基因工程“多元化”教學(xué)方法改革研究與實(shí)踐

摘要 以“基礎(chǔ)-綜合-系統(tǒng)-創(chuàng)新”基因工程教學(xué)改革體系為背景，對教學(xué)方法進(jìn)行了如下改革：①在“基礎(chǔ)”理論教學(xué)過程中，主要采用問題導(dǎo)向式、啟發(fā)式、討論式、案例式等教學(xué)方法；②在“綜合性”理論教學(xué)和實(shí)習(xí)教學(xué)中，主要采用合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)等教學(xué)方法；③在“系統(tǒng)”教學(xué)中，主要采用案例教學(xué)法和項目教學(xué)法；④在“創(chuàng)新”教學(xué)上，主要采用模擬訓(xùn)練法和實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練法等教學(xué)方法。通過上述教學(xué)改革，旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新精神，同時激發(fā)教師的教學(xué)潛能，提高教師的科研能力。

關(guān)鍵詞 基因工程； 教學(xué)方法； 多元化

中圖分類號 S-01 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）25-08815-02

Abstract The reform teaching methods in “genetic engineering” ，under the background of “basic，integrated，systematic，innovative”，were as follows：①On “basic”，the main teaching methods were problemoriented，heuristic，discussion，case teaching method，and so on. ②On “integrated”，the methods of cooperative learning and inquiry learning were the main. ③On “systematic”，case teaching and project teaching method was the chief；④On “innovative”，simulation and actual combat training method was the main. The teaching reforms not only improved the students’ interest in learning，but also cultivated the students’ ability to analyze and solve the problem，the more important was to cultivate the students’ scientific research ability and creative spirit，to stimulate the teaching potential，and improve the teachers’ ability of scientific research.

Key words Genetic engineering； Teaching method； Diversification

“基因工程”是高等院校生物相關(guān)專業(yè)重要的專業(yè)課，為了更好地提高教學(xué)質(zhì)量，本課程的教師均在積極探索適合于自己院校的教學(xué)模式。例如，南京林業(yè)大學(xué)的陳英等從做好課程總體規(guī)劃、開展多媒體輔助教學(xué)、重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)、嘗試研究性學(xué)習(xí)等方面，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，以達(dá)到重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的目標(biāo)[1]；北京林業(yè)大學(xué)的安新民等對“基因工程”的教學(xué)方法與手段進(jìn)行了有益的探索，初步建立了講授、案例教學(xué)、讀書報告教學(xué)相結(jié)合，并充分運(yùn)用多媒體和網(wǎng)絡(luò)資源的新型的專業(yè)課教學(xué)模式[2]。但是上述教學(xué)方法如何應(yīng)用于不同專業(yè)的學(xué)生，教學(xué)效果如何，還需要進(jìn)行研究和實(shí)踐。

另外，在教學(xué)方法問題上目前還存在：①教學(xué)方式單一，仍以學(xué)生接受知識為主，在一定程度上限制了學(xué)生的主體意識和個性發(fā)展，制約了創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)[3]。②教育思想和觀念落后，強(qiáng)調(diào)在教學(xué)過程中，教師起主導(dǎo)作用，并將其主導(dǎo)作用絕對化、擴(kuò)大化。事實(shí)上，任何教師都不可能把知識直接灌輸給學(xué)生，只能通過激發(fā)學(xué)生的興趣，幫助其建立新舊知識之間的聯(lián)系，促進(jìn)其自覺地學(xué)習(xí)[4-5]。③多媒體教學(xué)的優(yōu)越性不明顯。一些教師在制作課件時，只是改變了將內(nèi)容表現(xiàn)出來的媒介方式，即由以黑板作媒介轉(zhuǎn)為以屏幕為媒介，沒有實(shí)質(zhì)性的變化。有的教師在上多媒體課時，過分依賴多媒體，完全圍繞課件講課，導(dǎo)致多媒體教學(xué)的“輔助”作用蛻變?yōu)椤爸鲗?dǎo)”作用[6-8]。④教師教學(xué)研究精力不足。有些教師只注重教學(xué)內(nèi)容的深廣度和學(xué)術(shù)性，忽視教學(xué)手段與方法的更新。有的教師雖然采用了案例式、討論式等教學(xué)方法，但由于不理解各種教學(xué)方法的內(nèi)涵而致使效果不佳。

因此，筆者所在教研室在長期的基因工程教學(xué)工作中，在借鑒兄弟院?；蚬こ谈母锍晒幕A(chǔ)上，結(jié)合東北林業(yè)大學(xué)本科生的特點(diǎn)，以“基礎(chǔ)-綜合-系統(tǒng)-創(chuàng)新”基因工程教學(xué)體系為背景，探索適合于該教學(xué)體系的教學(xué)方法，更加側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和協(xié)作能力。

