基因工程诞生于20世纪70年代, 目前在基因诊断和基因治疗、基因工程药物的生产、动植物新品种的培育等方面被广泛应用并产生了巨大的经济价值, 如在2000年, 我国生物技术药品的总产值就达80亿元[1], 目前, 我国生物技术及产业发展已提出了“两个力争目标”:一个目标是力争到2020年实现生物技术的跨越式发展;另一个目标是力争使中国成为生物技术强国和生物产业大国。2009年5月13日, 温家宝总理主持召开了国务院常务会议, 大会提出我国必须抓住世界生物科技革命和产业革命的机遇, 将生物产业发展成我国高新技术领域的支柱产业。依据世界生物医药产业的发展趋势, 可断定以基因工程、酶工程为代表的生物技术产业将在2020年后步入快速发展阶段, 并将成为全世界的支柱性产业, 因此未来中国乃至全世界对生物专业技术人才将会有很大的需求量。基因工程作为高等院校生物工程和生物技术等专业学生必修的一门基础课, 其教学质量的好坏将直接影响到所培养学生的素质, 为了提高《基因工程》课程的教学效果, 我们在教学过程中进行了以下几个方面的探索, 并取得了一定的效果。
1 优化教学内容, 整合教材
近几十年来, 基因工程技术在基础理论、新技术和新方法等领域不断得到突破, 作为高等院校基因工程教材也在不断被更新并出现了许多不同版本, 如静国忠等编著的《基因工程及其分子生物学基础》 (北京大学出版社, 1999版) 、冯斌编著的《基因工程技术》 (化学工业出版社, 2000版) 、孙树汉等主编的《基因工程原理与方法》 (人民军医出版社, 2001版) 、马建岗编著的《基因工程学原理》 (西安交通大学出版社, 2001版) 、孙明主编的《基因工程》 (北京:高等教育出版社, 2006版) 等。我们单位作为高等师范类院校, 所选取的教材是面向21世纪课程、由陈宏主编的《基因工程原理与应用》 (中国农业出版社, 2003版) , 本教材内容丰富、难度适中, 全书共含16章, 基本包括了生命科学专业本科生应该掌握的知识点 (图1) 。但我们在教学过程中也发现有一个问题较为突出, 就是课时相对不足, 本门课程总学时为64课时, 其中包括40学时的理论课时, 24学时的实验课时, 这就要求我们教师能够在有限的课时内尽可能地向学生多传授信息, 为了做到这一点, 我们把教材中与分子生物学、生物化学、微生物学等相近课程重复的内容不再作重点讲解, 而是简单地回顾, 通过这种方式可以达到压缩课时的目的, 并尽量把更多的课时花在学生较难掌握的章节上面, 如教材中λ噬菌体载体的内容在分子遗传学课程中已经出现, 聚合酶链式反应 (Polymerase Chain
对于相同的知识点, 不同的教材其侧重点会有所不同, 我们在教学的过程中经常把不同教材中的相同知识点综合起来向学生讲解, 可达到加深和拓宽教材内容的作用, 如陈宏主编的《基因工程原理与应用》教材, 在人工染色体这一章节中, 只是简明扼要地对各种人工染色体的结构成分及特点作了介绍, 而在孙明主编的《基因工程》教材中, 这一部分内容则叙述的更为详细, 包括人工染色体的结构组成、工作原理、构建文库的注意事项等, 并且配备了大量人工染色体载体的图谱和工作原理图谱, 使得本部分内容中的知识点更具体, 可视性更强, 学生更容易接受 (如图1所示) 。
2 改进教学方法
好的教学方法能够激发学生的求知欲, 调动其好奇心, 提高课堂的活跃程度, 笔者在进行基因工程课程教学时, 主要采取了以下几种改进方法。
2.1 自学探究式教学
传统的教学方法一般是“教师带着教材走向学生”, 表现为老师在讲台上讲, 学生在课堂上听, 在这种情况下, 教学的主体仍然是老师, 学生基本上只能顺着老师的思路前进, 对教材中出现的一些知识难点和重点基本上没有时间去进行思考, 属于被动学习的模式。针对这种现象, 我们采取了自学探究式教学方法, 如在讲授教材中核酸操作的基本技术一章时, 我们在上一章节内容结束之前要求学生对本章节内容进行预习, 并提出本章节的自学模块, 如指出本章的重点是核酸提取的原理, 难点是核酸提取和纯化的方法, 经过提前准备, 大多数学生在课堂回答提问时表现为发言积极, 为了让同学们意识到核酸RNA在提取时容易被降解的事实, 我们在教学过程中还出示了未发生降解和已发生降解的RNA图片, 让同学自己分析RNA发生降解的几种可能性, 课堂效果显示良好。
