基于自主學習能力培養的基因工程課程混合式教學探索

摘"要：培養學生的自主學習能力是教育的重要目標，混合式教學模式將傳統面對面教學課堂與現代互聯網在線學習有機結合，對學生要求較高，有益于培養學生的自主學習能力。該文以茅臺學院釀酒工程系基因工程課程為例，基于傳統教學中存在的問題，以培養學生自主學習能力為目標，通過優化和完善線上線下教學資源，改革教學方法，健全評價體系，建立學生自主探究學習和教師有效指導相結合的混合式課堂。結果表明，混合式教學模式提升學生的學習積極性、自主學習能力和課程學習效果。該研究可為基因工程相關課程的教學改革提供參考和借鑒。

關鍵詞：基因工程；自主學習；混合式教學；課程建設；教學改革

中圖分類號：G642"""文獻標志碼：A"""""文章編號：2096-000X（2025）01-0124-05

Abstract：Cultivatingstudents'autonomouslearningabilityconstitutesanessentialobjectiveofeducation.Theblendedteachingmode，whichorganicallycombinesthetraditionalface-to-faceteachingclassroomwiththemodernInternet-basedonlinelearning，imposeshigherdemandsonstudentsandisconducivetofosteringstudents'autonomouslearningability.ThispapertookGeneticEngineeringcourseoftheBrewingEngineeringDepartmentofMoutaiInstituteasanexample.Itwasbasedontheproblemsexistingintraditionalteaching，withtheaimofcultivatingstudents'autonomouslearningability.Byoptimizingandimprovingonlineandofflineteachingresources，reformingteachingapproaches，andimprovingtheevaluationsystem，ablendedclassroomthatcombinedautonomousinquirylearningofstudentsandeffectiveguidanceofteacherswasestablished.Theresultsdemonstratedthattheblendedteachingmodehadimprovedstudents'learningenthusiasm，autonomouslearningabilityandcourselearningeffect.Thisstudycanofferreferencesfortheteachingreformofgeneticengineering-relatedcourses.

Keywords：GeneticEngineering;autonomouslearning;blendedteaching;coursedevelopment;teachingreform

自主學習能力是指學習者掌控自身學習的一種能力[1]，即在沒有他人直接監督和指導的情況下，學習者能夠主動且獨立地進行學習的能力。自主學習不同于“自學”，自主學習要求學習者能夠自主明確學習目標、制定學習計劃、規劃學習時間、選擇學習內容和確定學習方法，并能夠監控自身學習過程、評價學習效果、反思學習過程和調整學習方式[2]。對個人發展而言，具備自主學習能力是大學生實現自我提升和終身發展的基礎[3]。從社會發展來看，自主學習能力是推動社會進步和創新的重要力量[4]。

混合式教學是將傳統面對面教學課堂與現代互聯網在線學習有機結合的教學模式[5]。在混合式教學中，傳統課堂與線上教學相互補充、彼此促進，教師根據教學目標和內容，靈活安排課堂講授、小組討論等線下活動，同時結合線上手段，為學生提供多元化的學習途徑。混合式教學旨在構建“以學生為中心”的教學關系，教師的教學與學生的學習不受時間和空間的限制，但對學生的自主學習能力要求較高，有助于培養學生的自主學習能力[6]。

基因工程是現代生物技術的重要課程，其主要內容包括基因工程的基本原理、操作技術、操作流程[7]。基因工程能夠打破物種界限，改變生物遺傳性狀，在醫藥、農業、工業等領域都有著廣泛的應用和巨大的發展潛力[8]，由于基因工程的重要性，基因工程課程是絕大部分高校生物工程相關專業的必修或選修課程[9]。茅臺學院是貴州省應用型普通本科高校，基因工程是該校釀酒工程系學生的專業選修課程。茅臺學院的人才培養目標是培養具備較強的自主學習能力、實踐應用能力和創新創業能力的高素質應用型人才，鑒于自主學習能力是實踐應用能力以及創新創業能力的基礎，課程組以培養學生自主學習能力為目標，構建混合式教學課堂，助力大學生養成自主學習的習慣，為日后的學習和發展筑牢堅實基礎。