1 教學(xué)方法的設(shè)計

在“基礎(chǔ)”理論教學(xué)過程中，依據(jù)教學(xué)大綱，以自主學(xué)習(xí)、任務(wù)型教學(xué)、學(xué)習(xí)策略等先進(jìn)的教學(xué)理念為指導(dǎo)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容設(shè)計，采用問題導(dǎo)向式、啟發(fā)式、討論式、案例式等教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，使學(xué)生理解性地掌握基因工程的精髓。

在“綜合性”理論教學(xué)和實(shí)習(xí)教學(xué)中，采用合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)等教學(xué)方法，強(qiáng)化學(xué)生的團(tuán)隊意識和合作意識，探究綜合理論知識的應(yīng)用，探索綜合實(shí)驗(yàn)技術(shù)的改進(jìn)，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力和創(chuàng)新能力。

在“系統(tǒng)”教學(xué)中，采用案例教學(xué)法和項目教學(xué)法，注重從系統(tǒng)整體分析與設(shè)計角度出發(fā)，從更高層次上讓學(xué)生進(jìn)一步掌握基本內(nèi)容和重點(diǎn)內(nèi)容，使學(xué)生能夠利用基本知識，從系統(tǒng)角度分析教學(xué)內(nèi)容各模塊的關(guān)聯(lián)，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方法創(chuàng)新及基本教學(xué)內(nèi)容在創(chuàng)新實(shí)踐中的應(yīng)用。

在“創(chuàng)新”教學(xué)上，除了在上述教學(xué)內(nèi)容上培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維外，采用模擬訓(xùn)練法和實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練法等教學(xué)方法，根據(jù)基因工程原理設(shè)計解決的問題，模擬或深入到實(shí)驗(yàn)室實(shí)訓(xùn)來證實(shí)自己的設(shè)計。這樣不僅可以進(jìn)一步提升學(xué)生的創(chuàng)新思維，同時培養(yǎng)了學(xué)生解決實(shí)際研究難題的能力。

2 教學(xué)方法的實(shí)踐

根據(jù)教改計劃實(shí)施了基于“基礎(chǔ)-綜合-系統(tǒng)-創(chuàng)新”教學(xué)體系的實(shí)踐教學(xué)活動，發(fā)現(xiàn)教師的激勵、組織、點(diǎn)撥和引導(dǎo)作用對提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生理解學(xué)習(xí)過程，掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和探求精神是非常重要的。特別是如何上好第一堂課，對學(xué)生的引導(dǎo)和激發(fā)作用較大。為此，教研室的全體教師在新學(xué)期開始組織旁聽了4位優(yōu)秀教師講授的第一堂課。在吸取優(yōu)秀教師講課經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合基因工程課程的知識和應(yīng)用體系，制作了適合于生命科學(xué)、生物技術(shù)等專業(yè)的第一堂教學(xué)內(nèi)容。第一堂的教學(xué)內(nèi)容除了介紹基因工程的發(fā)展歷程、研究內(nèi)容和發(fā)展前景外，還通過名人案例和科研案例激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。最后，根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)傳授了該課程的學(xué)習(xí)方法，讓學(xué)生感覺到老師不僅是授予其“魚”，而且授予其“漁”。這樣可以讓學(xué)生親近老師，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的信心。

“案例教學(xué)”是基因工程最經(jīng)典的教學(xué)手段之一，在對其進(jìn)行改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和促進(jìn)學(xué)生理解理論知識方面做了改革：①教師進(jìn)行科學(xué)研究，將自己的科研成果直接納入課堂，豐富教學(xué)內(nèi)容，使所教和所學(xué)內(nèi)容均為前沿知識。例如，農(nóng)桿菌介導(dǎo)的外源基因轉(zhuǎn)化是目前植物轉(zhuǎn)基因應(yīng)用比較廣泛的方法。近年來關(guān)于農(nóng)桿菌介導(dǎo)的整合機(jī)制的研究已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，但有些問題還不明確，尚存在一定爭議，且相關(guān)教材更新相對滯后。為此，將自己的部分科研成果納入教學(xué)內(nèi)容，與學(xué)生共同探討存在問題以及解決措施，取得了較好的教學(xué)效果。②案例教學(xué)可以充分利用網(wǎng)絡(luò)手段，使師生進(jìn)行密切的溝通。如小組討論可以采用QQ 群和微信等手段，這樣不僅跨越時間和空間的限制，更極大地提高了學(xué)習(xí)效率。另外，在教學(xué)案例中所組織的資料是有限的，學(xué)生在思考問題、分析問題的時候往往要查閱大量相關(guān)資料，以便了解相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r和他人的解決思路，這樣可以拓寬學(xué)生的知識面，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生分析問題和解決問題的能力。一方面加強(qiáng)了學(xué)生對學(xué)科前沿的了解，拓寬了知識面； 另一方面，增強(qiáng)了學(xué)生的表達(dá)能力，培養(yǎng)了獨(dú)立思考和解決問題的能力，還有利于后繼課程“文獻(xiàn)檢索”的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)課題的開展。

