基于自主学习能力培养的基因工程课程混合式教学探索

摘"要：培养学生的自主学习能力是教育的重要目标，混合式教学模式将传统面对面教学课堂与现代互联网在线学习有机结合，对学生要求较高，有益于培养学生的自主学习能力。该文以茅台学院酿酒工程系基因工程课程为例，基于传统教学中存在的问题，以培养学生自主学习能力为目标，通过优化和完善线上线下教学资源，改革教学方法，健全评价体系，建立学生自主探究学习和教师有效指导相结合的混合式课堂。结果表明，混合式教学模式提升学生的学习积极性、自主学习能力和课程学习效果。该研究可为基因工程相关课程的教学改革提供参考和借鉴。

关键词：基因工程；自主学习；混合式教学；课程建设；教学改革

中图分类号：G642"""文献标志码：A"""""文章编号：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

自主学习能力是指学习者掌控自身学习的一种能力[1]，即在没有他人直接监督和指导的情况下，学习者能够主动且独立地进行学习的能力。自主学习不同于“自学”，自主学习要求学习者能够自主明确学习目标、制定学习计划、规划学习时间、选择学习内容和确定学习方法，并能够监控自身学习过程、评价学习效果、反思学习过程和调整学习方式[2]。对个人发展而言，具备自主学习能力是大学生实现自我提升和终身发展的基础[3]。从社会发展来看，自主学习能力是推动社会进步和创新的重要力量[4]。

混合式教学是将传统面对面教学课堂与现代互联网在线学习有机结合的教学模式[5]。在混合式教学中，传统课堂与线上教学相互补充、彼此促进，教师根据教学目标和内容，灵活安排课堂讲授、小组讨论等线下活动，同时结合线上手段，为学生提供多元化的学习途径。混合式教学旨在构建“以学生为中心”的教学关系，教师的教学与学生的学习不受时间和空间的限制，但对学生的自主学习能力要求较高，有助于培养学生的自主学习能力[6]。

基因工程是现代生物技术的重要课程，其主要内容包括基因工程的基本原理、操作技术、操作流程[7]。基因工程能够打破物种界限，改变生物遗传性状，在医药、农业、工业等领域都有着广泛的应用和巨大的发展潜力[8]，由于基因工程的重要性，基因工程课程是绝大部分高校生物工程相关专业的必修或选修课程[9]。茅台学院是贵州省应用型普通本科高校，基因工程是该校酿酒工程系学生的专业选修课程。茅台学院的人才培养目标是培养具备较强的自主学习能力、实践应用能力和创新创业能力的高素质应用型人才，鉴于自主学习能力是实践应用能力以及创新创业能力的基础，课程组以培养学生自主学习能力为目标，构建混合式教学课堂，助力大学生养成自主学习的习惯，为日后的学习和发展筑牢坚实基础。

一"基因工程课程教学中存在的问题

茅台学院酿酒工程系基因工程课程面向大三学生开设，其课程性质为专业选修课，共计32学时，在教学过程中，存在着一些不容忽视的问题。

（一）"教学内容的选择存在一定程度的不合理性

基因工程是一门涉及分子生物学、遗传学、生物化学等多学科交叉的前沿学科，知识体系庞大、繁杂、抽象[10]。然而，茅台学院酿酒工程系学生的专业背景侧重于酿酒相关领域，在生物学方面的知识储备相对有限，教师所选择的教学内容没有充分考虑到学生的实际情况，未能很好地适应学生的专业特点，知识的广度和深度超过了学生可接受的范围，缺乏针对性和实用性，导致本课程对学生而言难度较大。

（二）"实验教学薄弱

基因工程是一门实践性很强的学科，实验教学对于学生理解和掌握理论知识、培养实践能力起着极为关键的作用。然而，目前茅台学院酿酒工程系尚未开设专门的基因工程实验课程，并且在基因工程课程教学中，32课时全部为理论教学，无实验课时，学生仅在微生物学实验课程中接触到基因组提取、聚合酶链式扩增等部分基因工程实验，很难将基因工程理论与实践联系起来。

