基因工程實驗課程教學優(yōu)化探析論文
摘要：基因工程實驗課是動物生物技術、動物醫(yī)學等專業(yè)學生必修的基礎課，對相關專業(yè)的專業(yè)課學習具有重要的指導意義。在該課程的教學實踐中，筆者通過對實驗教學設備更新、實驗教學理念轉變、實驗考核方法改革、師資隊伍強化、教學與科研實驗、畢業(yè)設計相結合等手段，豐富了基因工程實驗課的教學形式。實行課程改革后，全面提升了學生對基因工程實驗技術的認識程度，增加了學生的學習興趣，培養(yǎng)了學生實驗設計、分析及解決問題的能力，為學生畢業(yè)設計和申請大學生開放性、創(chuàng)新性實驗提供了良好的實驗技術保障。
關鍵詞：基因工程； 實驗技術； 教學； 改革； 儀器管理； 考核體系； 教學效果； 實踐
基因工程（genetic engineering） 也稱遺傳工程，是現(xiàn)代生物技術的核心技術，也是理論與技術并進的新興學科�；蚬こ逃址Q基因拼接技術或DNA重組技術，是在分子水平上對基因進行操作的復雜技術，是將外源基因通過體外重組后導入受體細胞內，使這個基因能在受體細胞內復制、轉錄、翻譯、表達的復雜操作。它是生物工程的一個重要分支，與酶工程、細胞工程、蛋白質工程和微生物工程共同組成了生物工程。
我國教學改革研究的著眼點和重要任務是在實驗課的教學中進一步吸引學生主動學習，激發(fā)學生獨立思考的興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新意識[1].傳統(tǒng)的實驗教學方法存在知識結構老化、課堂教學內容更新較少以及學生學習被動等問題，已不能滿足培養(yǎng)學生綜合素質能力的要求； 因此，有必要針對這些不足進行改革，推動基因工程實驗技術的實驗教學質量的提高。筆者充分利用了教育部高校設備建設專項資金的投入，進行儀器設備的更新，同時改革實驗教學內容、完善考核體系、加強師資隊伍的培訓、基因工程實驗技術教學與科研實踐及畢業(yè)設計相結合等措施，充分調動了學生的學習熱情，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力和分析問題及解決問題的能力。
1更新儀器設備配置，強化儀器管理水平
基因工程實驗是本校動物生物技術、動物科學、實驗動物及動物醫(yī)學專業(yè)必修的基礎課，為了使基因工程實驗更好地順利開展，達到培養(yǎng)學生實驗技能的目的，加強實驗室建設，加大實驗資金投入是極其必要的。為此，在學校和學院領導的大力支持下，利用教育部高校設備建設專項資金和學校實驗建設經費，購置了ABI實時定量PCR、BIO - RAD凝膠成像系統(tǒng)、Tiangen DNA定量儀、博日PCR儀、DYCP - 35型電泳儀、Finnpipette移液器、Biofuge型低溫高速離心機、SW - CJ - 1A型超凈工作臺、DYCP - 31型水平電泳槽、HSZ - Q型恒溫振蕩器等儀器設備，為實驗的順利開展提供了必要的硬件保障。
鑒于儀器設備價格昂貴，操作復雜，實驗開始前制訂了儀器簡明操作手冊，組織學生進行觀摩學習，重點講解儀器原理、相關理論知識、操作方法、注意事項、儀器維護與保養(yǎng)等，并利用提前準備好的樣品進行儀器模擬操作演示，使學生充分掌握儀器的操作方法； 同時指定實驗組長做好儀器使用記錄的登記，確保儀器的正常運轉。
2打好實驗基礎，樹立“先入為主”的理念
大學生的特點是好奇心很強，思維活躍，甚至是“異想天開”,但基本實驗技能訓練相對欠缺[2].而基因工程實驗具有取樣操作嚴格、試劑需要量少、各組分加入量要精確等特點； 因此，在開展實驗之前需要對學生進行基本技能的培訓，包括如何選取組織樣品、移液器的正確使用方法、實驗試劑的配制及實驗材料的高壓滅菌、試劑的正確加入方法和順序、樣品的振蕩方法及混勻程度等。通過反復訓練，使學生更好地掌握藥品的性能與用途、操作注意事項，也鍛煉了學生分析問題、解決問題的能力，確保學生在后續(xù)的正式實驗中，能夠準確無誤地開展相關的實驗內容。
3優(yōu)化實驗教學內容，完善實驗考核體系
3. 1實驗教材的編寫
目前，在售的基因工程實驗指導用書很多，但真正適合本科生基因工程實驗的卻很少。大部分存在實驗內容過多，可操作性不強，實驗內容過于陳舊，相對于先進的基因工程理論存在滯后現(xiàn)象，無法滿足培養(yǎng)學生現(xiàn)代化生物學實驗技能的需求； 因此，編寫一本切實可行的實驗教材是極為重要的。為此，學院組織經驗豐富的教授、講師及相關實驗技術人員，緊貼科學發(fā)展前沿，結合學院教學、科研實際，共同編寫了《基因工程實驗技術》指導用書，并由吉林大學出版社公開出版發(fā)行。新的實驗教材，將基因工程新理論、新技術、新方法引入到具體的實驗中，加大了設計性、綜合性實驗的比例，體現(xiàn)了學院的專業(yè)特點及辦學特色，是一本內容豐富、適合本科實驗教學的優(yōu)秀教材，得到了學生們的一致認可。
3. 2改革教學內容，突出專業(yè)特色
基因工程是建立在遺傳學、微生物學、生物化學、細胞生物學及分子生物學的基本原理和知識的基礎之上的'應用性科學。開設基因工程實驗要求學生有扎實的上述課程實驗基礎。通過對基因工程實驗的學習，使本科生熟練掌握DNA重組的方法，并能進行自主設計實驗，完成對特定基因進行克隆及分析。由于實驗具有連續(xù)性、周期長的特點，筆者采取實習周的方式授課，計劃學時數(shù)為48學時。具體實驗內容見表1.
