基于研究型教學模式的“生物工程技術原理”課程改革初探

黃鳳蘭 李國瑞 狄建軍 陳永勝

摘 要 “生物工程技術原理”是內蒙古民族大學植物生物化學與分子生物學專業碩士研究生的重要專業課程之一。本教學團隊通過明確課程目標與任務、科學設置課程內容與學時分配、授課過程中注重七個“緊密結合”（理論教學與實踐教學內容緊密結合，基礎理論教學內容與學科前沿緊密結合，實踐教學的基礎性與綜合性、設計性緊密結合，實踐教學內容與教師科研緊密結合，研究生個性化表現與團隊合作能力相結合，考核手段多樣性與激勵目的緊密結合，任課教師個人發展和團隊建設緊密結合）等方式，不僅團隊教師教學能力得到促進，研究生對本門課程的學習興趣和熱情也得到提高，同時也明顯增強了研究生實際操作能力和科研創新能力。

關鍵詞 生物工程技術原理 研究型教學 課程改革

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2019.02.041

A Preliminary Study on the Curriculum Reform of

"Bioengineering Technology Principles" Based on Research-based Teaching Mode

HUANG Fenglan[1][2][3][4] ， LI Guorui[1][2][3][4]， DI Jianjun[1][2][3][4]， CHEN Yongsheng[1][2][3][4]

（[1] College of Life Science， Inner Mongolia University for the Nationalities， Tongliao， Inner Mongolia 028000；

[2]Inner Mongolia Industrial Engineering Research Center of Universities for Castor， Tongliao， Inner Mongolia 028000；

[3] Inner Mongolia Key Laboratory of Castor Breeding， Tongliao， Inner Mongolia 028000；

[4] Inner Mongolia Collaborate Innovation Cultivate Center for Castor， Tongliao， Inner Mongolia 028000）

Abstract "Principles of Bioengineering Technology" is one of the important professional courses of master's students majoring in plant biochemistry and molecular biology in Inner Mongolia University for Nationalities. The teaching team not only promoted the teaching ability of the team teachers， but also increased the interest and enthusiasm of the graduate students in this course， and improved the practical ability of graduate students and research and innovation capabilities by clearing the course objectives and tasks， set the course content and teaching arrangements scientifically， attached importance to the seven "close integration"（Theory teaching is closely combined with practice teaching content， the teaching content of basic theory is closely combined with the frontier of subject， the foundation of practical teaching is closely combined with comprehensiveness and design， the close combination of practical teaching content and teachers' scientific research， the combination of individual performance and teamwork ability of graduate students， diversity of assessment means is closely combined with motivation purpose， individual development is closely combined with team building） in the course of teaching and other methods.

Keywords Principles of Bioengineering Technology； research-based teaching； curriculum reform

隨著我國生物產業的不斷發展，碩士研究生的需求量也不斷增加，同時也對碩士研究生的理論知識、科研創新能力提出了更高要求，高等院校在碩士研究生的教育教學過程中必須更加注重研究生綜合能力的培養。課程教學是拓寬研究生專業視野、培養其創新思維與創新能力的一個重要環節。[1]“生物工程技術原理”是內蒙古民族大學植物生物化學與分子生物學專業碩士研究生的重要專業課程之一。在5年的課程教學過程中，作者一直在嘗試進行基于研究型教學模式的“生物工程技術原理”課程改革探索。

1 明確課程目標、任務

“生物工程技術原理”這門課程，主要向植物生物化學與分子生物學專業的碩士研究生介紹生物工程所包含的五大工程（基因工程、細胞工程、發酵工程、酶工程、蛋白質工程）的基本原理、技術及五大工程之間的相互聯系，要求研究生掌握五大工程的基本知識框架、研究技術手段及實驗操作技能，重視知識衍伸、知識面拓展和學科交叉，培養研究生科研創新思維和創新能力。

2 科學設置課程內容、學時分配

本門課程共72學時，其中理論授課、實驗授課各36學時。

理論授課共包括七章。第一章緒論（2學時）；通過本章教學，使研究生了解生物工程的概念、生物工程包括的基本內容。第二章基因工程（6學時）；通過本章教學，使研究生掌握目的基因的分離、表達載體構建、對受體的遺傳轉化、轉基因抗性材料的篩選與鑒定、基因工程研究新技術等內容。第三章細胞工程 （6學時）；通過本章教學，使研究生掌握如何建立植物遺傳轉化體系、外源基因如何轉化植物受體等內容。第四章發酵工程（6學時）；通過本章教學，使研究生了解發酵工業的菌種選育；掌握生物工程菌發酵培養基組成及配制方法，發酵的類型、一般過程及工藝控制，發酵產物的分離、提取與精制過程等內容。第五章酶工程（6學時）；通過本章教學，使研究生掌握酶的生產、純化、固定化技術，酶分子結構的修飾和改造等內容。第六章蛋白質工程（6學時）；通過本章教學，使研究生掌握蛋白質的分離純化，蛋白質結構與功能的分析、設計和預測，通過基因重組或其它手段改造或創造蛋白質等內容。第七章生物技術與農業（4學時）；通過本章教學，使研究生了解生物工程的五大工程在農業領域的應用等內容。

