微生物遺傳學(xué)與育種課程教學(xué)改革與探索

程新寬，馬龍

天津科技大學(xué) 生物工程學(xué)院 工業(yè)發(fā)酵微生物教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 天津市工業(yè)微生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300457

微生物遺傳學(xué)與育種是以細(xì)菌、古菌、真菌以及病毒等微生物為研究對(duì)象，通過(guò)各種分子和細(xì)胞水平的操作，進(jìn)行菌種的選育和改良，獲得高性能的工業(yè)菌種和高質(zhì)量、高產(chǎn)量的發(fā)酵產(chǎn)品的學(xué)科[1-2]。隨著生物技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，微生物遺傳學(xué)與育種技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于蘋果酸和琥珀酸[3]、β-胡蘿卜素[4]、生物可再生燃料[5]、萜類化合物[6]、氨基酸[7-9]、生物酶制劑和精細(xì)化學(xué)品[10-12]、癌癥檢測(cè)[13]等領(lǐng)域。天津科技大學(xué)為實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化積攢堅(jiān)實(shí)的人力資源優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)我國(guó)的核心競(jìng)爭(zhēng)力和綜合國(guó)力[14]。先后開設(shè)了卓越人才實(shí)驗(yàn)班和面向國(guó)際留學(xué)生的Biological Engineering留學(xué)生專業(yè)。

微生物遺傳學(xué)與育種是卓越人才實(shí)驗(yàn)班和國(guó)際留學(xué)生的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課。是研究微生物遺傳規(guī)律和育種技術(shù)的綜合課程。該課程的開設(shè)與改革將對(duì)生物工程領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的培養(yǎng)、工業(yè)微生物育種技術(shù)的推廣、微生物遺傳學(xué)技術(shù)與原理的理解、工業(yè)生物技術(shù)的發(fā)展、工業(yè)微生物領(lǐng)域新技術(shù)新產(chǎn)品的開發(fā)等方面具有重要意義和價(jià)值。

對(duì)于微生物遺傳學(xué)與育種課程，傳統(tǒng)的教學(xué)模式存在一定的不足：理論知識(shí)與最新的科研進(jìn)展脫節(jié)，教學(xué)內(nèi)容抽象難以理解，授課的專業(yè)知識(shí)面較窄，考核方式缺乏全面性等。隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，單一型人才和考試型畢業(yè)生已經(jīng)無(wú)法完全滿足社會(huì)的發(fā)展需求。這就決定了傳統(tǒng)授課方式必須作出改革，以培養(yǎng)新時(shí)代自主學(xué)習(xí)型、高精尖專業(yè)型綜合人才為目標(biāo)，開展創(chuàng)新性課程教學(xué)活動(dòng)。不僅使學(xué)生能夠掌握基本的遺傳學(xué)知識(shí)和育種技術(shù)，而且可以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力，拓展學(xué)生的學(xué)術(shù)思維，提高其綜合素質(zhì)。對(duì)微生物遺傳學(xué)與育種技術(shù)進(jìn)行課程改革，不僅有助于為我國(guó)培養(yǎng)滿足新時(shí)代要求的工程師和科學(xué)家，而且可以為祖國(guó)的教育事業(yè)持續(xù)進(jìn)步貢獻(xiàn)一份力量，同時(shí)可以增進(jìn)中外友誼，為微生物領(lǐng)域的國(guó)際合作奠定基礎(chǔ)。

1 創(chuàng)建課前預(yù)習(xí)體系

1.1 存在的問(wèn)題

盡管大部分同學(xué)通過(guò)前期其他專業(yè)課 (生物化學(xué)、分子生物學(xué)等) 的學(xué)習(xí)，都對(duì)微生物學(xué)及其相關(guān)知識(shí)有所了解，但是對(duì)專業(yè)的遺傳學(xué)及工業(yè)微生物育種技術(shù)還是缺乏足夠的認(rèn)識(shí)。在缺乏專業(yè)基礎(chǔ)的前提下，不能很好地保證學(xué)生充分掌握遺傳學(xué)的相關(guān)知識(shí)，因此建立一套課前預(yù)習(xí)體系就顯得尤為重要。但是傳統(tǒng)的課前預(yù)習(xí)方法在如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的預(yù)習(xí)積極性、規(guī)劃課前預(yù)習(xí)的重點(diǎn)以及保證課前預(yù)習(xí)質(zhì)量等方面還存在很多不足。因此，我們創(chuàng)造性地建立了一套行之有效且獨(dú)特的課前預(yù)習(xí)體系。

