基于研究型教學(xué)模式的“生物工程技術(shù)原理”課程改革初探

黃鳳蘭 李國瑞 狄建軍 陳永勝

摘 要 “生物工程技術(shù)原理”是內(nèi)蒙古民族大學(xué)植物生物化學(xué)與分子生物學(xué)專業(yè)碩士研究生的重要專業(yè)課程之一。本教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過明確課程目標(biāo)與任務(wù)、科學(xué)設(shè)置課程內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配、授課過程中注重七個(gè)“緊密結(jié)合”（理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合，基礎(chǔ)理論教學(xué)內(nèi)容與學(xué)科前沿緊密結(jié)合，實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)性與綜合性、設(shè)計(jì)性緊密結(jié)合，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與教師科研緊密結(jié)合，研究生個(gè)性化表現(xiàn)與團(tuán)隊(duì)合作能力相結(jié)合，考核手段多樣性與激勵(lì)目的緊密結(jié)合，任課教師個(gè)人發(fā)展和團(tuán)隊(duì)建設(shè)緊密結(jié)合）等方式，不僅團(tuán)隊(duì)教師教學(xué)能力得到促進(jìn)，研究生對本門課程的學(xué)習(xí)興趣和熱情也得到提高，同時(shí)也明顯增強(qiáng)了研究生實(shí)際操作能力和科研創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞 生物工程技術(shù)原理 研究型教學(xué) 課程改革

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2019.02.041

A Preliminary Study on the Curriculum Reform of

"Bioengineering Technology Principles" Based on Research-based Teaching Mode

HUANG Fenglan[1][2][3][4] ， LI Guorui[1][2][3][4]， DI Jianjun[1][2][3][4]， CHEN Yongsheng[1][2][3][4]

（[1] College of Life Science， Inner Mongolia University for the Nationalities， Tongliao， Inner Mongolia 028000；

[2]Inner Mongolia Industrial Engineering Research Center of Universities for Castor， Tongliao， Inner Mongolia 028000；

[3] Inner Mongolia Key Laboratory of Castor Breeding， Tongliao， Inner Mongolia 028000；

[4] Inner Mongolia Collaborate Innovation Cultivate Center for Castor， Tongliao， Inner Mongolia 028000）

Abstract "Principles of Bioengineering Technology" is one of the important professional courses of master's students majoring in plant biochemistry and molecular biology in Inner Mongolia University for Nationalities. The teaching team not only promoted the teaching ability of the team teachers， but also increased the interest and enthusiasm of the graduate students in this course， and improved the practical ability of graduate students and research and innovation capabilities by clearing the course objectives and tasks， set the course content and teaching arrangements scientifically， attached importance to the seven "close integration"（Theory teaching is closely combined with practice teaching content， the teaching content of basic theory is closely combined with the frontier of subject， the foundation of practical teaching is closely combined with comprehensiveness and design， the close combination of practical teaching content and teachers' scientific research， the combination of individual performance and teamwork ability of graduate students， diversity of assessment means is closely combined with motivation purpose， individual development is closely combined with team building） in the course of teaching and other methods.

Keywords Principles of Bioengineering Technology； research-based teaching； curriculum reform

隨著我國生物產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，碩士研究生的需求量也不斷增加，同時(shí)也對碩士研究生的理論知識、科研創(chuàng)新能力提出了更高要求，高等院校在碩士研究生的教育教學(xué)過程中必須更加注重研究生綜合能力的培養(yǎng)。課程教學(xué)是拓寬研究生專業(yè)視野、培養(yǎng)其創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。[1]“生物工程技術(shù)原理”是內(nèi)蒙古民族大學(xué)植物生物化學(xué)與分子生物學(xué)專業(yè)碩士研究生的重要專業(yè)課程之一。在5年的課程教學(xué)過程中，作者一直在嘗試進(jìn)行基于研究型教學(xué)模式的“生物工程技術(shù)原理”課程改革探索。

1 明確課程目標(biāo)、任務(wù)

“生物工程技術(shù)原理”這門課程，主要向植物生物化學(xué)與分子生物學(xué)專業(yè)的碩士研究生介紹生物工程所包含的五大工程（基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程）的基本原理、技術(shù)及五大工程之間的相互聯(lián)系，要求研究生掌握五大工程的基本知識框架、研究技術(shù)手段及實(shí)驗(yàn)操作技能，重視知識衍伸、知識面拓展和學(xué)科交叉，培養(yǎng)研究生科研創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

