体验式教学运用于生物技术教学改革中的思考与实践

刘文

摘要：生物技术的发展日新月异，生物技术课程教学内容和方法也需要不断更新，才能紧跟时代前进的步伐。文章重点讨论如何将体验式教学运用于生物技术相关课程的教学实践，以丰富教学手段，提高教学效率，并对教学效果进行分析。

关键词：生物技术;体验式教学;项目教学法;教学改革;转基因技术

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章編号：1674-9324（2020）01-0214-02

一、引言

生物技术是应用生物学、化学和工程学的基本原理，利用生物体（包括微生物、动物细胞和植物细胞）或其组成部分（细胞器和酶）来生产有用物质，或为人类提供某种服务的技术。随着科学技术的发展，生物技术在农业、食品、健康、能源、环境等方面的应用越来越广泛，对人类的社会、文化、道德、伦理带来的影响也来越深远。因此，生物技术相关课程[1，2]业已成为生物科学、生物工程等生物学相关专业常常开设的专业课。其基本原理来自其他基础专业课程，通过本类课程的学习，加强专业课程之间的联系，也为从事相关领域工作与研究奠定基础。

生物技术课程主要涉及生物学科研领域常用的实验技术手段，本身具有很强的可操作性。同时，由于综合了基因工程、分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、有机化学、无机化学、物理化学、物理学、信息学及计算机科学等多学科技术，成为一门综合性的学科，广泛应用于社会生活中。但是，在实际的教学过程中，对这些技术手段的教授更多的是基于讲义的课堂讲授模式。对于很多技术层面的问题，学生缺乏直观的认识和感触，体验性不强。通过体验式教学方法来辅助课堂教学有助于促使学生对生物技术的全面认识和深入体会，加强本专业学生理论课与实践课的联系。另外，随着近些年来国家和地方对科研的经费投入力度逐步增强，目前很多国内高校具备仪器设备先进的科研实验室和一流的科研技术平台，其拥有的仪器设备能够满足很多生物技术涉及的实验技术和方法。因而，充分利用这些实验条件，进行合理的课程设计，就能够建立体验式教学模式，并具备广泛推广的可行性。同时，利用一些高级的实验仪器设备参与本科实验，也能够提高这些仪器设备的使用率和利用率。因此，充分挖掘高校科研平台的仪器设备和技术平台，设计可操作的实验体系，构建体验式教学情景，对于加快生物技术课程建设与改革具有重要意义。

二、体验式教学在《转基因技术》课程改革中的运用

有基于此，我们利用“项目教学法”[3]的原理对《转基因技术》实验课程进行了教学改革与实践，构建了全新的可供学生深入体验的实验体系，以“浸花法”介导的拟南芥转基因体系[4，5]为例来学习植物转基因的一般原理和方法。考虑到实验课时的限制，我们从已经构建好的重组表达质粒开始，设计了八个前后有关联的实验，形成一个有机的整体，分别为“实验操作规范及重组表达载体质粒的提取”“农杆菌感受态的制备”“质粒转化农杆菌感受态细胞”“抗性筛选和菌落PCR鉴定”“浸花法转化拟南芥”“转基因拟南芥种子的消毒及平板抗性筛选”“植物基因组DNA的提取及基因组PCR鉴定”以及“转基因植株的GUS染色观察”。

课程改革后，该课程涵盖了一些分子生物学的基本技术，也涉及一些与植物学相关的关键技术，组合起来就可以完成植物的转基因技术。同时，课程所涉及的实验项目所需要的分子生物学仪器和植物温室在大部分具有生物学本科专业的高校均能满足，而所需要的试剂耗材也均十分常见和相对廉价。因此，该实验课程在具有生物学专业的本科院校均能开展，具有广泛的可推广性。更重要的是，利用“项目教学法”的基本原理，八次实验形成一个完整的实验课题，涵盖了“浸花法”介导的拟南芥转基因体系的全流程。前面的实验结果是后续实验的实验材料，学生需要认真对待前一次的实验才能保证后续实验的顺利开展，因此给予了学生一定的约束性，让他们能认真对待每一次的实验。通过完成这八次实验，可以让学生基本具备进行植物转基因技术的能力，也是对学生独立完成一次项目实践的良好锻炼。

三、体验式教学模式运用于生物技术课程的思考

我们将编写的全新的《转基因技术》讲义和“项目教学法”构建的实验体系在三峡大学生物与制药学院生物科学和生物工程专业本科生中进行了教育实践，取得了显著的教学效果，无论是学生学习的积极性还是学习效果都表现良好。

1.优化“教”“学”关系。体验式教学活动能加强教学过程中师生之间、生生之间的互动，拉近了“教”与“学”的距离，从而优化课堂教学结构，激发学生的学习积极性，提高课堂教学质量，促进生物技术课程教学目标的实现。

2.完善“教”的手段。对于生物技术相关课程而言，基于体验式教学方法的建立，是对传统的讲授式教学方法的补充，可以为从事相关领域教学工作的教育者提供一种新的可供参考的教学方法。构建体验式的教学，既丰富了体验式教学应用于课堂的理论，也使生物技术课程教学形式更加丰富和多样化，使得任课教师在进行教学设计的时候更加灵活多变。

3.丰富“学”的方式。体验式的教学方式能够丰富学生的认知方式，将“动手”与“动脑”有机结合，通过实际体验强化对基本理论和方法的直观感受，也能将理论和实际更好地联系起来，改善纯理论学习的枯燥感，加深对知识的理解和掌握程度，强化技能的运用能力。

4.激发“学”的兴趣。将科研平台开放给本科生进行实验，能让学生直观地体验高端科学仪器，吸引学生的关注，激发学生对科研的兴趣。同时，科研平台拥有的良好技术体系也能更好地保证实验的顺利开展，防止学生因实验失败或者结果不理想而导致的兴趣的丢失。另外，依赖“项目教学法”构建教学体系能够极大地提高学生参与学习的主动性，锻炼学生独立思考和解决实际问题的能力。

四、结语

随着科学技术的高速发展和研究手段的不断更新更迭，高等院校的生物技术相关课程必须不断改革教学手段，更新教学内容，才能紧跟时代发展的脚步。充分利用高校科研平台，可以为生物技术课程建设提供较好的设备保障;通过设计切实可行的教学改革方案，可以极大地丰富课堂教学形式，促进课程教学目标的实现。

参考文献：

[1]刘燕.生物技术专业课程体系教学创新探索[J].生物技术世界，2015，（8）：200.

[2]李瑞芳.生物技术专业教學改革应以课程体系优化为核心[J].教育探索，2017，（11）：63-64.

[3]王明霞.从预设到生成：行动导向项目教学法在高职教学中的应用——以市场营销专业为例[J].职教论坛，2017，（3）：77-80.

[4]杨维才.植物转基因技术——回顾与前瞻[J].植物学报，2013，（1）：6-9.

[5]施海涛.植物基因工程实验指导[M].北京：科学出版社，2018.

Thinking and Practice on the Application of Experiential Teaching in the Reform of Biotechnology Teaching

LIU Wen

（College of Biological and Pharmaceutical Sciences，China Three Gorges University，Yichang，Hubei 443002，China）

Abstract：With the rapid development of biotechnology，the teaching content and methods of biotechnology course also need to be constantly updated in order to keep up with the pace of the times.This paper focuses on how to apply experiential teaching to the teaching practice of biotechnology related courses，in order to enrich teaching means and improve teaching efficiency，and analyze the teaching effect.

Key words：biotechnology;experiential teaching;problem-based learning （PBL）;teaching reform;transgenic technology