生物技術(shù)專業(yè)基因工程課程的新探索

葛雅琨 張?jiān)?/p>

（吉林化工學(xué)院生物與食品工程學(xué)院）

吉林化工學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)是2009 年新辦專業(yè)?；蚬こ虨樯锛夹g(shù)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)課，開設(shè)時(shí)間為大三下學(xué)期。針對(duì)本校生物技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)方案和培養(yǎng)目標(biāo)，我們對(duì)基因工程課程內(nèi)容進(jìn)行了重組，對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)，取得了良好的教學(xué)效果。

一、教學(xué)內(nèi)容的重組

本校的生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)本門課程之前，已經(jīng)完成了生物化學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)等理論課程和實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，具備了較完整的理論知識(shí)基礎(chǔ)。目前，基因工程理論和技術(shù)發(fā)展日新月異，而基因工程課程的培養(yǎng)方案規(guī)定學(xué)時(shí)僅為32 學(xué)時(shí)，如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)合理優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，制訂切實(shí)可行的教學(xué)方案，減少授課內(nèi)容之間的重復(fù)就顯得尤為關(guān)鍵。

教材是教學(xué)的參考，教材編寫中為了知識(shí)體系的完整，不同教材知識(shí)內(nèi)容之間難免會(huì)有重疊交叉。所以，在教學(xué)中教師必須根據(jù)本專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)和本校實(shí)際，安排合理的教學(xué)內(nèi)容。我們將基因工程內(nèi)容分成三大部分，第一部分是理論基礎(chǔ)，第二部分是DNA 重組技術(shù)，第三部分是外源基因的表達(dá)。

首先，基因工程的理論基礎(chǔ)包含酶學(xué)基礎(chǔ)和載體構(gòu)建酶學(xué)基礎(chǔ)部分，著重給學(xué)生介紹各類工具酶的特點(diǎn)及用途，對(duì)于分子生物學(xué)交叉的部分做簡要介紹；載體構(gòu)建部分主要介紹在微生物、植物、動(dòng)物中不同載體的使用及簡單的構(gòu)建策略，雖然現(xiàn)在絕大多數(shù)的載體都已經(jīng)商品化，都可以即買即用，但是載體構(gòu)建的策略體現(xiàn)了基因重組過程中非常重要的思想，讓學(xué)生了解載體的構(gòu)建過程有助于對(duì)整個(gè)基因重組過程的理解。

其次，DNA 重組技術(shù)是整個(gè)基因工程的核心部分，要做重點(diǎn)講解。主要側(cè)重DNA 重組過程的戰(zhàn)略設(shè)計(jì)，從目的基因的獲得、載體與目的基因的酶切、拼接、導(dǎo)入受體細(xì)胞、重組子篩選等各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)實(shí)驗(yàn)策略和實(shí)驗(yàn)方法做詳細(xì)的講解和討論。

最后，外源基因在宿主細(xì)胞中的穩(wěn)定表達(dá)是所有基因工程的最終目的，因此要向?qū)W生詳細(xì)講解什么是轉(zhuǎn)基因沉默，相應(yīng)的解決策略是什么。對(duì)本校生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生來說，主要側(cè)重討論微生物的基因工程，即主要討論大腸桿菌的基因工程和酵母的基因工程，而植物和動(dòng)物基因工程涉及較少，這部分我們只做概述。

二、教學(xué)方法

適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式和教學(xué)方法是提高教學(xué)質(zhì)量的重要保證。為了提高基因工程課程的教學(xué)效果，我們使用了構(gòu)建思維導(dǎo)圖配合多媒體教學(xué)的方式。

思維導(dǎo)圖是20 世紀(jì)60 年代由英國著名學(xué)者托尼·巴贊提出的一種有效的記憶方法。思維導(dǎo)圖以節(jié)點(diǎn)來代表一個(gè)概念、主題或想法，以線段或弧線來連接它們，從而表示出概念之間、主題與事實(shí)、細(xì)節(jié)之間或想法之間的關(guān)系，把各級(jí)主題的關(guān)系用相互隸屬與相關(guān)的層級(jí)圖表現(xiàn)出來，充分運(yùn)用左右腦的機(jī)能，利用記憶、閱讀、思維的規(guī)律，協(xié)助學(xué)習(xí)者進(jìn)行高級(jí)思維和有效記憶，進(jìn)而提高創(chuàng)造力。在教學(xué)中，由教師一面講課，一面在黑板上生成思維導(dǎo)圖，幫助學(xué)生總結(jié)歸納、理解記憶。每個(gè)知識(shí)點(diǎn)，涉及用圖片等演示的，用事先準(zhǔn)備的多媒體播放給學(xué)生，加深學(xué)生對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握，這樣就避免了單純多媒體教學(xué)直線性的特點(diǎn)，呈現(xiàn)給學(xué)生一個(gè)相關(guān)主題的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，便于理解記憶。

其次，在教學(xué)中采用提問式教學(xué)。隨時(shí)對(duì)學(xué)過的與基因工程有關(guān)的微生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)知識(shí)進(jìn)行提問，一方面幫助學(xué)生回憶學(xué)過的知識(shí)，另一方面要讓學(xué)生了解到，在大學(xué)的學(xué)習(xí)過程中各門課程之間不是孤立的，而是有機(jī)地聯(lián)系在一起的。

最后，采用啟發(fā)研討式教學(xué)。在基因工程教學(xué)中，將每一個(gè)重要技術(shù)的研究思路引入課堂，如在怎樣的情況下催生了Mullis 發(fā)明了PCR 技術(shù)，Lederberg 又是如何由細(xì)菌致育因子想到了基因載體等；通過生動(dòng)的實(shí)例激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生通過觀察去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。同時(shí)，為了進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，在教師講解后讓學(xué)生分小組，就自己感興趣的新技術(shù)及其應(yīng)用等查閱最新文獻(xiàn)資料，并走上講臺(tái)講解，這樣就能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，也使學(xué)生在閱讀能力、自學(xué)能力、口頭表達(dá)能力等方面得到實(shí)際鍛煉。

三、考核方式

生物技術(shù)專業(yè)的基因工程是32 學(xué)時(shí)的必修考試課，成績由期末考試和平時(shí)成績兩部分組成?？荚嚦煽冋?0%，平時(shí)成績占30%，平時(shí)成績包括出勤、作業(yè)、課堂表現(xiàn)等方面。

經(jīng)過上述嘗試，生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生在課上能夠積極配合教師，更重要的是學(xué)生真正進(jìn)行思考，積極參與到整個(gè)教學(xué)過程中來，取得了良好的教學(xué)效果。

托尼·巴贊.思維導(dǎo)圖［J］.李新，譯.北京：作家出版社，1999.