基因工程课程在生化专业的教学改革与思考

摘要:基因工程(Geneticengineering)是分子生物学技术在工程领域的具体应用，与生物化工、酶工程等学科关系密切，是生物工程及生物化工等专业的核心课程。为适应现代生物技术的高速发展以及培养高素质应用型人才的迫切需求，不断改革和完善教学课程显得尤为重要。本文通过结合基因工程这门课程自身的特点，以及采取对学生进行问卷调查和课下交流的方式方法，不断改革和完善课程内容、教学方法、课程考核体系等内容，希望通过改革与实践能够提高学生兴趣，使学生更好地掌握基因工程的相关知识，致力于培养全面发展的高素质人才。

关键词:基因工程;生物化工;酶工程;教学改革;教学实践

基因工程是现代生物技术的基础组成部分，也是重要组成部分，是基因学研究在工程领域的具体应用，它涉及多门学科，例如分子生物学、微生物学、细胞生物学、生物化工等[1]。基因工程主要包括基因与基因组、工具酶、载体、重组DNA分子的转化与重组子筛选、大肠杆菌与酵母菌的基因工程、核酸的分离纯化与目的基因的克隆、酶与蛋白质工程等相关内容。其中涉及的内容相当广泛、新生概念多、理论性强、发展速度快，并且随着基因工程相关技术越来越贴近我们的日常生活，更多的人开始关注其发展动态，从食品、农业、牧业、医学、化工、环保等各个领域都能体现出基因工程的重要性[2]。

1基因工程课程改革的重要性

基因工程这门课程具有内容广、概念多、技术性强的特点[3]，需要学生硬性记忆、理解的东西很多，加之这门课程的趣味性较小，学生在听课过程中难免会出现“断片”、“走神”的现象。在教学过程中，如果老师还是只凭借文字性的PPT课件教材以及“老师台上讲，学生座下听”的传统授课方式，很难达到较好的课堂学习效果，长此以往会大大泯灭学生学习这门课程的积极性。此外，课程考核在教学过程中也起到很大的作用，仅依靠期末考试的一张试卷无法全面的评价每位学生的真实学习水平和个人综合能力。因此，我们对课程内容、教学手段和课程考核方式三方面进行了调整和完善，以期达到培养生物工程高素质人才的目的。

2优化课程内容，培养学生学习兴趣

2.1从学生中来，到学生中去

课程改革的最终目的是为了提高学生自主学习、独立思考、分析、解决问题等各项综合能力，因此课程改革的各个方面都应“从学生中来，到学生中去”。以往我们在对教学内容改革时往往按照自己的想法进行，而忽略了学生在课程改革中的主体地位，也忽略了学生对基因工程这门课程的想法。老师的作用不仅仅是传道、授业、解惑，更重要的是帮助学生高效的消化课堂知识以及激发学生的学习兴趣和探索创新精神。

为了更好地进行课程内容上的改革，在优化课程内容之前向每位学生做了问卷调查，调查内容大致分为以下几个方面:

⑴学生最感兴趣的是哪几章内容?⑵学生认为比较难理解或者不感兴趣的是哪几章内容?⑶在优化课程内容方面上学生有什么更好的建议吗?⑷学生认为基因工程未来的发展方向是什么?通过调查结果发现，大多数学生对基因工程应用方面的相关内容例如遗传育种、克隆技术、DNA分子的转化、酶与蛋白质的异源表达等比较感兴趣，对于偏概念性、理论性的内容例如基因和基因组、工具酶的学习热情相对较低，而对于记忆性比较多的章节内容，有些学生甚至产生抵触、厌学心理。通过积极了解学生内心的想法并进行交流与总结，我们对基因工程这门课程的总体内容进行了初步的调整，将学生标注的内容以及重点章节内容的课时相对延长，将次要内容例如第一章节和最后一章节的知识点进行了整合，教授内容的课时也有所缩减，将学生感兴趣的内容进行了扩展和延伸，关于知识点比较杂碎、繁琐的章节内容通过分类整合然后以表格的形式具体直观地整合出来，并且汲取大多数学生的意见，在PPT课件中加入了与基因工程相关的科普知识以及动画等特效。通过与学生进行深入交流探讨，为基因工程这门课程的教学改革工作提供了物质基础。

