基因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索

陳桂敏

【摘要】針對(duì)基因工程實(shí)驗(yàn)課存在的問(wèn)題，筆者結(jié)合近年來(lái)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中積累的經(jīng)驗(yàn)，提出優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法、將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研及畢業(yè)論文相結(jié)合、完善考核方式等措施，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和積極性，以達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目的。

【關(guān)鍵詞】基因工程 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 改革與探索

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）06-0247-01

基因工程方法和技術(shù)隨著分子生物學(xué)的迅猛發(fā)展，已滲透到現(xiàn)代生命科學(xué)的各個(gè)分支領(lǐng)域[1]，基因工程技術(shù)是生物技術(shù)和生物工程領(lǐng)域的主導(dǎo)型技術(shù)，熟練掌握該技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代生物科學(xué)工作者的首要任務(wù)之一[2]?；蚬こ淌菑姆肿铀綄?duì)生命復(fù)雜現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)和操作的一門新興學(xué)科，該課程內(nèi)容繁多，概念抽象，理論性和技術(shù)性強(qiáng)，是一門實(shí)驗(yàn)操作性很強(qiáng)的課程[3]?；蚬こ虒?shí)驗(yàn)是加強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)理論與實(shí)踐相結(jié)合、提高科學(xué)思維能力和獨(dú)立操作能力不可或缺的教學(xué)環(huán)節(jié)[4]。筆者針對(duì)在過(guò)去兩年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所存在的問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)在教學(xué)中存在的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研及畢業(yè)論文相結(jié)合，并在教學(xué)方法上進(jìn)行改進(jìn)，經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐，取得了良好的教學(xué)成果。

一、基因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題分析

近年來(lái)，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，基因工程已經(jīng)作為生物技術(shù)和生物工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程在各類高校陸續(xù)開(kāi)設(shè)，該課程的開(kāi)設(shè)大大促進(jìn)了相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)，但在整體上還存在以下不足。

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊

基因工程實(shí)驗(yàn)主要包括生物體總DNA的提取、載體構(gòu)建、凝膠電泳、遺傳轉(zhuǎn)化等，課程每周開(kāi)設(shè)一次，這樣的安排對(duì)于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能具有一定的幫助，但是基因工程實(shí)驗(yàn)是一個(gè)連貫的操作程序，傳統(tǒng)的教學(xué)安排打破了這種連貫程序，這使得學(xué)生很難對(duì)其有整體印象，且基因工程實(shí)驗(yàn)中的很多操作技術(shù)都是以分子生物學(xué)為基礎(chǔ)，這兩門課程一般都是分開(kāi)開(kāi)設(shè)的，由不同的教師承擔(dān)，這種現(xiàn)象導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容有很多重復(fù)，這種重復(fù)不僅浪費(fèi)師資力量，實(shí)驗(yàn)耗材等，也嚴(yán)重的降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法單一

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課普遍存在實(shí)驗(yàn)分散的弊病，任課教師為了節(jié)省教學(xué)時(shí)間且避免學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)時(shí)造成試劑浪費(fèi)，教師在課前便準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需試劑；在實(shí)驗(yàn)課堂上由教師講授和演示，學(xué)生僅僅是模仿的進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性，制約著高素質(zhì)人才的培養(yǎng)[5]。

3.考核方式不合理

由于基因工程實(shí)驗(yàn)結(jié)果都是不可見(jiàn)的結(jié)果，因此對(duì)于該課程的考核一般根據(jù)思考題、實(shí)驗(yàn)報(bào)告給予成績(jī)，該實(shí)驗(yàn)課成績(jī)的評(píng)定存在一定隨意性，在這種體制下，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性很難提高，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中往往是被動(dòng)的接受狀態(tài)。

二、基因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革與完善

1.優(yōu)化課程設(shè)置

針對(duì)基因工程實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容多，連續(xù)性強(qiáng)等特點(diǎn)，重新制定教學(xué)大綱，將課時(shí)量適當(dāng)增加，把原本單個(gè)的小實(shí)驗(yàn)改為綜合型的大實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排在周末或獨(dú)立的一到兩周連續(xù)的時(shí)間內(nèi)完成，且去除驗(yàn)證性、演示性實(shí)驗(yàn)，改為自主性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，這不僅能提高學(xué)生對(duì)該課程的積極性，還有助于提高學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。