1.2 改革的思路和措施

因此，我們要求學(xué)生在每節(jié)課上課之前，對(duì)下節(jié)課所講內(nèi)容的重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行預(yù)先學(xué)習(xí)，做到內(nèi)容預(yù)先梳理，并對(duì)不懂的知識(shí)點(diǎn)做預(yù)習(xí)筆記，待到老師講課時(shí)可以更容易地吸收相關(guān)專業(yè)知識(shí)。同時(shí)，結(jié)合學(xué)生的預(yù)習(xí)筆記，以學(xué)習(xí)小組為單位根據(jù)預(yù)習(xí)內(nèi)容提出一個(gè)待解決的科學(xué)問(wèn)題，在課堂上鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行積極的討論，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性。而在討論的同時(shí)也加快了學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的消化吸收，增加了學(xué)生的上課質(zhì)量和效率，并現(xiàn)場(chǎng)對(duì)討論情況進(jìn)行打分評(píng)比，保證學(xué)生的課前預(yù)習(xí)質(zhì)量。另外，每節(jié)課上課前一天，要求學(xué)生將自己預(yù)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題標(biāo)注出來(lái)，并通過(guò)郵件形式發(fā)送到授課老師郵箱中，每人一個(gè)問(wèn)題，也納入平時(shí)成績(jī)考核中。授課老師將對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)中遇到的問(wèn)題給予一一回復(fù)解答，并從中挑選代表性的問(wèn)題進(jìn)行課堂集中講解。此外，為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的預(yù)習(xí)積極性，通過(guò)以下幾個(gè)方面的措施進(jìn)行改革。一、挖掘生活素材，激發(fā)學(xué)生的預(yù)習(xí)興趣。在每一章節(jié)的預(yù)習(xí)內(nèi)容中，穿插一個(gè)生活生產(chǎn)中的實(shí)例，讓學(xué)生預(yù)習(xí)思考其中的科學(xué)道理。例如，有關(guān)基因突變和基因轉(zhuǎn)化的章節(jié)中，讓學(xué)生預(yù)習(xí)思考從遺傳學(xué)角度去分析轉(zhuǎn)基因食品的安全性。這樣可以極大地激發(fā)學(xué)生的預(yù)習(xí)積極性。二、通過(guò)實(shí)驗(yàn)展示活動(dòng)，培養(yǎng)預(yù)習(xí)氛圍。每節(jié)理論課上課之前，將學(xué)生帶到實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)觀摩師兄師姐對(duì)重點(diǎn)知識(shí)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)操作演示，理論結(jié)合實(shí)際的模式，可以極大地培養(yǎng)學(xué)生對(duì)遺傳學(xué)相關(guān)內(nèi)容的預(yù)習(xí)氛圍。

由于每個(gè)章節(jié)內(nèi)容較多，而有些內(nèi)容是需要學(xué)生重點(diǎn)掌握的，有些則是屬于了解性的內(nèi)容。因此，每節(jié)課之前，我們都會(huì)將需要重點(diǎn)預(yù)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生可以針對(duì)性地預(yù)習(xí)，如圖1展示了第五章節(jié)中的預(yù)習(xí)重點(diǎn)。這是有關(guān)基因重組和雜交育種的預(yù)習(xí)重點(diǎn)，從基因重組的過(guò)程和原理到應(yīng)用于原核生物和真核生物 (注意區(qū)分它們之間的不同) 再深入到雜交育種的過(guò)程和原理及其在不同菌種間應(yīng)用的異同情況。這些都是課程改革過(guò)程中需要學(xué)生提前預(yù)習(xí)的內(nèi)容。

