基因工程“多元化”教學方法改革研究與實踐

摘要 以“基礎-綜合-系統-創新”基因工程教學改革體系為背景，對教學方法進行了如下改革：①在“基礎”理論教學過程中，主要采用問題導向式、啟發式、討論式、案例式等教學方法；②在“綜合性”理論教學和實習教學中，主要采用合作學習、探究學習等教學方法；③在“系統”教學中，主要采用案例教學法和項目教學法；④在“創新”教學上，主要采用模擬訓練法和實戰訓練法等教學方法。通過上述教學改革，旨在提高學生的學習興趣，培養學生分析問題、解決問題的能力，更重要的是培養學生的科研能力和創新精神，同時激發教師的教學潛能，提高教師的科研能力。

關鍵詞 基因工程； 教學方法； 多元化

中圖分類號 S-01 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）25-08815-02

Abstract The reform teaching methods in “genetic engineering” ，under the background of “basic，integrated，systematic，innovative”，were as follows：①On “basic”，the main teaching methods were problemoriented，heuristic，discussion，case teaching method，and so on. ②On “integrated”，the methods of cooperative learning and inquiry learning were the main. ③On “systematic”，case teaching and project teaching method was the chief；④On “innovative”，simulation and actual combat training method was the main. The teaching reforms not only improved the students’ interest in learning，but also cultivated the students’ ability to analyze and solve the problem，the more important was to cultivate the students’ scientific research ability and creative spirit，to stimulate the teaching potential，and improve the teachers’ ability of scientific research.

Key words Genetic engineering； Teaching method； Diversification

“基因工程”是高等院校生物相關專業重要的專業課，為了更好地提高教學質量，本課程的教師均在積極探索適合于自己院校的教學模式。例如，南京林業大學的陳英等從做好課程總體規劃、開展多媒體輔助教學、重視實驗教學、嘗試研究性學習等方面，培養學生創新精神和實踐能力，以達到重點培養學生綜合素質和能力的目標[1]；北京林業大學的安新民等對“基因工程”的教學方法與手段進行了有益的探索，初步建立了講授、案例教學、讀書報告教學相結合，并充分運用多媒體和網絡資源的新型的專業課教學模式[2]。但是上述教學方法如何應用于不同專業的學生，教學效果如何，還需要進行研究和實踐。

另外，在教學方法問題上目前還存在：①教學方式單一，仍以學生接受知識為主，在一定程度上限制了學生的主體意識和個性發展，制約了創新型人才的培養[3]。②教育思想和觀念落后，強調在教學過程中，教師起主導作用，并將其主導作用絕對化、擴大化。事實上，任何教師都不可能把知識直接灌輸給學生，只能通過激發學生的興趣，幫助其建立新舊知識之間的聯系，促進其自覺地學習[4-5]。③多媒體教學的優越性不明顯。一些教師在制作課件時，只是改變了將內容表現出來的媒介方式，即由以黑板作媒介轉為以屏幕為媒介，沒有實質性的變化。有的教師在上多媒體課時，過分依賴多媒體，完全圍繞課件講課，導致多媒體教學的“輔助”作用蛻變為“主導”作用[6-8]。④教師教學研究精力不足。有些教師只注重教學內容的深廣度和學術性，忽視教學手段與方法的更新。有的教師雖然采用了案例式、討論式等教學方法，但由于不理解各種教學方法的內涵而致使效果不佳。

因此，筆者所在教研室在長期的基因工程教學工作中，在借鑒兄弟院校基因工程改革成果的基礎上，結合東北林業大學本科生的特點，以“基礎-綜合-系統-創新”基因工程教學體系為背景，探索適合于該教學體系的教學方法，更加側重于培養學生的創新能力和協作能力。

1 教學方法的設計

在“基礎”理論教學過程中，依據教學大綱，以自主學習、任務型教學、學習策略等先進的教學理念為指導進行教學內容設計，采用問題導向式、啟發式、討論式、案例式等教學方法，激發學生的學習興趣和熱情，使學生理解性地掌握基因工程的精髓。

