借助科研平台开展基因工程实验课教学改革探索与实践

楚海娇?徐亚维?王霞?刘晓丹

摘 要：为了适应应用型人才培养需要，对生物技术专业相关实践课内容整合，设置模块化大实验，并对教学方法和评价体系进行改革，将教师科研项目和企业生产线引入实践教学，实现学生专业知识的融合，提升学生创新能力，效果显著。

关键词： 基因工程; 改革; 实践

基因工程作为一门实践性和技术操作性都很强的课程，已经成为国内外高校生物技术和生物工程等生物科学类本科生的核心主干课程。而基因工程实验教学是基因工程课程教学的重要内容，课程教学的目标更着重于培养学生掌握基因操作的技术，具备基因操作的能力。传统实验教学模式已严重脱离当今社会对高素质人才培养的要求，而且也不利于学生综合实践能力和创新思维的培养。因此，急需对基因工程实验教学进行大胆改革和探索。我校的基因工程实验课程是面应用生物科学、生物技术和生物工程3个本科专业开设的课程，经过几年的实践教学改革，目前已经形成一套独特的人才培养模式。

一、以往基因工程实验教学的弊端

以往基因工程实验课的安排比较分散，每两周上一两次课，存在实验时间短且分散的弊病，因此，多以演示性、验证性实验为主，综合性、设计性实验较少，学生缺乏对整个实验的系统认识，且学生是被动状态学习，不利于激发学生学习兴趣和学习主动性，也不利于学生创新思维的培养。

传统实验教学模式中，过于流于形式，不能有效激发学生的新奇感、求知欲和科学思维。综合型基因工程大实验围绕一个既定的目标设计完成整个教学过程，综合训练基因工程操作的一系列实验技能。而且实验内容环环相扣，前一个实验结果会成为下一个实验所需的材料，不但使学生对整个实验过程充满悬念和期望，而且学生会更加认真的开展实验。

二、教学内容的优化

在教学改革过程中，我们把实验学时提高到40学时，设置11个大实验，实验内容间环环相扣，上一个实验结果为下一步实验提供材料，主要有玉米总

RNA的提取;PCR引物的设计;RT-PCR扩增玉米ZmCKI基因的cDNA;琼脂糖凝胶电泳分析cDNA;载体质粒DNA的小量制备及紫外分光光度计鉴定;载体和目的基因的酶切及鉴定;载体和目的基因的连接;大肠杆菌感受态细胞的制备;重组质粒转化大肠杆菌感受态细胞;重组质粒的筛选及鉴定;目的基因的诱导表达及SDS-PAGE鉴定。

三、教学方法和手段的改革与实践

1.自主设计的实验教学方法

为了让学生主动参与教学，多个实验设置自主设计实验，以便学生对实验的目的和精髓深刻理解，有效理解实验教学的真实意图和真正功能，提高实验教学改革的质量。

2.引入多媒体和微课辅助实验教学

通过多媒体手段和网络视频教学资源，帮助学生直观、形象地掌握规范化操作要领及注意事项。在实验过程中鼓励各小组录制操作视频，再由学生及任课教师指出操作中存在的问题以便及时改正。通过多媒体辅助教学增强了学生的学习兴趣，同时使实验操作更加规范。

3.预习和讨论结合

在教学过程中，坚持提前一周将预习辅助材料发给学生，包括扩增的基因序列和相关生物信息学资料，并将学时分配和实验内容统一给学生。学生根据资料进行预习，撰写预习报告，带着问题开展“小组讨论式”教学，组长带领成员一一自主解决问题，做好实验分工。对于无法解决的问题，提出疑惑，再由教师给予解答，活跃课堂气氛，调动学生学习的自觉性和积极性。

4.以科研带动和引导基因工程实验教学体系

《基因工程》的教学团队也是一支科研团队，每位专业教师既承担专业课程教学任务，又承担各类科研项目，拥有特色的科研方向。将教师科研课题分解为若干子课题，作为《基因工程》课程的实验技能储备，能引领学生进入生物学研究的前沿领域，对于实验出现的问题，能够认真思考提出解决方案。

四、实践教学评价体系的多元化

一般实验课的考核包括课堂表现、实验报告以及结果三部分，此考核方式不能综合考评学生的能力，实验报告写得工整规范印象分就容易偏高。因此，本课程实施时从5个方面考核学生的表现，力求从实验实施的每个环节考核学生的表现，给出综合性评判。包括出勤、提问、预习报告、课堂操作表现和实验报告。

五、教学改革的体会与成效

通过对该实验课程进行了长达5年多的有益改革和探索，并有针对性地对其中的某些薄弱环节，结合自己的科研项目对该教学体系和内容在观念上和方法上进行了大胆创新和有益改进，通过改革，学生对老师的满意率达97.0%，改革初见成效。

六、结语

改革后的教学过程以及各个模块教学内容间均实行循序漸进的进阶式教学，避免理论教学和实验教学脱节与重复现象，培养学生具有扎实的基本操作技能和较强的实际动手能力，逐步实现理论课与实验课开设的合理衔接。

参考文献：

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[2]徐波，戴晨霞，陈明辉等.生物技术专业多学科综合实验教学改革研究[J].大学教育，2017，6，1-3.

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