體驗式教學運用于生物技術教學改革中的思考與實踐

劉文

摘要：生物技術的發展日新月異，生物技術課程教學內容和方法也需要不斷更新，才能緊跟時代前進的步伐。文章重點討論如何將體驗式教學運用于生物技術相關課程的教學實踐，以豐富教學手段，提高教學效率，并對教學效果進行分析。

關鍵詞：生物技術;體驗式教學;項目教學法;教學改革;轉基因技術

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2020）01-0214-02

一、引言

生物技術是應用生物學、化學和工程學的基本原理，利用生物體（包括微生物、動物細胞和植物細胞）或其組成部分（細胞器和酶）來生產有用物質，或為人類提供某種服務的技術。隨著科學技術的發展，生物技術在農業、食品、健康、能源、環境等方面的應用越來越廣泛，對人類的社會、文化、道德、倫理帶來的影響也來越深遠。因此，生物技術相關課程[1，2]業已成為生物科學、生物工程等生物學相關專業常常開設的專業課。其基本原理來自其他基礎專業課程，通過本類課程的學習，加強專業課程之間的聯系，也為從事相關領域工作與研究奠定基礎。

生物技術課程主要涉及生物學科研領域常用的實驗技術手段，本身具有很強的可操作性。同時，由于綜合了基因工程、分子生物學、生物化學、遺傳學、細胞生物學、胚胎學、免疫學、有機化學、無機化學、物理化學、物理學、信息學及計算機科學等多學科技術，成為一門綜合性的學科，廣泛應用于社會生活中。但是，在實際的教學過程中，對這些技術手段的教授更多的是基于講義的課堂講授模式。對于很多技術層面的問題，學生缺乏直觀的認識和感觸，體驗性不強。通過體驗式教學方法來輔助課堂教學有助于促使學生對生物技術的全面認識和深入體會，加強本專業學生理論課與實踐課的聯系。另外，隨著近些年來國家和地方對科研的經費投入力度逐步增強，目前很多國內高校具備儀器設備先進的科研實驗室和一流的科研技術平臺，其擁有的儀器設備能夠滿足很多生物技術涉及的實驗技術和方法。因而，充分利用這些實驗條件，進行合理的課程設計，就能夠建立體驗式教學模式，并具備廣泛推廣的可行性。同時，利用一些高級的實驗儀器設備參與本科實驗，也能夠提高這些儀器設備的使用率和利用率。因此，充分挖掘高校科研平臺的儀器設備和技術平臺，設計可操作的實驗體系，構建體驗式教學情景，對于加快生物技術課程建設與改革具有重要意義。

二、體驗式教學在《轉基因技術》課程改革中的運用

有基于此，我們利用“項目教學法”[3]的原理對《轉基因技術》實驗課程進行了教學改革與實踐，構建了全新的可供學生深入體驗的實驗體系，以“浸花法”介導的擬南芥轉基因體系[4，5]為例來學習植物轉基因的一般原理和方法。考慮到實驗課時的限制，我們從已經構建好的重組表達質粒開始，設計了八個前后有關聯的實驗，形成一個有機的整體，分別為“實驗操作規范及重組表達載體質粒的提取”“農桿菌感受態的制備”“質粒轉化農桿菌感受態細胞”“抗性篩選和菌落PCR鑒定”“浸花法轉化擬南芥”“轉基因擬南芥種子的消毒及平板抗性篩選”“植物基因組DNA的提取及基因組PCR鑒定”以及“轉基因植株的GUS染色觀察”。

課程改革后，該課程涵蓋了一些分子生物學的基本技術，也涉及一些與植物學相關的關鍵技術，組合起來就可以完成植物的轉基因技術。同時，課程所涉及的實驗項目所需要的分子生物學儀器和植物溫室在大部分具有生物學本科專業的高校均能滿足，而所需要的試劑耗材也均十分常見和相對廉價。因此，該實驗課程在具有生物學專業的本科院校均能開展，具有廣泛的可推廣性。更重要的是，利用“項目教學法”的基本原理，八次實驗形成一個完整的實驗課題，涵蓋了“浸花法”介導的擬南芥轉基因體系的全流程。前面的實驗結果是后續實驗的實驗材料，學生需要認真對待前一次的實驗才能保證后續實驗的順利開展，因此給予了學生一定的約束性，讓他們能認真對待每一次的實驗。通過完成這八次實驗，可以讓學生基本具備進行植物轉基因技術的能力，也是對學生獨立完成一次項目實踐的良好鍛煉。

