以科研项目引导的基因工程教学方法改革探索

孙 钰，王文锐，梁 猛，黄 桦，周继红

（蚌埠医学院检验医学院，安徽 蚌埠 233030）

自20世纪70年代初基因工程诞生以来，在40余年的时间内，已经取得了许多激动人心的成就，并且正以新的势头继续迅猛发展，成为当今生物科学研究诸领域中最具生命力、最引人注目的前沿学科之一。今天，分子生物学和基因工程的发展，不但急需大批专业人才，也要求培养足够的后备力量。因此，许多高校为满足社会需求，新增了生物技术专业，开设了基因工程课程，希望能为国家培养和输送人才。

在坚持“以科研助教学、以教学促科研”的教学实践中，高校理科生进入实验室进行科研训练的机会越来越多，基因工程理论课教学方法应与时俱进，以科研为基础，多角度阐释基因工程相关研究方法与技术、科研动态和已取得的辉煌成果等内容，激发学生学习兴趣，全面调动其积极性，使学生在领略基因工程学科国际研究前沿的同时，掌握基础理论知识，培养学生的科研兴趣和自主创新意识，提高学生的综合素养，提升基因工程理论课教学质量，满足高校生物工程专业、生物技术专业和新世纪复合型人才培养的要求。

1 以科研项目引导的教学方法的实施背景

基因工程研究和应用已经渗透到生命科学的各个领域，课程内容更新迅速，且与科研联系紧密。同时，由于本课程内容抽象复杂，涉及领域广泛，信息量大，知识点繁多，内容松散，又与分子生物学、蛋白质与酶工程等存在学科交叉，故学生普遍反映学习难度大、上课内容枯燥、难以理解[1]。因此，怎样根据学生实际情况，在有限的教学时间内，形象生动、深入浅出地讲授以实验结果为基础的基因工程理论课，是提升教学效果存在的客观问题[1-3]。随着国家对不同领域科学研究的支持力度逐年增大，高等院校生物科学和生物技术等专业的学生进入导师实验室，从事基本科学研究训练的机会也越来越多，这为实施以科研项目引导的基因工程教学方法研究打下了坚实的基础。

2 传统基因工程教学现状

目前对基因工程的研究和应用已涵盖工、农、医等多个领域，学科的知识交叉性极强，涉及的高新技术多，内容更新快，分子水平发生的反应不易想象，且许多内容理论知识复杂抽象，本科生常难以理解和掌握其要点[4]，主要存在以下问题。

2.1 教材更新慢，课时少而松散

基因工程作为生命科学的前沿学科之一，其课程技术性和实践性都很强，新技术、新方法的发展日新月异，新的分子生物学理论层出不穷，但基因工程理论教材的内容更新速度慢，容易导致学生认为学习的知识都是“老掉牙”的东西，不利于激发学生的学习兴趣和主动性[5]。

2.2 教学模式单一，学生主动性不高

目前课堂教学仍是高校学生获取知识的主要途径，“以教师为中心，以教材为中心，以课堂为中心”的传统教学模式已无法适应现代基因工程课堂，“满堂灌”的教学方法亦无法激发现代大学生的学习热情。传统教学模式对于大学生自主学习能力以及创造思维和创新精神的培养都是不利的[6]。

2.3 考核方式单一，缺乏过程性考核

成绩评定主要依据期末理论考试分数，在这种考核方式下，学生的学习热情不高，平时上课不听，考前突击背书现象严重，学习效率不高，一直处于被动学习状态。

3 以科研项目引导的基因工程教学方法

基因工程的发展与现代科学研究紧密相连，所以必须对此课程予以重视。提升基因工程教学效率是发展基因工程过程中重要的环节，以科研促进基因工程教学是其中非常有用的一种手段。本研究中采用下列方法以科研促教学，提高授课质量。

3.1 将科研项目引入理论课堂

传统的本科生教学模式依然是教师根据教学内容分章节讲授为主，学生很少有机会参与课堂教学。在以科研项目引导的基因工程教学过程中，根据课程教学的主要内容，结合教师的科研课题，设计适合本科生的科研项目，将基因工程的研究思路和技术方法融入其中，变“满堂灌”课堂教学为“交互式”课堂学习。在基因工程课堂上，学生可以带着完成科研项目的目的去学习书本内容；以解决科研项目中的各个问题，去学习各个知识点；以科研项目为主线融会贯通课本上的知识，最终树立基本的科研思维，掌握重要的技术方法。

3.2 将科研团队引入课后自学

传统的基因工程教学会将完整的教学内容拆分成各个章节讲授，学生难以把各个独立的知识点连贯起来，建立系统的基因工程知识体系。由于课堂教学多以教师讲授、学生听课为主[7]，学生课后很少复习，仅仅在课堂上完成理论知识学习，很少深入思考，学生之间以及师生之间很少进行深入探讨和交流[8-9]。科研团队是让学生模拟科研过程中课题组的形式开展线下自学活动。可将5～8名学生分为一个科研团队，共同围绕一个科研项目展开线下学习活动。首先，要求每个科研团队在理论课学习的同时自学基因工程相关技术的实验原理及步骤，认真分析科研项目的要求，绘制技术路线，设计具体的操作步骤，并记录完整的科研笔记。然后教师从中选出2～3篇质量较好的科研笔记在课堂上由学生报告，大家积极参与讨论，进一步修改完善。这种科研团队学习模式，不仅加强了教师与学生之间的交流，也培养了学生的自学能力和科研思维，同时锻炼了学生发现问题和解决问题能力。

3.3 利用科学研究引导学生走进实验室

基因工程作为一门理论教学和实验教学紧密联系的课程，在理论课程学习的基础上，鼓励学有余力的学生进入科研实验室，指导其申请大学生创新创业训练项目，并参与授课教师相关科研课题。这对掌握基因工程相关理论知识和培养学生科研能力具有重要意义[10]。

3.4 根据研究成果对学生进行过程性考核

为了解决终结性考核方式所带来的弊端，教师从学生科研项目选题、科研参与度、科研成果等几个方面对其进行考核，考核结果与期末理论考试相结合，作为课程最终成绩，通过过程性考核激发学生学习积极性。

基因工程是现代生物技术的核心内容，其教学效果的好坏直接影响高校生物类专业学生的能力，从而影响高校人才培养目标的实现。综合考虑本科生知识储备、学习能力等，教师根据实际情况在第一堂理论课提出了一个适合本科生的小型科研项目，经过基因工程理论课的学习，使学生系统掌握基因工程重要技术原理，并认真思考、学以致用，设计出合理的科研项目技术路线。课后组织学生成立科研团队，根据已提出的科研项目设计技术路线图，完善实验方案，整理科研笔记。在此基础上组织学有余力的学生进入科研实验室实践，激发学生的学习热情，培养学生的科研能力，并且为开展毕业论文的研究工作打下良好的基因工程实验操作基础。