以科研項(xiàng)目引導(dǎo)的基因工程教學(xué)方法改革探索

孫 鈺，王文銳，梁 猛，黃 樺，周繼紅

（蚌埠醫(yī)學(xué)院檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)院，安徽 蚌埠 233030）

自20世紀(jì)70年代初基因工程誕生以來，在40余年的時(shí)間內(nèi)，已經(jīng)取得了許多激動(dòng)人心的成就，并且正以新的勢(shì)頭繼續(xù)迅猛發(fā)展，成為當(dāng)今生物科學(xué)研究諸領(lǐng)域中最具生命力、最引人注目的前沿學(xué)科之一。今天，分子生物學(xué)和基因工程的發(fā)展，不但急需大批專業(yè)人才，也要求培養(yǎng)足夠的后備力量。因此，許多高校為滿足社會(huì)需求，新增了生物技術(shù)專業(yè)，開設(shè)了基因工程課程，希望能為國家培養(yǎng)和輸送人才。

在堅(jiān)持“以科研助教學(xué)、以教學(xué)促科研”的教學(xué)實(shí)踐中，高校理科生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科研訓(xùn)練的機(jī)會(huì)越來越多，基因工程理論課教學(xué)方法應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，以科研為基礎(chǔ)，多角度闡釋基因工程相關(guān)研究方法與技術(shù)、科研動(dòng)態(tài)和已取得的輝煌成果等內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，全面調(diào)動(dòng)其積極性，使學(xué)生在領(lǐng)略基因工程學(xué)科國際研究前沿的同時(shí)，掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣和自主創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)，提升基因工程理論課教學(xué)質(zhì)量，滿足高校生物工程專業(yè)、生物技術(shù)專業(yè)和新世紀(jì)復(fù)合型人才培養(yǎng)的要求。

1 以科研項(xiàng)目引導(dǎo)的教學(xué)方法的實(shí)施背景

基因工程研究和應(yīng)用已經(jīng)滲透到生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，課程內(nèi)容更新迅速，且與科研聯(lián)系緊密。同時(shí)，由于本課程內(nèi)容抽象復(fù)雜，涉及領(lǐng)域廣泛，信息量大，知識(shí)點(diǎn)繁多，內(nèi)容松散，又與分子生物學(xué)、蛋白質(zhì)與酶工程等存在學(xué)科交叉，故學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)難度大、上課內(nèi)容枯燥、難以理解[1]。因此，怎樣根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況，在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)，形象生動(dòng)、深入淺出地講授以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)的基因工程理論課，是提升教學(xué)效果存在的客觀問題[1-3]。隨著國家對(duì)不同領(lǐng)域科學(xué)研究的支持力度逐年增大，高等院校生物科學(xué)和生物技術(shù)等專業(yè)的學(xué)生進(jìn)入導(dǎo)師實(shí)驗(yàn)室，從事基本科學(xué)研究訓(xùn)練的機(jī)會(huì)也越來越多，這為實(shí)施以科研項(xiàng)目引導(dǎo)的基因工程教學(xué)方法研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 傳統(tǒng)基因工程教學(xué)現(xiàn)狀

目前對(duì)基因工程的研究和應(yīng)用已涵蓋工、農(nóng)、醫(yī)等多個(gè)領(lǐng)域，學(xué)科的知識(shí)交叉性極強(qiáng)，涉及的高新技術(shù)多，內(nèi)容更新快，分子水平發(fā)生的反應(yīng)不易想象，且許多內(nèi)容理論知識(shí)復(fù)雜抽象，本科生常難以理解和掌握其要點(diǎn)[4]，主要存在以下問題。

2.1 教材更新慢，課時(shí)少而松散

基因工程作為生命科學(xué)的前沿學(xué)科之一，其課程技術(shù)性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，新技術(shù)、新方法的發(fā)展日新月異，新的分子生物學(xué)理論層出不窮，但基因工程理論教材的內(nèi)容更新速度慢，容易導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)的知識(shí)都是“老掉牙”的東西，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性[5]。

2.2 教學(xué)模式單一，學(xué)生主動(dòng)性不高

目前課堂教學(xué)仍是高校學(xué)生獲取知識(shí)的主要途徑，“以教師為中心，以教材為中心，以課堂為中心”的傳統(tǒng)教學(xué)模式已無法適應(yīng)現(xiàn)代基因工程課堂，“滿堂灌”的教學(xué)方法亦無法激發(fā)現(xiàn)代大學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。傳統(tǒng)教學(xué)模式對(duì)于大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力以及創(chuàng)造思維和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)都是不利的[6]。

2.3 考核方式單一，缺乏過程性考核

成績?cè)u(píng)定主要依據(jù)期末理論考試分?jǐn)?shù)，在這種考核方式下，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情不高，平時(shí)上課不聽，考前突擊背書現(xiàn)象嚴(yán)重，學(xué)習(xí)效率不高，一直處于被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)。

