專業(yè)競(jìng)賽促進(jìn)基因工程教學(xué)的實(shí)踐與分析

丁 棟， 李長(zhǎng)忠， 張得鈞， 何 濤, 段瑞君

(青海大學(xué) 生態(tài)環(huán)境工程學(xué)院， 西寧 810016)

“基因工程”是青海大學(xué)生態(tài)環(huán)境工程學(xué)院針對(duì)生物技術(shù)及生物工程專業(yè)開設(shè)的核心專業(yè)課程之一，屬于校級(jí)三類建設(shè)課程。教學(xué)以多媒體授課、實(shí)驗(yàn)教學(xué)及試題測(cè)驗(yàn)等方法為主。教學(xué)內(nèi)容主要包括理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩部分。教學(xué)目的是提高學(xué)生基因工程試驗(yàn)技能，并熟練應(yīng)用課程理論知識(shí)于科學(xué)實(shí)踐中。課程教學(xué)配備專業(yè)指導(dǎo)教師2名。教學(xué)資源包括多媒體教室和分子生物學(xué)及生物化學(xué)省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)為48個(gè)理論學(xué)時(shí)及46個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。學(xué)生獲取基因工程相關(guān)知識(shí)的途徑主要為理論課程學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)、畢業(yè)論文相關(guān)專業(yè)教師指導(dǎo)?！盎蚬こ獭敝R(shí)點(diǎn)更新快，教學(xué)任務(wù)量重，為提升教學(xué)效率，除采取教師為主體的教學(xué)改革還應(yīng)當(dāng)構(gòu)建以學(xué)生“學(xué)”為主的平臺(tái)。

專業(yè)競(jìng)賽以學(xué)生為主體，能夠有針對(duì)性地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)能動(dòng)性，讓學(xué)生理解掌握理論知識(shí)，并做到學(xué)以致用，是提升學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力的重要載體[1-5]。本文通過(guò)構(gòu)建合理專業(yè)競(jìng)賽平臺(tái)，以基因工程課程為試點(diǎn)，對(duì)專業(yè)競(jìng)賽促進(jìn)基因工程教學(xué)進(jìn)行調(diào)查及分析。探討其督促學(xué)生加深理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，糾正學(xué)生研究思路，培養(yǎng)研究能力，優(yōu)化學(xué)習(xí)氛圍的作用。同時(shí)，以基因工程課程為試點(diǎn)的專業(yè)競(jìng)賽教學(xué)改革，為拓展教學(xué)改革方案提供理論支持。

1 調(diào)研背景

為對(duì)比競(jìng)賽效果，競(jìng)賽于學(xué)期中開展以對(duì)比學(xué)期初及學(xué)期末的教學(xué)效果。調(diào)研對(duì)象的選擇是獲取正確理論數(shù)據(jù)的前提，校園分為兩大群體：學(xué)生群體和教師群體，兩者相互影響。因此要對(duì)兩大群體分別調(diào)研，對(duì)共同點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)加以總結(jié)，從而為找到正確開展專業(yè)競(jìng)賽的途徑提供理論依據(jù)。教師群體：本次調(diào)研以隨機(jī)的方式抽取參與及觀摩競(jìng)賽的不同職稱教師(初級(jí)、中級(jí)、副高級(jí)和高級(jí))各10名，以訪談法及問(wèn)卷法開展調(diào)研工作。學(xué)生群體：選擇“基因工程”課程學(xué)習(xí)的共106名同學(xué)參加專業(yè)競(jìng)賽，競(jìng)賽以團(tuán)隊(duì)形式進(jìn)行，并通過(guò)訪談法和問(wèn)卷法參與調(diào)研。

2 專業(yè)競(jìng)賽平臺(tái)構(gòu)建

專業(yè)競(jìng)賽平臺(tái)應(yīng)當(dāng)包括合理的管理體制及符合實(shí)際要求和能力水平的專業(yè)競(jìng)賽內(nèi)容。本研究通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)查法、網(wǎng)絡(luò)調(diào)查法及訪談法構(gòu)建管理體制及競(jìng)賽內(nèi)容。結(jié)合學(xué)院的管理制度，分別對(duì)管理任務(wù)分工、競(jìng)賽規(guī)程、競(jìng)賽評(píng)審體系、競(jìng)賽經(jīng)費(fèi)公開化管理、競(jìng)賽成績(jī)管理以及競(jìng)賽獎(jiǎng)懲辦法等內(nèi)容構(gòu)建出系統(tǒng)的管理制度。通過(guò)訪談法及文獻(xiàn)調(diào)查法，結(jié)合學(xué)生實(shí)際專業(yè)知識(shí)水平及設(shè)立專業(yè)競(jìng)賽的目的，對(duì)競(jìng)賽內(nèi)容設(shè)立前沿理論知識(shí)試題競(jìng)賽、課程知識(shí)點(diǎn)彩頁(yè)設(shè)計(jì)競(jìng)賽及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)競(jìng)賽3個(gè)板塊。