2 科學(xué)設(shè)置課程內(nèi)容、學(xué)時(shí)分配

本門課程共72學(xué)時(shí)，其中理論授課、實(shí)驗(yàn)授課各36學(xué)時(shí)。

理論授課共包括七章。第一章緒論（2學(xué)時(shí)）；通過本章教學(xué)，使研究生了解生物工程的概念、生物工程包括的基本內(nèi)容。第二章基因工程（6學(xué)時(shí)）；通過本章教學(xué)，使研究生掌握目的基因的分離、表達(dá)載體構(gòu)建、對受體的遺傳轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)基因抗性材料的篩選與鑒定、基因工程研究新技術(shù)等內(nèi)容。第三章細(xì)胞工程 （6學(xué)時(shí)）；通過本章教學(xué)，使研究生掌握如何建立植物遺傳轉(zhuǎn)化體系、外源基因如何轉(zhuǎn)化植物受體等內(nèi)容。第四章發(fā)酵工程（6學(xué)時(shí)）；通過本章教學(xué)，使研究生了解發(fā)酵工業(yè)的菌種選育；掌握生物工程菌發(fā)酵培養(yǎng)基組成及配制方法，發(fā)酵的類型、一般過程及工藝控制，發(fā)酵產(chǎn)物的分離、提取與精制過程等內(nèi)容。第五章酶工程（6學(xué)時(shí)）；通過本章教學(xué)，使研究生掌握酶的生產(chǎn)、純化、固定化技術(shù)，酶分子結(jié)構(gòu)的修飾和改造等內(nèi)容。第六章蛋白質(zhì)工程（6學(xué)時(shí)）；通過本章教學(xué)，使研究生掌握蛋白質(zhì)的分離純化，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的分析、設(shè)計(jì)和預(yù)測，通過基因重組或其它手段改造或創(chuàng)造蛋白質(zhì)等內(nèi)容。第七章生物技術(shù)與農(nóng)業(yè)（4學(xué)時(shí)）；通過本章教學(xué)，使研究生了解生物工程的五大工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用等內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)授課共設(shè)置兩個(gè)綜合型、設(shè)計(jì)型大實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一植物發(fā)育相關(guān)酶主效基因克隆與遺傳轉(zhuǎn)化（18學(xué)時(shí)）；通過實(shí)驗(yàn)，使研究生掌握基因克隆、表達(dá)載體構(gòu)建、遺傳轉(zhuǎn)化的過程與方法。實(shí)驗(yàn)二轉(zhuǎn)植物發(fā)育相關(guān)酶主效基因的植株與對照的蛋白質(zhì)組學(xué)差異（18學(xué)時(shí)）； 通過實(shí)驗(yàn)，使研究生掌握通過雙向電泳技術(shù)鑒定轉(zhuǎn)基因植株與對照的差異。

3 授課過程中注重七個(gè)“緊密結(jié)合”

注重理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合。本教學(xué)團(tuán)隊(duì)，根據(jù)每位成員各自研究方向，承擔(dān)相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容。為了提高研究生的科研創(chuàng)新能力，教師不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合，同時(shí)針對研究生畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題設(shè)置相應(yīng)討論環(huán)節(jié)，讓理論指導(dǎo)研究生實(shí)踐。

注重基礎(chǔ)理論教學(xué)內(nèi)容與學(xué)科前沿緊密結(jié)合。教學(xué)中，教師還注重及時(shí)將行業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域的新知識、新技術(shù)介紹給研究生，使研究生了解本學(xué)科前沿理論與技術(shù)。例如在講授遺傳轉(zhuǎn)化體系建立這一內(nèi)容時(shí)，追蹤最新文獻(xiàn)，介紹常見植物水稻、馬鈴薯、大豆、黃瓜等遺傳轉(zhuǎn)化體系是如何建立的、效率如何、進(jìn)展如何等。

