以“知識好學，學生愿學”為導向的基因工程課程教學實踐與探索

黃秀梅 李鶴賓 王英 曾穎

摘 要：為了突破基因工程知識不好學、學生不愛學的難題，課程從“讓學生參與主導課堂”“讓基因工程知識動起來”和“讓基因工程知識用起來”三個維度進行教學改革與探索，旨在探索構建基因工程“知識好學，學生愿學”的教學策略，以期提高本科教育中基因工程的教學質量。

關鍵詞：基因工程；主動學習；教學改革

Abstract：The genetic engineering knowledge is not easy to learn.And the students dont like to learn it.In order to solve these problems，the teaching reform and exploration of the course are carried out by three ways.Let students participate in the leading classroom.Let the knowledge of genetic engineering move.Let the knowledge of genetic engineering put to work.The teaching strategy of "knowledge is easy to learn，students are willing to learn" is explored，which is hoped to improve the teaching quality of genetic engineering in undergraduate education.

Keywords：genetic engineering；active learning；teaching reform

近年來，隨著生物技術高端科技應用價值的體現以及行業的蓬勃發展，生物技術成為推動時代科技創新與發展的強大力量，而這股力量中的主角之一基因工程技術已應用到各個學科領域之中，成為生物學、醫學、農學等學科站在新的高度和角度進行創新與發展的重要手段［1-3］。而所謂的基因工程是在分子水平上根據人們的預先設計，將外源基因與載體進行體外重組后導入受體細胞內，從而改變生物的遺傳性狀或者生產藥物的一門實踐性極強的學科［4］。人們可以利用基因工程技術培育出抗病蟲害、抗除草劑、抗逆、改善作物品質等方面性能的轉基因植物［5］，可以利用基因工程技術進行基因工程藥物生產、人類疾病動物模型建立、基因診斷、基因治療、生物降解、生物燃料研發等方面的應用［6-8］。基因工程課程是生物工程、生物技術、生物制藥專業等生命科學領域的專業核心課，學好基因工程的知識與技術對學生的專業能力成長乃至畢業后的職業發展都極其重要［9-10］。

但是基因工程技術是在微觀層面里進行的一系列操作和改造，其操作的四大要素目的基因、載體、工具酶、受體細胞都是極其微小的物質，是肉眼看不到，摸不著的東西，這樣微觀世界的技術，使得基因工程課程的知識難懂不好學，同時也造成了學生對課程的學習興趣不大，因此極大程度地影響了學生對課程的學習效果［11-12］。面對基因工程知識的難學和學生不怎么愿學的局面，教師單向進行知識輸出的傳統滿堂灌教學方法，已經很難讓學生系統且深入地掌握該課程的知識與技術［13-14］，因此課程的教學改革勢在必行。課程教學組以“知識好學，學生愿學”為導向，讓學生參與主導課堂，以激發學生的課堂主人翁精神，激發學生對基因工程知識學習的積極性和主動性，同時也鍛煉學生的自主學習和獨立思考的能力。讓基因工程知識動起來及用起來，以改變基因工程知識抽象、晦澀難懂的情況，激發學生對基因工程知識的求知和探索欲，促使學生從被動學習者轉變為主動求知者。本文就基因工程課程的教學改革闡述一些教學組的教學實踐和體會。

1 讓學生參與主導課堂

基因工程的理論知識較難，且具有連貫性，學生如果前面的知識沒有掌握好，后面的知識就更難以理解。讓學生參與主導課堂，降低教師的課堂作用，提高學生的課堂主導性，營造學生主動學習的互動課堂氛圍，將能很大程度地提高學生的學習效果。

課前，教師充分做好備課工作，對基因工程知識的整體系統邏輯進行歸納和梳理，對知識點進行細化和拓展，把知識點連同相關拓展資料發放到課程超星學習平臺上供學生自主學習。教師布置學生通過略讀和精讀教材的方式，并結合拓展資料對知識點進行總結和分析，讓學生在課前做好知識提取和內化的過程，形成掌握的知識和疑問的知識，并要求學生做好課上輸出的準備。

課中，教師改變以往老師是課堂說話主體的傳統，采用學生自薦、學生互薦、老師點名、軟件隨機抽取等方式，邀請學生回答老師的提問，或是上臺匯報課前學習的基因工程知識點的內涵與延展。學生回答或者上臺闡述完之后，教師請全體學生對此知識點進行自由討論，提出學生回答或者闡述的內容正確和不正確的地方，并對該知識點的實際應用表達自己的想法。在整個自由討論環節中，教師指出學生表達內容中合理和不合理的地方，并補充相關知識內容和解答學生的疑問。學生只有在課前充分做好知識輸入和輸出的準備，自己理解了知識點內容，才能把知識講明白、討論清楚。這種方式不僅促進了學生課前預習的落實和主動學習的實施，同時也提高了學生課堂的主導性和學生的綜合素質。學生主動融入課堂，激發了學生的內在學習動力，形成師生互動、生生互動的活躍氛圍，學生的學習主動性、學習能力和學習效果都有顯著的提高。

課后，教師布置學生對課堂上的知識點進行總結和梳理，形成系統和全面的知識邏輯和知識拓展，并發布一些練習題讓學生去鞏固知識，一些待解決的實際問題讓學生去創新思考，鼓勵學生對一些不懂的問題進行生生之間、師生之間的課后討論。

學生上了這樣一堂課，經歷了課前知識主動輸入、課上互動輸出、課后互動鞏固的過程，激發了學生學習基因工程知識的興趣，促進了學生主動學習能力的形成，培養了學生知識收集整理能力、溝通表達能力、團隊合作能力等綜合素質的形成。

