以“知识好学，学生愿学”为导向的基因工程课程教学实践与探索

2023-06-11黄秀梅李鹤宾王英曾颖

科技风 2023年13期

黄秀梅李鹤宾王英曾颖

摘要：为了突破基因工程知识不好学、学生不爱学的难题，课程从“让学生参与主导课堂”“让基因工程知识动起来”和“让基因工程知识用起来”三个维度进行教学改革与探索，旨在探索构建基因工程“知识好学，学生愿学”的教学策略，以期提高本科教育中基因工程的教学质量。

关键词：基因工程；主动学习；教学改革

Abstract：The genetic engineering knowledge is not easy to learn.And the students dont like to learn it.In order to solve these problems，the teaching reform and exploration of the course are carried out by three ways.Let students participate in the leading classroom.Let the knowledge of genetic engineering move.Let the knowledge of genetic engineering put to work.The teaching strategy of "knowledge is easy to learn，students are willing to learn" is explored，which is hoped to improve the teaching quality of genetic engineering in undergraduate education.

Keywords：genetic engineering；active learning；teaching reform

近年来，随着生物技术高端科技应用价值的体现以及行业的蓬勃发展，生物技术成为推动时代科技创新与发展的强大力量，而这股力量中的主角之一基因工程技术已应用到各个学科领域之中，成为生物学、医学、农学等学科站在新的高度和角度进行创新与发展的重要手段［1-3］。而所谓的基因工程是在分子水平上根据人们的预先设计，将外源基因与载体进行体外重组后导入受体细胞内，从而改变生物的遗传性状或者生产药物的一门实践性极强的学科［4］。人们可以利用基因工程技术培育出抗病虫害、抗除草剂、抗逆、改善作物品质等方面性能的转基因植物［5］，可以利用基因工程技术进行基因工程药物生产、人类疾病动物模型建立、基因诊断、基因治疗、生物降解、生物燃料研发等方面的应用［6-8］。基因工程课程是生物工程、生物技术、生物制药专业等生命科学领域的专业核心课，学好基因工程的知识与技术对学生的专业能力成长乃至毕业后的职业发展都极其重要［9-10］。

但是基因工程技术是在微观层面里进行的一系列操作和改造，其操作的四大要素目的基因、载体、工具酶、受体细胞都是极其微小的物质，是肉眼看不到，摸不着的东西，这样微观世界的技术，使得基因工程课程的知识难懂不好学，同时也造成了学生对课程的学习兴趣不大，因此极大程度地影响了学生对课程的学习效果［11-12］。面对基因工程知识的难学和学生不怎么愿学的局面，教师单向进行知识输出的传统满堂灌教学方法，已经很难让学生系统且深入地掌握该课程的知识与技术［13-14］，因此课程的教学改革势在必行。课程教学组以“知识好学，学生愿学”为导向，让学生参与主导课堂，以激发学生的课堂主人翁精神，激发学生对基因工程知识学习的积极性和主动性，同时也锻炼学生的自主学习和独立思考的能力。让基因工程知识动起来及用起来，以改变基因工程知识抽象、晦涩难懂的情况，激发学生对基因工程知识的求知和探索欲，促使学生从被动学习者转变为主动求知者。本文就基因工程课程的教学改革阐述一些教学组的教学实践和体会。

1 让学生参与主导课堂

基因工程的理论知识较难，且具有连贯性，学生如果前面的知识没有掌握好，后面的知识就更难以理解。让学生参与主导课堂，降低教师的课堂作用，提高学生的课堂主导性，营造学生主动学习的互动课堂氛围，将能很大程度地提高学生的学习效果。

课前，教师充分做好备课工作，对基因工程知识的整体系统逻辑进行归纳和梳理，对知识点进行细化和拓展，把知识点连同相关拓展资料发放到课程超星学习平台上供学生自主学习。教师布置学生通过略读和精读教材的方式，并结合拓展资料对知识点进行总结和分析，让学生在课前做好知识提取和内化的过程，形成掌握的知识和疑问的知识，并要求学生做好课上输出的准备。

课中，教师改变以往老师是课堂说话主体的传统，采用學生自荐、学生互荐、老师点名、软件随机抽取等方式，邀请学生回答老师的提问，或是上台汇报课前学习的基因工程知识点的内涵与延展。学生回答或者上台阐述完之后，教师请全体学生对此知识点进行自由讨论，提出学生回答或者阐述的内容正确和不正确的地方，并对该知识点的实际应用表达自己的想法。在整个自由讨论环节中，教师指出学生表达内容中合理和不合理的地方，并补充相关知识内容和解答学生的疑问。学生只有在课前充分做好知识输入和输出的准备，自己理解了知识点内容，才能把知识讲明白、讨论清楚。这种方式不仅促进了学生课前预习的落实和主动学习的实施，同时也提高了学生课堂的主导性和学生的综合素质。学生主动融入课堂，激发了学生的内在学习动力，形成师生互动、生生互动的活跃氛围，学生的学习主动性、学习能力和学习效果都有显著的提高。

课后，教师布置学生对课堂上的知识点进行总结和梳理，形成系统和全面的知识逻辑和知识拓展，并发布一些练习题让学生去巩固知识，一些待解决的实际问题让学生去创新思考，鼓励学生对一些不懂的问题进行生生之间、师生之间的课后讨论。