2.2 多媒体辅助教学
基因工程课程概念抽象, 对于初次接触基因工程课程的本科生而言, 很多知识在理解上可能存在难度, 针对此种现象, 我们在授课时辅以多媒体教学, 引入网络资源中的教学录像片、视频、flash动画等, 如在讲授重组子的筛选与鉴定这一章节时, 由于本章节的southern、western等核酸分子杂交检测方法操作性强, 再加上本部分内容涉及仪器较多, 试剂也较贵, 作为普通师范院校的学生, 基本上没有机会去接触这些实验, 所以学生在理解本部分内容时, 思维较为模糊, 为解决这一问题, 我们从网络上下载了相关视频内容给学生放映, 使得原本抽象、枯燥、静止的基因工程原理和方法变的具体、生动、有趣, 学生上课时的积极性也得以大大提高, 取得了很好的教学效果。
2.3 增设科研文献学习小组
基因工程发展迅速, 新技术和新方法不断出现, 而教材不可能随时同步更新, 因此其内容不能够满足学生更进一步的需要。乐山师范学院化学与生命科学学院生物系历来学风较好, 每年都有很大一部分同学有考研的打算, 他们也有接触和了解基因工程技术领域相关技术的最新研究状况和发展趋势的需求, 基于此现象, 我们在授课时经常讲述一些生命科学领域中的最新研究成果、介绍一些国内外研究动态, 如转基因技术中的RNA干涉和基因过量表达技术、用于基因定量的荧光定量P C R技术等, 除此之外, 我们还鼓励一部分对基因工程课程兴趣较强的同学查阅一些国内外学术杂志的文献, 如遗传学报、生物化学与分子生物学报、生物工程学报、Gene、Plant Physiology等, 通过阅读文献, 学生对基因工程技术具有更深刻的理解, 并能从中体验到科学的奥妙。
3 重视实验教学
基因工程技术实用性强, 因此实验的开设是高等院校基因工程课程的一个重要环节, 通过合理安排实验, 可促使学生掌握基因工程技术中的一些基本实验技能, 但由于本门课程在我院开设的课时仅为24学时, 因此我们在安排实验时尽量作到少而精的原则, 共安排了植物总DNA的提取及浓度测定、目的基因的扩增及琼脂糖凝胶电泳、TA克隆及转化、质粒的提取和酶切鉴定等几个实验, 实验路线基本覆盖了基因扩增、检测、转化、连接、酶切这五大基因工程技术脉络, 非常适合本科教学。
4 考试方式改革
我们在考试方式方面也进行了改革, 不再仅凭期末考试成绩作为评价学生学习本门课程好坏的标准, 而是将评价体系分为理论成绩和实验成绩两大评价体系, 理论成绩由平时成绩和期末考试成绩组成, 其中平时成绩占理论总成绩的30%, 主要由出勤、平时作业、课内练习、课堂表现构成, 期末考试成绩占理论总成绩的70%, 在试卷命题时我们还注意添加适当分量的主观题, 尤其是实验设计题, 通过此种方式来考察学生对该门课程的掌握程度。实验成绩主要由平时做实验的状态、实验报告成绩和期末实验考核成绩构成, 通过这种方式, 我们能够较全面地考察学生掌握《基因工程》课程的综合情况。
5 结语
当前, 对生物学专业课程进行改革和建设已受到许多高校的重视[2~6], 如2009年7月5日至7日, 由教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会在四川大学主持召开“西南地区生物学人才培养研讨会”, 大会对目前我国生物学本科人才培养的现状、存在的问题进行了调研, 并就有关的人才培养计划、课程体系建设等内容进行了讨论。我们在以往的基因工程教学过程中, 进行了一系列的有益探索并在教学效果上取得了一些成效。在今后的工作中, 我们应该进一步探索《基因工程》课程的教学改革思路, 不断提高自身业务素质, 尽量使我们培养出来的学生能够适应未来生物技术产业的需要。
摘要：基因工程作为高等院校生物工程等专业学生必修的一门基础课程, 其目的主要是让学生掌握基因工程技术的基础理论和技能、培养学生的创新精神、提高其动手实践能力。在本门课程的教学过程中, 笔者在教材和教学内容的选择优化、教学方法的改进、考试方式的改革等方面进行了一些探索, 对切实提高该门课程的教学效果具有一定的意义。
关键词：基因工程,教学方法,教学效果
参考文献
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