2.2优化课程内容从“高大上”向“接地气”转变

基因工程的内容看起来比较抽象，但实际上跟我们的日常生活密切相关[4]。例如，在学习外源基因高效表达等相关内容时，如果一开始便讲授基因克隆及转化等具体操作过程，学生可能会觉得很空洞、不好理解、没有真实感;相反，如果从具体的生产应用实例出发，通过讲解特定工业酶制剂或特定生物技术产品的开发及应用，进而引出酶蛋白高产工程菌株的构建方法及应用前景，则更容易调动学生的学习积极性，并且便于学生的理解。因此将教学过程中学生不容易理解的定义、原理等内容与日常生活中的实际应用联系起来，通过这种方式优化教学内容，大大增加了课堂学习的趣味性，学生的学习积极性将会有很大的提高。

2.3保证学生课间休息时间，丰富PPT吸引学生注意力

大多数学生很难做到在课堂上持续保持精力集中、认真听讲的状态，据调查研究，学生普遍在课上的前二十分钟是精力最为集中的时候，之后难免会出现注意力下降、犯困、低头玩手机的现象。因此，给与学生恰当的课间休息时间以避免疲劳听课，丰富PPT课件来吸引学生的注意力，为了改善学生课上注意力不集中的听课状态，通过上网查阅相关资料得出以下几个集中注意力的方法:

⑴安排课间休息时间。很多老师喜欢课间不休息、然后提前下课，这种上课方式使学生长时间处于听课的状态，学生注意力很难一直集中，听课效率也会下降。因此将一节课分为上半节和下半节，课间休息十分钟，这样不仅保证了学生的听课效率，还能在课间多与学生们交流、沟通。

⑵留出课上预习时间。在课前给学生留出十分钟的预习时间，这样能帮助学生找出学习难点，增加对书本的熟练程度，听课的时候也就有了目标，注意力也就不那么容易分神了。

⑶增加PPT课件的趣味性。老师在制作PPT时可以适当加些动画特效，全方位利用学生的视觉和听觉，帮助学生集中注意力，还可以将相关章节内容的视频加进PPT课件中，这样不仅能帮助学生更好地理解课程内容，帮助学生更好地集中注意力，还能培养学生的求知精神。

3丰富教学手段，加强学生与老师之间交流

3.1建立微信学习交流群，增强师生之间的互动

随着互联网的发展，现代信息技术广泛应用于人们的生活和生产，信息共享、网上学习等交流平台日益普遍，例如知乎、小木虫等信息交流APP软件会不定期的发布分享各种板块内容，只要关注你感兴趣的内容就能看到相关动态，还有Mita智能助教、UMU学习平台等微信互动平台，可以帮助老师在课上与学生进行互动交流，还可以上传课件获取相关课程的知识，老师和学生可以通过这些网站和APP软件来了解更多的科研动态。

教学改革也要与时俱进，充分利用网络上的各种实时信息、丰富资源以及学习软件，因此，我们为基因工程这门课程创建了一个微信公共群，便于老师将与基因工程相关的实时信息资源、最新发展动态等科研内容分享给学生，也便于学生和老师之间的交流和学习。通过微信群，老师可以直接将每节课的课件都上传到微信公共群里，由学生自行下载自己所需要的内容，学生有课上记不下来的地方，可以到微信公共群里下载他们所需要的章节内容进行查缺补漏。老师也可以将课下作业直接发布在微信公共群里，学生有不懂的地方可以直接在群里讨论，这样不仅节省了课上时间，还加强了老师与学生之间的交流。此外，多向学生分享一些口碑好、知名度高、与生物相关的订阅号，例如生物谷、知识分子等。

3.2从个人PPT展示向小组PPT展示转变

我们之前对教学手段进行过创新改革，创新内容是在课堂上加入了个人PPT展示的环节，让每个同学将自己选题自己制作的PPT课件展示并详细讲解给其他学生听，经过一个学期，发现这个环节虽然能给每位学生上台展示的机会，可以较公平的评价每位学生的综合能力，但是由于课程课时紧张、课上时间有限，每位学生的PPT展示时间只有十分钟左右，能够展现出来的内容深度太浅显，不能充分深入的展示PPT中的内容。通过不断总结经验、自我反思并与学生们交流探讨，将这一环节稍稍地进行了调整，让学生自行组队，4～6人一组，共16组，每组自选课题，做成PPT课件，然后以小组的形式进行PPT展示并讲解，之后学生在课上进行讨论，老师对其小组人员进行打分，计入课上成绩。改革之后的环节不仅节省了课上时间，还能客观公正地从各方面评价每个学生的综合能力。

