物技术和生物工程专业的前沿专业选修课，是生命科学的新研究领域，其目的是在系统水平上理解生物体。区别于传统意义上以生物分类为研究内容的“老”系统生物学，“新”系统生物学的研究属于后基因组时代，以坚实的分子生物学知识为基础，是对“还原论”和分析方法的反思与超越，侧重于“整体论”和综合方法。它是建立在分子及其相互作用基础上的生理学，被誉为“２１世纪的生物学”［１］，因在诸多医学前沿领域研究中成为重要研究方法而被广泛应用［２］。通过学习，学生应了解系统生物学课程的基本概念和研究内容，掌握生物系统分析和建模的基本原理，拓宽视野，形成全局观和系统的思维方式，从而全面地认识和理解生命现象，把握２１世纪生命科学研究的总体方向，为研究生阶段的深造打下基础。系统生物学以系统论、实验和计算方法整合研究为特征，研究生物系统的组成及其相互关系和系统功能的涌现［３］。系统生物学的基本工作流程包括四步。第一步是对选定的某一生物系统的所有组分进行了解和确定，描绘出该系统的结构，包括基因相互作用网络和代谢途径，以及细胞内和细胞间的作用机理，以此构造出一个初步的系统模型。第二步是系统地改变被研究对象的内部组成成分（如基因突变）或外部生长条件，然后观测在这些情况下系统组分或结构所发生的相应变化，包括基因表达、蛋白质表达和相互作用、代谢途径等的变化，并把得到的有关信息进行整合。第三步是把通过实验得到的数据与根据模型预测的情况进行比较，并对初始模型进行修订。第四步是根据修订后的模型的预测或假设，设定和实施新的改变系统状态的实验，重复第二步和第三步，不断通过实验数据对模型进行修订和精练［３］。由此可见，系统生物学课程内容多，关联的知识面广，理论性强，知识更新速度快，最好配备实验等辅助环节和充足的实验资金。这些要求在高校的课程安排中是不可能实现的。如我校生物工程专业开设的系统生物学课程学时数偏少，且缺少实验等辅助环节。因此，我们需要针对系统生物学的教学内容和教学实践进行改革与创新，在合理的课程知识结构框架下，吸收前人和自身授课过程中总结的经验［４］，通过灵活应用“换位思考”“注重教学价值”和“案例导向的课题式教学”，探索“关注人才培养”的教学方案，以期激发学生的学习兴趣，提高授课实效。希望本文的教学方案可以在其他相关课程教学中推广实验。一、进行换位思考有学者曾建议在教学中换位［５］，主要是角色换位，即老师和学生的角色互换。老师给定一个科学问题，利用一两节课的时间，让学生上讲台，以教师身份引领大家去分析、解决这些问题，而老师则以一名学生的角色去聆听并参与讨论。角色换位的目的是锻炼学生主动创新的思维和能力，提高他们的学习热情。“角色互换式教学”效果显著，但也存在不足，如由于时间和效率的关系（只能拿出少量的课时进行互换式教学，否则教学计划无法完成），教师无法让每位学生都进行角色互换（尤其是公共课，绝对没有时间让每位学生都上台讲），也不能每节课都由学生来讲授。因此，“角色互换式教学”只能作为辅助，传统的“老师讲学生听”的方式是不能抛弃的。老师依然必须是教学活动的主体，这点毋庸置疑。本文讲的“换位思考”是指将“角色互换式教学”的思想融入每节课，充分提高学生的主动性和学习热情。站在听众（学生）的角度换位思考是指授课老师以学生的角色去重新整理教学大纲，制定授课计划，设计授课讲义。这样老师的授课才能贴近学生需求，学生才会变得主动、有兴趣。以系统生物学为例，站在听众（生命科学专业学生）的角度授课，教师首先需要解释的是：为什么会出现系统生物学？学习这门课能解决什么问题？这门课对今后的深造或工作有什么帮助？笔者的实践证明，在每节课备课时站在学生的角度换位思考，重新设计授课讲义，会收到意想不到的课堂教学效果———使枯燥无味的理论课程变得生动有趣，提高学生的主动性和学习热情。二、设计故事情节展开教学内容，注重教学价值笔者认为，大学老师授课的主要目的不只是为了传授知识。原因有二：１．现在是知识爆炸的年代，知识是无穷尽的，是传授不完的，也是无法通过人脑完全记忆的；２．现在是网络信息爆炸的年代，年轻人（学生）利用网络资源的能力超过年长者（老师），学生可以通过搜索引擎得到几乎想要的任何资料（