3 專業(yè)競(jìng)賽教學(xué)效果評(píng)估

3.1 專業(yè)競(jìng)賽以學(xué)生為主體，督促學(xué)生加深理論知識(shí)的學(xué)習(xí)

通過(guò)競(jìng)賽，調(diào)研結(jié)果較好，專業(yè)競(jìng)賽以學(xué)生為主體，能夠起到督促學(xué)生加深理論知識(shí)學(xué)習(xí)的效果(表1)。當(dāng)前，應(yīng)用創(chuàng)新型人才是高校人才培養(yǎng)的目標(biāo)。教師通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、多媒體教學(xué)、慕課教學(xué)、微課教學(xué)及科研引導(dǎo)教學(xué)等多種方式來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用及創(chuàng)新能力，并取得了顯著的效果[6-7]。這些教學(xué)方法提高了教師個(gè)人素質(zhì)，增加并豐富了教學(xué)內(nèi)容，提高了教學(xué)效率，但同時(shí)也降低了學(xué)生的自學(xué)意識(shí)。但是，以基因工程為代表的生命科學(xué)課程，知識(shí)更新快、信息量大。除了教師“教”，還應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生自主的尋找自身的不足從而加深理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。專業(yè)競(jìng)賽設(shè)立了前沿理論知識(shí)試題競(jìng)賽、課程知識(shí)點(diǎn)彩頁(yè)設(shè)計(jì)競(jìng)賽及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)競(jìng)賽3個(gè)競(jìng)賽模塊，主要目的是為了引導(dǎo)學(xué)生擴(kuò)充基因工程前沿理論知識(shí)、鞏固并加深課程知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)及以基因工程技術(shù)為主的科學(xué)研究思維展示。競(jìng)賽信息量豐富、知識(shí)新、難度較大，以此通過(guò)競(jìng)賽讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)不足之處，從而激發(fā)學(xué)生加深理論知識(shí)學(xué)習(xí)的能動(dòng)性。

3.2 專業(yè)競(jìng)賽糾正學(xué)生研究思路，為研究能力培養(yǎng)打下基礎(chǔ)

在教學(xué)中，教師以科研為引導(dǎo)的學(xué)生能力培養(yǎng)模式是培養(yǎng)學(xué)生科研思路、專業(yè)理論知識(shí)應(yīng)用及解決科研問(wèn)題的主要方法。該方法以教師的研究方向?yàn)橹鳎芯科瘘c(diǎn)高，教學(xué)效果好，但是忽略了學(xué)生在本科專業(yè)課程學(xué)習(xí)中積累的問(wèn)題(如錯(cuò)誤的研究思路、對(duì)研究?jī)?nèi)容錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)等)。應(yīng)當(dāng)提供以學(xué)生為主體的研究思路展示平臺(tái)，客觀地反映學(xué)生學(xué)習(xí)中積累的問(wèn)題，通過(guò)教師交流及教師指導(dǎo)進(jìn)行糾正，從而正確提高學(xué)生的研究能力。專業(yè)競(jìng)賽中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)板塊是對(duì)學(xué)生通過(guò)基因工程課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生的研究思路的展示。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，學(xué)生對(duì)積累的科研問(wèn)題，選擇其一，通過(guò)查閱文獻(xiàn)完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過(guò)教師參與指導(dǎo)糾正實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤及不合理內(nèi)容，對(duì)于提高學(xué)生的科研能力具有促進(jìn)作用，為今后的研究能力培養(yǎng)打下基礎(chǔ)。在指導(dǎo)過(guò)程中，教師能夠?qū)W(xué)生的科研想法有所了解，彼此進(jìn)行溝通交流，對(duì)于“教師進(jìn)一步了解學(xué)生，學(xué)生參與討論并獲得一對(duì)一指導(dǎo)”具有“雙收益”的作用。通過(guò)調(diào)研，學(xué)生及教師對(duì)于專業(yè)競(jìng)賽關(guān)于“研究能力培養(yǎng)及客觀了解學(xué)生科研思路”的作用反響良好(表1)。

