基因工程实验教学改革与探索

陈桂敏

【摘要】针对基因工程实验课存在的问题，笔者结合近年来在实验教学中积累的经验，提出优化教学内容、改进教学方法、将实验教学与科研及毕业论文相结合、完善考核方式等措施，充分发挥实验教学的优势，提高学生的学习自主性和积极性，以达到培养创新型人才的目的。

【关键词】基因工程 实验教学 改革与探索

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）06-0247-01

基因工程方法和技术随着分子生物学的迅猛发展，已渗透到现代生命科学的各个分支领域[1]，基因工程技术是生物技术和生物工程领域的主导型技术，熟练掌握该技术已经成为现代生物科学工作者的首要任务之一[2]。基因工程是从分子水平对生命复杂现象的认识和操作的一门新兴学科，该课程内容繁多，概念抽象，理论性和技术性强，是一门实验操作性很强的课程[3]。基因工程实验是加强学生感性认识、提高学生的学习兴趣、培养理论与实践相结合、提高科学思维能力和独立操作能力不可或缺的教学环节[4]。笔者针对在过去两年的实验教学中所存在的问题进行了总结，对在教学中存在的薄弱环节进行优化，将实验教学和科研及毕业论文相结合，并在教学方法上进行改进，经过几年的教学实践，取得了良好的教学成果。

一、基因工程实验教学中存在的问题分析

近年来，随着分子生物学技术的发展，基因工程已经作为生物技术和生物工程专业的一门专业基础课程在各类高校陆续开设，该课程的开设大大促进了相关专业人才的培养，但在整体上还存在以下不足。

1.实验教学内容陈旧

基因工程实验主要包括生物体总DNA的提取、载体构建、凝胶电泳、遗传转化等，课程每周开设一次，这样的安排对于提高学生的实验操作技能具有一定的帮助，但是基因工程实验是一个连贯的操作程序，传统的教学安排打破了这种连贯程序，这使得学生很难对其有整体印象，且基因工程实验中的很多操作技术都是以分子生物学为基础，这两门课程一般都是分开开设的，由不同的教师承担，这种现象导致实验课内容有很多重复，这种重复不仅浪费师资力量，实验耗材等，也严重的降低了学生的学习积极性。

2.实验教学方法单一

传统的实验课普遍存在实验分散的弊病，任课教师为了节省教学时间且避免学生操作实验时造成试剂浪费，教师在课前便准备实验所需试剂；在实验课堂上由教师讲授和演示，学生仅仅是模仿的进行验证性实验。这种传统的教学模式，难以激发学生学习的积极主动性，制约着高素质人才的培养[5]。

3.考核方式不合理

由于基因工程实验结果都是不可见的结果，因此对于该课程的考核一般根据思考题、实验报告给予成绩，该实验课成绩的评定存在一定随意性，在这种体制下，学生的学习积极性很难提高，实验过程中往往是被动的接受状态。

二、基因工程实验教学体系的改革与完善

1.优化课程设置

针对基因工程实验的内容多，连续性强等特点，重新制定教学大纲，将课时量适当增加，把原本单个的小实验改为综合型的大实验，实验时间安排在周末或独立的一到两周连续的时间内完成，且去除验证性、演示性实验，改为自主性和创新性实验，这不仅能提高学生对该课程的积极性，还有助于提高学生的自主创新能力。

2.改革实验教学内容

为消除课程间的重复，可将基础实验内容进行整合，不同专业的学生实验进行细化，在分子生物学的基础上，使原本单个独立的实验连贯起来，形成系列大实验。由于上游目的基因的分离、酶切、连接和载体构建等实验在分子生物学实验中都有所接触，因此将实验重点放在下游操作上，根据不同专业的就业需求，生物技术专业侧重于下游植物的遗传转化与鉴定等方面的实验，而生物工程专业侧重于外源基因的遗传转化及其蛋白表达纯化等方面的实验。通过外源基因在植物或微生物细胞中的表达，让学生了解从基因水平到蛋白表达水平的整个过程，同时检测报告基因或外源蛋白表达，形成了整个表达体系。不仅使学生体验了基因工程的整个操作流程，又能提高学生的科研积极性。

3.试验教学方法改革

3.1采取开放式教学

为了锻炼学生的科研思维和意识，使学生具有设计实验的能力，将课程改为开放式教学。任课教师只对实验的大框架、实验目标等进行讲解，让学生以分组形式写出实验计划。经指导老师认可后方可开始实验，这样不仅培养学生的自学能力，加强学生对生物学文献资料的查阅能力，还有助于学生充分发挥主观能动性及创新思维。实验过程中要求学生重视每个细节上的操作，避免交叉污染，指导老师巡回检查并指导学生操作，遇到個别问题，针对问题，单独指导，真正做到因材施教，同时要求学生做好实验记录，并对实验结果进行合理的分析解释，以培养学生严谨的科研态度[6]。

3.2采取科研、毕业论文与实验相结合的教学模式

为了充分调动学生的科研积极性，可将该课程与老师的科研或学生的毕业论文相结合，依托生命科学学院的省级重点实验室较好的科研条件及近年来参与的科研课题，让学生自行选择基因，在老师的指导下去设计实施实验，并最终获得自行选定的基因的表达产物，并对外源基因的表达产物进行进一步的分析，这不仅提高学生的实验积极性，也能避免反复实验过程中的试剂浪费，同时又达到了系统训练学生的目的。

4.考核方式改革

为提高实验教学效果，必须建立一套以创新能力培养为重心的既重过程又重结果的实验课程考核新模式[7]。将考核分为实验前的自主学习能力评价，实验设计创新能力评价，实验操作过程中对实验技能和动手能力评价以及最终的实验总结分析能力评价等四方面，考核不仅仅局限于对知识点的考核，更需要学生将掌握的理论知识融会贯通到实验过程中，并能解决在实验过程中遇到的问题，通过这种多元化的课程考核体系，既能反映学生的实际水平和能力，又能调动和提高学生学习的积极主动性，对提高学生运用理论知识解决实际问题、提高实际操作能力和创新能力都有积极的意义。

三、结语

通过在基因工程实验教学中的改革实践，不仅增强了学生的自主能动性，也让学生获得了类似科研实践过程的训练和体验，提高了学生从事科研工作的基本能力，也为本科毕业论文的写作打下坚实的基础。总之，实验教学改革是一项系统工程，需要不断的探索、实践，作为教师，我们要不断总结经验教训，逐步完善教学方法，从而培养出高素质的创新型人才。

参考文献：

[1]朱旭芬.基因工程实验指导[M]. 高等教育出版社， 2010年4月第2版。

[2]梁桂英， 王春晓. 开放实验教学提高学生创新能力[J].高师理科学刊， 2007， 27（1）：91-93.

[3]王桂华， 唐彦君， 余丽芸， 曹宁. 基因工程实验的改革与实践[J]. 安徽农学通报， 2009， 15（9）： 230-231.

[4]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， 8： 45.

[5]秦红霞， 王萍兰， 徐玲玲， 李同建等. 基因工程实验教学改革与探索. 安徽农业科学， 2010， 38（7）： 3813-3814.

[6]张淑平， 李英姿， 张荣庆. 分子生物学实验课教学实践与体会[J]. 中国大学教学， 2006（1）： 49-50.

[7]王忠华， 斯越秀， 俞超， 毛芝娟等. “基因工程实验技术”教学改革与探索. 中国电力教育，2013， 4： 136-138.