“基因工程”課程的教學現狀與教學思考

趙志娟

[摘 要] “基因工程”是高等院校生物科學、生物工程等相關專業學生的一門重要課程。根據基因工程課程特點和教學現狀，進行了教學思考。提倡教師在教學過程中應與時俱進，發展以興趣為導向、理論結合實踐的教學方法和策略。同時對課程實施優化并建立多元評價體系，以培養學生的科學思維和創新精神、增強學生應用生物技術的能力。

[關鍵詞] 基因工程;教學現狀;教學思考

一、前言

基因工程技術自20世紀70年代誕生以來，發展迅速。其中基因的分離修飾、重組導入、表達調控和基因組改造等均有極高的應用價值，應用范圍涵蓋醫學、農業、畜牧業、能源環境和國防等領域。基因工程技術正驅動和影響著當代人類的生存和生活方式。

基因工程是高等院校生物科學、生物工程和生物技術專業本科生的一門重要專業課程。該課程以分子生物學、生物化學、細胞生物學和微生物學等課程為基礎，涉及技術包含基因操作技術、克隆技術、細胞培養技術等，對學生的理論和實踐均提出很高要求[1]。課程所涉及的原理較為抽象復雜、技術前沿性強，不易被學生理解和掌握等。當前各高校主要選用樓士林等（科學出版社，2005）、何水林等（科學出版社，2008）、孫明等（高等教育出版社，2006）分別編著的《基因工程》教材，這些教材使用率高、涵蓋了基因工程技術的主要內容，但也存在部分章節不夠與時俱進的問題。因此，如何在課堂中做到貼合實際、深入淺出、生動形象的講解知識點，對主講教師提出了挑戰。筆者根據生物專業培養目標和教學經驗，對基因工程課程的教學內容和方法進行了總結和探索式思考，為生物科學專業培養高素質人才提供理論支持。

二、課程內容優化、更新

基因工程課程知識體系龐大，要在有限的學時內完成教學目標，就需要教師適當精簡部分內容，從全局出發對教學內容進行適當優化。例如：核酸的組成與結構、基因的基本結構特征等章節是與生物化學、分子生物學等基礎課程重復的知識點，可以通過復習總結、視頻觀看等方式精簡教學，留出足夠時間來講解其他新的知識點。針對“基因工程的應用”一章不應只局限于教材中的少數經典例子，應與時俱進，延伸和拓展一些課外的新鮮實例，激發學生對知識的理解和興趣，提高教學效果。

三、翻轉課堂，選擇精品課程輔助教學

由于基因工程課程本身較為抽象，傳統教學方式很容易讓學生在課堂上產生挫敗感和疲憊感。如何讓學生參與到課程中來，調動學生的積極主動性？一個較好的方法就是采用翻轉課堂，例如學習本課程前，建議學生先通過慕課網MOOC、學堂在線等學習網站復習分子生物學的一些基礎知識。此外，讓學生通過慕課網中的精品課程在課堂外提前預習課程、查閱資料，然后在課堂上針對問題劃分小組、各抒己見，最后由老師進行點評、總結，可以有效提高課堂教學效率，增加學生的參與感，也提升學生分析問題、解決問題的能力[2]。

四、設置專題討論，激發學習興趣

與其他生物基礎課程不同，基因工程是一門前沿性較強的學科。因此教學內容的更新速度應與實際基因工程的發展進程保持同步，在進行課程設計時應規劃一些學時用來討論前沿熱點問題，設置專題開展討論或辯論。例如：可圍繞“賀建奎基因編輯嬰兒”事件討論基因編輯的原理和倫理;圍繞“方舟子和崔永元之爭”討論轉基因技術的原理和安全性;圍繞“孟山都公司及其生產的農作物”講解轉基因動植物的應用和發展現狀。這些熱點話題緊貼實際，可以很好地激發學生的學習熱情。讓學生主動參與到課堂討論中來，既可以營造活躍的課堂氛圍，增強課程吸引力，也有助于學生對基因工程技術原理的理解和掌握。