表1 專業(yè)競(jìng)賽促進(jìn)教學(xué)效果調(diào)查情況

3.3 團(tuán)隊(duì)競(jìng)賽提供學(xué)生交流平臺(tái)，優(yōu)化學(xué)習(xí)氛圍

專業(yè)競(jìng)賽以自主構(gòu)建團(tuán)隊(duì)參賽，以此形成學(xué)生相互督促的學(xué)習(xí)環(huán)境[8]。通過(guò)系統(tǒng)的專業(yè)競(jìng)賽，在對(duì)學(xué)生調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，專業(yè)競(jìng)賽促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性，學(xué)習(xí)興趣明顯增強(qiáng)。并且專業(yè)競(jìng)賽搭建了學(xué)生之間的交流平臺(tái)，促進(jìn)了學(xué)生之間學(xué)習(xí)方法及學(xué)習(xí)能容方面的交流(表1)。在隨后的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生課堂提問(wèn)增多了，思路活躍了，對(duì)于新知識(shí)的探索以及與教師的交流頻次也增加了，交流的問(wèn)題也更具有前沿性(如Crispr-Cas9基因編輯技術(shù)的應(yīng)用，eMAGE的多重基因組編輯原理)，見表1。因此，專業(yè)競(jìng)賽采取以團(tuán)隊(duì)形式參賽，由學(xué)生帶動(dòng)學(xué)生的方式確實(shí)能夠有效優(yōu)化學(xué)習(xí)氛圍。

3.4 專業(yè)競(jìng)賽能夠作為展示個(gè)人能力的平臺(tái)

專業(yè)競(jìng)賽中不乏優(yōu)秀的參賽作品，教師在評(píng)審相關(guān)作品時(shí)眼前一亮，對(duì)于作品的深度、參賽者的理解能力及參賽者的想法都贊不絕口，認(rèn)為專業(yè)競(jìng)賽確實(shí)能夠作為學(xué)生展示個(gè)人能力的平臺(tái)(圖1)。就專業(yè)競(jìng)賽的特點(diǎn)而言，專業(yè)競(jìng)賽與課程測(cè)驗(yàn)不同，是基于課程理論知識(shí)之上的內(nèi)容難、知識(shí)新、要求高的平臺(tái)，同時(shí)還要求多位專業(yè)技術(shù)人員評(píng)審、打分，要求更難、更高，對(duì)于優(yōu)秀的競(jìng)賽選手及參賽作品確實(shí)能作為能力展示的平臺(tái)，為今后“因材施教”及用人單位人員引進(jìn)提供參考依據(jù)。

a：參賽實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)作品； b：課程知識(shí)點(diǎn)彩頁(yè)設(shè)計(jì)作品

圖1 專業(yè)競(jìng)賽參賽作品

Figure 1 The design in professional competition

4 結(jié)語(yǔ)

青海大學(xué)生態(tài)環(huán)境工程學(xué)院自建院以來(lái)不斷探索新的教育方法，如生物化學(xué)雙語(yǔ)教學(xué)、院所結(jié)合教學(xué)模式改革、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革等[9-10]。通過(guò)教學(xué)方法改革，教學(xué)效果優(yōu)良。教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)構(gòu)建分別針對(duì)教師和學(xué)生兩個(gè)主體的教學(xué)改革模式，“雙管齊下”教學(xué)效果會(huì)更好。專業(yè)競(jìng)賽是以學(xué)生為主體的教學(xué)平臺(tái)，通過(guò)平臺(tái)建設(shè)督促學(xué)生深化理論課程知識(shí)學(xué)習(xí)，優(yōu)化學(xué)習(xí)氛圍，培養(yǎng)正確的研究思路及能力，促進(jìn)師生學(xué)科溝通。在調(diào)研過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽板塊，能夠更為系統(tǒng)地展示學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。今后將進(jìn)一步擴(kuò)展為多個(gè)學(xué)科的、網(wǎng)絡(luò)化的競(jìng)賽平臺(tái)，為展示學(xué)院成績(jī)及水平提供平臺(tái)。