一"基因工程課程教學中存在的問題

茅臺學院釀酒工程系基因工程課程面向大三學生開設，其課程性質為專業選修課，共計32學時，在教學過程中，存在著一些不容忽視的問題。

（一）"教學內容的選擇存在一定程度的不合理性

基因工程是一門涉及分子生物學、遺傳學、生物化學等多學科交叉的前沿學科，知識體系龐大、繁雜、抽象[10]。然而，茅臺學院釀酒工程系學生的專業背景側重于釀酒相關領域，在生物學方面的知識儲備相對有限，教師所選擇的教學內容沒有充分考慮到學生的實際情況，未能很好地適應學生的專業特點，知識的廣度和深度超過了學生可接受的范圍，缺乏針對性和實用性，導致本課程對學生而言難度較大。

（二）"實驗教學薄弱

基因工程是一門實踐性很強的學科，實驗教學對于學生理解和掌握理論知識、培養實踐能力起著極為關鍵的作用。然而，目前茅臺學院釀酒工程系尚未開設專門的基因工程實驗課程，并且在基因工程課程教學中，32課時全部為理論教學，無實驗課時，學生僅在微生物學實驗課程中接觸到基因組提取、聚合酶鏈式擴增等部分基因工程實驗，很難將基因工程理論與實踐聯系起來。

（三）"學生相對忽視選修課

茅臺學院釀酒工程系學生課程任務較為繁重，容易忽視課程性質為選修課的基因工程。加上基因工程課程中所涉及的內容大多處于微觀層面[11]，看不見，摸不著，致使學生對本課程的興趣不高。如何更多地把基因工程與生產生活相聯系，激發學生對基因工程課程的學習興趣，是教師需要深入思考和解決的問題。

（四）"教學方法相對單一

由于基因工程內容繁多，為了能在有限的時間內完成教學任務，教師主要以傳統的課堂講授為主，缺乏多樣化的教學手段。教師一味地“滿堂灌”，學生的任務僅有“聽”，導致參與程度低下。教師這種單向的輸出方式，不僅很難使學生真正掌握抽象難學的基因工程基本原理和技術，而且還磨滅了學生的主體性，抑制了學生思維的獨立性。

（五）"考核方式不合理

基因工程課程考核主要依賴于期末考試成績，對過程性考核不夠重視，沒有制定詳細的過程考核細則，導致學生僅重視考試結果，而忽視了過程學習的重要性，出現課前不預習、上課不聽講、課后不復習的情況，對基因工程的學習僅限于臨近期末考試時的臨時突擊，無法做到對基因工程知識真正的理解和運用。以一次考試來決定成績的方式無法真實地體現學生的綜合水平，難以激發學生的學習熱情，不利于學生綜合素質的培養，因此，改革考核方式，完善過程性考核迫在眉睫。

為了提升教學質量，基因工程課程組教師嘗試進行改革，并取得一定的成效。如圖1所示，課程組教師的改革措施包括優化教學內容，構建線上線下混合式課堂，采用多樣化的教學方法，以及建立科學合理的考核體系。

二"構建基因工程混合式教學課堂，為學生自主學習搭建有效平臺

（一）"精選教學內容，修訂線下教學要件

本課程所選用的教材《基因工程》（第二版）為袁婺洲編著，包含10章節內容，繁多且復雜的內容難以在有限的32課時內全部進行講授。為選取適合茅臺學院釀酒工程系學生的基因工程授課內容，課程組教師采用以一本教材為主，多本教參為輔的方式，以教材為根本，參考大量教輔書籍、文獻資料、觀摩優課課程，結合專業特色與人才培養目標，對本課程教學內容和知識體系進行了優化重構，精選了7章理論教學內容。依據重構后的教學內容，制定適合茅臺學院學情的教學大綱與進度表，優化教學課件，課件中以圖片、動畫、視頻和流程圖等可視化方式輔助學生理解抽象的基因工程知識[12]。

