基因工程實驗教學改革與探索

陳桂敏

【摘要】針對基因工程實驗課存在的問題，筆者結合近年來在實驗教學中積累的經驗，提出優化教學內容、改進教學方法、將實驗教學與科研及畢業論文相結合、完善考核方式等措施，充分發揮實驗教學的優勢，提高學生的學習自主性和積極性，以達到培養創新型人才的目的。

【關鍵詞】基因工程 實驗教學 改革與探索

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）06-0247-01

基因工程方法和技術隨著分子生物學的迅猛發展，已滲透到現代生命科學的各個分支領域[1]，基因工程技術是生物技術和生物工程領域的主導型技術，熟練掌握該技術已經成為現代生物科學工作者的首要任務之一[2]。基因工程是從分子水平對生命復雜現象的認識和操作的一門新興學科，該課程內容繁多，概念抽象，理論性和技術性強，是一門實驗操作性很強的課程[3]。基因工程實驗是加強學生感性認識、提高學生的學習興趣、培養理論與實踐相結合、提高科學思維能力和獨立操作能力不可或缺的教學環節[4]。筆者針對在過去兩年的實驗教學中所存在的問題進行了總結，對在教學中存在的薄弱環節進行優化，將實驗教學和科研及畢業論文相結合，并在教學方法上進行改進，經過幾年的教學實踐，取得了良好的教學成果。

一、基因工程實驗教學中存在的問題分析

近年來，隨著分子生物學技術的發展，基因工程已經作為生物技術和生物工程專業的一門專業基礎課程在各類高校陸續開設，該課程的開設大大促進了相關專業人才的培養，但在整體上還存在以下不足。

1.實驗教學內容陳舊

基因工程實驗主要包括生物體總DNA的提取、載體構建、凝膠電泳、遺傳轉化等，課程每周開設一次，這樣的安排對于提高學生的實驗操作技能具有一定的幫助，但是基因工程實驗是一個連貫的操作程序，傳統的教學安排打破了這種連貫程序，這使得學生很難對其有整體印象，且基因工程實驗中的很多操作技術都是以分子生物學為基礎，這兩門課程一般都是分開開設的，由不同的教師承擔，這種現象導致實驗課內容有很多重復，這種重復不僅浪費師資力量，實驗耗材等，也嚴重的降低了學生的學習積極性。

2.實驗教學方法單一

傳統的實驗課普遍存在實驗分散的弊病，任課教師為了節省教學時間且避免學生操作實驗時造成試劑浪費，教師在課前便準備實驗所需試劑；在實驗課堂上由教師講授和演示，學生僅僅是模仿的進行驗證性實驗。這種傳統的教學模式，難以激發學生學習的積極主動性，制約著高素質人才的培養[5]。

3.考核方式不合理

由于基因工程實驗結果都是不可見的結果，因此對于該課程的考核一般根據思考題、實驗報告給予成績，該實驗課成績的評定存在一定隨意性，在這種體制下，學生的學習積極性很難提高，實驗過程中往往是被動的接受狀態。

二、基因工程實驗教學體系的改革與完善

1.優化課程設置

針對基因工程實驗的內容多，連續性強等特點，重新制定教學大綱，將課時量適當增加，把原本單個的小實驗改為綜合型的大實驗，實驗時間安排在周末或獨立的一到兩周連續的時間內完成，且去除驗證性、演示性實驗，改為自主性和創新性實驗，這不僅能提高學生對該課程的積極性，還有助于提高學生的自主創新能力。

2.改革實驗教學內容

為消除課程間的重復，可將基礎實驗內容進行整合，不同專業的學生實驗進行細化，在分子生物學的基礎上，使原本單個獨立的實驗連貫起來，形成系列大實驗。由于上游目的基因的分離、酶切、連接和載體構建等實驗在分子生物學實驗中都有所接觸，因此將實驗重點放在下游操作上，根據不同專業的就業需求，生物技術專業側重于下游植物的遺傳轉化與鑒定等方面的實驗，而生物工程專業側重于外源基因的遺傳轉化及其蛋白表達純化等方面的實驗。通過外源基因在植物或微生物細胞中的表達，讓學生了解從基因水平到蛋白表達水平的整個過程，同時檢測報告基因或外源蛋白表達，形成了整個表達體系。不僅使學生體驗了基因工程的整個操作流程，又能提高學生的科研積極性。