学生上了这样一堂课，经历了课前知识主动输入、课上互动输出、课后互动巩固的过程，激发了学生学习基因工程知识的兴趣，促进了学生主动学习能力的形成，培养了学生知识收集整理能力、沟通表达能力、团队合作能力等综合素质的形成。

2 让基因工程知识动起来

“基因”是肉眼看不到的，摸不着的大分子物质，理论抽象且深奥［15］，基因工程知识内容如果是单纯的文字描述，学生的大脑里很难形成可认识的画面，知识就不容易被理解掌握。而把基因工程知识显微镜式放大化、动态化、表演化、生活化能让学生对知识有直观的认识，更好地帮助学生对基因工程知识的学习和掌握。

课前，教师在做课件的时候，注意把基因工程知识图片化、动态化。如结构基因、调节基因、启动子等知识可以用图片或模型来展示；如限制性内切酶如何切割目的基因和载体，DNA连接酶如何连接目的基因和载体，重组载体如何进入受体细胞，目的基因在受体细胞里如何转录和翻译出蛋白质这一系列的过程用动态视频展示出来，视频形式使得知识简明连贯，直观易懂，学生肉眼看得到基因和基因克隆的过程，基因工程知识自然就容易懂了。

课中，对于一些较难、较枯燥的知识点要求学生课前准备好“基因秀”，在课堂上表演展示出来，学生把自己当成基因角色，以表演的形式展示基因工程知识，如“外源基因的乳糖操纵子调控模式”的知识既抽象又难懂，学生用“基因秀”的形式表演出来，既能促进学生对知识的深入掌握，又能激发学生的创造力和青春激情，增加课堂的有趣性。

课后，为加强学生对基因工程知识的理解，教师布置学生动手做手工，通过剪刀、针线、纸、橡皮泥等生活化的道具，要求学生进行创意设计与制作，提交有关基因工程知识的手工制作。在整个手工制作过程，学生既要动脑想，还要动手做，还可以互相讨论搞创意，知识不枯燥，学生在学习过程中备感乐趣。

在整个基因工程课程教学过程中，教师着力使基因工程知识可视化、动态化、表演化、生活化，让基因工程知识“动”起来，从而使知识好学起来，学生愿学起来。

3 让基因工程知识用起来

学生之所以觉得基因工程知识难学，是因为知识在他们那里变成了没有活力的“货物”，“货物”屯在仓库里面不能进入周转，久了就会坏掉。而只有让知识进入周转应用，知识才能有生命力。那要让知识“活”起来，就必须坚持以学生为本，让学生主动获取知识，并应用知识解决问题。

课上，教师改变滔滔不绝的灌输式讲解模式，采用互动讨论的方式，让学生利用已学知识去解决问题。比如教师提出问题：把抗冻蛋白基因导入水稻细胞中进行育种，把该转基因水稻种子分别放在低温和高温地区种植，请问如何研究两地区转基因水稻的抗冻蛋白基因的转录水平？学生通过复盘已学的基因工程知识，结合讨论、总结与分析，给出了研究不同地区抗冻蛋白基因转录水平的解决方案。这样把学到的知识用于问题的解决，将大大提高学生对基因工程知识的兴趣和内化吸收率。而对于有些操作性比较强的基因工程内容，则安排了相应的实验来强化知识的获取，比如课程里的“基因表达调控的知识”，则安排了“目的基因的诱导表达与分析实验”，通过未加诱导剂、有加诱导剂及不同的诱导条件的对照组，让学生明白目的基因的表达是可以被调控的，且可以根据诱导条件的优化获得高表达量的目的蛋白。基因工程知识通过实实在在的实验应用起来，学生对知识的理解和掌握就会容易多了。

课后，教师布置学生准备与课堂知识点相关的“基因克隆前沿应用分享”的报告，这就需要学生在理解知识点之后，看明白知识点的前沿应用原理，并内化成自己的知识应用，以PPT的形式阐述给大家听。在这个过程中，学生不仅掌握了知识点的内容，而且拓展了知识点关于前沿应用认识，并把以往学习的知识内容综合应用出来，这将大大地增加了学生学习基因工程知识的宽度、深度和掌握度，全面提高了学生个人的综合能力。

只要把基因工程的知识用起来，让基因工程的知识成为滚动的海水而变得生机勃勃，学生就能在知识海洋里快乐地遨游。

结语

基因工程已成为现代生命科学及其相关交叉学科领域必学的课程之一，基因工程知识的掌握对学生的专业能力成长具有核心作用［16］。但基因工程的知识不好学，学生不爱学的情况很多，这大大影响了学生的课程学习效果。那如何让基因工程好学起来，如何激发学生的学习兴趣，是所有基因工程教学工作者面临的共同难题。课程教学组通过让学生参与主导课堂的教学实践，让学生在课前、课上和课后都主动参与基因工程知识的学习，提高了学生的学习积极性和学习效果。通过基因工程知识的显微镜式放大化、动态化、表演化、生活化和应用化，让基因工程知识好学起来，学生愿学起来，课程的教学效果有明显提高，但随着社会的不断进步和大学生思维方式的不断变化，课程的教学改革需持续进行。在后续的教学过程中，还需在基因工程课程教学模式和知识内容的呈现方式等方面进行不断的探索和改革，以适应时代的发展，建立更高效的基因工程知识教学策略。

参考文献：

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