（二）"擴展教學內容，完善線上教學資源

本課程線上教學平臺主要為學習通與雨課堂，以學習通線上課堂為主，雨課堂線上課堂為輔。

1"學習通

課程組借助超星學習通建設基因工程課程線上教學資源，具體如下：①在課程門戶的課程介紹中，發布課程概述以及考核過程，使學生明晰本課程的性質、主要內容、學時分配和全過程考核的方式；②在章節資源中，發布預習課件、復習課件、教學短視頻，并將其設置為任務點，在特定時間發放；③在作業庫中，添加每一章練習題，在特定時間發放；④在課程資料中，發布相關參考文獻與資料，供學生課后拓展學習；⑤在成績管理中，設置作業、討論、任務點、考試和線下權重比例，并設置允許學生查看成績，使學生動態掌握自己的學習情況，引導學生自主學習本課程。

本課程目前在超星學習通中建設的線上教學資源包括13個輔助教學短視頻、15篇學術文獻、7章節課件和415道練習題。基因工程抽象復雜，教學短視頻課能夠協助學生直觀理解基因工程操作過程及基本原理，在一定程度上彌補基因工程實驗教學薄弱的問題；學術文獻引領學生學習基因工程在科研中的實際應用；課件與練習題幫助學生進一步鞏固基礎知識。通過在學習通中整合各類學習資源，一方面為學生自主獲取知識提供了方便，另一方面，在學習通平臺上學生可以非常便捷地聯系到授課教師，能夠快速與教師建立溝通，解決學習中的問題。在后續的教學中，課程組教師將結合學科發展的最新動態，及時補充相關的研究成果和案例。

2"雨課堂

雨課堂具有簽到、彈幕、隨機點名、投票和練習題測驗等功能，課程組將雨課堂融合到面對面課堂中，以期提高學生的注意力和學習效果：①用于課前快速簽到，教師能夠便捷地掌握學生出勤情況，節省點名時間；②用于課中隨堂練習，教師在適宜的節點發布練習題，依據正確率，快速了解學生對知識點的掌握程度，從而調整教學節奏；③用于彈幕信息，教師將彈幕打開，學生有不懂的地方可以在彈幕上提醒教師，這對于性格內向的學生較為友好；④用于課中隨機點名，教師在授課過程中隨機抽取學生回答問題，根據學生回答問題的情況計入平時成績，以提高學生注意力與學習的積極性；⑤用于記錄課件，對于學生無教材的選修課程，雨課堂中存有完整的教師上課的課件，便于學生復習。在基因工程課堂授課過程中，融入雨課堂教學使得面對面課堂授課時學生的注意力更為集中，課堂學習效果更佳。

（三）"混合式教學設計，提高學生自主學習能力

在混合式教學設計中，教師主要起到引導的作用，“教”的作用有所減弱，學生主要發揮“學”的作用，“聽”的部分有所弱化。本課程的混合式教學包括教學場所的“線上+線下”混合，以及教學時間的“課前+課中+課后”混合（圖2）。

課前（線上）：教師結合新課內容，通過線上平臺推送相關教學短視頻及資料，并設置一定的問題，學生需在規定時間內完成預習并完成測試題。教師根據平臺答題正確率及視頻觀看百分比等數據統計，快速掌握學生對新課內容的掌握程度，從而準確地調整和把控課堂節奏。

課中（線下+線上）：學生根據預習情況，帶著問題進入教室，有針對性地重點聽課。教師針對線上學生預習的難點內容，進行系統梳理和深入講解，助力學生攻克難點。在授課過程中，教師需運用多種教學方法，結合雨課堂隨堂練習與隨機點名，促使學生積極參與到課堂中，培養學生自主探究學習能力。

課后（線上）：教師課后及時將課件及相關拓展學習資料上傳至學習通，設置任務點，安排章節測試，學生需在規定時間內提交。

三"糅合多種教學方法，構建“學習范式”課堂

“滿堂灌”的授課方式，教師的“教”很辛苦，學生的“學”很痛苦，教學的“效果”很低質。本課程組教師積極改革教學方法，改變學生的學習方式，以期使基因工程課程從“傳授范式”向“學習范式”轉化[13]。

（一）"講授法

在“學習范式”課堂中，講授法主要用于知識的導入和總結，為學生的自主學習奠定基礎。教師在運用講授法時，可結合基因工程故事，調動學生學習興趣，這對于提升學生自主學習能力有一定優勢[14]。