2.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

為消除課程間的重復(fù)，可將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行整合，不同專業(yè)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行細(xì)化，在分子生物學(xué)的基礎(chǔ)上，使原本單個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)連貫起來(lái)，形成系列大實(shí)驗(yàn)。由于上游目的基因的分離、酶切、連接和載體構(gòu)建等實(shí)驗(yàn)在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中都有所接觸，因此將實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)放在下游操作上，根據(jù)不同專業(yè)的就業(yè)需求，生物技術(shù)專業(yè)側(cè)重于下游植物的遺傳轉(zhuǎn)化與鑒定等方面的實(shí)驗(yàn)，而生物工程專業(yè)側(cè)重于外源基因的遺傳轉(zhuǎn)化及其蛋白表達(dá)純化等方面的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)外源基因在植物或微生物細(xì)胞中的表達(dá)，讓學(xué)生了解從基因水平到蛋白表達(dá)水平的整個(gè)過(guò)程，同時(shí)檢測(cè)報(bào)告基因或外源蛋白表達(dá)，形成了整個(gè)表達(dá)體系。不僅使學(xué)生體驗(yàn)了基因工程的整個(gè)操作流程，又能提高學(xué)生的科研積極性。

3.試驗(yàn)教學(xué)方法改革

3.1采取開(kāi)放式教學(xué)

為了鍛煉學(xué)生的科研思維和意識(shí)，使學(xué)生具有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，將課程改為開(kāi)放式教學(xué)。任課教師只對(duì)實(shí)驗(yàn)的大框架、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)等進(jìn)行講解，讓學(xué)生以分組形式寫出實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。經(jīng)指導(dǎo)老師認(rèn)可后方可開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，這樣不僅培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)生物學(xué)文獻(xiàn)資料的查閱能力，還有助于學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性及創(chuàng)新思維。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要求學(xué)生重視每個(gè)細(xì)節(jié)上的操作，避免交叉污染，指導(dǎo)老師巡回檢查并指導(dǎo)學(xué)生操作，遇到個(gè)別問(wèn)題，針對(duì)問(wèn)題，單獨(dú)指導(dǎo)，真正做到因材施教，同時(shí)要求學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)記錄，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理的分析解釋，以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度[6]。

3.2采取科研、畢業(yè)論文與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)模式

為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的科研積極性，可將該課程與老師的科研或?qū)W生的畢業(yè)論文相結(jié)合，依托生命科學(xué)學(xué)院的省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室較好的科研條件及近年來(lái)參與的科研課題，讓學(xué)生自行選擇基因，在老師的指導(dǎo)下去設(shè)計(jì)實(shí)施實(shí)驗(yàn)，并最終獲得自行選定的基因的表達(dá)產(chǎn)物，并對(duì)外源基因的表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行進(jìn)一步的分析，這不僅提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性，也能避免反復(fù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的試劑浪費(fèi)，同時(shí)又達(dá)到了系統(tǒng)訓(xùn)練學(xué)生的目的。

4.考核方式改革

為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，必須建立一套以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為重心的既重過(guò)程又重結(jié)果的實(shí)驗(yàn)課程考核新模式[7]。將考核分為實(shí)驗(yàn)前的自主學(xué)習(xí)能力評(píng)價(jià)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)，實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中對(duì)實(shí)驗(yàn)技能和動(dòng)手能力評(píng)價(jià)以及最終的實(shí)驗(yàn)總結(jié)分析能力評(píng)價(jià)等四方面，考核不僅僅局限于對(duì)知識(shí)點(diǎn)的考核，更需要學(xué)生將掌握的理論知識(shí)融會(huì)貫通到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，并能解決在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，通過(guò)這種多元化的課程考核體系，既能反映學(xué)生的實(shí)際水平和能力，又能調(diào)動(dòng)和提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性，對(duì)提高學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題、提高實(shí)際操作能力和創(chuàng)新能力都有積極的意義。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)在基因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的改革實(shí)踐，不僅增強(qiáng)了學(xué)生的自主能動(dòng)性，也讓學(xué)生獲得了類似科研實(shí)踐過(guò)程的訓(xùn)練和體驗(yàn)，提高了學(xué)生從事科研工作的基本能力，也為本科畢業(yè)論文的寫作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?？傊瑢?shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要不斷的探索、實(shí)踐，作為教師，我們要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，逐步完善教學(xué)方法，從而培養(yǎng)出高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才。

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