案例式教學(xué)在基因工程中的應(yīng)用

李富田 陳國(guó)強(qiáng) 徐軍田

（江蘇海洋大學(xué) 海洋生命與水產(chǎn)學(xué)院 江蘇連云港 222000）

21 世紀(jì)是生物科學(xué)的世紀(jì)，其中基因工程的發(fā)展最為迅猛，最為引人注目，反映了生命科學(xué)發(fā)展的最新理論和技術(shù)成果，現(xiàn)已成為研究生命科學(xué)的重要工具并滲透到生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。自20 世紀(jì)70 年代誕生以來(lái)，基因工程技術(shù)的革新極大地推動(dòng)了生命科學(xué)的發(fā)展，深刻地影響著人類生活。雖然只有不到50 年的發(fā)展歷程，但是新理論、新技術(shù)不斷出現(xiàn)，信息更迭迅速。

基因工程是生物技術(shù)、生物工程專業(yè)的主干課之一，本課程教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)劣將直接關(guān)系到學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和應(yīng)用能力，最終影響學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量。因此，進(jìn)行課程教學(xué)改革，應(yīng)注重夯實(shí)學(xué)生理論基礎(chǔ)，增強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的能力?，F(xiàn)階段基因工程教學(xué)具有以下顯著特點(diǎn)：

教材建設(shè)成果顯著：基因工程相關(guān)教材有十余版之多，其中不乏“國(guó)家精品課程建設(shè)教材”等優(yōu)秀資源。不同教材各有側(cè)重，對(duì)新技術(shù)也有涉獵。例如2019 年化學(xué)工業(yè)出版社出版的《基因工程（第二版）》（袁婺洲 編著）已將“Golden Gate”一步克隆法、無(wú)縫連接克隆快線、新一代DNA 測(cè)序技術(shù)等新方法、新技術(shù)納入教材。這有利于學(xué)生了解該領(lǐng)域最新進(jìn)展，掌握發(fā)展動(dòng)態(tài)。

教學(xué)方法多種多樣：隨著教學(xué)手段的豐富，高校教師逐漸從傳統(tǒng)的“板書(shū)”教學(xué)向“多媒體+板書(shū)”的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)階段多媒體課件已經(jīng)司空見(jiàn)慣，成為教學(xué)過(guò)程中必不可少的元素。多媒體課件教學(xué)相較傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)具有以下優(yōu)勢(shì)：有利于教師備課，有助于提高教學(xué)效率，教學(xué)內(nèi)容清晰明了。多媒體課件的制作過(guò)程也是教師的備課過(guò)程，優(yōu)秀的多媒體課件應(yīng)做到重點(diǎn)突出、層次分明、前后銜接以及邏輯嚴(yán)密。新興教學(xué)方法的不斷被引入成為完善基因工程教學(xué)模式，提高基因工程教學(xué)質(zhì)量的重要突破點(diǎn)。其中混合式教學(xué)模式日漸興起，該模式指線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和線下傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合產(chǎn)生的一種新穎的教學(xué)模式，可實(shí)現(xiàn)線上和線下教學(xué)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)?！坝暾n堂”“慕課”“交互式微課”以及“超星課程在線平臺(tái)”等極大地方便了教學(xué)活動(dòng)。

線上資源空前豐富：由于受新型冠狀病毒肺炎疫情影響，本學(xué)期各高校全部延遲開(kāi)學(xué)。在教育部“停課不停教、不停學(xué)”號(hào)召下，相關(guān)平臺(tái)教學(xué)資源免費(fèi)向高校師生開(kāi)放，線上資源空前豐富。這些平臺(tái)提供了豐富多樣、覆蓋面廣的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)上教學(xué)資源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，疫情期間，二十余個(gè)在線課程平臺(tái)免費(fèi)開(kāi)放各類在線課程兩萬(wàn)余門(mén)。以基因工程為例，在“中國(guó)大學(xué)MOOC”平臺(tái)上有6 門(mén)在線課程。課程線上資源豐富，教學(xué)視頻以及配套課件都可獲取。高校師生可根據(jù)自己的需求選擇相應(yīng)的資源進(jìn)行教學(xué)。

