研究生《基因工程原理》課程的教學(xué)改革初探

翟超　楊艷燕

摘要：基因工程是對遺傳物質(zhì)進(jìn)行體外重組，并導(dǎo)入到受體細(xì)胞中，從而使生物體產(chǎn)生新表型的技術(shù)，它是生物學(xué)研究的前沿之一?！痘蚬こ淘怼分饕v解DNA、RNA和蛋白質(zhì)等生物大分子的實(shí)驗(yàn)方法、基因克隆重組技術(shù)、基因表達(dá)及應(yīng)用等，內(nèi)容涉及到生命科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)中常用的技術(shù)，因此《基因工程原理》是生物學(xué)專業(yè)研究生必需掌握的基礎(chǔ)課程。在本文中，我們從教學(xué)內(nèi)容和課件的準(zhǔn)備、授課方法以及考核方法等幾個(gè)方面對研究生《基因工程原理》課程的教學(xué)改革進(jìn)行了初步的探索。

關(guān)鍵詞：基因工程；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）32-0143-02

1973年，斯坦福大學(xué)的H.Boyer和S.Cohen研究小組成功進(jìn)行體外重組實(shí)驗(yàn)，獲得了具有卡那霉素和四環(huán)素雙重抗性的大腸桿菌轉(zhuǎn)化子，這標(biāo)志著基因工程的誕生。經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，基因工程技術(shù)獲得了長足的發(fā)展，相關(guān)技術(shù)也被廣泛的應(yīng)用到工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥等行業(yè)；同時(shí)從自然和社會倫理方面對人類觀念造成了巨大的沖擊，因此基因工程成為生物學(xué)的研究前沿之一。為了滿足社會對生物學(xué)人才的需求，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，大學(xué)本科教學(xué)過程中，生物技術(shù)、生物科學(xué)和生物工程等各專業(yè)都開設(shè)了《基因工程原理》理論課和相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程。通過這些課程的學(xué)習(xí)，本科生掌握了基因工程的一些基本原理和操作方法，了解了一些重組技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用實(shí)例，同時(shí)也對DNA、蛋白質(zhì)等大分子操作，例如，克隆、電泳和PCR等技術(shù)具有了感性的認(rèn)識，這為他們今后就業(yè)或者是研究生階段的深造打下了良好的基礎(chǔ)。

在研究生學(xué)習(xí)階段，為了滿足生物專業(yè)高級人才的培養(yǎng)需求，結(jié)合基因工程領(lǐng)域各種技術(shù)的迅猛發(fā)展，密切跟蹤國際上最新的研究動態(tài)，加深學(xué)生的理論基礎(chǔ)，進(jìn)一步拓寬學(xué)生的知識面，生物學(xué)專業(yè)也設(shè)置了《基因工程原理》課程。為了避免與本科教學(xué)內(nèi)容的簡單重復(fù)，從而造成教學(xué)資源的浪費(fèi)，我們需要合理的安排課程內(nèi)容，豐富教學(xué)手段，改進(jìn)考核方式。本文中，我們從以下幾個(gè)方面對研究生《基因工程原理》課程的講授進(jìn)行了初步的探索。

一、強(qiáng)化自身知識，結(jié)合研究前沿選擇教材，設(shè)計(jì)課件

基因技術(shù)研究結(jié)果層出不窮，技術(shù)不斷發(fā)展革新，實(shí)驗(yàn)室使用的技術(shù)也不斷升級，一些技術(shù)漸漸被淘汰。研究生《基因工程原理》課程的授課老師應(yīng)該常在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)研究工作，這樣才能對目前的研究技術(shù)有很好的了解，能看懂最新的研究進(jìn)展，從而避免課堂講授的方法技術(shù)與研究生在開展研究工作時(shí)實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)脫節(jié)的問題。在本科學(xué)習(xí)階段，我們采用孫明的《基因工程原理》（第二版）等作為教材，該教材對于基因工程的基本技術(shù)手段方法都有很詳細(xì)的講解，在研究生階段的時(shí)候，我們加入了吳乃虎的《基因工程》（第二版），《分子克隆指南》（第三版）等作為參考書籍，同時(shí)為了追蹤最近的研究進(jìn)展，從而更深入地探討一些改進(jìn)技術(shù)以及目前的前沿，我們在課件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備過程和授課過程中添加了一些公司的產(chǎn)品操作手冊，例如，質(zhì)粒抽提試劑盒的使用方法、定點(diǎn)誘變的方法、酵母表達(dá)手冊等，以及新發(fā)表的分子操作方法，例如，crispr-cas9、第三代測序、RNA-Seq等作為補(bǔ)充。在各種方法的選擇中，我們需要比較不同方法的優(yōu)缺點(diǎn)，讓學(xué)生懂得區(qū)別選擇，這作為他們才能把學(xué)到的技術(shù)應(yīng)用到日常的實(shí)驗(yàn)室工作中。同時(shí)，由于基因操作過程很復(fù)雜，步驟很多，為了讓學(xué)生能更好的理解和規(guī)范操作，掌握技術(shù)要點(diǎn)，我們還在課件中添加了大量的圖片和視頻。

