CBE&OBE理念下基因工程技術(shù)課程教學(xué)改革與實踐

吳麗雙

（浙江藥科職業(yè)大學(xué) 浙江 寧波 315100）

基因工程原理是在體外對不同生物的遺傳物質(zhì)（基因）進行剪切、重組、連接，然后插入載體分子中形成DNA 嵌合體，轉(zhuǎn)入宿主細胞內(nèi)進行繁殖，并表達出基因產(chǎn)物，如疫苗、抗體、酶制劑等。基因工程技術(shù)已成為現(xiàn)代生物技術(shù)的核心，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、環(huán)保、醫(yī)藥等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，特別是2020 年新冠肺炎疫情的暴發(fā)更加凸顯了基因工程技術(shù)對醫(yī)藥行業(yè)的重要影響。基因工程技術(shù)已經(jīng)成為生物制藥專業(yè)的核心課程。成果導(dǎo)向教育（outcome-based education，OBE）理念是基于學(xué)習(xí)目標和學(xué)習(xí)成果的產(chǎn)出來設(shè)計、實施和評價教育教學(xué)活動。該理念要求每一個教學(xué)環(huán)節(jié)都要圍繞著社會需求、職業(yè)需求來設(shè)計。能力為本教育（competency-based education，CBE）是一種具有廣泛世界影響力的職業(yè)教育模式，其主要特征是以社會崗位需求作為課程設(shè)置的依據(jù)和基礎(chǔ)，培養(yǎng)目標明確具體，使學(xué)生在知識、能力和素質(zhì)三方面與社會職業(yè)崗位要求具備的綜合能力一致。筆者所在學(xué)校是以職業(yè)能力培養(yǎng)為核心的職業(yè)教育，重點培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實踐創(chuàng)新能力，以實現(xiàn)與崗位零對接，CBE&OBE 理念有助于本校培養(yǎng)適應(yīng)新時代的創(chuàng)新型應(yīng)用人才。本文基于CBE&OBE 理念對基因工程技術(shù)課程在生物制藥專業(yè)的教學(xué)進行了改革和實踐探索，以期為該課程教學(xué)改革提供借鑒和參考，不斷完善后續(xù)課程教學(xué)體系。

1 “基因工程技術(shù)”課程培養(yǎng)目標

根據(jù)對崗位需求的調(diào)研，我們設(shè)置了該課程的培養(yǎng)目標：知識目標要求學(xué)生掌握基因工程技術(shù)的原理、基因操作技術(shù)及其在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用；能力目標要求能完成基因克隆與表達的基本操作，能根據(jù)文獻調(diào)研制訂實驗方案，開展基因的克隆和表達的研究；能分析和解決基因工程技術(shù)實驗過程中常見的問題；能追蹤了解基因工程學(xué)科前沿和發(fā)展方向；素質(zhì)目標要求具備敬畏生命、敬業(yè)奉獻、嚴守藥規(guī)、精益求精的良好職業(yè)道德。

2 基于CBE&OBE 的“基因工程技術(shù)”課程教學(xué)設(shè)計

在上述課程培養(yǎng)目標基礎(chǔ)上，我們對基因工程課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法進行了設(shè)計，分為目的基因的分離、基因的分子克隆、工具酶、載體、基因的重組和表達、基因工程應(yīng)用和基因工程操作七大模塊。以能力目標要求能完成基因克隆與表達的基本操作，能根據(jù)文獻調(diào)研制訂實驗方案開展基因的克隆和表達的研究為例，我們結(jié)合現(xiàn)有的科研課題設(shè)計了PCR 引物設(shè)計、PCR 體系設(shè)計和重組載體的設(shè)計等內(nèi)容；在理論知識學(xué)習(xí)結(jié)束并通過考核之后，教師以研科研項目為例，布置綜合性實驗設(shè)計的項目（目的基因體外重組表達實驗的設(shè)計），培養(yǎng)學(xué)生運用知識分析、解決實際問題的能力。同時，在教學(xué)過程中把教學(xué)內(nèi)容模塊化，打破教材章節(jié)的限制，根據(jù)基因工程的三大要素及其技術(shù)流程，整合為7 大模塊，有助于學(xué)生的學(xué)習(xí)思路更加清晰。且本課程去掉了生物化學(xué)和生物分離技術(shù)課程重復(fù)交叉的內(nèi)容，如基因的表達與調(diào)控，目標產(chǎn)物的分離與純化等。

