高校《基因工程概論》課程教學(xué)改革初探

盧敏

摘要：通過(guò)高校基因工程概論課程教學(xué)改革，探索以人才培養(yǎng)為根本，以研究型教學(xué)為特色的本科生課程建設(shè)。實(shí)現(xiàn)以學(xué)生作為教學(xué)和課堂的主體，教師輔助和引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和積極性的新型教學(xué)模式，建立課程綜合評(píng)價(jià)體系，有效地評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)于知識(shí)掌握情況，做到以教學(xué)促進(jìn)教師科研發(fā)展，科研成果反哺教學(xué)工作，加強(qiáng)新世紀(jì)生命科學(xué)應(yīng)用人才培養(yǎng)建設(shè)，逐步提升教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：基因工程；教學(xué)改革；人才培養(yǎng)；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）15-0097-02

隨著科學(xué)技術(shù)特別是生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，生命科學(xué)進(jìn)入了以生物信息學(xué)、生物技術(shù)和基因工程等為標(biāo)志的嶄新領(lǐng)域[1]。《基因工程概論》是一門以分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)等相關(guān)學(xué)科為基礎(chǔ)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，這門課程是各高校生物技術(shù)、農(nóng)學(xué)、園藝等專業(yè)的主干課程，如何在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力，最終達(dá)到提高學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)和綜合競(jìng)爭(zhēng)力的目標(biāo)[2]。在該課程的教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行了各方面的教學(xué)探索工作，充分利用多媒體和各種網(wǎng)絡(luò)資源開展新型教學(xué)模式，并及時(shí)補(bǔ)充植物學(xué)生物技術(shù)領(lǐng)域最新研究進(jìn)展，激發(fā)學(xué)生對(duì)于生命科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣和熱情，緊跟生命學(xué)科發(fā)展前沿，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

一、由淺入深，雙語(yǔ)教學(xué)

學(xué)生在學(xué)習(xí)基因工程相關(guān)概念和知識(shí)的同時(shí)，通過(guò)了解基因工程的發(fā)展歷史，特別是在基因工程發(fā)展過(guò)程中一些推動(dòng)人類解開生命之謎的標(biāo)志性事件和經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，來(lái)更加充分地理解學(xué)習(xí)的內(nèi)容，同時(shí)能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，例如孟德爾是如何針對(duì)豌豆七對(duì)獨(dú)立表現(xiàn)型在其雜交子代中出現(xiàn)分離的現(xiàn)象展開詳細(xì)研究的，最終經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)了基因分離與自由組合定律，開創(chuàng)了遺傳學(xué)和基因工程的先河，通過(guò)諸多生動(dòng)的實(shí)例，使學(xué)生充分了解生物技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)基因工程的發(fā)展歷史，同時(shí)也讓學(xué)生深深感受到每項(xiàng)令人矚目的科研成就的背后，科研工作者需要付出超乎想象的艱辛與努力，才能夠推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步[3]。其次，在講授基因工程內(nèi)容相關(guān)概念的時(shí)候，需要進(jìn)行雙語(yǔ)教學(xué)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的同時(shí)，接觸到一些專業(yè)詞匯，為其今后閱讀國(guó)外基因工程研究進(jìn)展文獻(xiàn)報(bào)告和從事基因工程相關(guān)研究工作奠定理論基礎(chǔ)。