3.3及时了解国内外研究动态，紧跟科学研究进展

教学与科研是相辅相成，相互促进的[5]。任课老师可以将书本中的内容同相关的科研工作及研究成果联系起来，以增强教学的深度和广度。此外，可以让学生通过订阅微信公众号或是查阅期刊、文献等资料来了解基因工程相关内容的研究进展以及最新研究动态，如果课时不紧张，还可以抽出一部分时间，将国内外最新的与生物相关的研究报告的视频在课上与学生分享，丰富学生的课堂生活，不要让学生在课上一直处于压抑、紧张的状态下，还要让学生紧跟学科前沿动态，了解基因工程发展到了什么程度，有何研究进展，以及现如今哪个方向的发展最为热门。这样不仅帮助学生了解自己所学的知识，体会基因工程技术在实践中的应用价值，还能提高学生的探索精神，培养学生的科研素质和兴趣，为以后学生制定研究方向以及找工作提供了专业知识基础。

3.4结合课堂教学，安排课外参观与实习

基因工程这门课程具有很强的实践性，在教学过程中，老师要注重将书本上的理论知识与课外实践相结合，学生通过参观实践不仅能更好的理解课本上的知识，将课本中各章节的知识串联起来，还能开拓学生视野，锻炼学生的实践操作能力。因此，结合课堂教学，为学生安排了课外参观实践活动，每学期进行两次课外参观实践活动，实践地点由学生和老师一起确定，可以是校外的与生物相关的企业或工厂，也可以是相关的科研机构。学生在参观实践之后，需要上交一份实习报告，报告内容不限，可以是活动之后的心得、体会，也可以是在实践中学到的新知识、新方法。通过参与实践活动，学生对于基因工程这门课程有了更深的了解和体会，学习积极性有了明显的提高，甚至有学生抽出周末时间去实验室参与相关实验过程，将课本上的理论知识与实验相结合[6]。

4改革课程考核评价体系，从多方面考察学生综合能力

单凭分数不能全面的评价学生的综合学习水平，因此我们要摒弃以往单一化的考核手段，充分发挥课程考核评价体系在教学过程中的积极作用，提高课堂教学效果，建立适合以能力培养为核心的教学模式的课程考核方法，公平公正的评价每位学生的综合学习能力。

通过借鉴其他学校课程的改革手段以及汇总学生对课程考核评价体系改革的各种意见，我们将基因工程的课程考核分为四阶段，由课堂考核、课间考核、期中测评、期末测评四部分组成。考核形式更加多样化，课堂考核是根据小组PPT制作、讲解的水平而定，主要考察学生的团队分工、合作能力，以及口头表达能力，评分机制是以老师和学生的综合评价为准;课间考核的内容则主要为所布置作业的完成情况，主要考察学生的思考、分析问题的能力;期中测评主要以小论文的形式旨在考察学生查阅文献资料的能力以及写作能力;期末测评则以闭卷考试的方式考察学生对知识的掌握程度，试卷内容多样，包括填空题、名词解释、综述题、计算题、实验设计等。课堂、课间、期中的考核成绩各占总成绩的20%，期末测评的成绩占总成绩的40%。改革后的课程考核体系如表1所示。

5结语

通过采取以上措施对基因工程进行了改革和实践，突出了学生学习的主体地位，学生学习的兴趣、积极性和主动性有了明显提高，大大增强了学生听课效率，集中了注意力，切实提高了学生的自主学习能力、独立思考能力和创新能力等素质，课堂氛围较之前也更加轻松活跃。教学改革的过程是循序渐进的，老师在之后的教学阶段中也需要积极探索，不断反思和进步，学习生命科学领域前沿的知识和技术，努力提高自己的业务素质，为教学改革作贡献。

参考文献

[1]孟春晓，高政权.高校基因工程教学改革现状[J].教学天地，2011，11(5):162-164.

[2]杨力平，刘辉.“基因工程”教学课程改革探析[J].科技视界，2016，8(7):116-117.

[3]宫强，秦翠丽，侯玉泽，等.基因工程教学方法改革初探[J].科技信息，2015，5(10):14-15.

[4]李晓薇.基因工程教学改革的思考[J].创新教育，2016，4(1):120-122.

[5]许崇波，迟彦，高凤山，等.深化基因工程课程改革提高教学质量[J].微生物学通报，2008，35(7):1154-1155.

[6]周小平，孙薇，梁迪，等.药物化学实验教学中学生综合技能的培养[J].药学教育，2017，33(3):62-64.