3 基于CBE&OBE 的“基因工程技術(shù)”課程教學(xué)實施

教學(xué)實施是實現(xiàn)教學(xué)目標的中心階段。傳統(tǒng)教學(xué)以知識傳授為主，教師處于教學(xué)主體地位，教學(xué)模式較單一，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性差，缺乏學(xué)習(xí)的興趣，教學(xué)效果不佳。在CBE&OBE 理念的指導(dǎo)下，我們按照圖1 改進教學(xué)實施環(huán)節(jié)。以“基因工程操作”模塊為例，在前面6 個模塊內(nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)束的基礎(chǔ)上，學(xué)生考核合格后，方可進入該模塊階段的學(xué)習(xí)，在第一次課堂上已經(jīng)讓學(xué)生自由分組，整個課程的小組討論以及最后的綜合性項目實驗都按照該分組來執(zhí)行；同時要求每組設(shè)組長，組內(nèi)分工實行輪換制，使得小組內(nèi)的成員能夠體驗不同角色和職責(zé)。進入此模塊后，小組進行選題，經(jīng)過文獻查閱、分析、討論和總結(jié)確定選題，并完成項目實施報告，制作PPT 進行匯報，內(nèi)容包括選題意義、目的基因獲取方法、重組質(zhì)粒構(gòu)建方法、重組菌的篩選和表達、預(yù)期實驗結(jié)果及可能遇到的問題等。結(jié)果的評價由教師評價和小組互評組成，考評合格后方可進入下一步。項目實驗操作過程是重點，學(xué)生操作過程中，要求教師在旁指導(dǎo)，針對共性問題開展現(xiàn)場討論，針對個性難題進行現(xiàn)場實時解答，鼓勵學(xué)生主動分析、解決問題，爭取提出創(chuàng)新性的解決方案。最后的項目總結(jié)，學(xué)生需要提供完整的結(jié)果分析報告，包括整個實驗過程的注意事項、經(jīng)驗、對實驗室條件、課程內(nèi)容設(shè)置、教師教學(xué)方法等提出意見和建議，教師對每組的總結(jié)報告進行評價。在整個教學(xué)實施過程中，以學(xué)生為主體，特別注重學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，強調(diào)學(xué)生掌握技能并應(yīng)用的能力。

圖1 基于CBE&OBE 的“基因工程技術(shù)”課程教學(xué)實施

基于CBE&OBE 理念，筆者在本課程中以項目設(shè)計、項目操作、項目總結(jié)的導(dǎo)向開展實驗課程，讓學(xué)生把理論知識運用到實踐中，培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力，能夠根據(jù)文獻調(diào)研制訂實驗方案開展基因的克隆和表達的實驗。

4 基于CBE&OBE 的學(xué)生學(xué)習(xí)效果評價體系

良好的評價體系不僅可以真實反映學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，且能讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)過程中存在的問題，并進行有效改進。以CBE&OBE 理念為指導(dǎo)，建立以成果為導(dǎo)向的學(xué)生學(xué)習(xí)效果評價模式，貫穿課程教學(xué)的全過程，可以充分、準確地檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。評價體系包括線上MOOC 平臺系統(tǒng)自動評價、教師評價、組內(nèi)&組間互評、實驗操作評價、項目答辯&報告&分析評價以及獎勵成績。不以一次的期末考試作為最終成績，而是從多角度進行考核并綜合評價學(xué)生在線上學(xué)習(xí)、課堂參與、課堂演講、團隊合作等方面的表現(xiàn)。同時，注重過程性考核，對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)狀態(tài)和階段性學(xué)習(xí)進行考核，只有通過考核的小組才可以進入“基因工程操作”的模塊，項目設(shè)計只有匯報通過才能進行項目實驗操作。另外，基因操作模塊中有教師和學(xué)生共同參與的評價，加入團隊成員的內(nèi)部互評機制，既督促了成員之間的合作，又能提高成員的參與度，杜絕學(xué)生蒙混過關(guān)的思想。

5 “基因工程技術(shù)”課程教學(xué)成效分析

基于CBE&OBE 理念“基因工程技術(shù)”課程改革體系的建立并在本校生物制藥專業(yè)的實施，采用調(diào)查問卷進行教學(xué)成效分析。結(jié)果顯示，95%的同學(xué)認為課程能夠激發(fā)的學(xué)習(xí)興趣；91%的同學(xué)認為互動性強，課堂氣氛活躍；85%的同學(xué)認為教學(xué)資源豐富，有助于學(xué)習(xí)；88%的同學(xué)認為教學(xué)內(nèi)容安排合理，重點突出；87%的同學(xué)認為通過學(xué)習(xí)，收獲很大。總體來說，課程獲得了學(xué)生們的認可，在學(xué)校期末學(xué)生評教中獲得94.54 分的高分，有學(xué)生評價“教師教法靈活，充分讓學(xué)生展示、表達，師生互動好，課程氣氛活躍”“課程內(nèi)容緊跟科學(xué)前沿”“通過實驗設(shè)計，我的知識運用能力得到提高”。在完成該課程后，很多學(xué)生成功加入學(xué)院的科研創(chuàng)新團隊，表現(xiàn)出色，學(xué)生反饋說該課程運用所學(xué)知識進行試驗方案的設(shè)計模塊，有助于提升獨立開展科學(xué)研究的能力，培養(yǎng)科研創(chuàng)新能力。基于CBE&OBE的基因工程技術(shù)課程教學(xué)改革，學(xué)生獲得了較全面的崗位技能，重點培養(yǎng)了學(xué)生的職業(yè)崗位適應(yīng)能力，獲得了更大的就業(yè)競爭力。該課程改革的成果可為后續(xù)職業(yè)本科層次人才培養(yǎng)奠定一定的基礎(chǔ)。