案例式教學在基因工程中的應用

李富田 陳國強 徐軍田

（江蘇海洋大學 海洋生命與水產學院 江蘇連云港 222000）

21 世紀是生物科學的世紀，其中基因工程的發展最為迅猛，最為引人注目，反映了生命科學發展的最新理論和技術成果，現已成為研究生命科學的重要工具并滲透到生命科學的各個領域。自20 世紀70 年代誕生以來，基因工程技術的革新極大地推動了生命科學的發展，深刻地影響著人類生活。雖然只有不到50 年的發展歷程，但是新理論、新技術不斷出現，信息更迭迅速。

基因工程是生物技術、生物工程專業的主干課之一，本課程教學質量的優劣將直接關系到學生的專業素質和應用能力，最終影響學生培養質量。因此，進行課程教學改革，應注重夯實學生理論基礎，增強學生理論聯系實踐的能力。現階段基因工程教學具有以下顯著特點：

教材建設成果顯著：基因工程相關教材有十余版之多，其中不乏“國家精品課程建設教材”等優秀資源。不同教材各有側重，對新技術也有涉獵。例如2019 年化學工業出版社出版的《基因工程（第二版）》（袁婺洲 編著）已將“Golden Gate”一步克隆法、無縫連接克隆快線、新一代DNA 測序技術等新方法、新技術納入教材。這有利于學生了解該領域最新進展，掌握發展動態。

教學方法多種多樣：隨著教學手段的豐富，高校教師逐漸從傳統的“板書”教學向“多媒體+板書”的教學模式轉變。現階段多媒體課件已經司空見慣，成為教學過程中必不可少的元素。多媒體課件教學相較傳統的板書教學具有以下優勢：有利于教師備課，有助于提高教學效率，教學內容清晰明了。多媒體課件的制作過程也是教師的備課過程，優秀的多媒體課件應做到重點突出、層次分明、前后銜接以及邏輯嚴密。新興教學方法的不斷被引入成為完善基因工程教學模式，提高基因工程教學質量的重要突破點。其中混合式教學模式日漸興起，該模式指線上網絡教學和線下傳統教學相結合產生的一種新穎的教學模式，可實現線上和線下教學優勢互補。“雨課堂”“慕課”“交互式微課”以及“超星課程在線平臺”等極大地方便了教學活動。

線上資源空前豐富：由于受新型冠狀病毒肺炎疫情影響，本學期各高校全部延遲開學。在教育部“停課不停教、不停學”號召下，相關平臺教學資源免費向高校師生開放，線上資源空前豐富。這些平臺提供了豐富多樣、覆蓋面廣的優質網上教學資源。據統計，疫情期間，二十余個在線課程平臺免費開放各類在線課程兩萬余門。以基因工程為例，在“中國大學MOOC”平臺上有6 門在線課程。課程線上資源豐富，教學視頻以及配套課件都可獲取。高校師生可根據自己的需求選擇相應的資源進行教學。

但是現階段基因工程教學中也存在以下問題：（1）知識更新速度快，教材內容相對陳舊。雖然該課程教材較多，但由于基因工程技術發展迅猛，教材的編寫出版速度很難跟上技術的發展速度。因此，現有的教材很難將近幾年該領域新出現的里程碑式的事件囊括在內。（2）實驗教學相對缺乏，理論實踐結合度低。基因工程是技術性很強的一門課程，但目前部分高校尚未開設專門的基因工程實驗課，而是將相關實驗融入到其他生物技術專業實驗，如分子生物學實驗中。學生對基因工程技術理論與實踐的結合度低，且該課程的線上實驗資源較為匱乏。（3）雙語教學相對薄弱，學生文獻閱讀能力較差。基因工程發展異常迅速，常常會有許多新的專業詞匯不斷涌現，且基因工程的最新進展大多都是在高水平的英文刊物上刊發，因此培養學生查閱最新文獻資料的能力尤為重要，但是現階段學生由于知識體系不完整，難以完全讀懂吃透。針對這些新出現的專業詞匯，用英文表達相對合理，也利于學生及時跟進最新的研究進展，了解學科的發展前沿。而本科生大多未經歷專業英語訓練，全英文授課難度較大，因此現有的雙語教學具體授課一般以中文為主，英文為輔。

針對以上問題，筆者實施了以下改革舉措：

（1）整合利用線上資源，拓展深化線下教學

由于基因工程課程內容較多，不可能將所有的案例都放在課堂授課過程中。而混合式教學提供了一種最優的選擇，教師可以將時間較長的視頻案例在課前提前推送給學生，讓學生提前觀看了解。在線下教學過程中教師再結合案例進行討論，并予以講解闡釋。充分利用豐富的線上基因工程課程資源，開展基于“超星課程在線平臺”的線上+線下混合式教學。線上教學注重案例選取；線下教學強調案例解析，將案例與所講授的知識點有機結合，加深學生印象。

（2）注重素材時效性，構建案例資源庫

基因工程技術發展日新月異，往年的教學案例可能已經不能代表當今該領域技術的前沿。因此，收集最新的代表性素材作為教學案例，有助于學生了解學科前沿，把握最新動態。以PCR 技術為例，可將這一技術在新型冠狀病毒核酸檢測中的應用作為典型案例進行介紹。將最新、最前沿的案例融入教學過程中，可加深學生對基因工程的原理、現狀及應用的理解；縮短教學情境與實踐情境的距離；提高基因工程課程教學趣味性、生動性和應用性。

（3）優化教學內容，提升教學效果

無論采用何種教學手段，技術都只是輔助工具，教學內容才是要義所在。現今部分基因工程教材與生物化學、分子生物學等學科有部分重疊，這些內容是基因工程的基礎知識，可做簡要回顧。在講授基因工程流程及應用方面，引入多個代表性案例，介紹其在原核生物、酵母或者植物方面的實際應用。在介紹試熒光定量PCR、cDNA 文庫構建等知識時，結合動畫視頻，讓基因工程技術具體化、形象化。

通過以上舉措的實施，筆者發現學生學習興趣高漲、教學效果顯著提升。在傳統教學模式下，學生普遍反映課程學習較為單調，知識點難以理解和記憶。案例教學法以生動形象的視頻案例、新聞事件等素材為切入點，輔以討論交流，結合教師講解，可調動學生積極性，提高課堂參與度。相較傳統教學方法，案例式教學可使課堂氣氛更加活躍，學生對知識的印象更加深刻。學生獨立自主學習和思考的能力有所提升，學生能夠將本課程主要知識點串聯起來，使之網絡化、立體化。同時對教學案例的深入討論，還加強了師生互動和雙向交流，實現教學相長。該模式對生物科學類專業及海洋科學類專業生物方向的本科及研究生教學具有借鑒意義。