（三）"学生相对忽视选修课

茅台学院酿酒工程系学生课程任务较为繁重，容易忽视课程性质为选修课的基因工程。加上基因工程课程中所涉及的内容大多处于微观层面[11]，看不见，摸不着，致使学生对本课程的兴趣不高。如何更多地把基因工程与生产生活相联系，激发学生对基因工程课程的学习兴趣，是教师需要深入思考和解决的问题。

（四）"教学方法相对单一

由于基因工程内容繁多，为了能在有限的时间内完成教学任务，教师主要以传统的课堂讲授为主，缺乏多样化的教学手段。教师一味地“满堂灌”，学生的任务仅有“听”，导致参与程度低下。教师这种单向的输出方式，不仅很难使学生真正掌握抽象难学的基因工程基本原理和技术，而且还磨灭了学生的主体性，抑制了学生思维的独立性。

（五）"考核方式不合理

基因工程课程考核主要依赖于期末考试成绩，对过程性考核不够重视，没有制定详细的过程考核细则，导致学生仅重视考试结果，而忽视了过程学习的重要性，出现课前不预习、上课不听讲、课后不复习的情况，对基因工程的学习仅限于临近期末考试时的临时突击，无法做到对基因工程知识真正的理解和运用。以一次考试来决定成绩的方式无法真实地体现学生的综合水平，难以激发学生的学习热情，不利于学生综合素质的培养，因此，改革考核方式，完善过程性考核迫在眉睫。

为了提升教学质量，基因工程课程组教师尝试进行改革，并取得一定的成效。如图1所示，课程组教师的改革措施包括优化教学内容，构建线上线下混合式课堂，采用多样化的教学方法，以及建立科学合理的考核体系。

二"构建基因工程混合式教学课堂，为学生自主学习搭建有效平台

（一）"精选教学内容，修订线下教学要件

本课程所选用的教材《基因工程》（第二版）为袁婺洲编著，包含10章节内容，繁多且复杂的内容难以在有限的32课时内全部进行讲授。为选取适合茅台学院酿酒工程系学生的基因工程授课内容，课程组教师采用以一本教材为主，多本教参为辅的方式，以教材为根本，参考大量教辅书籍、文献资料、观摩优课课程，结合专业特色与人才培养目标，对本课程教学内容和知识体系进行了优化重构，精选了7章理论教学内容。依据重构后的教学内容，制定适合茅台学院学情的教学大纲与进度表，优化教学课件，课件中以图片、动画、视频和流程图等可视化方式辅助学生理解抽象的基因工程知识[12]。

（二）"扩展教学内容，完善线上教学资源

本课程线上教学平台主要为学习通与雨课堂，以学习通线上课堂为主，雨课堂线上课堂为辅。

1"学习通

课程组借助超星学习通建设基因工程课程线上教学资源，具体如下：①在课程门户的课程介绍中，发布课程概述以及考核过程，使学生明晰本课程的性质、主要内容、学时分配和全过程考核的方式；②在章节资源中，发布预习课件、复习课件、教学短视频，并将其设置为任务点，在特定时间发放；③在作业库中，添加每一章练习题，在特定时间发放；④在课程资料中，发布相关参考文献与资料，供学生课后拓展学习；⑤在成绩管理中，设置作业、讨论、任务点、考试和线下权重比例，并设置允许学生查看成绩，使学生动态掌握自己的学习情况，引导学生自主学习本课程。

本课程目前在超星学习通中建设的线上教学资源包括13个辅助教学短视频、15篇学术文献、7章节课件和415道练习题。基因工程抽象复杂，教学短视频课能够协助学生直观理解基因工程操作过程及基本原理，在一定程度上弥补基因工程实验教学薄弱的问题；学术文献引领学生学习基因工程在科研中的实际应用；课件与练习题帮助学生进一步巩固基础知识。通过在学习通中整合各类学习资源，一方面为学生自主获取知识提供了方便，另一方面，在学习通平台上学生可以非常便捷地联系到授课教师，能够快速与教师建立沟通，解决学习中的问题。在后续的教学中，课程组教师将结合学科发展的最新动态，及时补充相关的研究成果和案例。