二、注重因材施教，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性

在授課時(shí)需要兼顧到各個(gè)學(xué)科和研究方向的需求。研究生階段所在實(shí)驗(yàn)室的研究方向不同，所以研究對象和研究手段也各不相同，因此在教學(xué)過程中要兼顧到各方面的需要，如動物、植物和微生物的基因工程手段方法都應(yīng)該包含在授課內(nèi)容里面。更重要的是，研究生比本科生在實(shí)驗(yàn)技能方面有很大的提高，他們在日常實(shí)驗(yàn)室工作中已經(jīng)使用到了很多基因工程的技術(shù)，但是很多研究生對些知識沒有系統(tǒng)的、深入的了解，因此在授課過程中應(yīng)該結(jié)合院系里的各個(gè)研究室的研究內(nèi)容進(jìn)行討論，這樣讓他們把自己的掌握的知識和基因工程的大體系聯(lián)系起來，才不會讓學(xué)生感覺自己所學(xué)的知識和實(shí)際應(yīng)用很遙遠(yuǎn)，同時(shí)也方便學(xué)生相互了解各自的研究方向，有利于他們在課后進(jìn)行交流，相互學(xué)習(xí)，取長補(bǔ)短。

三、采用微課、專題報(bào)告等豐富的教學(xué)形式

隨著網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、微課等教學(xué)手段的興起，大學(xué)授課方式正在發(fā)生顯著變化。研究生具有較好的知識基礎(chǔ)，研究生課程的學(xué)習(xí)實(shí)際上是對自己知識的一種提升，因此在學(xué)習(xí)上具有高度的自主性，在課堂上更需要自我展示的機(jī)會，從“滿堂灌”的教學(xué)方式轉(zhuǎn)變成引導(dǎo)性的學(xué)習(xí)更加有利于他們的學(xué)習(xí)。采用微課的方法可以讓他們在課后更加機(jī)動的安排學(xué)習(xí)時(shí)間，也能促進(jìn)他們把實(shí)驗(yàn)動手能力與理論知識有機(jī)結(jié)合起來。同時(shí)，學(xué)校非常注重邀請校內(nèi)外專家進(jìn)行專題報(bào)告，授課老師也應(yīng)該充分利用這類資源，組織學(xué)生去聽與課程相關(guān)的報(bào)告，并且在報(bào)告之后進(jìn)行討論和總結(jié)。例如我們來講解DNA第二代測序時(shí)，從pacific公司請來工程師對原理、技術(shù)要點(diǎn)等進(jìn)行講解，使得學(xué)生有很深入的了解。

四、考核是對學(xué)生能力的綜合評價(jià)

課程考核是對教學(xué)效果的評價(jià)，同時(shí)也是為了敦促學(xué)生重視課程的學(xué)習(xí)，本課程的評價(jià)包括平時(shí)成績和期末考試成績。平時(shí)成績包括考勤、課堂討論參與情況等；在課堂討論部分，我們根據(jù)研究生所學(xué)的專業(yè)，將學(xué)生分為原核生物基因工程、真菌基因工程、植物基因工程和動物基因工程4個(gè)大組，讓各小組學(xué)生分工合作準(zhǔn)備PPT，進(jìn)行課堂授課，并組織其他學(xué)生參與討論，根據(jù)他們的課堂表現(xiàn)給出分?jǐn)?shù)。期末考試成績包括論文和考試成績，考試是對學(xué)生課程知識掌握情況的檢測，論文是對于學(xué)生查閱文獻(xiàn)能力，表達(dá)能力的檢測，也是為研究生畢業(yè)論文寫作提供訓(xùn)練機(jī)會。

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