五、理論與實踐相結合

基因工程是一門實踐性很強的課程，然而在實際教學過程中，考慮到課時有限、實驗流程長、實驗試劑昂貴等因素，多數院校往往只開展極少數實驗甚至選擇不單獨開設實驗課。那么如何讓學生在學習過程中更好地理解實驗流程和鞏固知識呢？筆者認為可以嘗試以下幾種方式。

（一）多媒體視頻演示實驗流程

基因工程知識點較為抽象，傳統教學方式過于理論化，學生很難理解。多媒體教學具有圖文并茂、生動形象和易于理解等特點，便于學生記憶和提高教學效果。例如：在講解PCR反應一節時，可通過動畫演示PCR反應過程。視頻能直觀的反應DNA模板材料如何通過聚合酶、引物和dNTP實現特定區域DNA序列的指數級擴增，視頻形象生動，結合教師講解后可以大大提升學生對實驗原理和操作流程的理解。此外，還可以讓學生以演唱《PCR之歌》的方式來快速記憶實驗原理[3]。

（二）制作模型模擬實驗流程

模型模擬也可以在一定程度上鞏固教學效果。例如：為加強學生對基因重組技術全過程的了解，可在理論知識講解后，嘗試讓學生利用紙片、剪刀和膠水等道具親自動手制作模型，模擬基因重組全過程，分析限制性內切酶、DNA連接酶等在基因重組中的作用。最后，在課堂上隨機選取幾名學生的作品進行點評。這樣既加強了學生對知識點的理解，又提高了課堂趣味性，實現寓教于樂。

（三）社會實踐，學以致用

當前，轉基因植物的安全問題、克隆人、基因編輯的倫理問題仍是社會關注的熱點。非生物專業人群如何看待這些問題？民眾對生物技術的認知差異如何？支持和反對新技術的原因又是什么？教師可以鼓勵學生設置一些問卷開展調查，并以此為切入點，剖析問題本質。適時開展一些校內校外科普宣傳，為群眾答疑解惑。通過社會實踐不僅能夠鞏固課堂知識，也有助于培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力[4]。

六、設置多元評價體系

多數高等院校生物教師對基因工程課程成績的綜合評價包含平時成績（出勤率，30%）和期末成績（卷面成績，70%）兩部分。為了更加公平合理的評價學生的學習效果，筆者建議對課程設置多元評價體系，該體系中平時成績占60%，期末卷面成績占40%。平時成績包含出勤情況、課堂互動、小組合作、社會實踐和作業完成情況。在筆試考查方面，減少客觀命題的比例，增加主觀命題的分量，同時增加開放性問題的給分點，考查學生綜合素質[5]。新的評價體系更加注重學生的平時積累和表現，不會一刀切，將更加科學和客觀。

七、結語

基因工程是建立在多學科基礎上的一門前沿性、應用性學科，理論體系龐大，知識點瑣碎抽象。通過優化知識體系、更新課程內容、實施翻轉課堂、設置討論專題等策略使課堂氛圍更加活潑、學生學習主動性增強，從而真正實現提高教學質量、培育高素質人才的目的。

參考文獻

[1]唐培安.《基因工程》教學方法改革的探索[J].安徽農學通報，2011，17（23）：179-185.

[2]鄭燕，何培新，胡曉龍.信息技術下《基因工程》教學改革探索與實踐[J].輕工科技，2017，2（2）：181-182.

[3]袁婺洲.“基因工程”課程多種教學方法改革的探索與實踐[J].高等生物學教學研究，2015，5（2）：38-41.

[4]孟春曉，高政權.高校基因工程教學改革現狀[J].教學天地，2011（5）：162-164.

[5]許崇波.《基因工程》課程教學改革初探[J].大連大學學報，2005，6（26）：41-43.