高校基因工程教學(xué)改革方法探析

馬月萍

【摘要】基因工程課程是生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的核心課程；包括理論知識(shí)和實(shí)踐操作兩部分內(nèi)容。為了使學(xué)生易于理解和掌握該門(mén)課程，并具有較強(qiáng)的科研操作能力，本文從理論課與實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)分配、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段與方法等方面進(jìn)行教學(xué)改革的探索，旨在提高基因工程的教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)具有扎實(shí)理論科學(xué)和操作技能的生物學(xué)研究領(lǐng)域的后備軍儲(chǔ)存力量。

【關(guān)鍵詞】基因工程 教學(xué) 改革

【中圖分類(lèi)號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）11-0240-01

基因工程是利用DNA重組技術(shù)，把人工分離的目的基因?qū)氲绞荏w細(xì)胞中表達(dá)，并能遺傳至后代的技術(shù)體系?；蚬こ涕_(kāi)辟了人類(lèi)歷史上利用生物資源的新紀(jì)元，在解決人類(lèi)目前所面對(duì)的糧食、能源和環(huán)境危機(jī)等重大問(wèn)題方面發(fā)揮著重要的作用。因此，基因工程課程的學(xué)習(xí)對(duì)于生物學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。為了使學(xué)生易于理解和掌握該門(mén)課程，并具有較強(qiáng)的科研操作能力，為今后從事相關(guān)領(lǐng)域的工作或研究奠定基礎(chǔ)，筆者分析、總結(jié)早期教學(xué)中存在的問(wèn)題，并根據(jù)課堂反饋意見(jiàn)，對(duì)基因工程教學(xué)進(jìn)行探索式改革，以達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型生物工程技術(shù)人才的目的。

一、實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革

（一）調(diào)整實(shí)驗(yàn)課與理論課的設(shè)置

獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)是學(xué)生進(jìn)行科研所必需。良好的動(dòng)手能力和勇于探索的精神是進(jìn)行科研創(chuàng)新的重要前提。忽略了試驗(yàn)就如同紙上談兵。實(shí)驗(yàn)操作不僅可以幫助對(duì)基因工程理論課程中一些抽象概念的理解、提高學(xué)生的動(dòng)手能力，并且能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作和創(chuàng)新能力。通過(guò)試驗(yàn)操作和試驗(yàn)結(jié)果的分析，學(xué)生能把理論課中難以理解的一些抽象概念形象化，更容易接受知識(shí)。

早期教學(xué)時(shí)理論課時(shí)遠(yuǎn)多于試驗(yàn)課，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課只能開(kāi)設(shè)簡(jiǎn)單的質(zhì)粒提取和酶切兩個(gè)實(shí)驗(yàn)和一個(gè)PCR展示試驗(yàn)。根據(jù)課程的需要，申請(qǐng)加大了試驗(yàn)課的課時(shí)數(shù)，加開(kāi)了基因組DNA提取和RNA提取及RT-PCR試驗(yàn)和體外重組轉(zhuǎn)化試驗(yàn)，使學(xué)生完全接觸到了分子生物學(xué)中的基本操作技術(shù)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)就可以獨(dú)立的進(jìn)行相關(guān)的研究。為了使理論緊密聯(lián)系實(shí)踐，加深對(duì)基因工程技術(shù)的深刻理解，我們根據(jù)基因工程課程內(nèi)容，每一單元授課完畢后安排相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課。調(diào)整后的課程安排對(duì)同學(xué)們加深技術(shù)理解起到了重要輔助作用。比如質(zhì)粒載體講完后安排了質(zhì)粒提取和酶切實(shí)驗(yàn)。核酸提取技術(shù)講完后安排了大分子DNA提取和RNA提取實(shí)驗(yàn)等。每講授完一門(mén)基因工程常用技術(shù)即設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)。這樣理論緊密聯(lián)系實(shí)踐的課程設(shè)置，極大加深了學(xué)生對(duì)課堂授課內(nèi)容的印象，學(xué)習(xí)興趣日漸濃厚，實(shí)驗(yàn)課動(dòng)手操作的主動(dòng)性較初始明顯增強(qiáng)。此外，前期基因工程教學(xué)中由于時(shí)間限制，往往分大組實(shí)驗(yàn)，不能保證每個(gè)學(xué)生都能參與試驗(yàn)，課時(shí)調(diào)整后，加了實(shí)驗(yàn)考核環(huán)節(jié)，要求每個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生必須親自操作，從而保證每個(gè)人都能掌握基本的操作技能，同時(shí)加深理解理論課內(nèi)容，這在后期的課程結(jié)課考試時(shí)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)尤其與試驗(yàn)相關(guān)的部分內(nèi)容的掌握方面效果非常明顯。

（二）設(shè)立綜合大實(shí)驗(yàn)