學生通過學習基因工程實驗各環(huán)節(jié)相關的理論知識及實驗方法，掌握了常用DNA操作及基因重組技術方法，而且對基因工程原理有更深入的理解，提高了科學研究和實驗操作能力。
3. 3健全考核體系，提高教學效果
客觀、有效、真實、公正的實驗考核體系不僅能提高學生對實驗的重視程度，也能增強學生探索知識的積極性，調動學生的學習熱情和主人翁意識，從而大大提高實驗教學的效果，達到培養(yǎng)新世紀生物學人才的目的。為此，本課程的考核采取多元化評價模式，考核內容主要包括以下三部分。
3. 3. 1平時成績考核 （ 共45%） 包括實驗態(tài)度（10%）、實驗室常識（5%）、實驗技能的掌握（10%）和實驗報告（20%） 等方面。實驗態(tài)度（10分） ,主要考察學生的出勤情況、預習情況、對實驗課的重視程度、對實驗室儀器設備的愛護及與其他人合作等。采取扣分制，例如無故遲到一次扣3分； 無故曠課一次扣10分； 扣分超過10分后從其他項目的分值里扣除。學期中安排一次實驗室常識考試，考試的分值為5分。實驗技能的掌握（10分） ,主要考察學生對基本實驗技能的理解和掌握，采取扣分制。實驗報告由教師根據學生上交的實驗報告的規(guī)范性、分析及討論的合理性等進行打分，累計20分。
3. 3. 2學 生 的 獨 立 實 驗 設 計 和 實 踐 過 程 考 核（25%） 注重學生的創(chuàng)新性思維和獨立分析、解決問題等能力的提高。包括： 設計思想、方案及設計報告（10%） ; 實驗操作能力（5%） ,考察學生對自己設計的 實 驗 具 體 實 施 能 力； 實 驗 結 果、分 析 報 告（10%） ,考察學生在實驗實施過程中對出現(xiàn)的問題進行分析和解決的能力，是否能達到預期結果及結果的分析報告。
3. 3. 3考試 （30%） 對實驗室常識、實驗設計、實驗方法、實驗原理等進行考試。
4加強師資隊伍建設與培養(yǎng)，提高教師業(yè)務素質
實驗教師的結構組成和業(yè)務水平直接影響到實驗課的實施及效果。近年來，分子生物學的飛速發(fā)展，賦予了基因工程理論與實踐更多的內涵，這就要求實驗教師有豐富的理論知識和操作技能。實驗教師除了掌握分子生物學常用的實驗技術，如：PCR技術、RT - PCR技術、基因克隆與表達技術、文庫構建、實時定量PCR技術等，還應積極參與科研工作，申請國家級及省級課題，在科研中不斷學習，充實自己的知識結構，了解本學科領域的發(fā)展前沿、新技術、新方法，提高實驗教學能力，從而更好地完成教書育人的使命。同時，積極發(fā)揮實驗室資源和師資特長，鼓勵實驗技術人員和優(yōu)秀的碩/博士人員參與到實驗教學中，充分發(fā)揮年輕人的傳幫帶作用[3],調動學生學習的興趣和主動性，提高實驗教學的質量和水平。
5實驗教學與科研、畢業(yè)設計相結合
積極 將 教 師 成 熟 的 科 研 成 果 轉 化 到 實 驗 中去[4 - 5],促進實驗教學內容改革，保證實驗內容的新穎性、前沿性，也能增強學生的創(chuàng)新意識及思維。同時，以教師的科研課題為依托，開設第二實踐課堂，向學生展示科研項目研究的過程，包括課題整體思想、實驗方案的設計、項目實施、數(shù)據處理與分析、問題解決、結果討論等，為開設吉林大學大學生開放性、創(chuàng)新性實驗打下良好的基礎。學生在完成課堂內基因工程實驗和課堂外相關的創(chuàng)新性、開放性實驗的同時，已能掌握一整套比較完整的基因工程實驗技術，加深了對理論知識的系統(tǒng)了解，從而為畢業(yè)論文的設計、實驗實施、論文撰寫及答辯等奠定了堅實的基礎。
6小結
通過對實驗室硬件更新、實驗內容及考核方法改革、強化師資隊伍建設等手段，基因工程實驗課取得了明顯的教學效果，全面提升了學生對基因工程實驗技術的認識程度，激發(fā)了學生的學習興趣，培養(yǎng)了學生實驗設計、獨立思考、協(xié)作互助、分析問題及解決問題的能力，樹立了正確的科研態(tài)度，提高了學生的綜合素質，基因工程實驗教學改革得到了學生們的一致好評。
參考文獻：
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