（二）"討論法

在“學習范式”課堂中，討論法可用于解決具有爭議性或開放性的問題，促進學生對知識的深入理解。例如在第1章關于轉基因的介紹中，課前布置討論話題：“轉基因產品已經逐漸深入我們的生活，你是否能接受轉基因食品？”學生課前查閱相關資料，課中合作探討，形成小組觀點和結論，在課堂上分享交流，課后還可以在討論區繼續發表觀點。在這一過程中，學生的自主學習能力、團結合作精神得到培養。

（三）"案例教學法

在“學習范式”課堂中，案例教學法可用于讓學生在真實的情境中探索和應用知識。茅臺學院釀酒工程系學生分子基礎相對薄弱，需要教師精心打磨教學設計與教學課件，以具體案例或社會熱點話題作為開端進行教學，例如通過“克隆羊”“克隆猴”“嵌合體人”“試管嬰兒”等具體案例，激發學生的學習興趣。如在第4章介紹實時熒光定量PCR之前，首先通過新型冠狀病毒核酸檢測采樣圖示及報告單，引出檢測方法，以新型冠狀病毒核酸檢測為載體，銜接PCR知識體系，最后要求學生思考從采樣結束到查看結果的過程中涉及了哪些基因工程原理。學生進行思考、發言，教師進行補充，并鼓勵學生成為核酸檢測原理的科普員。通過案例教學，學生能夠深刻感受基因工程在解決實際問題時所展現的巨大潛力，學習興趣和創新思維也得到激發。

（四）"學生匯報法

在“學習范式”課堂中，學生匯報法可以用于促使學生主動深入地學習相關知識，并將所學知識“講”出來。如第1章關于基因工程的基本流程的內容部分，布置匯報題目：胰島素是治療糖尿病的重要藥物，通過基因工程技術可以大規模生產胰島素，結合本課程所學知識設計方案。此匯報題目布置之后，學生首先設計初步方案，在后續的基因工程課程學習中，學生根據所學內容不斷補充和完善此方案，并在課程后期進行匯報，為學生自發地學習基因工程課程打下基礎。在這個過程中，學生自主學習、學以致用以及語言表達等能力得到了培養。

（五）"項目學習法

在“學習范式”課堂中，項目學習法可用于讓學生深入研究和解決一個復雜的問題。如在第5章轉基因植物介紹中，要求學生選擇一種農作物，明確需要改良的性狀，運用基因工程的方法，設計改良所選擇農作物性狀的詳盡方案。在第7章基因治療中，要求學生選擇一種特定的遺傳疾病，通過查閱資料了解該疾病的致病基因與發病機制，設計基因治療的策略，并評估治療方案的可行性和潛在風險。另外，在教學過程中，有個別學生對基因工程技術展現出濃厚的興趣，針對這種情況，教師邀請學生加入到科研項目中，進一步培養學生的實踐能力和創新思維。通過項目學習法，培養學生運用基因工程知識解決實際問題的能力。

四"優化考核方式，引導學生自主學習

考核方式對學生學習的側重點起著關鍵的引導作用，合理的考核方式能夠激發學生學習的主動性和積極性。基因工程課程的考核分為平時考核（40%）與期末考核（60%）。改革之前，平時考核主要考查學生出勤情況，期末考核為開卷考試或課程論文，這導致學生只注重出勤，而不重視平時的學習，這種考核方式不能反映學生的綜合水平。為更好調動學生學習的積極性，課程組對考核方式進行了調整，降低考勤的占比，著重對學生學習過程進行評價，將學生線上線下的學習過程依照評分標準計入學生平時成績（表1），結合期末測評的成績，全面評價學生的學習效果。期末測評并非用同一標準衡量所有學生，針對學生的不同選擇，測評方式有所差異，對于選擇匯報/項目策劃的學生，其期末測評為40%+20%，其中40%是匯報/項目策劃或課內測試成績較高者，20%為較低者。通過考核方式的調整，促使學生改變學習方式，不僅要“學會”，更要“會學”，持續提升自主學習能力。

