以科研項目引導的基因工程教學方法改革探索

孫 鈺，王文銳，梁 猛，黃 樺，周繼紅

（蚌埠醫學院檢驗醫學院，安徽 蚌埠 233030）

自20世紀70年代初基因工程誕生以來，在40余年的時間內，已經取得了許多激動人心的成就，并且正以新的勢頭繼續迅猛發展，成為當今生物科學研究諸領域中最具生命力、最引人注目的前沿學科之一。今天，分子生物學和基因工程的發展，不但急需大批專業人才，也要求培養足夠的后備力量。因此，許多高校為滿足社會需求，新增了生物技術專業，開設了基因工程課程，希望能為國家培養和輸送人才。

在堅持“以科研助教學、以教學促科研”的教學實踐中，高校理科生進入實驗室進行科研訓練的機會越來越多，基因工程理論課教學方法應與時俱進，以科研為基礎，多角度闡釋基因工程相關研究方法與技術、科研動態和已取得的輝煌成果等內容，激發學生學習興趣，全面調動其積極性，使學生在領略基因工程學科國際研究前沿的同時，掌握基礎理論知識，培養學生的科研興趣和自主創新意識，提高學生的綜合素養，提升基因工程理論課教學質量，滿足高校生物工程專業、生物技術專業和新世紀復合型人才培養的要求。

1 以科研項目引導的教學方法的實施背景

基因工程研究和應用已經滲透到生命科學的各個領域，課程內容更新迅速，且與科研聯系緊密。同時，由于本課程內容抽象復雜，涉及領域廣泛，信息量大，知識點繁多，內容松散，又與分子生物學、蛋白質與酶工程等存在學科交叉，故學生普遍反映學習難度大、上課內容枯燥、難以理解[1]。因此，怎樣根據學生實際情況，在有限的教學時間內，形象生動、深入淺出地講授以實驗結果為基礎的基因工程理論課，是提升教學效果存在的客觀問題[1-3]。隨著國家對不同領域科學研究的支持力度逐年增大，高等院校生物科學和生物技術等專業的學生進入導師實驗室，從事基本科學研究訓練的機會也越來越多，這為實施以科研項目引導的基因工程教學方法研究打下了堅實的基礎。

2 傳統基因工程教學現狀

目前對基因工程的研究和應用已涵蓋工、農、醫等多個領域，學科的知識交叉性極強，涉及的高新技術多，內容更新快，分子水平發生的反應不易想象，且許多內容理論知識復雜抽象，本科生常難以理解和掌握其要點[4]，主要存在以下問題。

2.1 教材更新慢，課時少而松散

基因工程作為生命科學的前沿學科之一，其課程技術性和實踐性都很強，新技術、新方法的發展日新月異，新的分子生物學理論層出不窮，但基因工程理論教材的內容更新速度慢，容易導致學生認為學習的知識都是“老掉牙”的東西，不利于激發學生的學習興趣和主動性[5]。

2.2 教學模式單一，學生主動性不高

目前課堂教學仍是高校學生獲取知識的主要途徑，“以教師為中心，以教材為中心，以課堂為中心”的傳統教學模式已無法適應現代基因工程課堂，“滿堂灌”的教學方法亦無法激發現代大學生的學習熱情。傳統教學模式對于大學生自主學習能力以及創造思維和創新精神的培養都是不利的[6]。

2.3 考核方式單一，缺乏過程性考核

成績評定主要依據期末理論考試分數，在這種考核方式下，學生的學習熱情不高，平時上課不聽，考前突擊背書現象嚴重，學習效率不高，一直處于被動學習狀態。

3 以科研項目引導的基因工程教學方法

基因工程的發展與現代科學研究緊密相連，所以必須對此課程予以重視。提升基因工程教學效率是發展基因工程過程中重要的環節，以科研促進基因工程教學是其中非常有用的一種手段。本研究中采用下列方法以科研促教學，提高授課質量。

3.1 將科研項目引入理論課堂

傳統的本科生教學模式依然是教師根據教學內容分章節講授為主，學生很少有機會參與課堂教學。在以科研項目引導的基因工程教學過程中，根據課程教學的主要內容，結合教師的科研課題，設計適合本科生的科研項目，將基因工程的研究思路和技術方法融入其中，變“滿堂灌”課堂教學為“交互式”課堂學習。在基因工程課堂上，學生可以帶著完成科研項目的目的去學習書本內容；以解決科研項目中的各個問題，去學習各個知識點；以科研項目為主線融會貫通課本上的知識，最終樹立基本的科研思維，掌握重要的技術方法。

3.2 將科研團隊引入課后自學

傳統的基因工程教學會將完整的教學內容拆分成各個章節講授，學生難以把各個獨立的知識點連貫起來，建立系統的基因工程知識體系。由于課堂教學多以教師講授、學生聽課為主[7]，學生課后很少復習，僅僅在課堂上完成理論知識學習，很少深入思考，學生之間以及師生之間很少進行深入探討和交流[8-9]。科研團隊是讓學生模擬科研過程中課題組的形式開展線下自學活動。可將5～8名學生分為一個科研團隊，共同圍繞一個科研項目展開線下學習活動。首先，要求每個科研團隊在理論課學習的同時自學基因工程相關技術的實驗原理及步驟，認真分析科研項目的要求，繪制技術路線，設計具體的操作步驟，并記錄完整的科研筆記。然后教師從中選出2～3篇質量較好的科研筆記在課堂上由學生報告，大家積極參與討論，進一步修改完善。這種科研團隊學習模式，不僅加強了教師與學生之間的交流，也培養了學生的自學能力和科研思維，同時鍛煉了學生發現問題和解決問題能力。

3.3 利用科學研究引導學生走進實驗室

基因工程作為一門理論教學和實驗教學緊密聯系的課程，在理論課程學習的基礎上，鼓勵學有余力的學生進入科研實驗室，指導其申請大學生創新創業訓練項目，并參與授課教師相關科研課題。這對掌握基因工程相關理論知識和培養學生科研能力具有重要意義[10]。

3.4 根據研究成果對學生進行過程性考核

為了解決終結性考核方式所帶來的弊端，教師從學生科研項目選題、科研參與度、科研成果等幾個方面對其進行考核，考核結果與期末理論考試相結合，作為課程最終成績，通過過程性考核激發學生學習積極性。

基因工程是現代生物技術的核心內容，其教學效果的好壞直接影響高校生物類專業學生的能力，從而影響高校人才培養目標的實現。綜合考慮本科生知識儲備、學習能力等，教師根據實際情況在第一堂理論課提出了一個適合本科生的小型科研項目，經過基因工程理論課的學習，使學生系統掌握基因工程重要技術原理，并認真思考、學以致用，設計出合理的科研項目技術路線。課后組織學生成立科研團隊，根據已提出的科研項目設計技術路線圖，完善實驗方案，整理科研筆記。在此基礎上組織學有余力的學生進入科研實驗室實踐，激發學生的學習熱情，培養學生的科研能力，并且為開展畢業論文的研究工作打下良好的基因工程實驗操作基礎。