在“綜合性”理論教學和實習教學中，采用合作學習、探究學習等教學方法，強化學生的團隊意識和合作意識，探究綜合理論知識的應用，探索綜合實驗技術的改進，進一步激發學生的學習興趣，培養學生的協作能力和創新能力。

在“系統”教學中，采用案例教學法和項目教學法，注重從系統整體分析與設計角度出發，從更高層次上讓學生進一步掌握基本內容和重點內容，使學生能夠利用基本知識，從系統角度分析教學內容各模塊的關聯，最終實現學習方法創新及基本教學內容在創新實踐中的應用。

在“創新”教學上，除了在上述教學內容上培養學生的創新思維外，采用模擬訓練法和實戰訓練法等教學方法，根據基因工程原理設計解決的問題，模擬或深入到實驗室實訓來證實自己的設計。這樣不僅可以進一步提升學生的創新思維，同時培養了學生解決實際研究難題的能力。

2 教學方法的實踐

根據教改計劃實施了基于“基礎-綜合-系統-創新”教學體系的實踐教學活動，發現教師的激勵、組織、點撥和引導作用對提高學生學習的積極性，使學生理解學習過程，掌握科學的學習方法，培養創新能力和探求精神是非常重要的。特別是如何上好第一堂課，對學生的引導和激發作用較大。為此，教研室的全體教師在新學期開始組織旁聽了4位優秀教師講授的第一堂課。在吸取優秀教師講課經驗的基礎上，結合基因工程課程的知識和應用體系，制作了適合于生命科學、生物技術等專業的第一堂教學內容。第一堂的教學內容除了介紹基因工程的發展歷程、研究內容和發展前景外，還通過名人案例和科研案例激發學生的學習熱情。最后，根據多年的教學經驗傳授了該課程的學習方法，讓學生感覺到老師不僅是授予其“魚”，而且授予其“漁”。這樣可以讓學生親近老師，培養學生學習的信心。

“案例教學”是基因工程最經典的教學手段之一，在對其進行改革，激發學生的學習興趣和促進學生理解理論知識方面做了改革：①教師進行科學研究，將自己的科研成果直接納入課堂，豐富教學內容，使所教和所學內容均為前沿知識。例如，農桿菌介導的外源基因轉化是目前植物轉基因應用比較廣泛的方法。近年來關于農桿菌介導的整合機制的研究已經取得了很大的進步，但有些問題還不明確，尚存在一定爭議，且相關教材更新相對滯后。為此，將自己的部分科研成果納入教學內容，與學生共同探討存在問題以及解決措施，取得了較好的教學效果。②案例教學可以充分利用網絡手段，使師生進行密切的溝通。如小組討論可以采用QQ 群和微信等手段，這樣不僅跨越時間和空間的限制，更極大地提高了學習效率。另外，在教學案例中所組織的資料是有限的，學生在思考問題、分析問題的時候往往要查閱大量相關資料，以便了解相關領域的發展狀況和他人的解決思路，這樣可以拓寬學生的知識面，更重要的是培養了學生分析問題和解決問題的能力。一方面加強了學生對學科前沿的了解，拓寬了知識面； 另一方面，增強了學生的表達能力，培養了獨立思考和解決問題的能力，還有利于后繼課程“文獻檢索”的學習和創新實驗、畢業課題的開展。

在“創新”教學上，除了在上述教學內容上適時培養學生的創新思維外，還采用模擬訓練法和實戰訓練法等教學方法。模擬訓練上，嘗試把課堂還給學生，建立“以學生為主體，自主學習”的課堂教學模式；實戰訓練上，結合學校大學生創新課題申請以及講座和答辯的方式，發現這樣不僅可以進一步提升學生的創新思維，同時培養學生解決實際研究難題的能力，最終實現學習方法創新及基本教學內容在創新實踐中的應用。

在考試改革方面，結合學校的教學改革，進行了階段性考試。在階段性考試中，根據本課程的特點，讓學生以自命題的形式開卷考試，這樣不僅讓學生參與教學，而且在自命題的過程中自主學習。

