借助科研平臺開展基因工程實驗課教學改革探索與實踐

楚海嬌?徐亞維?王霞?劉曉丹

摘 要：為了適應應用型人才培養需要，對生物技術專業相關實踐課內容整合，設置模塊化大實驗，并對教學方法和評價體系進行改革，將教師科研項目和企業生產線引入實踐教學，實現學生專業知識的融合，提升學生創新能力，效果顯著。

關鍵詞： 基因工程; 改革; 實踐

基因工程作為一門實踐性和技術操作性都很強的課程，已經成為國內外高校生物技術和生物工程等生物科學類本科生的核心主干課程。而基因工程實驗教學是基因工程課程教學的重要內容，課程教學的目標更著重于培養學生掌握基因操作的技術，具備基因操作的能力。傳統實驗教學模式已嚴重脫離當今社會對高素質人才培養的要求，而且也不利于學生綜合實踐能力和創新思維的培養。因此，急需對基因工程實驗教學進行大膽改革和探索。我校的基因工程實驗課程是面應用生物科學、生物技術和生物工程3個本科專業開設的課程，經過幾年的實踐教學改革，目前已經形成一套獨特的人才培養模式。

一、以往基因工程實驗教學的弊端

以往基因工程實驗課的安排比較分散，每兩周上一兩次課，存在實驗時間短且分散的弊病，因此，多以演示性、驗證性實驗為主，綜合性、設計性實驗較少，學生缺乏對整個實驗的系統認識，且學生是被動狀態學習，不利于激發學生學習興趣和學習主動性，也不利于學生創新思維的培養。

傳統實驗教學模式中，過于流于形式，不能有效激發學生的新奇感、求知欲和科學思維。綜合型基因工程大實驗圍繞一個既定的目標設計完成整個教學過程，綜合訓練基因工程操作的一系列實驗技能。而且實驗內容環環相扣，前一個實驗結果會成為下一個實驗所需的材料，不但使學生對整個實驗過程充滿懸念和期望，而且學生會更加認真的開展實驗。

二、教學內容的優化

在教學改革過程中，我們把實驗學時提高到40學時，設置11個大實驗，實驗內容間環環相扣，上一個實驗結果為下一步實驗提供材料，主要有玉米總

RNA的提取;PCR引物的設計;RT-PCR擴增玉米ZmCKI基因的cDNA;瓊脂糖凝膠電泳分析cDNA;載體質粒DNA的小量制備及紫外分光光度計鑒定;載體和目的基因的酶切及鑒定;載體和目的基因的連接;大腸桿菌感受態細胞的制備;重組質粒轉化大腸桿菌感受態細胞;重組質粒的篩選及鑒定;目的基因的誘導表達及SDS-PAGE鑒定。

三、教學方法和手段的改革與實踐

1.自主設計的實驗教學方法

為了讓學生主動參與教學，多個實驗設置自主設計實驗，以便學生對實驗的目的和精髓深刻理解，有效理解實驗教學的真實意圖和真正功能，提高實驗教學改革的質量。

2.引入多媒體和微課輔助實驗教學

通過多媒體手段和網絡視頻教學資源，幫助學生直觀、形象地掌握規范化操作要領及注意事項。在實驗過程中鼓勵各小組錄制操作視頻，再由學生及任課教師指出操作中存在的問題以便及時改正。通過多媒體輔助教學增強了學生的學習興趣，同時使實驗操作更加規范。

3.預習和討論結合

在教學過程中，堅持提前一周將預習輔助材料發給學生，包括擴增的基因序列和相關生物信息學資料，并將學時分配和實驗內容統一給學生。學生根據資料進行預習，撰寫預習報告，帶著問題開展“小組討論式”教學，組長帶領成員一一自主解決問題，做好實驗分工。對于無法解決的問題，提出疑惑，再由教師給予解答，活躍課堂氣氛，調動學生學習的自覺性和積極性。

4.以科研帶動和引導基因工程實驗教學體系

《基因工程》的教學團隊也是一支科研團隊，每位專業教師既承擔專業課程教學任務，又承擔各類科研項目，擁有特色的科研方向。將教師科研課題分解為若干子課題，作為《基因工程》課程的實驗技能儲備，能引領學生進入生物學研究的前沿領域，對于實驗出現的問題，能夠認真思考提出解決方案。

四、實踐教學評價體系的多元化

一般實驗課的考核包括課堂表現、實驗報告以及結果三部分，此考核方式不能綜合考評學生的能力，實驗報告寫得工整規范印象分就容易偏高。因此，本課程實施時從5個方面考核學生的表現，力求從實驗實施的每個環節考核學生的表現，給出綜合性評判。包括出勤、提問、預習報告、課堂操作表現和實驗報告。

五、教學改革的體會與成效

通過對該實驗課程進行了長達5年多的有益改革和探索，并有針對性地對其中的某些薄弱環節，結合自己的科研項目對該教學體系和內容在觀念上和方法上進行了大膽創新和有益改進，通過改革，學生對老師的滿意率達97.0%，改革初見成效。

六、結語

改革后的教學過程以及各個模塊教學內容間均實行循序漸進的進階式教學，避免理論教學和實驗教學脫節與重復現象，培養學生具有扎實的基本操作技能和較強的實際動手能力，逐步實現理論課與實驗課開設的合理銜接。

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