二、教學(xué)方法的設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)教育教學(xué)方式往往是教師作為教育主體，按照課程設(shè)置和既定思維，將事先設(shè)置好的內(nèi)容按部就班地講解給學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)模式。整個(gè)授課方式較為枯燥，限制了學(xué)生對(duì)于《基因工程概論》所學(xué)內(nèi)容的想象力和趣味性，不利于學(xué)生自我科研探索精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。《基因工程原理》作為農(nóng)學(xué)生物技術(shù)等相關(guān)專業(yè)的理論課，需要依據(jù)教學(xué)大綱，進(jìn)行學(xué)生自主學(xué)習(xí)、教師輔助學(xué)生學(xué)習(xí)等形式的教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)。以學(xué)生作為課程的主體，教師作為主導(dǎo)去鼓勵(lì)和啟發(fā)學(xué)生思考、發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，教師僅僅能把知識(shí)灌輸給學(xué)生，但并不能幫助學(xué)生完全接受和消化所學(xué)內(nèi)容，授人以魚不如授人以漁，通過(guò)提問(wèn)式教學(xué)和包括完成課程作業(yè)、課堂分組討論等反饋式教學(xué)方法，及時(shí)了解學(xué)生對(duì)于知識(shí)掌握的情況，幫助學(xué)生溫故而知新，并結(jié)合平時(shí)完成作業(yè)情況，從多個(gè)方面對(duì)于學(xué)生的成績(jī)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[4]。只有提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，才能使其真正領(lǐng)會(huì)相關(guān)知識(shí)，開闊思路，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科內(nèi)容的交叉[5]。要從學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)際需求出發(fā)，注重將每一個(gè)基因工程發(fā)展史上的重要技術(shù)的研究思路和實(shí)驗(yàn)引入課堂，例如紅色熒光蛋白、綠色熒光蛋白的發(fā)現(xiàn)及其在現(xiàn)代基因工程研究過(guò)程中是如何與目的基因形成融合蛋白來(lái)進(jìn)行基因定位等方面的研究的，以較為生動(dòng)的例子讓學(xué)生切實(shí)感受到基因工程技術(shù)的魅力所在和其存在的重要性[6]。另外，在《基因工程原理》課程中的較為抽象的部分重點(diǎn)內(nèi)容，如乳糖操縱子的作用原理，單純的通過(guò)依賴多媒體教學(xué)方式使得授課內(nèi)容過(guò)于籠統(tǒng)，在結(jié)合多媒體的同時(shí)，這部分教學(xué)內(nèi)容以板書的方式則更能讓學(xué)生準(zhǔn)確地了解其作用機(jī)制。另外，通過(guò)實(shí)踐教學(xué)發(fā)現(xiàn)，在理論教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)文字的演示適時(shí)配合一些簡(jiǎn)短而生動(dòng)的生物學(xué)動(dòng)畫和影像資料，如酵母單雜交和雙雜交的基本原理、鏈?zhǔn)骄酆厦阜磻?yīng)、基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程及噬菌體感染大腸桿菌等相關(guān)教學(xué)，通過(guò)動(dòng)畫和影片使學(xué)生對(duì)于所學(xué)知識(shí)從抽象思維到直接具體化，引起其學(xué)習(xí)積極性，幫助其理解所學(xué)知識(shí)。

三、緊跟基因工程學(xué)科發(fā)展前沿

教材的內(nèi)容僅僅是基本，但并不是全部。基因工程研究發(fā)展日新月異，課本上的基礎(chǔ)內(nèi)容還停留在過(guò)去發(fā)展的某個(gè)階段，過(guò)去有些未能解析的生命作用機(jī)制之謎如今得以解答，生物新技術(shù)特別是二代測(cè)序技術(shù)等快速發(fā)展使得我們可以更加有效地進(jìn)行生命科學(xué)研究[7]。因此積極追蹤基因工程學(xué)科發(fā)展前沿，對(duì)于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生理解理論知識(shí)及其未來(lái)可能從事的科研工作提供很大幫助。教師在完成教學(xué)工作的同時(shí)也開展大量科研工作，教師在教學(xué)活動(dòng)中可以結(jié)合自身的科研實(shí)例，將自己的事例搬上講臺(tái)，例如在介紹載體構(gòu)建章節(jié)相關(guān)內(nèi)容中，可以結(jié)合自己在科研中是如何構(gòu)建pCambia3301植物雙元表達(dá)載體、pGBKT7酵母表達(dá)載體和pMD18-T克隆載體的例子進(jìn)行說(shuō)明，再例如在實(shí)際的科研實(shí)驗(yàn)中是如何進(jìn)行農(nóng)桿菌GV3101轉(zhuǎn)化等。通過(guò)介紹自己最新的科研進(jìn)展和生命科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，結(jié)合引導(dǎo)學(xué)生到圖書館檢索并閱讀相關(guān)科研文獻(xiàn)和研究報(bào)告，例如在介紹基因表達(dá)與調(diào)控章節(jié)部分內(nèi)容時(shí)，現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展到今天，利用標(biāo)記型RNA干擾替代傳統(tǒng)常規(guī)RNA干擾的方法能夠有效地避免基因脫靶現(xiàn)象的發(fā)生，通過(guò)引入基因工程最新研究成果，一方面能夠豐富課程內(nèi)容，活躍課堂氣氛，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，成功地把學(xué)生從書本中引入到書本外，另一方面在介紹過(guò)程中極大程度上吸引了學(xué)生的注意力，引發(fā)學(xué)生對(duì)于所產(chǎn)生科學(xué)問(wèn)題及其相應(yīng)解決方法的思考。這種教學(xué)模式受到學(xué)生的廣泛關(guān)注，學(xué)生課下通過(guò)媒體與老師和其他同學(xué)就某些科學(xué)問(wèn)題展開詳細(xì)討論，比如基因工程研究在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、食品和化工等領(lǐng)域的重要應(yīng)用，轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)人類發(fā)展的重要作用，但其同時(shí)對(duì)環(huán)境和人類健康也存在潛在威脅[8]。在熱烈討論的過(guò)程中，老師通過(guò)讓學(xué)生從數(shù)據(jù)庫(kù)中查閱大量科研文獻(xiàn)特別是一些最新發(fā)表的外文研究報(bào)告來(lái)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，解決其學(xué)習(xí)中存在的疑慮和困惑。除此之外，考慮到未來(lái)學(xué)生對(duì)于基因工程、生物技術(shù)方面相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的需求，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，教師可以利用自己現(xiàn)有的科研資源，創(chuàng)造條件讓學(xué)生積極參加自己的科學(xué)研究工作，讓學(xué)生能夠接觸到基因工程實(shí)驗(yàn)中重要的科研儀器和生物制品，學(xué)生通過(guò)輔助老師使用這些儀器設(shè)備和生物制劑來(lái)完成一些較為基礎(chǔ)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，從而提高自身動(dòng)手能力，并能進(jìn)一步加深其對(duì)《基因工程概論》課程相關(guān)理論知識(shí)的理解，做到讓學(xué)生真正地走出書本。