三、體驗式教學模式運用于生物技術課程的思考

我們將編寫的全新的《轉基因技術》講義和“項目教學法”構建的實驗體系在三峽大學生物與制藥學院生物科學和生物工程專業本科生中進行了教育實踐，取得了顯著的教學效果，無論是學生學習的積極性還是學習效果都表現良好。

1.優化“教”“學”關系。體驗式教學活動能加強教學過程中師生之間、生生之間的互動，拉近了“教”與“學”的距離，從而優化課堂教學結構，激發學生的學習積極性，提高課堂教學質量，促進生物技術課程教學目標的實現。

2.完善“教”的手段。對于生物技術相關課程而言，基于體驗式教學方法的建立，是對傳統的講授式教學方法的補充，可以為從事相關領域教學工作的教育者提供一種新的可供參考的教學方法。構建體驗式的教學，既豐富了體驗式教學應用于課堂的理論，也使生物技術課程教學形式更加豐富和多樣化，使得任課教師在進行教學設計的時候更加靈活多變。

3.豐富“學”的方式。體驗式的教學方式能夠豐富學生的認知方式，將“動手”與“動腦”有機結合，通過實際體驗強化對基本理論和方法的直觀感受，也能將理論和實際更好地聯系起來，改善純理論學習的枯燥感，加深對知識的理解和掌握程度，強化技能的運用能力。

4.激發“學”的興趣。將科研平臺開放給本科生進行實驗，能讓學生直觀地體驗高端科學儀器，吸引學生的關注，激發學生對科研的興趣。同時，科研平臺擁有的良好技術體系也能更好地保證實驗的順利開展，防止學生因實驗失敗或者結果不理想而導致的興趣的丟失。另外，依賴“項目教學法”構建教學體系能夠極大地提高學生參與學習的主動性，鍛煉學生獨立思考和解決實際問題的能力。

四、結語

隨著科學技術的高速發展和研究手段的不斷更新更迭，高等院校的生物技術相關課程必須不斷改革教學手段，更新教學內容，才能緊跟時代發展的腳步。充分利用高校科研平臺，可以為生物技術課程建設提供較好的設備保障;通過設計切實可行的教學改革方案，可以極大地豐富課堂教學形式，促進課程教學目標的實現。

參考文獻：

[1]劉燕.生物技術專業課程體系教學創新探索[J].生物技術世界，2015，（8）：200.

[2]李瑞芳.生物技術專業教學改革應以課程體系優化為核心[J].教育探索，2017，（11）：63-64.

[3]王明霞.從預設到生成：行動導向項目教學法在高職教學中的應用——以市場營銷專業為例[J].職教論壇，2017，（3）：77-80.

[4]楊維才.植物轉基因技術——回顧與前瞻[J].植物學報，2013，（1）：6-9.

[5]施海濤.植物基因工程實驗指導[M].北京：科學出版社，2018.

Thinking and Practice on the Application of Experiential Teaching in the Reform of Biotechnology Teaching

LIU Wen

（College of Biological and Pharmaceutical Sciences，China Three Gorges University，Yichang，Hubei 443002，China）

Abstract：With the rapid development of biotechnology，the teaching content and methods of biotechnology course also need to be constantly updated in order to keep up with the pace of the times.This paper focuses on how to apply experiential teaching to the teaching practice of biotechnology related courses，in order to enrich teaching means and improve teaching efficiency，and analyze the teaching effect.

Key words：biotechnology;experiential teaching;problem-based learning （PBL）;teaching reform;transgenic technology