微生物遺傳與育種實(shí)驗(yàn)課多維度考核方式初探

曹威 劉浩 李玉

（天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院 天津 300457）

微生物遺傳與育種實(shí)驗(yàn)課是微生物遺傳與育種理論課教學(xué)的并行課程，是理論應(yīng)用于實(shí)踐必不可少的環(huán)節(jié)。本門課程是綜合利用微生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)和生物信息學(xué)等多門學(xué)科的理論與方法，進(jìn)行微生物菌種改造，微生物遺傳與育種實(shí)驗(yàn)課程需要扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，并身體力行穩(wěn)扎穩(wěn)打上好的重要實(shí)驗(yàn)課程。課程的目的是要求學(xué)生在對(duì)遺傳學(xué)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，掌握從自然界中進(jìn)行微生物菌種篩選，傳統(tǒng)的誘變育種，遺傳標(biāo)記制作及營養(yǎng)缺陷性的篩選，基因工程育種及菌種鑒定等實(shí)驗(yàn)技術(shù)，以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)微生物遺傳知識(shí)的理解以及掌握微生物育種的基本技術(shù)，這也是生物工程專業(yè)本科生必備的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)之一。

課程考核既是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的重要方式，好的考核方式可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，為教師的教學(xué)效果提供反饋，是一個(gè)相互促進(jìn)的過程。因此，針對(duì)微生物遺傳與育種實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn)，強(qiáng)化對(duì)理論課基礎(chǔ)知識(shí)的理解和運(yùn)用，實(shí)驗(yàn)課需要更科學(xué)的多維度的考核方式。

1 微生物遺傳與育種實(shí)驗(yàn)課考核現(xiàn)狀

我院生物工程專業(yè)微生物遺傳與育種實(shí)驗(yàn)課總學(xué)時(shí)為32學(xué)時(shí)，包括：

（1）以產(chǎn)蛋白酶枯草芽孢桿菌為出發(fā)菌株，測定死亡率曲線，并篩選高產(chǎn)蛋白酶的菌株；

（2）利用誘變育種技術(shù)篩選并鑒定營養(yǎng)缺陷型；

（3）大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備及質(zhì)粒轉(zhuǎn)化；

（4）大腸桿菌質(zhì)粒的提取；

（5）限制性核酸內(nèi)切酶反應(yīng)以及瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA。

微生物遺傳與育種實(shí)驗(yàn)課程經(jīng)過前任老師們的不斷實(shí)踐改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)編排趨于穩(wěn)定成熟，在專業(yè)人才培養(yǎng)中取得了不錯(cuò)的效果。然而，隨著專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的修訂和社會(huì)對(duì)于人才素質(zhì)培養(yǎng)要求的提高，也對(duì)微生物遺傳與育種實(shí)驗(yàn)課提出了新的要求，課程的考核方式。

1.1 考核方式簡單片面，缺乏多元性和過程性

過去，微生物遺傳與育種實(shí)驗(yàn)采取與其他理論課相似的傳統(tǒng)課程結(jié)課考試方式，以紙質(zhì)版實(shí)驗(yàn)報(bào)告和期末考試成績作為最終的實(shí)驗(yàn)課成績。其中，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫要求范式話，對(duì)于實(shí)際操作中進(jìn)行了修改的實(shí)驗(yàn)，很多學(xué)生也照搬照抄教材描述，對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果缺乏科學(xué)的描述分析和討論，表明學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和操作過程的并未真正的掌握，通過實(shí)驗(yàn)加深理論理解的目的不能夠充分實(shí)現(xiàn)。另外，期末考試試卷考題多是理論性較強(qiáng)的基礎(chǔ)試題，實(shí)驗(yàn)操作考察比重偏低，一些擅長記憶應(yīng)試的學(xué)生就能取得高分?jǐn)?shù)，而那些擅長動(dòng)手、思考問題學(xué)生的優(yōu)勢(shì)在期末考試中的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)不充分，而且期末考試在最終成績?cè)u(píng)定中占比較大的比例，所以實(shí)驗(yàn)課的培養(yǎng)目標(biāo)不能很好地達(dá)成，其課程的獨(dú)特性也為充分彰顯出來。因此，這種考核方式缺乏多元性和過程性評(píng)定，不利于正確引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)方向和調(diào)動(dòng)積極性。

1.2 課前預(yù)習(xí)與課后總結(jié)思考的考察重視程度欠缺

在以往的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，主要通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告和期末考試的成績加權(quán)確定，然而忽略是實(shí)驗(yàn)課同其他理論課教學(xué)同樣需要課前預(yù)習(xí)和課后總結(jié)。通過課前預(yù)習(xí)，了解下次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)步驟等，并且回憶這一部分實(shí)驗(yàn)與理論課哪一部分相對(duì)應(yīng)，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)又是為了證明哪一種微生物遺傳學(xué)現(xiàn)象。通過課后總結(jié)，梳理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容背后的理論知識(shí)，歸納實(shí)驗(yàn)中的異?；蛘呤‖F(xiàn)象，總結(jié)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，從而提高學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和正確的實(shí)驗(yàn)思維。因此，除了對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果的考核，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后總結(jié)思考的引導(dǎo)、考核也是十分必要的。