實驗授課共設置兩個綜合型、設計型大實驗。實驗一植物發育相關酶主效基因克隆與遺傳轉化（18學時）；通過實驗，使研究生掌握基因克隆、表達載體構建、遺傳轉化的過程與方法。實驗二轉植物發育相關酶主效基因的植株與對照的蛋白質組學差異（18學時）； 通過實驗，使研究生掌握通過雙向電泳技術鑒定轉基因植株與對照的差異。

3 授課過程中注重七個“緊密結合”

注重理論教學與實踐教學內容緊密結合。本教學團隊，根據每位成員各自研究方向，承擔相應的教學內容。為了提高研究生的科研創新能力，教師不斷優化教學內容，將理論教學與實踐教學內容緊密結合，同時針對研究生畢業論文實驗中出現的問題設置相應討論環節，讓理論指導研究生實踐。

注重基礎理論教學內容與學科前沿緊密結合。教學中，教師還注重及時將行業及相關領域的新知識、新技術介紹給研究生，使研究生了解本學科前沿理論與技術。例如在講授遺傳轉化體系建立這一內容時，追蹤最新文獻，介紹常見植物水稻、馬鈴薯、大豆、黃瓜等遺傳轉化體系是如何建立的、效率如何、進展如何等。

注重實踐教學的基礎性與綜合性、設計性緊密結合。實驗授課設置了兩個綜合型、設計型大實驗。每個實驗都涉及基礎驗證、綜合設計、研究創新三個層次的內容。[2]例如實驗一植物發育相關酶的主效基因克隆與遺傳轉化，基本操作涉及PCR技術、引物設計、基因序列分析等，綜合設計涉及植物表達載體構建等，研究創新涉及蓖麻這一植物的遺傳轉化體系建立、轉基因植株的鑒定等內容。這樣，既進一步規范了研究生的基本操作能力，還鍛煉了研究生設計實驗方案、解決實驗中出現的問題，提高研究生創新能力。

注重實踐教學內容與教師科研緊密結合。本教學團隊的教師，均有國家級或省部級科研項目，研究方向相對穩定，主要研究對象是蓖麻這一植物材料。本課程的實驗材料均為蓖麻，實驗內容與教師科研項目研究內容緊密結合。這樣的做法，既讓研究生得到了鍛煉，又參與了教師的科研項目、掌握了本學科的研究熱點。

注重研究生個性化表現與團隊合作能力相結合。在教學過程中，安排研究生單獨或分組合作完成學習任務，培養研究生既要有個性，又要有團隊合作能力。

注重考核手段多樣性與激勵目的緊密結合。在教學過程中，采用多種過程考核方式，如做課程相關內容報告的前沿性、設計實驗方案的可行性與創新性、實驗操作規范性、實驗數據整理分析的科學性與可靠性、實驗報告完整性等環節，均進行打分考核，全面、客觀地評價每位研究生的實際能力和水平，激勵學生從事科研工作的熱情。

注重任課教師個人發展和團隊建設緊密結合。[3、4]鼓勵團隊教師通過讀博、進修等方式拓寬視野、提高自己的教學與科研能力；鼓勵團隊教師深入生產一線，增強解決實際生產中存在的問題能力。教師通過以上兩種方式獲得的知識，再反哺教學，促進教學水平的提高。

4 實施效果

通過明確“生物工程技術原理”課程目標與任務、科學設置課程內容與學時分配、授課過程中注重七個“緊密結合”等方式，經過5年的檢驗，不僅團隊教師教學能力得到促進，研究生對本門課程的學習興趣和熱情也得到提高，同時也明顯增強了研究生實際操作能力和科研創新能力。

基金項目：內蒙古民族大學2017年研究生重點課程建設項目（生物工程技術原理，2017022）內蒙古民族大學2016年度校級精品課程（細胞工程，2016006）；內蒙古民族大學2009年度教育教學研究項目（2009053）；內蒙古民族大學2018年度校級教育教學研究課題（YB2018011）；內蒙古民族大學教育教學研究課題（MDYB201423）

參考文獻

[1] 曾偉.基于研究型教學模式的《生化工程》課程改革與實踐[J].輕工科技，2018.34（8）：170-171.

[2] 馬美范，劉紀文，房海燕，等.構建生物工程專業綜合實驗體系，提高學生的實踐與創新能力[J].教育教學論壇，2018.12：273-274.

[3] 孫美玲，黃朝湯，劉齊，等.《發酵工藝與設備》課程教學改革模式的探討與實踐，提高學生的實踐與創新能力[J].教育教學論壇，2018.5：134-135.

[4] 羅奉奉，覃擁靈.轉型背景下生物工程專業實踐教學改革探究[J].科技教育，2018.4：185-187.