專業競賽促進基因工程教學的實踐與分析

丁 棟， 李長忠， 張得鈞， 何 濤, 段瑞君

(青海大學 生態環境工程學院， 西寧 810016)

“基因工程”是青海大學生態環境工程學院針對生物技術及生物工程專業開設的核心專業課程之一，屬于校級三類建設課程。教學以多媒體授課、實驗教學及試題測驗等方法為主。教學內容主要包括理論教學和實驗教學兩部分。教學目的是提高學生基因工程試驗技能，并熟練應用課程理論知識于科學實踐中。課程教學配備專業指導教師2名。教學資源包括多媒體教室和分子生物學及生物化學省級重點實驗室。教學學時數為48個理論學時及46個實驗學時。學生獲取基因工程相關知識的途徑主要為理論課程學習、實驗課程學習、畢業論文相關專業教師指導。“基因工程”知識點更新快，教學任務量重，為提升教學效率，除采取教師為主體的教學改革還應當構建以學生“學”為主的平臺。

專業競賽以學生為主體，能夠有針對性地調動學生學習能動性，讓學生理解掌握理論知識，并做到學以致用，是提升學生創新思維和實踐能力的重要載體[1-5]。本文通過構建合理專業競賽平臺，以基因工程課程為試點，對專業競賽促進基因工程教學進行調查及分析。探討其督促學生加深理論知識的學習，糾正學生研究思路，培養研究能力，優化學習氛圍的作用。同時，以基因工程課程為試點的專業競賽教學改革，為拓展教學改革方案提供理論支持。

1 調研背景

為對比競賽效果，競賽于學期中開展以對比學期初及學期末的教學效果。調研對象的選擇是獲取正確理論數據的前提，校園分為兩大群體：學生群體和教師群體，兩者相互影響。因此要對兩大群體分別調研，對共同點、關鍵點加以總結，從而為找到正確開展專業競賽的途徑提供理論依據。教師群體：本次調研以隨機的方式抽取參與及觀摩競賽的不同職稱教師(初級、中級、副高級和高級)各10名，以訪談法及問卷法開展調研工作。學生群體：選擇“基因工程”課程學習的共106名同學參加專業競賽，競賽以團隊形式進行，并通過訪談法和問卷法參與調研。

2 專業競賽平臺構建

專業競賽平臺應當包括合理的管理體制及符合實際要求和能力水平的專業競賽內容。本研究通過文獻調查法、網絡調查法及訪談法構建管理體制及競賽內容。結合學院的管理制度，分別對管理任務分工、競賽規程、競賽評審體系、競賽經費公開化管理、競賽成績管理以及競賽獎懲辦法等內容構建出系統的管理制度。通過訪談法及文獻調查法，結合學生實際專業知識水平及設立專業競賽的目的，對競賽內容設立前沿理論知識試題競賽、課程知識點彩頁設計競賽及實驗設計競賽3個板塊。

3 專業競賽教學效果評估

3.1 專業競賽以學生為主體，督促學生加深理論知識的學習

通過競賽，調研結果較好，專業競賽以學生為主體，能夠起到督促學生加深理論知識學習的效果(表1)。當前，應用創新型人才是高校人才培養的目標。教師通過實驗教學、多媒體教學、慕課教學、微課教學及科研引導教學等多種方式來培養學生的應用及創新能力，并取得了顯著的效果[6-7]。這些教學方法提高了教師個人素質，增加并豐富了教學內容，提高了教學效率，但同時也降低了學生的自學意識。但是，以基因工程為代表的生命科學課程，知識更新快、信息量大。除了教師“教”，還應當引導學生自主的尋找自身的不足從而加深理論知識的學習。專業競賽設立了前沿理論知識試題競賽、課程知識點彩頁設計競賽及實驗設計競賽3個競賽模塊，主要目的是為了引導學生擴充基因工程前沿理論知識、鞏固并加深課程知識點學習及以基因工程技術為主的科學研究思維展示。競賽信息量豐富、知識新、難度較大，以此通過競賽讓學生發現不足之處，從而激發學生加深理論知識學習的能動性。