2 多維度的過程性考核方式的主要內(nèi)容

微生物遺傳與育種實(shí)驗(yàn)課程作為其理論課程的必要組成部分，對(duì)于增進(jìn)學(xué)生理解微生物遺傳學(xué)原理，運(yùn)用遺傳操作手段進(jìn)行基因工程育種，探究遺傳學(xué)現(xiàn)象背后的分子機(jī)制等方面起著不可替代的作用。同時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)課具有開放性、直觀性、綜合性和創(chuàng)造性，因此需要多維度的對(duì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的情況進(jìn)行考察，不僅有傳統(tǒng)的結(jié)果性考察，還要對(duì)實(shí)驗(yàn)操作和理解進(jìn)行過程化考核，使考核內(nèi)容覆蓋整合教學(xué)活動(dòng)，使“教、學(xué)、評(píng)”三者有機(jī)統(tǒng)一，在提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性的同時(shí)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程的指導(dǎo)和評(píng)價(jià)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

2.1 確定本門課程地考核方針

筆者經(jīng)過近兩年的微生物遺傳與育種實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，進(jìn)行了多維度的過程化考核，確立了考核的方針是：延展實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂，加強(qiáng)課前課后考核，建立積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)探索精神。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，在做好課堂教學(xué)的同時(shí)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課前預(yù)習(xí)重要性意識(shí)的提高。主要做法是：在課前布置預(yù)習(xí)要點(diǎn)，提出在預(yù)習(xí)階段需要解決的問題，使學(xué)生預(yù)習(xí)有方向有目的，并對(duì)預(yù)習(xí)情況在課堂講授中，以隨機(jī)提問的方式進(jìn)行考核。同樣，實(shí)驗(yàn)課后的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)也是實(shí)驗(yàn)課程的有機(jī)組成部分。首先，教師對(duì)課堂教學(xué)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題或者學(xué)生的優(yōu)秀操作，進(jìn)行點(diǎn)評(píng)；其次，以自愿的方式，讓學(xué)生總結(jié)反思實(shí)驗(yàn)中的問題與經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。以“點(diǎn)評(píng)—分享—強(qiáng)化”的模式加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課后總結(jié)的重視。通過以上方式，教師增強(qiáng)了對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的組織與引導(dǎo)，同時(shí)也增強(qiáng)學(xué)生的參與感，激發(fā)學(xué)生的好奇心，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探索，積極思考的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

2.2 “課題式”教學(xué)與考核辦法

以學(xué)生為中心，以教學(xué)大綱為依托，以實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑槊}絡(luò)，對(duì)先前分散的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)整合，要求學(xué)生綜合運(yùn)用微生物學(xué)、微生物遺傳學(xué)和基因工程等理論課知識(shí)體系，在小組個(gè)成員的相互配合下，通過課題分解討論、方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)執(zhí)行等完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。通過綜合實(shí)驗(yàn)課題的設(shè)計(jì)與操作，加深對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的理解，進(jìn)而提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，使綜合素質(zhì)得到提高。

比如，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)“誘變育種篩選高產(chǎn)蛋白酶菌種”和“營養(yǎng)缺陷型的篩選”進(jìn)行統(tǒng)籌合并，以紫外誘變?yōu)槭侄?，以產(chǎn)蛋白酶枯草芽孢桿菌為出發(fā)菌株，測定死亡率曲線，并篩選高產(chǎn)蛋白酶的菌株。利用同一批誘變菌株篩選營養(yǎng)缺陷型，掌握消除分離延遲現(xiàn)象、淘汰野生型，以及檢出缺陷型的基本方法和原理。一方面可以壓縮整體的教學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)長，另一方面也可以更好地使學(xué)生整合知識(shí)，從總體去把握知識(shí)要點(diǎn)。在這個(gè)過程中，組員之間相互溝通，修改實(shí)驗(yàn)方案，共同實(shí)踐，分析問題，加深了對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。同時(shí)，教師對(duì)各組之間、組內(nèi)成員之間的參與度進(jìn)行量化評(píng)估，使考核體系更加柔性，也能更加清楚地對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)點(diǎn)的情況、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手情況進(jìn)行合理評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)了多維度的課程考核。

2.3 構(gòu)建課程考核體系

基于制定的本門課程的考核指導(dǎo)思想和“課題式”教學(xué)與考核辦法的實(shí)踐，確立了課程總體的綜合考核體系，如表1所示。

表1：微生物遺傳與育種實(shí)驗(yàn)課多維度過程性考核體系

3 結(jié)論

微生物遺傳與育種實(shí)驗(yàn)課程是對(duì)微生物學(xué)、微生物遺傳與育種、生物化學(xué)和分子生物學(xué)課程的實(shí)踐，是生物工程專業(yè)必修課程的重要組成部分，也是進(jìn)一步鞏固并檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握情況、提升學(xué)生動(dòng)手能力、運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的重要途徑。在新課程考核體系實(shí)施近兩年來，通過調(diào)查問卷發(fā)現(xiàn)96%的學(xué)生通過新的教學(xué)方式和考核體系的實(shí)施，對(duì)微生物學(xué)、微生物遺傳與育種等理論知識(shí)有了更直觀深入的理解，增加了對(duì)實(shí)驗(yàn)課的興趣，部分學(xué)生還進(jìn)入了相關(guān)課題組開展研究工作，這表明此項(xiàng)課程改革措施一些積極的進(jìn)展，符合新形勢(shì)下人才培養(yǎng)的需要。在以本為本和新工科教育的背景下，不斷摸索、改進(jìn)新的教育教學(xué)手段和建立新型的課程考了體系，使學(xué)生更好地掌握理論知識(shí)、提升動(dòng)手能力，全面提高學(xué)生的綜合專業(yè)素質(zhì)，為輸送國家和時(shí)代所需的工程人才。