3.試驗教學方法改革

3.1采取開放式教學

為了鍛煉學生的科研思維和意識，使學生具有設計實驗的能力，將課程改為開放式教學。任課教師只對實驗的大框架、實驗目標等進行講解，讓學生以分組形式寫出實驗計劃。經指導老師認可后方可開始實驗，這樣不僅培養學生的自學能力，加強學生對生物學文獻資料的查閱能力，還有助于學生充分發揮主觀能動性及創新思維。實驗過程中要求學生重視每個細節上的操作，避免交叉污染，指導老師巡回檢查并指導學生操作，遇到個別問題，針對問題，單獨指導，真正做到因材施教，同時要求學生做好實驗記錄，并對實驗結果進行合理的分析解釋，以培養學生嚴謹的科研態度[6]。

3.2采取科研、畢業論文與實驗相結合的教學模式

為了充分調動學生的科研積極性，可將該課程與老師的科研或學生的畢業論文相結合，依托生命科學學院的省級重點實驗室較好的科研條件及近年來參與的科研課題，讓學生自行選擇基因，在老師的指導下去設計實施實驗，并最終獲得自行選定的基因的表達產物，并對外源基因的表達產物進行進一步的分析，這不僅提高學生的實驗積極性，也能避免反復實驗過程中的試劑浪費，同時又達到了系統訓練學生的目的。

4.考核方式改革

為提高實驗教學效果，必須建立一套以創新能力培養為重心的既重過程又重結果的實驗課程考核新模式[7]。將考核分為實驗前的自主學習能力評價，實驗設計創新能力評價，實驗操作過程中對實驗技能和動手能力評價以及最終的實驗總結分析能力評價等四方面，考核不僅僅局限于對知識點的考核，更需要學生將掌握的理論知識融會貫通到實驗過程中，并能解決在實驗過程中遇到的問題，通過這種多元化的課程考核體系，既能反映學生的實際水平和能力，又能調動和提高學生學習的積極主動性，對提高學生運用理論知識解決實際問題、提高實際操作能力和創新能力都有積極的意義。

三、結語

通過在基因工程實驗教學中的改革實踐，不僅增強了學生的自主能動性，也讓學生獲得了類似科研實踐過程的訓練和體驗，提高了學生從事科研工作的基本能力，也為本科畢業論文的寫作打下堅實的基礎。總之，實驗教學改革是一項系統工程，需要不斷的探索、實踐，作為教師，我們要不斷總結經驗教訓，逐步完善教學方法，從而培養出高素質的創新型人才。

參考文獻：

[1]朱旭芬.基因工程實驗指導[M]. 高等教育出版社， 2010年4月第2版。

[2]梁桂英， 王春曉. 開放實驗教學提高學生創新能力[J].高師理科學刊， 2007， 27（1）：91-93.

[3]王桂華， 唐彥君， 余麗蕓， 曹寧. 基因工程實驗的改革與實踐[J]. 安徽農學通報， 2009， 15（9）： 230-231.

[4]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， 8： 45.

[5]秦紅霞， 王萍蘭， 徐玲玲， 李同建等. 基因工程實驗教學改革與探索. 安徽農業科學， 2010， 38（7）： 3813-3814.

[6]張淑平， 李英姿， 張榮慶. 分子生物學實驗課教學實踐與體會[J]. 中國大學教學， 2006（1）： 49-50.

[7]王忠華， 斯越秀， 俞超， 毛芝娟等. “基因工程實驗技術”教學改革與探索. 中國電力教育，2013， 4： 136-138.