五"改革后教學效果

通過學習通中學生自主學習的情況、學生成績、評教分數這幾方面初步評價改革的成效。由表2可知，改革前教師無法了解學生的自主學習情況，改革后教師可以從學習通中快捷地查看學生自主學習情況。基于考核方式的引導作用，大部分學生在課后自主學習教學短視頻，并積極完成課后作業，這對學生自主學習能力的提升有一定的幫助。改革后學生平均成績以及80～100分學生的占比有所提高，學生評教良好。另外，在課程結束之后，部分學生主動聯系教師，希望加入基因工程相關科研項目，以基因工程課題作為畢業論文選題，表明學生對本課程改革的接受度和滿意度較高。

六"結束語

自主學習能力對于個人成長和社會發展都具有極為重要的意義。混合式教學課堂融合傳統與現代、線下與線上的優勢，能夠在潛移默化中提升學生的自主學習能力。

構建基因工程混合式教學課堂，為學生自主學習搭建平臺，是適應時代發展和教育改革的必然要求。本課程組通過構建混合式教學課堂、采用多樣化教學方法、完善考核方式等手段對基因工程教學進行改革，取得了一定的成效，但是依舊存在很多需要解決的問題。基因工程的理論性與實踐性均較強[15]，目前基因工程課程實驗教學相對薄弱，課程組將持續探索并完善混合式教學模式，以更好地滿足學生的學習需求和社會的發展要求。

參考文獻：

[1]陳保紅，單偉龍.“互聯網+”視閾下大學生自主學習能力培養研究——以大學英語為例[J].中國電化教育，2021（12）：139-145.

[2]張遠婷.促進高職英語學習者自主學習的策略研究[J].海外英語，2024（10）：231-233.

[3]銀海強.大學生學習“缺位”分析與自主學習能力培養[J].中國大學教學，2020（7）：61-66.

[4]裴曉東，吳征艷.全方位培養自主學習與實踐創新能力的教學體系構建與實踐[J].高教學刊，2024，10（15）：72-75.

[5]劉沙沙.混合式英語教學模式中自主學習能力的培養策略[J].濟南職業學院學報，2024（1）：37-41.

[6]馬小力，李帥.混合式教學模式下學生自主學習能力培養的探索與實踐——以“基礎日語（一）”課程為例[J].大學，2024（11）：193-196.

[7]方中明.“新農科”背景下基因工程課程的改革與創新[J].生物學雜志，2024，41（1）：126-130.

[8]范晶.基因工程課程在樂山師范學院的改革探索與實踐[J].高教學刊，2016（13）：59-60，62.

[9]陸盈盈，樊偉康，韋有恒.本科生基因工程實驗課程基因克隆構建方案[J].生物學雜志，2023，40（3）：119-123.

[10]王彩香，宿俊吉，楊江偉，等.“基因工程”混合式教學在課程思政中的設計與實踐[J].赤峰學院學報（自然科學版），2021，37（4）：111-114.

[11]黃秀梅，李鶴賓，王英，等.以“知識好學，學生愿學”為導向的基因工程課程教學實踐與探索[J].科技風，2023（13）：74-76.

[12]陳巧云，王業秋.重組DNA技術可視化教學實踐[J].生命的化學，2023，43（9）：1475-1480.

[13]胡建波.應用型高校“以學生為中心”范式轉型的案例研究——西安歐亞學院的實踐與思考[J].高等教育研究，2021，42（11）：57-68.

[14]李闖，聶光軍，趙世光，等.基于故事演繹的基因工程制藥課程教學[J].生物化工，2023，9（4）：138-141.

[15]劉偉，田偉.科研引導基因工程課程實驗教學改革初探[J].山東畜牧獸醫，2023，44（4）：73-75.

基金項目：2023年貴州省高等學校教學內容和課程體系改革項目“新工科背景下基于OBE理念的‘生物化學’課程教學模式的探索”（2023377）；茅臺學院2023年度校級教育教學研究與改革項目“基于學生自主學習能力培養的《基因工程》混合式教學研究與實踐”（2023007）

第一作者簡介：李紅霞（1991-），女，漢族，貴州遵義人，博士，副教授。研究方向為基因克隆及酶分子改造。