“基因工程”課程的教學(xué)現(xiàn)狀與教學(xué)思考

趙志娟

[摘 要] “基因工程”是高等院校生物科學(xué)、生物工程等相關(guān)專業(yè)學(xué)生的一門重要課程。根據(jù)基因工程課程特點(diǎn)和教學(xué)現(xiàn)狀，進(jìn)行了教學(xué)思考。提倡教師在教學(xué)過程中應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，發(fā)展以興趣為導(dǎo)向、理論結(jié)合實(shí)踐的教學(xué)方法和策略。同時(shí)對課程實(shí)施優(yōu)化并建立多元評價(jià)體系，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新精神、增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用生物技術(shù)的能力。

[關(guān)鍵詞] 基因工程;教學(xué)現(xiàn)狀;教學(xué)思考

一、前言

基因工程技術(shù)自20世紀(jì)70年代誕生以來，發(fā)展迅速。其中基因的分離修飾、重組導(dǎo)入、表達(dá)調(diào)控和基因組改造等均有極高的應(yīng)用價(jià)值，應(yīng)用范圍涵蓋醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、能源環(huán)境和國防等領(lǐng)域?；蚬こ碳夹g(shù)正驅(qū)動(dòng)和影響著當(dāng)代人類的生存和生活方式。

基因工程是高等院校生物科學(xué)、生物工程和生物技術(shù)專業(yè)本科生的一門重要專業(yè)課程。該課程以分子生物學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和微生物學(xué)等課程為基礎(chǔ)，涉及技術(shù)包含基因操作技術(shù)、克隆技術(shù)、細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)等，對學(xué)生的理論和實(shí)踐均提出很高要求[1]。課程所涉及的原理較為抽象復(fù)雜、技術(shù)前沿性強(qiáng)，不易被學(xué)生理解和掌握等。當(dāng)前各高校主要選用樓士林等（科學(xué)出版社，2005）、何水林等（科學(xué)出版社，2008）、孫明等（高等教育出版社，2006）分別編著的《基因工程》教材，這些教材使用率高、涵蓋了基因工程技術(shù)的主要內(nèi)容，但也存在部分章節(jié)不夠與時(shí)俱進(jìn)的問題。因此，如何在課堂中做到貼合實(shí)際、深入淺出、生動(dòng)形象的講解知識(shí)點(diǎn)，對主講教師提出了挑戰(zhàn)。筆者根據(jù)生物專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對基因工程課程的教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行了總結(jié)和探索式思考，為生物科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)人才提供理論支持。

二、課程內(nèi)容優(yōu)化、更新

基因工程課程知識(shí)體系龐大，要在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)完成教學(xué)目標(biāo)，就需要教師適當(dāng)精簡部分內(nèi)容，從全局出發(fā)對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化。例如：核酸的組成與結(jié)構(gòu)、基因的基本結(jié)構(gòu)特征等章節(jié)是與生物化學(xué)、分子生物學(xué)等基礎(chǔ)課程重復(fù)的知識(shí)點(diǎn)，可以通過復(fù)習(xí)總結(jié)、視頻觀看等方式精簡教學(xué)，留出足夠時(shí)間來講解其他新的知識(shí)點(diǎn)。針對“基因工程的應(yīng)用”一章不應(yīng)只局限于教材中的少數(shù)經(jīng)典例子，應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，延伸和拓展一些課外的新鮮實(shí)例，激發(fā)學(xué)生對知識(shí)的理解和興趣，提高教學(xué)效果。

三、翻轉(zhuǎn)課堂，選擇精品課程輔助教學(xué)

由于基因工程課程本身較為抽象，傳統(tǒng)教學(xué)方式很容易讓學(xué)生在課堂上產(chǎn)生挫敗感和疲憊感。如何讓學(xué)生參與到課程中來，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性？一個(gè)較好的方法就是采用翻轉(zhuǎn)課堂，例如學(xué)習(xí)本課程前，建議學(xué)生先通過慕課網(wǎng)MOOC、學(xué)堂在線等學(xué)習(xí)網(wǎng)站復(fù)習(xí)分子生物學(xué)的一些基礎(chǔ)知識(shí)。此外，讓學(xué)生通過慕課網(wǎng)中的精品課程在課堂外提前預(yù)習(xí)課程、查閱資料，然后在課堂上針對問題劃分小組、各抒己見，最后由老師進(jìn)行點(diǎn)評、總結(jié)，可以有效提高課堂教學(xué)效率，增加學(xué)生的參與感，也提升學(xué)生分析問題、解決問題的能力[2]。

四、設(shè)置專題討論，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

與其他生物基礎(chǔ)課程不同，基因工程是一門前沿性較強(qiáng)的學(xué)科。因此教學(xué)內(nèi)容的更新速度應(yīng)與實(shí)際基因工程的發(fā)展進(jìn)程保持同步，在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)規(guī)劃一些學(xué)時(shí)用來討論前沿?zé)狳c(diǎn)問題，設(shè)置專題開展討論或辯論。例如：可圍繞“賀建奎基因編輯嬰兒”事件討論基因編輯的原理和倫理;圍繞“方舟子和崔永元之爭”討論轉(zhuǎn)基因技術(shù)的原理和安全性;圍繞“孟山都公司及其生產(chǎn)的農(nóng)作物”講解轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀。這些熱點(diǎn)話題緊貼實(shí)際，可以很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。讓學(xué)生主動(dòng)參與到課堂討論中來，既可以營造活躍的課堂氛圍，增強(qiáng)課程吸引力，也有助于學(xué)生對基因工程技術(shù)原理的理解和掌握。

