基因工程实验教学改革初探

吉林农业科技学院生物工程学院 薛 健 徐亚维 王 霞 楚海娇

在高等院校，基因工程是生物科学、生物技术、生物工程等生命科学专业的专业基础课。与生命科学其他专业基础课不同，学生不但要掌握抽象的理论知识，还需具有熟练的动手能力。基因工程实验可以提高学生的学习兴趣、加强学生的感性认识、培养理论与实践相结合、提高学生动手操作能力，因此基因工程实验在基因工程教学中具有重要作用。实验项目改革前，本校基因工程实验涉及的实验内容有：质粒DNA 提取、琼脂糖凝胶电泳、PCR 技术等，上述实验内容涵盖了基因工程的基本操作技能，但各实验的联系松散，学生往往只能掌握各实验独立的操作技能，不能很好地将理论和实验联系起来，教学效果不理想。针对上述问题，基因工程课程组成员进行研究，重新制定实验项目，在基础性实验的基础上开设综合实验，以此打破各实验项目间的封闭性，提高了基因工程实验的教学效果。

一、实验教学改革具体实施方法

1.预习报告与实验报告相结合。树立以学生为实验主体的教学理念，打破传统的“一张报告，一节课”的观念。实验教学改革后，要求学生在实验操作前仔细预习，书写预习报告，并在实验前上交给实验教师进行审核，审核通过的学生方可进行实验操作。综合实验全部结束后，要求学生整理上交实验报告。该实验报告有别于传统的实验报告，不单是“目的、方法、实验步骤、结果”等罗列，要求学生按科技论文要求进行书写，将多次实验的实验结果按条理写明，对实验结果进行分析，并对实验中的不足和改进措施进行阐明。

2.教师讲解与学生操作相结合。每次实验课，在学生完成预习报告基础上，教师进行实验讲解，并对实验注意事项进行强调。在学生动手操作前，教师对部分实验中所涉及的操作进行演示，保证学生能规范使用仪器、正确进行实验。在教师演示完成后，学生再按照实验报告，独立完成实验内容。学生实验过程中，教师对学生进行监督，非特殊情况不再动手操作实验，以此提高学生独立操作能力。

3.增加实验室开放时间，设置综合实验。基因工程实验难度大、连续性强，仅凭实验课有限学时内的实验操作很难使学生熟练掌握基因工程所涉及的实验技能。为了解决这一问题，加大实验室开放率，实验室每天从8 点到21 点开放。在基础性实验结束后，教师给定综合性实验题目，学生选题后，根据所学理论和文献检索进行实验设计，撰写实验设计报告，交予任课教师审核，合格后，可进实验室进行独立操作。综合性实验操作有别于课堂中基础性实验，在综合性实验的实施中，学生需自行配置实验药品，独立完成实验，撰写实验报告。

4.改革考核方式。改革前实验课成绩主要根据随堂实验报告评定，但随堂报告并不能客观真实地反映学生的实验技能掌握情况。为了解决上述问题，实验考核中，在保留基础性实验随堂报告的基础上，增加实验技能考试和综合性实验设计考核。在课程结束后，组织课程组成员对学生进行实验操作技能考试，根据学生的操作是否标准，给予实验技能成绩。同时根据学生在综合性实验的设计、操作、结果、综合实验报告的撰写等方面，给定综合实验成绩。改革后基础实验报告成绩、实验技能考核成绩及综合实验成绩各占实验总成绩的30%，学生课堂表现占10%。

二、实验改革效果

1.提高学生实验操作能力。小组实验增加了学生动手操作的机会，为学生提高实验操作能力提供了基础。同时，在课程设置中，由于增加了实验技能考核和综合实验部分，使学生提高了对基础实验课的重视，做到充分预习、认真听讲、仔细操作，提高了学生的实验操作技能。在2013年、2014年和2015年的吉林省大学生生物学实验技能竞赛中，我院参赛学生连续获得一等奖、二等奖与三等奖的好成绩。

2.提高学生科技论文写作能力。实验报告书写方式的改革和综合性实验的设置，不但可以提高学生对实验系统性的了解，还能培养学生科技论文的写作能力，这为其撰写毕业论文提供了坚实的基础。

3.加强学生团队合作能力。实验改革为学生团队合作能力的培养提供了条件。学生在完成综合性实验时，不能仅凭一个人的能力进行，需要和组内成员进行讨论，确定实验方案。同时，基因工程实验连续性强，对于初学者，时间安排较差，因此，学生需要团队内成员的“轮岗”才能使实验顺利进行，这进一步提高了学生的团队合作能力。

三、实验改革中存在的问题及解决办法

1.实验经费不足。基因工程实验所涉及的耗材、试剂价格较高，但学校拨款的总实验经费有限，制约着实验项目的开设，影响学生实验技能的进一步提高。针对这一问题，课题组成员以向学校申请加大实验经费投入，并且课题组成员通过申请各类教研课题，弥补实验经费的不足。

2.学生基础年级实验技能不足。部分学生未能按要求掌握基础年级的实验操作，导致教师在基因工程实验授课过程中，需要花费时间复习学过的实验技能，浪费课堂时间，影响基因工程实验的开展。为了解决这一问题，课题组成员已经和化学、物理等多门基础实验课教师进行讨论，加强学生对实验操作的认识，在基础课实验结束后，掌握药品称量、配置等相应的实验技能，为基因工程实验课的顺利开展提供基础。

经过多年的改革，基因工程实验课教学效果得以提高，学生及用人单位反馈良好，达到了预期的效果。但课题组成员还应紧跟科研和应用趋势，提高教师自身业务能力，进一步深入基因工程实验教学改革，为培养合格的生物技术人才而努力。

[1]吴乃虎.基因工程原理[M].北京: 科学出版社，1998

[2]刘晓灿，陈燕珍，林万华等.基因工程实验教学改革的探索与实践[J].教育探索与实践，2005