教科研一体化模式在分子生物学与基因工程课程教学中的应用探究 *

李 融，苏 琰

(1.巢湖学院 化学与材料工程学院，安徽 合肥 238000; 2.合肥职业技术学院 医学院，安徽 合肥 238000)

分子生物学与基因工程课程是生物制药和生物工程等专业的专业核心课程之一，包括分子生物学和基因工程两部分，前者在分子水平上揭示生物的物质组成以及遗传、生长发育等生命现象的本质，包括核酸、蛋白质、基因及基因表达调控等内容[1]。而基因工程部分则介绍基因工程技术采用的工具酶与质粒载体、操作技术及其应用等。基因工程技术又称重组DNA技术，其诞生于20世纪70年代，现已成为最尖端的应用最广泛的生物科学技术之一[2]。基因工程技术在食品药品、医学、动植物育种、能源环保等多领域均具有广泛的应用。

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》提出高等教育应当提高人才培养质量，增强社会服务能力[3]。应用型人才培养的课程改革应以专业为导向，强调理论知识与实践知识的有机融合，培养能够服务于地方经济的应用型人才。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中明确提出了发展生物技术等在内的战略性新兴产业的目标和规划[4]，因此，生物技术产业对人才资源有极大的需求，亟待培养高素质的具备创新能力和协作精神的应用型生物技术专业人才。

一、分子生物学与基因工程课程传统教学过程中存在的问题

在本课程目前的教学过程中，存在一些亟待解决的问题。首先，教材教学内容陈旧，以基础知识为主，大多忽略了前沿理论和技术，无法与时俱进[5]；其次，传统教学缺乏探究性的教学方法，已无法满足应用型本科教育人才培养的需求，学生不能实际参与到科研活动中，无法培养其探究问题的能力；再次，目前的教学考核模式仍然以期末考试等形成性评价为主，无法全面考察学生的综合能力。

二、教科研一体化模式在分子生物学与基因工程课程教学中的实施应用

本教学研究以巢湖学院生物制药专业学生为研究对象，依据生物制药专业的人才培养方案，结合本专业学生今后就业岗位要求，制定教学目标，对课程进行设计，将教科研一体化模式应用于分子生物学与基因工程课程教学。

(一)教科研一体化模式

教科研一体化教学模式是指将科研与教学相互促进、相互融合的一种教学模式，尤其如能将授课教师自身的科研成果融入日常授课内容，则科研反哺教学，教学促进科研。从教学效果的角度来看，在提高学生理论知识水平的同时，也培养其科研创新精神。从教师角度而言，将自身的科研活动和教学活动有机融合，相辅相成，相互促进。因此，教科研一体化教学模式(见图1)是适应这个应用型本科教育形势发展需求，实现教研工作质量提升的重要渠道。

图1 教科研一体化模式

(二)基于教科研一体化模式在分子生物学与基因工程课程教学中的具体实施

以“基因工程的基本操作程序”一章为例(见表1)，本章主要介绍基因工程的基本操作程序，包括获得目的基因、构建重组子、重组体向宿主细胞的导人及其筛选和鉴定等学习内容，其中所需的工具酶和质粒载体等知识点学生在前一章已经熟知，教学中，利用FLASH动画和视频等信息化教学资源演示基因工程的操作程序全过程，给予学生直观的印象，并根据授课教师自身承担的相关科研项目，组织学生对科研项目进行探讨，引导学生参与到科研活动中，要求其在课堂上及课后根据学习的内容，分小组讨论、设计实验方案。

表1 基于教科研一体化模式的教学设计——基因工程的基本操作程序

(三)教学评价体系

基于教科研一体化的教学模式，旨在教授学生理论知识的同时，培养学生的科研精神和团队合作精神，因此学生的学习考核评价，不单一地以期末考试为评价依据，对学生的成绩采取多元化考核评价体系。量化考核学生的理论学习成绩和考核学生在科研方面的学习评价(见表2)。理论学习评价包括作业、测验等，和学期末的形成性评价即期末考试；科研能力评价，包括教学过程中布置给学生的科研项目完成情况评价，即科研小组在学习过程中的开展的科研活动情况，以及项目完成后形成的科研报告或论文等最终完成情况评价。

表2 学习成绩综合评价体系

(四)教科研一体化模式的教学效果评价

通过调查问卷对2017级生物制药专业86名学生进行了教学效果满意度调查。分别从学习目标，学习内容清晰度，学习手段，学习兴趣，学习参与度以及学习效果等几个方面进行调查，结果见图2。此次调查问卷共收取有效问卷86份，从调查结果分析可见，分子生物学与基因工程课程教学内容较为枯燥，然而通过教科研一体化模式，在教学过程中，通过科研项目相结合，大部分同学对教科研一体化教学模式总体满意，学习过程中表现出较高的兴趣和积极性，学习效果有所提升。

图2 教学效果问卷调查

三、教学反思

教科研一体化模式实施过程中，以科研项目为载体，学生为教学活动主体，教师作为主导，学生在学习课本知识的同时，参与到教师的科研活动中，培养了实践创新能力，教师的科研和教学能力均有了明显提高。笔者根据实际教学实践探究，归纳以下几点。

(一)科研引领，优化教学模式

与传统的教学模式不同，教科研一体化模式以学生为教学主体，设计具体的、与教学内容相关的科研项目，融合任务式教学方法。通过课前自主学习，启发学生的科研思路，课中以科研项目为载体，在学习理论知识的同时，利用科学研究方法提出问题，设计技术路线，开展实验解决问题；课后利用所学知识对项目进行归纳总结并撰写科研报告或论文。教科研一体化模式中，学生在科研活动中掌握理论知识，同时又将其应用于实践，培养了科研与创新精神[6]。

(二)以教带研，提升教师科研能力

教师是教学活动的主导，创新型人才培养对教师的专业基础和科研经验有很高的要求，因此教师的科研能力对教学质量意义重大。通过开展教科研一体化模式，以教带研，教师需要在课本知识的基础上拓展，追踪本学科最新的科研成果，将科学研究融入课堂教学达到以研促教的目标，例如在讲授“质粒载体构建”知识点时，备课过程中除了需要掌握理论知识和实验技能，还需要查阅最新相关文献，了解合成生物学最新的研究进展和实际应用，通过科研案例的分析，提高学生的学习兴趣。因此在教学过程中教师应主动将科研与教学合二为一，不断完善自身知识储备，通过科研实践提高创新能力，积极提升教师自身的科研能力和专业素养。

(三)师生联动，教学相长促发展

教科研一体化模式中，一方面，学生以教师承担的科研项目为载体，在教师提供的科研条件和环境中，实际参与了教师的科研活动，在学习理论知识的同时，培养了科研创新能力，提高了实践能力[7]；另外一方面，学生在这个过程中，通常也会给予一些建议，启发了教师的科研创新思维，师生相互之间积极主动的沟通，充分发挥教与学的优势，两者共同促进，互相影响，教学相长。这种参与式教学方法有助于建立和谐融洽的师生关系，学生以积极的态度在教学过程中发挥主体作用，为应用型本科高校教学改革和人才培养奠定基础。