五、理論與實(shí)踐相結(jié)合

基因工程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，然而在實(shí)際教學(xué)過程中，考慮到課時(shí)有限、實(shí)驗(yàn)流程長、實(shí)驗(yàn)試劑昂貴等因素，多數(shù)院校往往只開展極少數(shù)實(shí)驗(yàn)甚至選擇不單獨(dú)開設(shè)實(shí)驗(yàn)課。那么如何讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中更好地理解實(shí)驗(yàn)流程和鞏固知識(shí)呢？筆者認(rèn)為可以嘗試以下幾種方式。

（一）多媒體視頻演示實(shí)驗(yàn)流程

基因工程知識(shí)點(diǎn)較為抽象，傳統(tǒng)教學(xué)方式過于理論化，學(xué)生很難理解。多媒體教學(xué)具有圖文并茂、生動(dòng)形象和易于理解等特點(diǎn)，便于學(xué)生記憶和提高教學(xué)效果。例如：在講解PCR反應(yīng)一節(jié)時(shí)，可通過動(dòng)畫演示PCR反應(yīng)過程。視頻能直觀的反應(yīng)DNA模板材料如何通過聚合酶、引物和dNTP實(shí)現(xiàn)特定區(qū)域DNA序列的指數(shù)級擴(kuò)增，視頻形象生動(dòng)，結(jié)合教師講解后可以大大提升學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理和操作流程的理解。此外，還可以讓學(xué)生以演唱《PCR之歌》的方式來快速記憶實(shí)驗(yàn)原理[3]。

（二）制作模型模擬實(shí)驗(yàn)流程

模型模擬也可以在一定程度上鞏固教學(xué)效果。例如：為加強(qiáng)學(xué)生對基因重組技術(shù)全過程的了解，可在理論知識(shí)講解后，嘗試讓學(xué)生利用紙片、剪刀和膠水等道具親自動(dòng)手制作模型，模擬基因重組全過程，分析限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶等在基因重組中的作用。最后，在課堂上隨機(jī)選取幾名學(xué)生的作品進(jìn)行點(diǎn)評。這樣既加強(qiáng)了學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的理解，又提高了課堂趣味性，實(shí)現(xiàn)寓教于樂。

（三）社會(huì)實(shí)踐，學(xué)以致用

當(dāng)前，轉(zhuǎn)基因植物的安全問題、克隆人、基因編輯的倫理問題仍是社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。非生物專業(yè)人群如何看待這些問題？民眾對生物技術(shù)的認(rèn)知差異如何？支持和反對新技術(shù)的原因又是什么？教師可以鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)置一些問卷開展調(diào)查，并以此為切入點(diǎn)，剖析問題本質(zhì)。適時(shí)開展一些校內(nèi)校外科普宣傳，為群眾答疑解惑。通過社會(huì)實(shí)踐不僅能夠鞏固課堂知識(shí)，也有助于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力[4]。

六、設(shè)置多元評價(jià)體系

多數(shù)高等院校生物教師對基因工程課程成績的綜合評價(jià)包含平時(shí)成績（出勤率，30%）和期末成績（卷面成績，70%）兩部分。為了更加公平合理的評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，筆者建議對課程設(shè)置多元評價(jià)體系，該體系中平時(shí)成績占60%，期末卷面成績占40%。平時(shí)成績包含出勤情況、課堂互動(dòng)、小組合作、社會(huì)實(shí)踐和作業(yè)完成情況。在筆試考查方面，減少客觀命題的比例，增加主觀命題的分量，同時(shí)增加開放性問題的給分點(diǎn)，考查學(xué)生綜合素質(zhì)[5]。新的評價(jià)體系更加注重學(xué)生的平時(shí)積累和表現(xiàn)，不會(huì)一刀切，將更加科學(xué)和客觀。

七、結(jié)語

基因工程是建立在多學(xué)科基礎(chǔ)上的一門前沿性、應(yīng)用性學(xué)科，理論體系龐大，知識(shí)點(diǎn)瑣碎抽象。通過優(yōu)化知識(shí)體系、更新課程內(nèi)容、實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂、設(shè)置討論專題等策略使課堂氛圍更加活潑、學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性增強(qiáng)，從而真正實(shí)現(xiàn)提高教學(xué)質(zhì)量、培育高素質(zhì)人才的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]唐培安.《基因工程》教學(xué)方法改革的探索[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，17（23）：179-185.

[2]鄭燕，何培新，胡曉龍.信息技術(shù)下《基因工程》教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].輕工科技，2017，2（2）：181-182.

[3]袁婺洲.“基因工程”課程多種教學(xué)方法改革的探索與實(shí)踐[J].高等生物學(xué)教學(xué)研究，2015，5（2）：38-41.

[4]孟春曉，高政權(quán).高?；蚬こ探虒W(xué)改革現(xiàn)狀[J].教學(xué)天地，2011（5）：162-164.

[5]許崇波.《基因工程》課程教學(xué)改革初探[J].大連大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，6（26）：41-43.