四、建立綜合評(píng)價(jià)制度，提高學(xué)生綜合素質(zhì)

考核和教學(xué)評(píng)價(jià)是評(píng)定課程教學(xué)效果和教育質(zhì)量最直接也是最有效的方法。在傳統(tǒng)教學(xué)評(píng)價(jià)體系中，學(xué)生單純依賴課后復(fù)習(xí)資料和教師授課課件進(jìn)行死記硬背，最終往往很難準(zhǔn)確評(píng)估學(xué)生對(duì)課程的綜合學(xué)習(xí)情況。為了更加科學(xué)、更加有效地衡量學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的水平，建立綜合評(píng)價(jià)體系，從多個(gè)角度去考察學(xué)生思考問(wèn)題、解決問(wèn)題和對(duì)知識(shí)融會(huì)貫通的能力，避免學(xué)生死記硬背，讓學(xué)生真正理解所學(xué)知識(shí)，例如說(shuō)《基因工程概論》第三章內(nèi)容限制性內(nèi)切酶，讓學(xué)生明確限制性內(nèi)切酶的定義同時(shí)，通過(guò)舉例和課堂練習(xí)、課堂討論等方式讓學(xué)生理解在基因工程和分子克隆實(shí)驗(yàn)中如何構(gòu)建限制性內(nèi)切酶圖譜及其利用限制酶進(jìn)行不同類型的載體構(gòu)建。在評(píng)價(jià)體系建立過(guò)程中，課堂練習(xí)、課堂討論等靈活評(píng)價(jià)成績(jī)占總評(píng)成績(jī)30%，而期末考試成績(jī)占70%，且期末考試試題中主觀題和實(shí)例應(yīng)用題的比重較大，概念題和簡(jiǎn)答題等客觀題比重較低，綜合檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)基因工程相關(guān)知識(shí)的應(yīng)用能力。《基因工程概論》是一門涉及生物技術(shù)等多個(gè)交叉學(xué)科的課程，要求學(xué)生掌握翔實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐技能。《基因工程概論》課程改革是一項(xiàng)需要不斷探索、調(diào)整和改革的重要工程，如何提高課程教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和對(duì)知識(shí)掌握的靈活性，就需要教師針對(duì)課程改革內(nèi)容進(jìn)行深入思考，既要照顧課堂實(shí)際教學(xué)情況，同時(shí)又要著眼于未來(lái)，特別是在生物技術(shù)、基因工程技術(shù)飛速發(fā)展的今天，教師必須緊跟基因工程學(xué)科發(fā)展方向，結(jié)合自己的科學(xué)研究工作不斷更新教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法，采用先進(jìn)的教學(xué)手段，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)具有扎實(shí)理論知識(shí)和良好科研素養(yǎng)的高級(jí)專業(yè)人才[9]。使得學(xué)生在競(jìng)爭(zhēng)如此激烈的社會(huì)環(huán)境下能夠做好充分準(zhǔn)備，以扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)武裝自己，提高自我適應(yīng)性和競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)：

[1]任如意，魏繼承.基因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探[J].高等理科教育，2008，82（6）：112-114.

[2]林娜，魏琴，張超，等.《生物技術(shù)概論》課程特色教學(xué)實(shí)踐[J].中國(guó)科技信息，2008，（16）：240-241.

[3]吳茜茜，劉斌，吳克.我國(guó)生物工程研究進(jìn)展與人才培養(yǎng)的特點(diǎn)[J].生物學(xué)雜志，2002，18（1）：45-46.

[4]馬利兵，王鳳梅.基因工程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].新課程研究，2011，（213）：100-101.

[5]范桂枝，李曉燦，詹亞光.基因工程教學(xué)改革的思考[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)教育，2006，（6）：55-56.

[6]齊宇歆.對(duì)高校教育技術(shù)學(xué)專業(yè)本科課程體系建設(shè)的理性審視[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2011，（21）：24-27.

[7]馬慧，李浩戈，陳麗靜，等.《基因工程》教學(xué)中學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2012，（7）：148-149.

[8]葛京鳳，張軍海.高等學(xué)校自探共研課堂教學(xué)模式研究[J].現(xiàn)代教育科學(xué)：高教研究，2014，（3）：162-167.

[9]高峰，黃儒強(qiáng)，李雁群，等.生物工程專業(yè)的教育理念與培養(yǎng)目標(biāo)初探[J].華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，（S1）：13-16.