從圖1中可以看出，我們將第五章10個(gè)小節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行了分析歸納，將相似的內(nèi)容進(jìn)行了統(tǒng)一，將需要區(qū)分的內(nèi)容進(jìn)行了標(biāo)注，讓學(xué)生按照預(yù)習(xí)大綱針對(duì)性地進(jìn)行預(yù)習(xí)，以充分保證預(yù)習(xí)的效果。

圖1 第五章預(yù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)Fig. 1 Preview knowledge of Chapter 5.

1.3 改革效果

我們創(chuàng)建的這套課前預(yù)習(xí)體系，不僅極大增加了課堂學(xué)習(xí)效果，而且充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的預(yù)習(xí)積極性，保證了學(xué)生的課前預(yù)習(xí)質(zhì)量。讓學(xué)生知道哪些內(nèi)容需要重點(diǎn)掌握，節(jié)約了學(xué)生的寶貴時(shí)間，培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)遺傳學(xué)知識(shí)探索的興趣。由此形成了一套靈活且高效的課前預(yù)習(xí)體系和學(xué)習(xí)模式。

2 課堂教學(xué)的改革

2.1 存在的問(wèn)題

微生物遺傳學(xué)與育種是一門理論與技術(shù)結(jié)合十分密切的課程，并且隨著微生物相關(guān)研究領(lǐng)域的不斷開拓創(chuàng)新，微生物遺傳學(xué)與育種的理論與技術(shù)也逐漸被完善。但是有關(guān)微生物遺傳學(xué)和育種的教材很少，并且很多科研成果沒(méi)有及時(shí)更新。

值得注意的是，很多課改的文章中主張對(duì)相關(guān)教材進(jìn)行及時(shí)修改和更新，主要涉及到兩方面。一方面是針對(duì)不同專業(yè)的針對(duì)性內(nèi)容設(shè)置[14-15]；另一方面是對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)和應(yīng)用的及時(shí)更新[16]。出發(fā)點(diǎn)是沒(méi)有問(wèn)題的，但是實(shí)施的可行性卻值得商榷。首先針對(duì)不同專業(yè)設(shè)置不同的課本，雖然針對(duì)性更強(qiáng)了，但是相關(guān)的知識(shí)面卻變窄了。我們培養(yǎng)的目標(biāo)是綜合型人才和全面性人才。除此之外，對(duì)于優(yōu)秀教材的選擇和更新問(wèn)題，我們?cè)谶x擇優(yōu)秀教材的同時(shí)，需要考慮一下高校的實(shí)際情況。如果一本教材想要兼具自身特色和實(shí)用性，那么教材的編撰必須結(jié)合本校實(shí)際情況。但是一本好的教材從編撰到修訂再到出版并不是一蹴而就的，需要一定的時(shí)間，而且教材的編撰速度永遠(yuǎn)跟不上科研的發(fā)展速度。每年都出版一本教材不僅是資源的浪費(fèi)，也是不切實(shí)際的。

還有一個(gè)需要考慮的問(wèn)題就是，對(duì)于微生物遺傳學(xué)與育種技術(shù)當(dāng)中的復(fù)雜技術(shù)與原理，學(xué)生在耳聽老師講解和眼看 PPT中文字?jǐn)⑹龅那闆r下，很難對(duì)相關(guān)專業(yè)知識(shí)形成一個(gè)立體印象。在沒(méi)有立體印象的前提下，很難將專業(yè)知識(shí)充分消化吸收。這些都是我們?cè)谡n改過(guò)程中需要克服的難點(diǎn)。

