多種教學方法在基因工程實驗課中的創新應用

摘 要：基因工程是生命科學相關學科的主干課程，它在微觀水平上研究核酸、蛋白質等生物大分子的結構和功能，實踐性極強。傳統的教學模式與方法已不能滿足現代化生物領域人才培養的需要，因此，創新實驗教學理念，更新實驗教學方法對培養學生實踐動手能力、創新思維和綜合素質有著極其重要的作用。

關鍵詞：教學方法 手段 基因工程 實驗 應用

中圖分類號：Q642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（a）-0210-02

基因工程（genetic engineering），也稱基因拼接技術或DNA重組技術，它是在分子水平上對基因進行操作的復雜技術，是生物工程的一個重要分支，它和酶工程、細胞工程、蛋白質工程和微生物工程共同組成了生物工程[1]。基因工程實驗課是生物技術專業重要的主修課程，是培養造就生物技術和生物科學高層次人才的所需基本素質的重要課程[2]。

基因工程實驗課的開展能幫助學生更好的理解、學習基因工程理論知識，是理論知識學習的強有力支撐。由于基因工程實驗課大部分是在微觀水平上進行的實驗，大部分操作存在“看不見、摸不著”的現象，因此實驗教學方法和手段的創新極為必要，能幫助學生更好理解微觀世界里的生命的奧秘，激發學生的學習興趣。筆者結合多年的實踐教學經驗，在這里與相關同仁們進行交流和學習，以期對基因工程實驗課的教學效果的提高有所幫助。

1 基因工程實驗課的研究內容

基因工程實驗課，它是用人為的方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質，DNA或RNA分子提取出來，在外在條件下用適當的人工合成酶進行切割，再與適合的載體如pMD-18T等進行拼接，然后將拼接好的物質導入到受體細胞DH 5-α或TOP 10，讓外源物質進行“安家落戶”，隨著受體細胞的生長，外源基因一起進行正常的復制與表達，從而獲得新物種的嶄新技術。鑒于基因工程實驗操作的復雜與微觀，我們引入了多種多樣的教學模式和手段，從而強化實驗教學的效果，提高實驗教學效果。

2 創新實驗教學方法，提高實驗教學效果

2.1 傳統實驗教學方法與現代化實驗教學手段相結合

加強學生基本實驗操作技能的訓練，改變學生“到了上課點、趕點上課”現象。實驗課開始之前，鼓勵學生自由組合、選拔實驗組長，召開小組內討論，制定簡單的實驗操作流程，提前進入到實驗內，熟悉基因工程實驗室管理規范，與實驗教師就即將開展的實驗項目進行溝通和探討，在實驗教師的指導下，進行試劑的配制、儀器的調試，鍛煉基本實驗操作技能，加深對實驗的過程的掌握和了解，為正式開始的實驗操作奠定基礎。

現代化教學手段的運用。基因工程實驗具有周期長、微觀不可視等特點。一個目的基因完整的構建過程需要大概1周的時間，有些學生做了明天的實驗就忘了今天的做的具體是什么，出現前后銜接不上的現象。尤其像PCR實驗、回收、連接等都是微觀實驗，學生在實驗操作過程中只知道加了幾微升樣品，根本看不見樣品管中都發生了什么反應，導致學生對實驗過程和實驗結果的懷疑。因此在實驗開展前，利用多媒體技術制作PPT課件，廣泛搜集一些視頻資源，制作一些微實驗視頻資料，如“PCR反應原理和過程”、“雙向電泳實驗技術”等。將微觀實驗可視化、短期化。幫助學生在實驗操作過程中，充分理解實驗的目的、原理、實驗過程和注意事項，對基因的克隆過程有一個更直觀、更清晰的整體認識。

2.2 課內實驗與課外實踐相結合

我國教育教學改革的重要任務和著眼點是在教學活動中進一步吸引學生主動學習，激發學生獨立思考問題的興趣，培養學生的創新意識[3-4]。單純的課時內教學已不能滿足學生對新知識、新技術的追求，為此吉林大學積極開放實驗室，建立開放性實踐教學模式。鼓勵學有余力的學生申請國家級、校級、學院級大學生創新實驗和開放性實驗項目，如：B細胞表面抗原CD19的標記、GFP表達質粒的構建及轉染、LAMP法檢測豬肉中是否摻雜有鴨肉成分等實驗項目，推進學生課外探索性實踐教學體系的建立。課外實踐教學活動的開展，是計劃內教學有力的補充，是激發學生發現問題、獨立分析問題和解決問題的重要途徑，它最大限度的利用了實驗室資源，提高了儀器設備的利用率，最大程度的發揮了實驗教學資源。

2.3 實驗教學與科研成果相結合

積極將教師成熟的科研成果轉化到實驗教學中去，促進實驗教學內容更新，保證實驗內容的新穎性、前沿性，也能增強學生的創新意識及思維[5-6]。學生在大學二年級就可以進行本科生導師的選擇，進入實驗室進一步學習。本科生可以和研究生一起開組會，將實驗課內學到的知識與科研課題融會貫通，使學生能夠在實驗過程中貼近實際、貼近科學前沿。除了聽取師兄師姐的匯報外，還要自己親自查資料，對基因工程領域涉及的新知識、新技術、新方法進行總結與歸納，進行組內匯報與交流，鍛煉了學生英語翻譯能力、口頭表達能力和寫作能力。實驗教學和科研成果相結合的模式，使實驗教學過程更連貫化、具體化、科學化，體現教學科研一體化，極大的增強了學生的參與科學研究的興趣，調動了學生的積極性和主動性，為學生后期進行研究生學習或畢業論文的設計奠定了基礎。

3 結語

5年來，在基因工程實驗課的教學過程中，我們始終堅持多種教學方法和手段相結合，堅持實驗教學與科研相結合， 尋求提高實驗教學效果，培養學生創新能力最佳契合點。在對3屆畢業生的實驗教學滿意率調查報告顯示，100%的學生滿意現在的實驗教學方法。新的教學方法地提高了學生的學習興趣和熱情，調動了學習的主觀能動性，對培養學生的綜合素質和科研能力具有十分重要的作用。培養了學生科學嚴謹的實驗態度和思維能力，增強了團隊意識和協作精神，為今后從事科學研究及步入社會奠定了基礎。

參考文獻

[1] 張英，林大專，李莉，等.基因工程實驗技術教學改革與實踐[J].黑龍江畜牧獸醫，2016（1）：227-229.

[2] 趙瑩瑩，何劍斌，于業輝，等.高等農業院校分子生物學教學改革實踐[J].沈陽農業大學學報：社會科學版，2014，16（6）：713-716.

[3] 李開智，肖勝軍，郭芳，等.病理學創新性實驗教學初探[J].山西醫科大學學報：基礎醫學教育版，2007（4）：416-418.

[4] 李茹.分子生物學課程教學改革的探索[J].教育教學論壇，2015，10（43）：89-90.

[5] 韋化，曾冬梅，秦剛年.實驗教學與科研融合，培養學生的創新能力[J].實驗技術與管理，2008，25（10）：1-4.

[6] 廖慶敏，秦剛年，李勉媛.科研融入實驗教學 提高學生創新能力與綜合素質[J].實驗室研究與探索，2009（3）：15-18.