基因工程實驗教學改革初探

吉林農業科技學院生物工程學院 薛 健 徐亞維 王 霞 楚海嬌

在高等院校，基因工程是生物科學、生物技術、生物工程等生命科學專業的專業基礎課。與生命科學其他專業基礎課不同，學生不但要掌握抽象的理論知識，還需具有熟練的動手能力。基因工程實驗可以提高學生的學習興趣、加強學生的感性認識、培養理論與實踐相結合、提高學生動手操作能力，因此基因工程實驗在基因工程教學中具有重要作用。實驗項目改革前，本校基因工程實驗涉及的實驗內容有：質粒DNA 提取、瓊脂糖凝膠電泳、PCR 技術等，上述實驗內容涵蓋了基因工程的基本操作技能，但各實驗的聯系松散，學生往往只能掌握各實驗獨立的操作技能，不能很好地將理論和實驗聯系起來，教學效果不理想。針對上述問題，基因工程課程組成員進行研究，重新制定實驗項目，在基礎性實驗的基礎上開設綜合實驗，以此打破各實驗項目間的封閉性，提高了基因工程實驗的教學效果。

一、實驗教學改革具體實施方法

1.預習報告與實驗報告相結合。樹立以學生為實驗主體的教學理念，打破傳統的“一張報告，一節課”的觀念。實驗教學改革后，要求學生在實驗操作前仔細預習，書寫預習報告，并在實驗前上交給實驗教師進行審核，審核通過的學生方可進行實驗操作。綜合實驗全部結束后，要求學生整理上交實驗報告。該實驗報告有別于傳統的實驗報告，不單是“目的、方法、實驗步驟、結果”等羅列，要求學生按科技論文要求進行書寫，將多次實驗的實驗結果按條理寫明，對實驗結果進行分析，并對實驗中的不足和改進措施進行闡明。

2.教師講解與學生操作相結合。每次實驗課，在學生完成預習報告基礎上，教師進行實驗講解，并對實驗注意事項進行強調。在學生動手操作前，教師對部分實驗中所涉及的操作進行演示，保證學生能規范使用儀器、正確進行實驗。在教師演示完成后，學生再按照實驗報告，獨立完成實驗內容。學生實驗過程中，教師對學生進行監督，非特殊情況不再動手操作實驗，以此提高學生獨立操作能力。

3.增加實驗室開放時間，設置綜合實驗。基因工程實驗難度大、連續性強，僅憑實驗課有限學時內的實驗操作很難使學生熟練掌握基因工程所涉及的實驗技能。為了解決這一問題，加大實驗室開放率，實驗室每天從8 點到21 點開放。在基礎性實驗結束后，教師給定綜合性實驗題目，學生選題后，根據所學理論和文獻檢索進行實驗設計，撰寫實驗設計報告，交予任課教師審核，合格后，可進實驗室進行獨立操作。綜合性實驗操作有別于課堂中基礎性實驗，在綜合性實驗的實施中，學生需自行配置實驗藥品，獨立完成實驗，撰寫實驗報告。

4.改革考核方式。改革前實驗課成績主要根據隨堂實驗報告評定，但隨堂報告并不能客觀真實地反映學生的實驗技能掌握情況。為了解決上述問題，實驗考核中，在保留基礎性實驗隨堂報告的基礎上，增加實驗技能考試和綜合性實驗設計考核。在課程結束后，組織課程組成員對學生進行實驗操作技能考試，根據學生的操作是否標準，給予實驗技能成績。同時根據學生在綜合性實驗的設計、操作、結果、綜合實驗報告的撰寫等方面，給定綜合實驗成績。改革后基礎實驗報告成績、實驗技能考核成績及綜合實驗成績各占實驗總成績的30%，學生課堂表現占10%。

二、實驗改革效果

1.提高學生實驗操作能力。小組實驗增加了學生動手操作的機會，為學生提高實驗操作能力提供了基礎。同時，在課程設置中，由于增加了實驗技能考核和綜合實驗部分，使學生提高了對基礎實驗課的重視，做到充分預習、認真聽講、仔細操作，提高了學生的實驗操作技能。在2013年、2014年和2015年的吉林省大學生生物學實驗技能競賽中，我院參賽學生連續獲得一等獎、二等獎與三等獎的好成績。

2.提高學生科技論文寫作能力。實驗報告書寫方式的改革和綜合性實驗的設置，不但可以提高學生對實驗系統性的了解，還能培養學生科技論文的寫作能力，這為其撰寫畢業論文提供了堅實的基礎。

3.加強學生團隊合作能力。實驗改革為學生團隊合作能力的培養提供了條件。學生在完成綜合性實驗時，不能僅憑一個人的能力進行，需要和組內成員進行討論，確定實驗方案。同時，基因工程實驗連續性強，對于初學者，時間安排較差，因此，學生需要團隊內成員的“輪崗”才能使實驗順利進行，這進一步提高了學生的團隊合作能力。

三、實驗改革中存在的問題及解決辦法

1.實驗經費不足。基因工程實驗所涉及的耗材、試劑價格較高，但學校撥款的總實驗經費有限，制約著實驗項目的開設，影響學生實驗技能的進一步提高。針對這一問題，課題組成員以向學校申請加大實驗經費投入，并且課題組成員通過申請各類教研課題，彌補實驗經費的不足。

2.學生基礎年級實驗技能不足。部分學生未能按要求掌握基礎年級的實驗操作，導致教師在基因工程實驗授課過程中，需要花費時間復習學過的實驗技能，浪費課堂時間，影響基因工程實驗的開展。為了解決這一問題，課題組成員已經和化學、物理等多門基礎實驗課教師進行討論，加強學生對實驗操作的認識，在基礎課實驗結束后，掌握藥品稱量、配置等相應的實驗技能，為基因工程實驗課的順利開展提供基礎。

經過多年的改革，基因工程實驗課教學效果得以提高，學生及用人單位反饋良好，達到了預期的效果。但課題組成員還應緊跟科研和應用趨勢，提高教師自身業務能力，進一步深入基因工程實驗教學改革，為培養合格的生物技術人才而努力。

[1]吳乃虎.基因工程原理[M].北京: 科學出版社，1998

[2]劉曉燦，陳燕珍，林萬華等.基因工程實驗教學改革的探索與實踐[J].教育探索與實踐，2005