為了使學(xué)生能夠更清晰的了解和掌握基因工程的基本路線，依據(jù)基因工程的基本操作步驟，在學(xué)生畢業(yè)前的第六學(xué)期，開(kāi)設(shè)了以重組體的構(gòu)建、轉(zhuǎn)化、篩選和檢測(cè)以及誘導(dǎo)表達(dá)為主線的基因工程綜合大實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生整體實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。?shí)驗(yàn)中包括目的基因的分離、質(zhì)粒提取，酶切、目的基因片段的回收等實(shí)驗(yàn)操作。通過(guò)這一連續(xù)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅能夠掌握基因工程的實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)，且對(duì)基因工程基本操作路線有了整體的認(rèn)識(shí)和把握。這一整套試驗(yàn)可以鍛煉學(xué)生對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析和解決的能力，且能加深理論知識(shí)的掌握。根據(jù)理論知識(shí)調(diào)整試驗(yàn)的體系，可以加深理論知識(shí)的理解同時(shí)，提高了實(shí)驗(yàn)的成功率。根據(jù)學(xué)生的反饋，綜合大實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，提高了學(xué)生對(duì)基因工程課程的熱情和興趣；很多學(xué)生因?yàn)樵谠撜n程教學(xué)中對(duì)基因工程相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)容產(chǎn)生了濃厚興趣，在課外參加了相關(guān)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究項(xiàng)目取得了預(yù)期的教學(xué)效果。

二、理論內(nèi)容及講課方法的改革

（一）教學(xué)內(nèi)容的改革

由于生命科學(xué)領(lǐng)域功能基因組時(shí)代的研究成果日新月異， 基因工程技術(shù)處于飛速發(fā)展的前沿，因此在講授基因工程主要理論內(nèi)容的基礎(chǔ)上，關(guān)注生命科學(xué)領(lǐng)域的最新研究成果及國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，貫穿于相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容中。比如基因芯片、基因表達(dá)等內(nèi)容；當(dāng)前醫(yī)學(xué)領(lǐng)域里應(yīng)用基因敲除進(jìn)行一些疑難雜癥的疾病治療；RNAi技術(shù)進(jìn)行功能鑒定等，從而使學(xué)生能學(xué)習(xí)課程的同時(shí)了解基因工程當(dāng)前的研究成果和應(yīng)用狀況，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。此外，通過(guò)與實(shí)際案例相結(jié)合將基因工程的整個(gè)過(guò)程融于教學(xué)中。如觀賞園藝因?yàn)槠涔τ弥饕糜谟^賞而不涉及大家所關(guān)注的對(duì)人體健康及倫理學(xué)的影響，其中花期調(diào)控是一些觀賞植物的主要育種方向。而利用基因工程實(shí)現(xiàn)花期調(diào)控的第一步是克隆控制花期的目的基因。在得到目的基因后進(jìn)行載體的選擇和構(gòu)建，連接轉(zhuǎn)化、表達(dá)分析等。

（二）教學(xué)方法和手段的改革

基因工程的一些概念抽象，難懂，全英文教學(xué)并不利于學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)。而全中文形式的教學(xué)不利用學(xué)生的學(xué)術(shù)交流，因此教學(xué)模式采用中文為主的授課形式，同時(shí)對(duì)一些專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)附加英語(yǔ)對(duì)照，從而使學(xué)生理解專(zhuān)業(yè)內(nèi)容的同時(shí)，掌握大量基因工程中的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，如，基因工程（Genetic engineering）、載體（vector）、限制與修飾體系（restriction and modification）重組（recombinant）、反轉(zhuǎn)錄PCR（RT-PCR）等。對(duì)學(xué)生閱讀相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)術(shù)文獻(xiàn)，有效地把握科研動(dòng)態(tài)，開(kāi)展科學(xué)研究與技術(shù)創(chuàng)新具有很大的幫助。在課程學(xué)習(xí)中鼓勵(lì)學(xué)生關(guān)注相關(guān)領(lǐng)域的研究并提交課程報(bào)告，參與課程教學(xué)。這種教學(xué)方式使學(xué)生在有限的課時(shí)中接受基因工程相關(guān)的新觀念，而且推動(dòng)學(xué)生利用課后時(shí)間檢索和自學(xué)一些基因工程的新技術(shù)、新成果，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣與能動(dòng)性。

基因工程課程通過(guò)上述教學(xué)改革，取得了良好的教學(xué)效果，這在后續(xù)的本科畢設(shè)題目的選擇及選擇相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行繼續(xù)學(xué)習(xí)的學(xué)生比例增長(zhǎng)方面表現(xiàn)的非常明顯。教學(xué)改革基于對(duì)教學(xué)實(shí)踐的分析和總結(jié)。雖然我們的教學(xué)改革取得了良好的教學(xué)效果，還仍需根據(jù)生命科學(xué)研究的成果不斷深化，進(jìn)一步完善相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，努力打造成為精品課程，為培養(yǎng)更多高素質(zhì)、國(guó)際化、具有創(chuàng)新精神的生命科學(xué)領(lǐng)域研究人才提供支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]許崇波，逢越，遲彥等.深化基因工程課程改革，提高教學(xué)質(zhì)量[J].微生物學(xué)通報(bào)，2008.