2"雨课堂

雨课堂具有签到、弹幕、随机点名、投票和练习题测验等功能，课程组将雨课堂融合到面对面课堂中，以期提高学生的注意力和学习效果：①用于课前快速签到，教师能够便捷地掌握学生出勤情况，节省点名时间；②用于课中随堂练习，教师在适宜的节点发布练习题，依据正确率，快速了解学生对知识点的掌握程度，从而调整教学节奏；③用于弹幕信息，教师将弹幕打开，学生有不懂的地方可以在弹幕上提醒教师，这对于性格内向的学生较为友好；④用于课中随机点名，教师在授课过程中随机抽取学生回答问题，根据学生回答问题的情况计入平时成绩，以提高学生注意力与学习的积极性；⑤用于记录课件，对于学生无教材的选修课程，雨课堂中存有完整的教师上课的课件，便于学生复习。在基因工程课堂授课过程中，融入雨课堂教学使得面对面课堂授课时学生的注意力更为集中，课堂学习效果更佳。

（三）"混合式教学设计，提高学生自主学习能力

在混合式教学设计中，教师主要起到引导的作用，“教”的作用有所减弱，学生主要发挥“学”的作用，“听”的部分有所弱化。本课程的混合式教学包括教学场所的“线上+线下”混合，以及教学时间的“课前+课中+课后”混合（图2）。

课前（线上）：教师结合新课内容，通过线上平台推送相关教学短视频及资料，并设置一定的问题，学生需在规定时间内完成预习并完成测试题。教师根据平台答题正确率及视频观看百分比等数据统计，快速掌握学生对新课内容的掌握程度，从而准确地调整和把控课堂节奏。

课中（线下+线上）：学生根据预习情况，带着问题进入教室，有针对性地重点听课。教师针对线上学生预习的难点内容，进行系统梳理和深入讲解，助力学生攻克难点。在授课过程中，教师需运用多种教学方法，结合雨课堂随堂练习与随机点名，促使学生积极参与到课堂中，培养学生自主探究学习能力。

课后（线上）：教师课后及时将课件及相关拓展学习资料上传至学习通，设置任务点，安排章节测试，学生需在规定时间内提交。

三"糅合多种教学方法，构建“学习范式”课堂

“满堂灌”的授课方式，教师的“教”很辛苦，学生的“学”很痛苦，教学的“效果”很低质。本课程组教师积极改革教学方法，改变学生的学习方式，以期使基因工程课程从“传授范式”向“学习范式”转化[13]。

（一）"讲授法

在“学习范式”课堂中，讲授法主要用于知识的导入和总结，为学生的自主学习奠定基础。教师在运用讲授法时，可结合基因工程故事，调动学生学习兴趣，这对于提升学生自主学习能力有一定优势[14]。

（二）"讨论法

在“学习范式”课堂中，讨论法可用于解决具有争议性或开放性的问题，促进学生对知识的深入理解。例如在第1章关于转基因的介绍中，课前布置讨论话题：“转基因产品已经逐渐深入我们的生活，你是否能接受转基因食品？”学生课前查阅相关资料，课中合作探讨，形成小组观点和结论，在课堂上分享交流，课后还可以在讨论区继续发表观点。在这一过程中，学生的自主学习能力、团结合作精神得到培养。

（三）"案例教学法

在“学习范式”课堂中，案例教学法可用于让学生在真实的情境中探索和应用知识。茅台学院酿酒工程系学生分子基础相对薄弱，需要教师精心打磨教学设计与教学课件，以具体案例或社会热点话题作为开端进行教学，例如通过“克隆羊”“克隆猴”“嵌合体人”“试管婴儿”等具体案例，激发学生的学习兴趣。如在第4章介绍实时荧光定量PCR之前，首先通过新型冠状病毒核酸检测采样图示及报告单，引出检测方法，以新型冠状病毒核酸检测为载体，衔接PCR知识体系，最后要求学生思考从采样结束到查看结果的过程中涉及了哪些基因工程原理。学生进行思考、发言，教师进行补充，并鼓励学生成为核酸检测原理的科普员。通过案例教学，学生能够深刻感受基因工程在解决实际问题时所展现的巨大潜力，学习兴趣和创新思维也得到激发。