2 讓基因工程知識動起來

“基因”是肉眼看不到的，摸不著的大分子物質，理論抽象且深奧［15］，基因工程知識內容如果是單純的文字描述，學生的大腦里很難形成可認識的畫面，知識就不容易被理解掌握。而把基因工程知識顯微鏡式放大化、動態化、表演化、生活化能讓學生對知識有直觀的認識，更好地幫助學生對基因工程知識的學習和掌握。

課前，教師在做課件的時候，注意把基因工程知識圖片化、動態化。如結構基因、調節基因、啟動子等知識可以用圖片或模型來展示；如限制性內切酶如何切割目的基因和載體，DNA連接酶如何連接目的基因和載體，重組載體如何進入受體細胞，目的基因在受體細胞里如何轉錄和翻譯出蛋白質這一系列的過程用動態視頻展示出來，視頻形式使得知識簡明連貫，直觀易懂，學生肉眼看得到基因和基因克隆的過程，基因工程知識自然就容易懂了。

課中，對于一些較難、較枯燥的知識點要求學生課前準備好“基因秀”，在課堂上表演展示出來，學生把自己當成基因角色，以表演的形式展示基因工程知識，如“外源基因的乳糖操縱子調控模式”的知識既抽象又難懂，學生用“基因秀”的形式表演出來，既能促進學生對知識的深入掌握，又能激發學生的創造力和青春激情，增加課堂的有趣性。

課后，為加強學生對基因工程知識的理解，教師布置學生動手做手工，通過剪刀、針線、紙、橡皮泥等生活化的道具，要求學生進行創意設計與制作，提交有關基因工程知識的手工制作。在整個手工制作過程，學生既要動腦想，還要動手做，還可以互相討論搞創意，知識不枯燥，學生在學習過程中備感樂趣。

在整個基因工程課程教學過程中，教師著力使基因工程知識可視化、動態化、表演化、生活化，讓基因工程知識“動”起來，從而使知識好學起來，學生愿學起來。

3 讓基因工程知識用起來

學生之所以覺得基因工程知識難學，是因為知識在他們那里變成了沒有活力的“貨物”，“貨物”屯在倉庫里面不能進入周轉，久了就會壞掉。而只有讓知識進入周轉應用，知識才能有生命力。那要讓知識“活”起來，就必須堅持以學生為本，讓學生主動獲取知識，并應用知識解決問題。

課上，教師改變滔滔不絕的灌輸式講解模式，采用互動討論的方式，讓學生利用已學知識去解決問題。比如教師提出問題：把抗凍蛋白基因導入水稻細胞中進行育種，把該轉基因水稻種子分別放在低溫和高溫地區種植，請問如何研究兩地區轉基因水稻的抗凍蛋白基因的轉錄水平？學生通過復盤已學的基因工程知識，結合討論、總結與分析，給出了研究不同地區抗凍蛋白基因轉錄水平的解決方案。這樣把學到的知識用于問題的解決，將大大提高學生對基因工程知識的興趣和內化吸收率。而對于有些操作性比較強的基因工程內容，則安排了相應的實驗來強化知識的獲取，比如課程里的“基因表達調控的知識”，則安排了“目的基因的誘導表達與分析實驗”，通過未加誘導劑、有加誘導劑及不同的誘導條件的對照組，讓學生明白目的基因的表達是可以被調控的，且可以根據誘導條件的優化獲得高表達量的目的蛋白。基因工程知識通過實實在在的實驗應用起來，學生對知識的理解和掌握就會容易多了。

課后，教師布置學生準備與課堂知識點相關的“基因克隆前沿應用分享”的報告，這就需要學生在理解知識點之后，看明白知識點的前沿應用原理，并內化成自己的知識應用，以PPT的形式闡述給大家聽。在這個過程中，學生不僅掌握了知識點的內容，而且拓展了知識點關于前沿應用認識，并把以往學習的知識內容綜合應用出來，這將大大地增加了學生學習基因工程知識的寬度、深度和掌握度，全面提高了學生個人的綜合能力。

只要把基因工程的知識用起來，讓基因工程的知識成為滾動的海水而變得生機勃勃，學生就能在知識海洋里快樂地遨游。

結語

基因工程已成為現代生命科學及其相關交叉學科領域必學的課程之一，基因工程知識的掌握對學生的專業能力成長具有核心作用［16］。但基因工程的知識不好學，學生不愛學的情況很多，這大大影響了學生的課程學習效果。那如何讓基因工程好學起來，如何激發學生的學習興趣，是所有基因工程教學工作者面臨的共同難題。課程教學組通過讓學生參與主導課堂的教學實踐，讓學生在課前、課上和課后都主動參與基因工程知識的學習，提高了學生的學習積極性和學習效果。通過基因工程知識的顯微鏡式放大化、動態化、表演化、生活化和應用化，讓基因工程知識好學起來，學生愿學起來，課程的教學效果有明顯提高，但隨著社會的不斷進步和大學生思維方式的不斷變化，課程的教學改革需持續進行。在后續的教學過程中，還需在基因工程課程教學模式和知識內容的呈現方式等方面進行不斷的探索和改革，以適應時代的發展，建立更高效的基因工程知識教學策略。

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基金項目：福建省本科高校教育教學改革研究項目（FBJG20210225）；廈門醫學院教育教學改革研究項目（XB JG2021014）；廈門醫學院校級“金課”項目（XBJK2020010）

作者簡介：黃秀梅（1982— ），女，漢族，福建漳州人，碩士研究生，副教授，研究方向：基因蛋白質藥物和天然藥物的教學與研究。