2.2 改革的思路與措施

對(duì)于課本中未能及時(shí)更新的專業(yè)知識(shí)，例如課本中關(guān)于定點(diǎn)突變的技術(shù)介紹，還局限于一個(gè)位點(diǎn)的氨基酸突變?yōu)榱硪环N氨基酸，并沒(méi)有涵蓋德國(guó)科學(xué)院院士Manfred T. Reetz教授 (定向進(jìn)化方法學(xué)的三大開創(chuàng)人之一) 發(fā)明的迭代飽和突變(ISM) 技術(shù)[17]和活性位點(diǎn)組合飽和突變 (CASTing)技術(shù)[18]，這兩項(xiàng)技術(shù)是近十幾年應(yīng)用最廣泛的定向進(jìn)化技術(shù)。而課本中多數(shù)科研案例并沒(méi)有與時(shí)俱進(jìn)，所以我們結(jié)合近幾年的應(yīng)用實(shí)例 (D-氨基酸脫氫酶、羰基還原酶、蘇氨酸醛縮酶、乙醇脫氫酶、環(huán)氧化物酶)，對(duì)定點(diǎn)突變?cè)诿傅幕钚?、底物譜、熱穩(wěn)定性、選擇性等方面的應(yīng)用進(jìn)行實(shí)例講解[11-12,19-21]。

具體來(lái)講，在第六章第二節(jié)中對(duì)定向進(jìn)化的講解中，我們將利用了半理性設(shè)計(jì)、飽和突變技術(shù)和迭代飽和突變技術(shù)相結(jié)合的 D-氨基酸脫氫酶作為其中一個(gè)講解案例。其設(shè)計(jì)結(jié)果如圖2所示。

圖2中介紹了定向進(jìn)化中的半理性設(shè)計(jì)原則，以及如何選擇潛在的改造位點(diǎn)和預(yù)測(cè)可能的突變結(jié)果。同時(shí)根據(jù)位點(diǎn)的選擇，隨后進(jìn)行飽和突變和迭代飽和突變，并對(duì)定向進(jìn)化的瓶頸——篩選方法的原理和技術(shù)進(jìn)行了講解。主要利用氧化還原酶催化中需要利用的輔酶 NADPH，其在吩嗪硫酸甲酯存在的條件下，會(huì)與氯化硝基四氮唑藍(lán)形成藍(lán)紫色混合物。藍(lán)紫色混合物的顏色深淺可以反映酶活的高低。整個(gè)建庫(kù)篩選流程如圖3所示。圖3的3個(gè)部分分別為學(xué)生呈現(xiàn)了相關(guān)但又不同的專業(yè)知識(shí)。

以上專業(yè)知識(shí)應(yīng)用后的最終結(jié)果是，得到了滿足人類生產(chǎn)需求的高效生物催化劑和產(chǎn)品，不僅讓學(xué)生充分理解了課本中關(guān)于定向進(jìn)化的原理和技術(shù)特點(diǎn)，同時(shí)也讓學(xué)生對(duì)工業(yè)微生物行業(yè)有了進(jìn)一步的了解和思考空間。此外，還有更多類似的案例在我們的課程中被介紹，由于篇幅有限，不能一一展示。

此外，我們提倡在保證基本專業(yè)知識(shí)的前提下，選擇最優(yōu)的教材，其他與時(shí)俱進(jìn)的知識(shí)更新和科研成果都通過(guò)課堂講解給學(xué)生普及。這樣不僅節(jié)約了時(shí)間和成本，而且可實(shí)行性較強(qiáng)。而且上課老師都是專業(yè)的科研工作者，這些都是讓最新科研進(jìn)展走進(jìn)課堂的有利條件。

圖2 D-氨基酸脫氫酶與D-高苯丙氨酸的相互作用結(jié)果[12] (集合了生物信息學(xué)和計(jì)算生物學(xué)的分子對(duì)接圖。左邊是底物D-高苯丙氨酸和蛋白質(zhì)D-氨基酸脫氫酶發(fā)生催化反應(yīng)時(shí)的模擬狀態(tài)。右邊是脫氫酶中可能與底物相互作用氨基酸的放大圖)Fig. 2 The results of interaction between D-amino acid dehydrogenase and D-homophenylalanine[12]. This is a molecular docking diagram that integrates bioinformatics and computational biology. On the left is the simulated state of the substrate D-homophenylalanine and D-amino acid dehydrogenase when the catalytic reaction occurs. On the right is an enlarged view of the amino acids in the dehydrogenase that may interact with the substrate.