注重實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)性與綜合性、設(shè)計(jì)性緊密結(jié)合。實(shí)驗(yàn)授課設(shè)置了兩個(gè)綜合型、設(shè)計(jì)型大實(shí)驗(yàn)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)都涉及基礎(chǔ)驗(yàn)證、綜合設(shè)計(jì)、研究創(chuàng)新三個(gè)層次的內(nèi)容。[2]例如實(shí)驗(yàn)一植物發(fā)育相關(guān)酶的主效基因克隆與遺傳轉(zhuǎn)化，基本操作涉及PCR技術(shù)、引物設(shè)計(jì)、基因序列分析等，綜合設(shè)計(jì)涉及植物表達(dá)載體構(gòu)建等，研究創(chuàng)新涉及蓖麻這一植物的遺傳轉(zhuǎn)化體系建立、轉(zhuǎn)基因植株的鑒定等內(nèi)容。這樣，既進(jìn)一步規(guī)范了研究生的基本操作能力，還鍛煉了研究生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，提高研究生創(chuàng)新能力。

注重實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與教師科研緊密結(jié)合。本教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教師，均有國家級或省部級科研項(xiàng)目，研究方向相對穩(wěn)定，主要研究對象是蓖麻這一植物材料。本課程的實(shí)驗(yàn)材料均為蓖麻，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與教師科研項(xiàng)目研究內(nèi)容緊密結(jié)合。這樣的做法，既讓研究生得到了鍛煉，又參與了教師的科研項(xiàng)目、掌握了本學(xué)科的研究熱點(diǎn)。

注重研究生個(gè)性化表現(xiàn)與團(tuán)隊(duì)合作能力相結(jié)合。在教學(xué)過程中，安排研究生單獨(dú)或分組合作完成學(xué)習(xí)任務(wù)，培養(yǎng)研究生既要有個(gè)性，又要有團(tuán)隊(duì)合作能力。

注重考核手段多樣性與激勵(lì)目的緊密結(jié)合。在教學(xué)過程中，采用多種過程考核方式，如做課程相關(guān)內(nèi)容報(bào)告的前沿性、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的可行性與創(chuàng)新性、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理分析的科學(xué)性與可靠性、實(shí)驗(yàn)報(bào)告完整性等環(huán)節(jié)，均進(jìn)行打分考核，全面、客觀地評價(jià)每位研究生的實(shí)際能力和水平，激勵(lì)學(xué)生從事科研工作的熱情。

注重任課教師個(gè)人發(fā)展和團(tuán)隊(duì)建設(shè)緊密結(jié)合。[3、4]鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)教師通過讀博、進(jìn)修等方式拓寬視野、提高自己的教學(xué)與科研能力；鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)教師深入生產(chǎn)一線，增強(qiáng)解決實(shí)際生產(chǎn)中存在的問題能力。教師通過以上兩種方式獲得的知識，再反哺教學(xué)，促進(jìn)教學(xué)水平的提高。

4 實(shí)施效果

通過明確“生物工程技術(shù)原理”課程目標(biāo)與任務(wù)、科學(xué)設(shè)置課程內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配、授課過程中注重七個(gè)“緊密結(jié)合”等方式，經(jīng)過5年的檢驗(yàn)，不僅團(tuán)隊(duì)教師教學(xué)能力得到促進(jìn)，研究生對本門課程的學(xué)習(xí)興趣和熱情也得到提高，同時(shí)也明顯增強(qiáng)了研究生實(shí)際操作能力和科研創(chuàng)新能力。

基金項(xiàng)目：內(nèi)蒙古民族大學(xué)2017年研究生重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目（生物工程技術(shù)原理，2017022）內(nèi)蒙古民族大學(xué)2016年度校級精品課程（細(xì)胞工程，2016006）；內(nèi)蒙古民族大學(xué)2009年度教育教學(xué)研究項(xiàng)目（2009053）；內(nèi)蒙古民族大學(xué)2018年度校級教育教學(xué)研究課題（YB2018011）；內(nèi)蒙古民族大學(xué)教育教學(xué)研究課題（MDYB201423）

參考文獻(xiàn)

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[2] 馬美范，劉紀(jì)文，房海燕，等.構(gòu)建生物工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)體系，提高學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力[J].教育教學(xué)論壇，2018.12：273-274.

[3] 孫美玲，黃朝湯，劉齊，等.《發(fā)酵工藝與設(shè)備》課程教學(xué)改革模式的探討與實(shí)踐，提高學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力[J].教育教學(xué)論壇，2018.5：134-135.

[4] 羅奉奉，覃擁靈.轉(zhuǎn)型背景下生物工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革探究[J].科技教育，2018.4：185-187.