案例式教学在基因工程中的应用

李富田 陈国强 徐军田

（江苏海洋大学 海洋生命与水产学院 江苏连云港 222000）

21 世纪是生物科学的世纪，其中基因工程的发展最为迅猛，最为引人注目，反映了生命科学发展的最新理论和技术成果，现已成为研究生命科学的重要工具并渗透到生命科学的各个领域。自20 世纪70 年代诞生以来，基因工程技术的革新极大地推动了生命科学的发展，深刻地影响着人类生活。虽然只有不到50 年的发展历程，但是新理论、新技术不断出现，信息更迭迅速。

基因工程是生物技术、生物工程专业的主干课之一，本课程教学质量的优劣将直接关系到学生的专业素质和应用能力，最终影响学生培养质量。因此，进行课程教学改革，应注重夯实学生理论基础，增强学生理论联系实践的能力。现阶段基因工程教学具有以下显著特点：

教材建设成果显著：基因工程相关教材有十余版之多，其中不乏“国家精品课程建设教材”等优秀资源。不同教材各有侧重，对新技术也有涉猎。例如2019 年化学工业出版社出版的《基因工程（第二版）》（袁婺洲 编著）已将“Golden Gate”一步克隆法、无缝连接克隆快线、新一代DNA 测序技术等新方法、新技术纳入教材。这有利于学生了解该领域最新进展，掌握发展动态。

教学方法多种多样：随着教学手段的丰富，高校教师逐渐从传统的“板书”教学向“多媒体+板书”的教学模式转变。现阶段多媒体课件已经司空见惯，成为教学过程中必不可少的元素。多媒体课件教学相较传统的板书教学具有以下优势：有利于教师备课，有助于提高教学效率，教学内容清晰明了。多媒体课件的制作过程也是教师的备课过程，优秀的多媒体课件应做到重点突出、层次分明、前后衔接以及逻辑严密。新兴教学方法的不断被引入成为完善基因工程教学模式，提高基因工程教学质量的重要突破点。其中混合式教学模式日渐兴起，该模式指线上网络教学和线下传统教学相结合产生的一种新颖的教学模式，可实现线上和线下教学优势互补。“雨课堂”“慕课”“交互式微课”以及“超星课程在线平台”等极大地方便了教学活动。

线上资源空前丰富：由于受新型冠状病毒肺炎疫情影响，本学期各高校全部延迟开学。在教育部“停课不停教、不停学”号召下，相关平台教学资源免费向高校师生开放，线上资源空前丰富。这些平台提供了丰富多样、覆盖面广的优质网上教学资源。据统计，疫情期间，二十余个在线课程平台免费开放各类在线课程两万余门。以基因工程为例，在“中国大学MOOC”平台上有6 门在线课程。课程线上资源丰富，教学视频以及配套课件都可获取。高校师生可根据自己的需求选择相应的资源进行教学。

但是现阶段基因工程教学中也存在以下问题：（1）知识更新速度快，教材内容相对陈旧。虽然该课程教材较多，但由于基因工程技术发展迅猛，教材的编写出版速度很难跟上技术的发展速度。因此，现有的教材很难将近几年该领域新出现的里程碑式的事件囊括在内。（2）实验教学相对缺乏，理论实践结合度低。基因工程是技术性很强的一门课程，但目前部分高校尚未开设专门的基因工程实验课，而是将相关实验融入到其他生物技术专业实验，如分子生物学实验中。学生对基因工程技术理论与实践的结合度低，且该课程的线上实验资源较为匮乏。（3）双语教学相对薄弱，学生文献阅读能力较差。基因工程发展异常迅速，常常会有许多新的专业词汇不断涌现，且基因工程的最新进展大多都是在高水平的英文刊物上刊发，因此培养学生查阅最新文献资料的能力尤为重要，但是现阶段学生由于知识体系不完整，难以完全读懂吃透。针对这些新出现的专业词汇，用英文表达相对合理，也利于学生及时跟进最新的研究进展，了解学科的发展前沿。而本科生大多未经历专业英语训练，全英文授课难度较大，因此现有的双语教学具体授课一般以中文为主，英文为辅。

针对以上问题，笔者实施了以下改革举措：

（1）整合利用线上资源，拓展深化线下教学

由于基因工程课程内容较多，不可能将所有的案例都放在课堂授课过程中。而混合式教学提供了一种最优的选择，教师可以将时间较长的视频案例在课前提前推送给学生，让学生提前观看了解。在线下教学过程中教师再结合案例进行讨论，并予以讲解阐释。充分利用丰富的线上基因工程课程资源，开展基于“超星课程在线平台”的线上+线下混合式教学。线上教学注重案例选取；线下教学强调案例解析，将案例与所讲授的知识点有机结合，加深学生印象。

（2）注重素材时效性，构建案例资源库

基因工程技术发展日新月异，往年的教学案例可能已经不能代表当今该领域技术的前沿。因此，收集最新的代表性素材作为教学案例，有助于学生了解学科前沿，把握最新动态。以PCR 技术为例，可将这一技术在新型冠状病毒核酸检测中的应用作为典型案例进行介绍。将最新、最前沿的案例融入教学过程中，可加深学生对基因工程的原理、现状及应用的理解；缩短教学情境与实践情境的距离；提高基因工程课程教学趣味性、生动性和应用性。

（3）优化教学内容，提升教学效果

无论采用何种教学手段，技术都只是辅助工具，教学内容才是要义所在。现今部分基因工程教材与生物化学、分子生物学等学科有部分重叠，这些内容是基因工程的基础知识，可做简要回顾。在讲授基因工程流程及应用方面，引入多个代表性案例，介绍其在原核生物、酵母或者植物方面的实际应用。在介绍试荧光定量PCR、cDNA 文库构建等知识时，结合动画视频，让基因工程技术具体化、形象化。

通过以上举措的实施，笔者发现学生学习兴趣高涨、教学效果显著提升。在传统教学模式下，学生普遍反映课程学习较为单调，知识点难以理解和记忆。案例教学法以生动形象的视频案例、新闻事件等素材为切入点，辅以讨论交流，结合教师讲解，可调动学生积极性，提高课堂参与度。相较传统教学方法，案例式教学可使课堂气氛更加活跃，学生对知识的印象更加深刻。学生独立自主学习和思考的能力有所提升，学生能够将本课程主要知识点串联起来，使之网络化、立体化。同时对教学案例的深入讨论，还加强了师生互动和双向交流，实现教学相长。该模式对生物科学类专业及海洋科学类专业生物方向的本科及研究生教学具有借鉴意义。