3 教學方法的效果分析

3.1 教學效果

通過多元化、啟發式教學，將學生沉悶、呆板、被動的學習變為生動、活潑、主動的學習，同時激發學生獨立思考和創新意識，提高了教學質量。學生的平均成績由去年的75.83分增加到84.51分，增長了11.5%。

3.2 案例教學效果分析

對案例教學的效果，以問卷的形式了進行調研。研究發現，85%以上的學生認為案例教學對該門課程的學習很有幫助。特別是95%的學生認為案例教學活躍課堂氣氛，92%的學生認為培養了自己的自學能力，91%的學生認為幫助鞏固專業知識，理論與實驗具有極大的相關性（表1）。因此案例教學實現了以點帶面、從一維到多維的發散型教學，拓展了學生的學習能力和實踐能力，鍛煉和培養了學生的科研能力和創新精神。

3.3 創新實驗效果分析

對三年級學生開設基因工程有關的設計創新性實驗。學生經過自由選題，與指導老師溝通，自己查閱文獻，確定實驗方案，進行實驗可行性答辯及方案修訂后進行實驗。學期結束時各個項目進行結題答辯，由答辯委員會進行評分。通過創新實驗，學生學會了創新型設計性實驗的選題、文獻查閱、實驗方案制訂； 通過實驗中的“明確分工”培養了學生的團結協作精神； 通過實驗數據的記錄和分析，使學生養成了實事求是的科學態度和綜合運用知識的創新意識，鍛煉和提高了學生自主提出問題、分析問題、解決問題的能力[9]。

3.4 教師技能分析

基于“基礎-綜合-系統-創新”教學體系的實踐教學活動，既提高了教學質量，培養出了一批綜合素質高、科研能力和創新能力較強的本科生，又使授課教師自身的科研創新能力得到了較大的提高，取得了較好的效果。如有5位任課教師在最近兩年均獲得國家自然科學基金資助，發表SCI論文10余篇。另外，實施教改后，學生對5位任課老師的評價分數均達到90分以上，其中1位任課教師分別獲得學院和學校教學成果二等獎。

4 展望

基因工程課程教學改革是一個長期的教學質量工程，它需要教師著眼于現實建設，著眼于未來發展，不斷更新內容，不斷改進教學方法，使項目始終保持可持續的高水平的發展，為社會培養更多具有良好專業素質和創新能力的生物技術高級專業人才[10]。因此，項目的后續階段任務與計劃為：繼續完善教材建設；在已有項目的基礎上進一步設計新的實驗項目，建立相對穩定的自主設計實驗項目庫及操作規范；完善開放式的管理制度與全程式參與的考核辦法。

參考文獻

[1] 陳英，黃敏仁.“基因工程”教學改革初探[J].生物學雜志，2005，22（5）：48-50.

[2] 安新民，張志毅，荊艷萍.“基因工程”教學方法和教學手段的探索[J].中國林業教育，2006（3）：52-54.

[3] 許崇波，逄越，遲彥，等.深化基因工程課程改革提高教學質量[J].微生物學通報，2008，35（7）：1153-1156.

[4] 易潤華，劉大召，蔣鴻標，等.《基因工程概論》教學改革實踐[J].安徽農業科學，2010，38（9）：4799-4800，4806.

[5] 王忠華，斯越秀，俞超，等.“基因工程實驗技術”教學改革與探索[J].中國電力教育，2013（4）：136-140.

[6] 張文治，孫曄，俞苓，等.深化課程改革提高教育質量——《微生物學》重點課程建設的探索與實踐[J].微生物學通報，2007，34（2） ：386-389.

[7] 黃金林，潘志明，焦新安.“發酵工程”課程教學的思考與探索[J].生物學雜志，2005，22（5）：46-50.

[8] 華子義，劉振國，朱正芳，等.生物工藝學課程的教學改革[J].實驗室研究與探索，2013，32（7）：146-148.

[9] 劉振國，華子義，沈忠明.實踐短學期在培養科研創新素質方面的嘗試[J].實驗室研究與探索，2010，29（10）：73-76.

[10] 王忠華，斯越秀，俞超.“分子生物學與基因工程”教學方法改革與探索[J].中國電力教育，2013（7）：127-140.