但是現(xiàn)階段基因工程教學(xué)中也存在以下問(wèn)題：（1）知識(shí)更新速度快，教材內(nèi)容相對(duì)陳舊。雖然該課程教材較多，但由于基因工程技術(shù)發(fā)展迅猛，教材的編寫(xiě)出版速度很難跟上技術(shù)的發(fā)展速度。因此，現(xiàn)有的教材很難將近幾年該領(lǐng)域新出現(xiàn)的里程碑式的事件囊括在內(nèi)。（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)相對(duì)缺乏，理論實(shí)踐結(jié)合度低。基因工程是技術(shù)性很強(qiáng)的一門(mén)課程，但目前部分高校尚未開(kāi)設(shè)專門(mén)的基因工程實(shí)驗(yàn)課，而是將相關(guān)實(shí)驗(yàn)融入到其他生物技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)，如分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中。學(xué)生對(duì)基因工程技術(shù)理論與實(shí)踐的結(jié)合度低，且該課程的線上實(shí)驗(yàn)資源較為匱乏。（3）雙語(yǔ)教學(xué)相對(duì)薄弱，學(xué)生文獻(xiàn)閱讀能力較差?；蚬こ贪l(fā)展異常迅速，常常會(huì)有許多新的專業(yè)詞匯不斷涌現(xiàn)，且基因工程的最新進(jìn)展大多都是在高水平的英文刊物上刊發(fā)，因此培養(yǎng)學(xué)生查閱最新文獻(xiàn)資料的能力尤為重要，但是現(xiàn)階段學(xué)生由于知識(shí)體系不完整，難以完全讀懂吃透。針對(duì)這些新出現(xiàn)的專業(yè)詞匯，用英文表達(dá)相對(duì)合理，也利于學(xué)生及時(shí)跟進(jìn)最新的研究進(jìn)展，了解學(xué)科的發(fā)展前沿。而本科生大多未經(jīng)歷專業(yè)英語(yǔ)訓(xùn)練，全英文授課難度較大，因此現(xiàn)有的雙語(yǔ)教學(xué)具體授課一般以中文為主，英文為輔。

針對(duì)以上問(wèn)題，筆者實(shí)施了以下改革舉措：

（1）整合利用線上資源，拓展深化線下教學(xué)

由于基因工程課程內(nèi)容較多，不可能將所有的案例都放在課堂授課過(guò)程中。而混合式教學(xué)提供了一種最優(yōu)的選擇，教師可以將時(shí)間較長(zhǎng)的視頻案例在課前提前推送給學(xué)生，讓學(xué)生提前觀看了解。在線下教學(xué)過(guò)程中教師再結(jié)合案例進(jìn)行討論，并予以講解闡釋。充分利用豐富的線上基因工程課程資源，開(kāi)展基于“超星課程在線平臺(tái)”的線上+線下混合式教學(xué)。線上教學(xué)注重案例選取；線下教學(xué)強(qiáng)調(diào)案例解析，將案例與所講授的知識(shí)點(diǎn)有機(jī)結(jié)合，加深學(xué)生印象。

（2）注重素材時(shí)效性，構(gòu)建案例資源庫(kù)

基因工程技術(shù)發(fā)展日新月異，往年的教學(xué)案例可能已經(jīng)不能代表當(dāng)今該領(lǐng)域技術(shù)的前沿。因此，收集最新的代表性素材作為教學(xué)案例，有助于學(xué)生了解學(xué)科前沿，把握最新動(dòng)態(tài)。以PCR 技術(shù)為例，可將這一技術(shù)在新型冠狀病毒核酸檢測(cè)中的應(yīng)用作為典型案例進(jìn)行介紹。將最新、最前沿的案例融入教學(xué)過(guò)程中，可加深學(xué)生對(duì)基因工程的原理、現(xiàn)狀及應(yīng)用的理解；縮短教學(xué)情境與實(shí)踐情境的距離；提高基因工程課程教學(xué)趣味性、生動(dòng)性和應(yīng)用性。

（3）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，提升教學(xué)效果

無(wú)論采用何種教學(xué)手段，技術(shù)都只是輔助工具，教學(xué)內(nèi)容才是要義所在?，F(xiàn)今部分基因工程教材與生物化學(xué)、分子生物學(xué)等學(xué)科有部分重疊，這些內(nèi)容是基因工程的基礎(chǔ)知識(shí)，可做簡(jiǎn)要回顧。在講授基因工程流程及應(yīng)用方面，引入多個(gè)代表性案例，介紹其在原核生物、酵母或者植物方面的實(shí)際應(yīng)用。在介紹試熒光定量PCR、cDNA 文庫(kù)構(gòu)建等知識(shí)時(shí)，結(jié)合動(dòng)畫(huà)視頻，讓基因工程技術(shù)具體化、形象化。

通過(guò)以上舉措的實(shí)施，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣高漲、教學(xué)效果顯著提升。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生普遍反映課程學(xué)習(xí)較為單調(diào)，知識(shí)點(diǎn)難以理解和記憶。案例教學(xué)法以生動(dòng)形象的視頻案例、新聞事件等素材為切入點(diǎn)，輔以討論交流，結(jié)合教師講解，可調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，提高課堂參與度。相較傳統(tǒng)教學(xué)方法，案例式教學(xué)可使課堂氣氛更加活躍，學(xué)生對(duì)知識(shí)的印象更加深刻。學(xué)生獨(dú)立自主學(xué)習(xí)和思考的能力有所提升，學(xué)生能夠?qū)⒈菊n程主要知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，使之網(wǎng)絡(luò)化、立體化。同時(shí)對(duì)教學(xué)案例的深入討論，還加強(qiáng)了師生互動(dòng)和雙向交流，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)。該模式對(duì)生物科學(xué)類專業(yè)及海洋科學(xué)類專業(yè)生物方向的本科及研究生教學(xué)具有借鑒意義。