圖3 D-氨基酸脫氫酶突變體庫(kù)的建立和篩選流程(圖 3的左邊是飽和突變和迭代飽和突變的流程。右邊是 3個(gè)篩選的目標(biāo)底物。中間的96孔板是高通量篩選的顯色效果圖)Fig. 3 Establishment of mutant library and screening process for D-amino acid dehydrogenase. The left side of figure 3 is the process of saturation mutation and iterative saturation mutation. The right side is the three screening target substrates. The 96-well plate in the middle is the color rendering effect of high-throughput screening.

最重要的是，現(xiàn)在是一個(gè)信息化的時(shí)代，我們的教學(xué)方式需要迎合現(xiàn)在學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，對(duì)比完全紙質(zhì)化的教學(xué)模式，利用多媒體進(jìn)行重要知識(shí)點(diǎn)講解，以及借助流程圖和視頻進(jìn)行介紹的形式，無(wú)疑更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。這就需要我們高校教師充分發(fā)揮自身的專業(yè)優(yōu)勢(shì)和多媒體的優(yōu)勢(shì)，對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)知識(shí)提前制作視頻教程，如 DNA的復(fù)制過(guò)程、基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)過(guò)程、氨基酸突變?cè)?、菌種保藏流程等。在進(jìn)行理論講解的同時(shí)，結(jié)合視頻教學(xué)指導(dǎo)，讓學(xué)生充分理解遺傳學(xué)和育種技術(shù)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

2.3 改革效果

經(jīng)過(guò)對(duì)課堂教學(xué)各個(gè)方面的改革，使得學(xué)生可以及時(shí)了解有關(guān)微生物遺傳學(xué)的最新技術(shù)與科研進(jìn)展，并與課本中的專業(yè)知識(shí)形成互補(bǔ)，讓整個(gè)知識(shí)體系更加完善。同時(shí)也克服了以前只知道相關(guān)概念，而腦海中沒(méi)有立體印象的弊端，真正做到知其然更知其所以然。結(jié)合動(dòng)畫視頻中相關(guān)技術(shù)的展示，使學(xué)生能夠更加準(zhǔn)確地理解和應(yīng)用相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。

3 考核方式的改革

3.1 存在的問(wèn)題

課程考核是評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)每門課程學(xué)習(xí)效果的必經(jīng)階段。而傳統(tǒng)的課程考核方式往往以單一的期末考試為主。盡管可以在一定程度上反映當(dāng)時(shí)學(xué)生對(duì)大部分專業(yè)知識(shí)的掌握情況，但難免出現(xiàn)各種各樣應(yīng)試教育的弊端，例如考試即會(huì)、考后即忘、只背答案、不懂原理等現(xiàn)象。