3 以科研項(xiàng)目引導(dǎo)的基因工程教學(xué)方法

基因工程的發(fā)展與現(xiàn)代科學(xué)研究緊密相連，所以必須對(duì)此課程予以重視。提升基因工程教學(xué)效率是發(fā)展基因工程過程中重要的環(huán)節(jié)，以科研促進(jìn)基因工程教學(xué)是其中非常有用的一種手段。本研究中采用下列方法以科研促教學(xué)，提高授課質(zhì)量。

3.1 將科研項(xiàng)目引入理論課堂

傳統(tǒng)的本科生教學(xué)模式依然是教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容分章節(jié)講授為主，學(xué)生很少有機(jī)會(huì)參與課堂教學(xué)。在以科研項(xiàng)目引導(dǎo)的基因工程教學(xué)過程中，根據(jù)課程教學(xué)的主要內(nèi)容，結(jié)合教師的科研課題，設(shè)計(jì)適合本科生的科研項(xiàng)目，將基因工程的研究思路和技術(shù)方法融入其中，變“滿堂灌”課堂教學(xué)為“交互式”課堂學(xué)習(xí)。在基因工程課堂上，學(xué)生可以帶著完成科研項(xiàng)目的目的去學(xué)習(xí)書本內(nèi)容；以解決科研項(xiàng)目中的各個(gè)問題，去學(xué)習(xí)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)；以科研項(xiàng)目為主線融會(huì)貫通課本上的知識(shí)，最終樹立基本的科研思維，掌握重要的技術(shù)方法。

3.2 將科研團(tuán)隊(duì)引入課后自學(xué)

傳統(tǒng)的基因工程教學(xué)會(huì)將完整的教學(xué)內(nèi)容拆分成各個(gè)章節(jié)講授，學(xué)生難以把各個(gè)獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)連貫起來，建立系統(tǒng)的基因工程知識(shí)體系。由于課堂教學(xué)多以教師講授、學(xué)生聽課為主[7]，學(xué)生課后很少復(fù)習(xí)，僅僅在課堂上完成理論知識(shí)學(xué)習(xí)，很少深入思考，學(xué)生之間以及師生之間很少進(jìn)行深入探討和交流[8-9]?？蒲袌F(tuán)隊(duì)是讓學(xué)生模擬科研過程中課題組的形式開展線下自學(xué)活動(dòng)。可將5～8名學(xué)生分為一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)，共同圍繞一個(gè)科研項(xiàng)目展開線下學(xué)習(xí)活動(dòng)。首先，要求每個(gè)科研團(tuán)隊(duì)在理論課學(xué)習(xí)的同時(shí)自學(xué)基因工程相關(guān)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)原理及步驟，認(rèn)真分析科研項(xiàng)目的要求，繪制技術(shù)路線，設(shè)計(jì)具體的操作步驟，并記錄完整的科研筆記。然后教師從中選出2～3篇質(zhì)量較好的科研筆記在課堂上由學(xué)生報(bào)告，大家積極參與討論，進(jìn)一步修改完善。這種科研團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)模式，不僅加強(qiáng)了教師與學(xué)生之間的交流，也培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力和科研思維，同時(shí)鍛煉了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題能力。

3.3 利用科學(xué)研究引導(dǎo)學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室

基因工程作為一門理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密聯(lián)系的課程，在理論課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)入科研實(shí)驗(yàn)室，指導(dǎo)其申請(qǐng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目，并參與授課教師相關(guān)科研課題。這對(duì)掌握基因工程相關(guān)理論知識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生科研能力具有重要意義[10]。

3.4 根據(jù)研究成果對(duì)學(xué)生進(jìn)行過程性考核

為了解決終結(jié)性考核方式所帶來的弊端，教師從學(xué)生科研項(xiàng)目選題、科研參與度、科研成果等幾個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行考核，考核結(jié)果與期末理論考試相結(jié)合，作為課程最終成績，通過過程性考核激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

基因工程是現(xiàn)代生物技術(shù)的核心內(nèi)容，其教學(xué)效果的好壞直接影響高校生物類專業(yè)學(xué)生的能力，從而影響高校人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。綜合考慮本科生知識(shí)儲(chǔ)備、學(xué)習(xí)能力等，教師根據(jù)實(shí)際情況在第一堂理論課提出了一個(gè)適合本科生的小型科研項(xiàng)目，經(jīng)過基因工程理論課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生系統(tǒng)掌握基因工程重要技術(shù)原理，并認(rèn)真思考、學(xué)以致用，設(shè)計(jì)出合理的科研項(xiàng)目技術(shù)路線。課后組織學(xué)生成立科研團(tuán)隊(duì)，根據(jù)已提出的科研項(xiàng)目設(shè)計(jì)技術(shù)路線圖，完善實(shí)驗(yàn)方案，整理科研筆記。在此基礎(chǔ)上組織學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)入科研實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力，并且為開展畢業(yè)論文的研究工作打下良好的基因工程實(shí)驗(yàn)操作基礎(chǔ)。