3.2 專業競賽糾正學生研究思路，為研究能力培養打下基礎

在教學中，教師以科研為引導的學生能力培養模式是培養學生科研思路、專業理論知識應用及解決科研問題的主要方法。該方法以教師的研究方向為主，研究起點高，教學效果好，但是忽略了學生在本科專業課程學習中積累的問題(如錯誤的研究思路、對研究內容錯誤的認識等)。應當提供以學生為主體的研究思路展示平臺，客觀地反映學生學習中積累的問題，通過教師交流及教師指導進行糾正，從而正確提高學生的研究能力。專業競賽中的實驗設計板塊是對學生通過基因工程課程學習產生的研究思路的展示。在實驗設計中，學生對積累的科研問題，選擇其一，通過查閱文獻完成實驗設計，通過教師參與指導糾正實驗設計中的錯誤及不合理內容，對于提高學生的科研能力具有促進作用，為今后的研究能力培養打下基礎。在指導過程中，教師能夠對學生的科研想法有所了解，彼此進行溝通交流，對于“教師進一步了解學生，學生參與討論并獲得一對一指導”具有“雙收益”的作用。通過調研，學生及教師對于專業競賽關于“研究能力培養及客觀了解學生科研思路”的作用反響良好(表1)。

表1 專業競賽促進教學效果調查情況

3.3 團隊競賽提供學生交流平臺，優化學習氛圍

專業競賽以自主構建團隊參賽，以此形成學生相互督促的學習環境[8]。通過系統的專業競賽，在對學生調研中發現，專業競賽促進了學生學習的能動性，學習興趣明顯增強。并且專業競賽搭建了學生之間的交流平臺，促進了學生之間學習方法及學習能容方面的交流(表1)。在隨后的教學過程中，學生課堂提問增多了，思路活躍了，對于新知識的探索以及與教師的交流頻次也增加了，交流的問題也更具有前沿性(如Crispr-Cas9基因編輯技術的應用，eMAGE的多重基因組編輯原理)，見表1。因此，專業競賽采取以團隊形式參賽，由學生帶動學生的方式確實能夠有效優化學習氛圍。

3.4 專業競賽能夠作為展示個人能力的平臺

專業競賽中不乏優秀的參賽作品，教師在評審相關作品時眼前一亮，對于作品的深度、參賽者的理解能力及參賽者的想法都贊不絕口，認為專業競賽確實能夠作為學生展示個人能力的平臺(圖1)。就專業競賽的特點而言，專業競賽與課程測驗不同，是基于課程理論知識之上的內容難、知識新、要求高的平臺，同時還要求多位專業技術人員評審、打分，要求更難、更高，對于優秀的競賽選手及參賽作品確實能作為能力展示的平臺，為今后“因材施教”及用人單位人員引進提供參考依據。

a：參賽實驗設計作品； b：課程知識點彩頁設計作品

圖1 專業競賽參賽作品

Figure 1 The design in professional competition

4 結語

青海大學生態環境工程學院自建院以來不斷探索新的教育方法，如生物化學雙語教學、院所結合教學模式改革、實驗教學改革等[9-10]。通過教學方法改革，教學效果優良。教學中，應當構建分別針對教師和學生兩個主體的教學改革模式，“雙管齊下”教學效果會更好。專業競賽是以學生為主體的教學平臺，通過平臺建設督促學生深化理論課程知識學習，優化學習氛圍，培養正確的研究思路及能力，促進師生學科溝通。在調研過程中，應當增加實驗競賽板塊，能夠更為系統地展示學生的學習成果。今后將進一步擴展為多個學科的、網絡化的競賽平臺，為展示學院成績及水平提供平臺。