3.2 改革的思路與措施

為此，我們將微生物遺傳與育種課程總成績(jī)調(diào)整為期末考試成績(jī)、期中考試成績(jī)、平時(shí)成績(jī)、隨堂測(cè)驗(yàn)成績(jī)、小組討論成績(jī)五部分組成。各部分所占的比例依次為40%、10%、10%、30%、10%，這種調(diào)整使考核方式變得更加合理，也有利于將學(xué)習(xí)與考核貫穿課程的始終。期末考試內(nèi)容轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的名詞解釋、知識(shí)點(diǎn)解答為主的模式，改為實(shí)驗(yàn)案例分析，用相關(guān)專業(yè)知識(shí)解答微生物遺傳學(xué)和育種技術(shù)中的問(wèn)題為主導(dǎo)模式。例如，對(duì)于物理誘變 (紫外誘變) 和表型延遲的考察。當(dāng)大腸桿菌經(jīng)紫外處理后，進(jìn)行菌種篩選，當(dāng)代并未出現(xiàn)陽(yáng)性突變體，繁殖兩代后，獲得了產(chǎn)量提高10倍的突變菌株。請(qǐng)解釋其中所涉及的生物技術(shù)及其特點(diǎn)和原理。平時(shí)成績(jī)主要由平時(shí)出勤率和課堂回答問(wèn)題兩部分組成。隨堂測(cè)驗(yàn)主要考察學(xué)生對(duì)每堂課相關(guān)講解內(nèi)容的掌握情況，以每堂課的上課內(nèi)容為主。利用每堂課的最后15 min或下節(jié)課開始的前 15 min對(duì)之前講解的內(nèi)容進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，爭(zhēng)取讓學(xué)生以最高的效率掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。小組討論可以增加卓越人才實(shí)驗(yàn)班和國(guó)際留學(xué)生之間的交流互動(dòng)，利用小組合作學(xué)習(xí)的組織形式，采取中國(guó)學(xué)生和留學(xué)生混合組隊(duì)的形式，在內(nèi)容設(shè)計(jì)上，每節(jié)課讓其中一個(gè)小組就遺傳學(xué)及育種技術(shù)中的應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行分析講解，剩下的幾個(gè)小組對(duì)講解的內(nèi)容分別進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明和辯證分析。一半的小組進(jìn)行正向補(bǔ)充，另一半幾個(gè)小組進(jìn)行反向的辯證，指出前面不夠準(zhǔn)確的觀點(diǎn)。

3.3 改革效果

這樣的小組合作學(xué)習(xí)形式，不僅可以讓同學(xué)之間互相學(xué)習(xí)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性和課堂參與感，類似于專業(yè)知識(shí)辯論賽，也鍛煉了中國(guó)學(xué)生的外語(yǔ)能力。這種小組討論形式成為每節(jié)課最高光的時(shí)刻，形成了極其活躍的課堂氣氛，讓每一小部分的專業(yè)知識(shí)最大化地被理解，不是填鴨式的接收，而是學(xué)生主動(dòng)去探索而獲得的知識(shí)，現(xiàn)場(chǎng)效果極好。美中不足的是，這種小組討論會(huì)讓少數(shù)不自信的同學(xué)羞于表達(dá)，因?yàn)槭且孕〗M為單位，所以難免出現(xiàn)小組中總是幾個(gè)比較活躍的同學(xué)在參與，這也是我們?cè)诮窈蟮慕虒W(xué)活動(dòng)中需要克服的一個(gè)難點(diǎn)。因此，這樣的綜合體系，不僅考核了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握情況，也評(píng)價(jià)了學(xué)生思維方式和分析問(wèn)題解決問(wèn)題能力的水平高低。同時(shí)考查了卓越人才實(shí)驗(yàn)班同學(xué)和國(guó)際留學(xué)生的語(yǔ)言組織及表達(dá)水平。

4 總結(jié)與討論

微生物遺傳學(xué)和育種技術(shù)是生物工程行業(yè)的理論與技術(shù)基礎(chǔ)之一，發(fā)展微生物遺傳學(xué)和育種學(xué)科教育是關(guān)系到我國(guó)輕工行業(yè)發(fā)展和國(guó)計(jì)民生的重要舉措。隨著中國(guó)社會(huì)的不斷進(jìn)步和在國(guó)際上的影響力越來(lái)越大，中國(guó)高校教育必然要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教育模式，進(jìn)而努力培養(yǎng)新一代的社會(huì)精英和更加符合國(guó)際化要求的人才。我校生物工程專業(yè)嚴(yán)格按照天津市和教育部建設(shè)一流學(xué)科的總體要求，進(jìn)行卓越人才實(shí)驗(yàn)班和招收國(guó)際留學(xué)生的開拓嘗試，針對(duì)微生物遺傳學(xué)和育種課程采取創(chuàng)新性的教學(xué)模式。在課前預(yù)習(xí)體系、課程內(nèi)容、講授方式及手段、考核方法等方面進(jìn)行改革和探索。以天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院的高素質(zhì)教師隊(duì)伍為班底，對(duì)課程采取全英文授課，理論結(jié)合應(yīng)用案例，著力為祖國(guó)培養(yǎng)一批適應(yīng)時(shí)代潮流的精英人才和促進(jìn)中外經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展的高端人才。