（四）"学生汇报法

在“学习范式”课堂中，学生汇报法可以用于促使学生主动深入地学习相关知识，并将所学知识“讲”出来。如第1章关于基因工程的基本流程的内容部分，布置汇报题目：胰岛素是治疗糖尿病的重要药物，通过基因工程技术可以大规模生产胰岛素，结合本课程所学知识设计方案。此汇报题目布置之后，学生首先设计初步方案，在后续的基因工程课程学习中，学生根据所学内容不断补充和完善此方案，并在课程后期进行汇报，为学生自发地学习基因工程课程打下基础。在这个过程中，学生自主学习、学以致用以及语言表达等能力得到了培养。

（五）"项目学习法

在“学习范式”课堂中，项目学习法可用于让学生深入研究和解决一个复杂的问题。如在第5章转基因植物介绍中，要求学生选择一种农作物，明确需要改良的性状，运用基因工程的方法，设计改良所选择农作物性状的详尽方案。在第7章基因治疗中，要求学生选择一种特定的遗传疾病，通过查阅资料了解该疾病的致病基因与发病机制，设计基因治疗的策略，并评估治疗方案的可行性和潜在风险。另外，在教学过程中，有个别学生对基因工程技术展现出浓厚的兴趣，针对这种情况，教师邀请学生加入到科研项目中，进一步培养学生的实践能力和创新思维。通过项目学习法，培养学生运用基因工程知识解决实际问题的能力。

四"优化考核方式，引导学生自主学习

考核方式对学生学习的侧重点起着关键的引导作用，合理的考核方式能够激发学生学习的主动性和积极性。基因工程课程的考核分为平时考核（40%）与期末考核（60%）。改革之前，平时考核主要考查学生出勤情况，期末考核为开卷考试或课程论文，这导致学生只注重出勤，而不重视平时的学习，这种考核方式不能反映学生的综合水平。为更好调动学生学习的积极性，课程组对考核方式进行了调整，降低考勤的占比，着重对学生学习过程进行评价，将学生线上线下的学习过程依照评分标准计入学生平时成绩（表1），结合期末测评的成绩，全面评价学生的学习效果。期末测评并非用同一标准衡量所有学生，针对学生的不同选择，测评方式有所差异，对于选择汇报/项目策划的学生，其期末测评为40%+20%，其中40%是汇报/项目策划或课内测试成绩较高者，20%为较低者。通过考核方式的调整，促使学生改变学习方式，不仅要“学会”，更要“会学”，持续提升自主学习能力。

五"改革后教学效果

通过学习通中学生自主学习的情况、学生成绩、评教分数这几方面初步评价改革的成效。由表2可知，改革前教师无法了解学生的自主学习情况，改革后教师可以从学习通中快捷地查看学生自主学习情况。基于考核方式的引导作用，大部分学生在课后自主学习教学短视频，并积极完成课后作业，这对学生自主学习能力的提升有一定的帮助。改革后学生平均成绩以及80～100分学生的占比有所提高，学生评教良好。另外，在课程结束之后，部分学生主动联系教师，希望加入基因工程相关科研项目，以基因工程课题作为毕业论文选题，表明学生对本课程改革的接受度和满意度较高。

六"结束语

自主学习能力对于个人成长和社会发展都具有极为重要的意义。混合式教学课堂融合传统与现代、线下与线上的优势，能够在潜移默化中提升学生的自主学习能力。

构建基因工程混合式教学课堂，为学生自主学习搭建平台，是适应时代发展和教育改革的必然要求。本课程组通过构建混合式教学课堂、采用多样化教学方法、完善考核方式等手段对基因工程教学进行改革，取得了一定的成效，但是依旧存在很多需要解决的问题。基因工程的理论性与实践性均较强[15]，目前基因工程课程实验教学相对薄弱，课程组将持续探索并完善混合式教学模式，以更好地满足学生的学习需求和社会的发展要求。

参考文献：

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基金项目：2023年贵州省高等学校教学内容和课程体系改革项目“新工科背景下基于OBE理念的‘生物化学’课程教学模式的探索”（2023377）；茅台学院2023年度校级教育教学研究与改革项目“基于学生自主学习能力培养的《基因工程》混合式教学研究与实践”（2023007）

第一作者简介：李红霞（1991-），女，汉族，贵州遵义人，博士，副教授。研究方向为基因克隆及酶分子改造。