在“創(chuàng)新”教學(xué)上，除了在上述教學(xué)內(nèi)容上適時培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維外，還采用模擬訓(xùn)練法和實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練法等教學(xué)方法。模擬訓(xùn)練上，嘗試把課堂還給學(xué)生，建立“以學(xué)生為主體，自主學(xué)習(xí)”的課堂教學(xué)模式；實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練上，結(jié)合學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新課題申請以及講座和答辯的方式，發(fā)現(xiàn)這樣不僅可以進(jìn)一步提升學(xué)生的創(chuàng)新思維，同時培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際研究難題的能力，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方法創(chuàng)新及基本教學(xué)內(nèi)容在創(chuàng)新實(shí)踐中的應(yīng)用。

在考試改革方面，結(jié)合學(xué)校的教學(xué)改革，進(jìn)行了階段性考試。在階段性考試中，根據(jù)本課程的特點(diǎn)，讓學(xué)生以自命題的形式開卷考試，這樣不僅讓學(xué)生參與教學(xué)，而且在自命題的過程中自主學(xué)習(xí)。

3 教學(xué)方法的效果分析

3.1 教學(xué)效果

通過多元化、啟發(fā)式教學(xué)，將學(xué)生沉悶、呆板、被動的學(xué)習(xí)變?yōu)樯鷦?、活潑、主動的學(xué)習(xí)，同時激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新意識，提高了教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生的平均成績由去年的75.83分增加到84.51分，增長了11.5%。

3.2 案例教學(xué)效果分析

對案例教學(xué)的效果，以問卷的形式了進(jìn)行調(diào)研。研究發(fā)現(xiàn)，85%以上的學(xué)生認(rèn)為案例教學(xué)對該門課程的學(xué)習(xí)很有幫助。特別是95%的學(xué)生認(rèn)為案例教學(xué)活躍課堂氣氛，92%的學(xué)生認(rèn)為培養(yǎng)了自己的自學(xué)能力，91%的學(xué)生認(rèn)為幫助鞏固專業(yè)知識，理論與實(shí)驗(yàn)具有極大的相關(guān)性（表1）。因此案例教學(xué)實(shí)現(xiàn)了以點(diǎn)帶面、從一維到多維的發(fā)散型教學(xué)，拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力，鍛煉和培養(yǎng)了學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新精神。

3.3 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)效果分析

對三年級學(xué)生開設(shè)基因工程有關(guān)的設(shè)計創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生經(jīng)過自由選題，與指導(dǎo)老師溝通，自己查閱文獻(xiàn)，確定實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可行性答辯及方案修訂后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)期結(jié)束時各個項目進(jìn)行結(jié)題答辯，由答辯委員會進(jìn)行評分。通過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，學(xué)生學(xué)會了創(chuàng)新型設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的選題、文獻(xiàn)查閱、實(shí)驗(yàn)方案制訂； 通過實(shí)驗(yàn)中的“明確分工”培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神； 通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄和分析，使學(xué)生養(yǎng)成了實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和綜合運(yùn)用知識的創(chuàng)新意識，鍛煉和提高了學(xué)生自主提出問題、分析問題、解決問題的能力[9]。

3.4 教師技能分析

基于“基礎(chǔ)-綜合-系統(tǒng)-創(chuàng)新”教學(xué)體系的實(shí)踐教學(xué)活動，既提高了教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出了一批綜合素質(zhì)高、科研能力和創(chuàng)新能力較強(qiáng)的本科生，又使授課教師自身的科研創(chuàng)新能力得到了較大的提高，取得了較好的效果。如有5位任課教師在最近兩年均獲得國家自然科學(xué)基金資助，發(fā)表SCI論文10余篇。另外，實(shí)施教改后，學(xué)生對5位任課老師的評價分?jǐn)?shù)均達(dá)到90分以上，其中1位任課教師分別獲得學(xué)院和學(xué)校教學(xué)成果二等獎。

4 展望

基因工程課程教學(xué)改革是一個長期的教學(xué)質(zhì)量工程，它需要教師著眼于現(xiàn)實(shí)建設(shè)，著眼于未來發(fā)展，不斷更新內(nèi)容，不斷改進(jìn)教學(xué)方法，使項目始終保持可持續(xù)的高水平的發(fā)展，為社會培養(yǎng)更多具有良好專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力的生物技術(shù)高級專業(yè)人才[10]。因此，項目的后續(xù)階段任務(wù)與計劃為：繼續(xù)完善教材建設(shè)；在已有項目的基礎(chǔ)上進(jìn)一步設(shè)計新的實(shí)驗(yàn)項目，建立相對穩(wěn)定的自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)項目庫及操作規(guī)范；完善開放式的管理制度與全程式參與的考核辦法。

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