通過(guò)這種創(chuàng)新性的授課模式，初步構(gòu)建了適合我校卓越人才實(shí)驗(yàn)班和留學(xué)生的微生物遺傳學(xué)與育種的教學(xué)體系，結(jié)合專業(yè)特色及中外學(xué)生混合授課的特點(diǎn)，一改老師單一授課的模式，形成了以下獨(dú)特的授課模式。第一，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，形成了積極發(fā)言的良好課堂氛圍。第二，極大地激發(fā)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。第三，鍛煉了同學(xué)之間的團(tuán)隊(duì)合作精神。第四，提高了外語(yǔ)表達(dá)水平和對(duì)科學(xué)世界的探索熱情。同時(shí)也在一定程度上克服了應(yīng)試教育的弊端，讓學(xué)生在上課前期、中期、后期均能在一定程度上掌握相關(guān)專業(yè)知識(shí)，并始終保持主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣和熱情。這會(huì)讓學(xué)生在課程結(jié)束后繼續(xù)自主追蹤相關(guān)科研進(jìn)展。經(jīng)過(guò)本次課程的改革，使學(xué)生對(duì)科研的熱情極大地提高了，不僅多位同學(xué)主動(dòng)詢問(wèn)考研及選擇學(xué)術(shù)這條道路的職業(yè)規(guī)劃問(wèn)題，更有多名同學(xué)主動(dòng)走入實(shí)驗(yàn)室，提前參與到科研中來(lái)。真正實(shí)現(xiàn)了讓興趣成為最好的老師，這應(yīng)該是一名教育工作者最值得驕傲的地方。當(dāng)然，我們?cè)谔剿髡n程改革的過(guò)程中還是不可避免地出現(xiàn)了很多不足。例如，關(guān)于教學(xué)視頻的制作，除了菌種保藏等少數(shù)內(nèi)容可以自己制作外，大部分視頻需要借鑒國(guó)外同行。盡管也可以幫助學(xué)生理解相關(guān)專業(yè)知識(shí)，但是缺少了本校特色。此外，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)用具的不同，可能會(huì)給學(xué)生在上實(shí)驗(yàn)課時(shí)帶來(lái)些許疑惑。這些都是我們以后需要進(jìn)一步解決的問(wèn)題。此外，根據(jù)上課同學(xué)的反饋結(jié)果，還有以下方面需要改進(jìn)：一、全英文授課比例過(guò)大；二、期末考試形式推陳創(chuàng)新。我們也會(huì)認(rèn)真考慮學(xué)生的反饋，在此次改革的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善課程改革制度，在今后的課程中，對(duì)于復(fù)雜難以理解的知識(shí)，在英文講解的同時(shí)，增加中文的講解部分，也會(huì)修改部分課程設(shè)置，先從簡(jiǎn)單的部分講起，讓學(xué)生逐漸適應(yīng)英文授課環(huán)境后，再進(jìn)行復(fù)雜知識(shí)的授課。對(duì)于課程考核，其實(shí)我們本次改革已經(jīng)在縮小期末考試所占的比例，對(duì)于是否應(yīng)該完全取消試卷形式的期末考試，還是一項(xiàng)需要綜合考慮的措施，目前來(lái)說(shuō)，進(jìn)一步降低期末試卷考試所占比例是一項(xiàng)更優(yōu)的改革措施。綜上所述，高校課程改革是一項(xiàng)任重道遠(yuǎn)的工作，需要我們高校教師從各個(gè)方面持續(xù)努力，不斷完善教學(xué)系統(tǒng)，也希望我們的經(jīng)驗(yàn)可以為國(guó)內(nèi)的教育工作者提供有意義的借鑒價(jià)值。