基因工程學(xué)課程三位一體實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建與實(shí)施

賈立軍， 張守發(fā)

(延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院動(dòng)物醫(yī)學(xué)系，吉林延吉 133002)

基因工程學(xué)是研究在體外將核酸分子插入病毒、質(zhì)?；蚱渌d體分子，構(gòu)成遺傳物質(zhì)的新組合，是臨床醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用的一門(mén)學(xué)科。其任務(wù)主要是從分子水平闡明有關(guān)基因的結(jié)構(gòu)與功能，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行改造?，F(xiàn)階段基因工程學(xué)已成為生命科學(xué)領(lǐng)域的前沿學(xué)科，對(duì)生命科學(xué)的發(fā)展發(fā)揮出越來(lái)越大的促進(jìn)作用。基因工程學(xué)課程的傳統(tǒng)教學(xué)方法已不能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)創(chuàng)新人才的需求，因此對(duì)基因工程學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行改革非常迫切。

1 研究背景

動(dòng)物醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)和生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)是堅(jiān)持以育人為本，圍繞改革創(chuàng)新、因材施教、注重質(zhì)量、打造特色的人才培養(yǎng)思路，秉承延安大學(xué)農(nóng)學(xué)院長(zhǎng)期形成的辦學(xué)傳統(tǒng)，充分發(fā)揮民族與區(qū)域特色，實(shí)施通識(shí)教育模式下寬口徑專(zhuān)業(yè)教育人才培養(yǎng)模式，逐步形成了以理論教學(xué)為基礎(chǔ)、實(shí)踐訓(xùn)練為載體、第二課堂為拓展的“三位一體”式人才培養(yǎng)體系[1]。在教學(xué)過(guò)程中注重理論與實(shí)踐、課內(nèi)與課外、共性與個(gè)性的有機(jī)結(jié)合，注重知識(shí)傳授、能力提升、素質(zhì)養(yǎng)成的有機(jī)結(jié)合，為國(guó)家和地方經(jīng)濟(jì)及社會(huì)發(fā)展提供“厚基礎(chǔ)，寬口徑，求創(chuàng)新，重實(shí)踐”的復(fù)合型特色人才[2]?；蚬こ虒W(xué)既是理論學(xué)科，又是應(yīng)用學(xué)科。基因工程學(xué)是動(dòng)物醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)基礎(chǔ)課程，在動(dòng)物醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中占有重要地位?；蚬こ虒W(xué)傳統(tǒng)的教學(xué)體系已不適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展對(duì)創(chuàng)新人才的需求，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等教學(xué)環(huán)節(jié)未能充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性[3]。因此，加強(qiáng)學(xué)生的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)踐教學(xué)勢(shì)在必行。

2 教學(xué)改革

根據(jù)動(dòng)物醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，針對(duì)基因工程學(xué)課程中存在的問(wèn)題，以2009級(jí)動(dòng)物醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科生為研究對(duì)象，主要進(jìn)行了基因工程學(xué)課程以下教學(xué)改革。

2.1調(diào)整基因工程學(xué)課程結(jié)構(gòu)按照基因工程學(xué)培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱，補(bǔ)充修訂了原有的基因工程學(xué)課程內(nèi)容，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中增設(shè)科研訓(xùn)練環(huán)節(jié)[4]。板書(shū)授課結(jié)合視頻資料，利用多媒體設(shè)備詳細(xì)講解每個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)以及實(shí)驗(yàn)操作技能。然后教師示范操作，學(xué)生分組練習(xí)，以此達(dá)到每個(gè)學(xué)生可獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)科目的目的，全面提升教學(xué)效果。

2.2完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容為使學(xué)生更好更快地進(jìn)入課題實(shí)驗(yàn)狀態(tài)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中增設(shè)創(chuàng)新性試驗(yàn)設(shè)計(jì)。學(xué)生根據(jù)研究方向，自行設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，由教師修正和完善。然后進(jìn)行科研訓(xùn)練，以此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和獨(dú)立科研能力[5]。

2.3構(gòu)建“理論教學(xué)+課程實(shí)驗(yàn)+科研訓(xùn)練”三位一體實(shí)踐教學(xué)體系通過(guò)以上兩項(xiàng)教學(xué)改革，實(shí)踐“理論教學(xué)+課程實(shí)驗(yàn)+科研訓(xùn)練”三位一體的基因工程學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系，打造基因工程學(xué)三位一體的實(shí)踐教學(xué)模式。

2.4建立基因工程學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核評(píng)估體系學(xué)生期末考試成績(jī)中，在實(shí)驗(yàn)考核中納入科研訓(xùn)練環(huán)節(jié)，獨(dú)立設(shè)計(jì)并完成試驗(yàn)的學(xué)生給予平時(shí)考核分?jǐn)?shù)的傾斜，以此全面提升學(xué)生的認(rèn)知能力、操作能力和創(chuàng)新能力。

2.5依靠學(xué)科優(yōu)勢(shì)，實(shí)施教學(xué)體系以動(dòng)物醫(yī)學(xué)省級(jí)特色專(zhuān)業(yè)為基礎(chǔ)，充分利用“預(yù)防獸醫(yī)學(xué)”校級(jí)重點(diǎn)學(xué)科的優(yōu)勢(shì)，整合資源，改善實(shí)驗(yàn)條件，加強(qiáng)綜合實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，在儀器設(shè)備等資源優(yōu)化配置方面保證基因工程學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系的實(shí)施。

3 改革效果與討論

以2009級(jí)動(dòng)物醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科生為研究對(duì)象，并與2008級(jí)動(dòng)物醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科生進(jìn)行比較，基因工程學(xué)課程教學(xué)改革主要取得了以下成果。

3.1培養(yǎng)了學(xué)生科研創(chuàng)新思想和實(shí)踐動(dòng)手能力在創(chuàng)新性試驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)中，10余名學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛(ài)好自行設(shè)計(jì)了試驗(yàn)方案。從基因組DNA的提取到目的基因PCR擴(kuò)增，從目的基因與克隆載體的連接到克隆質(zhì)粒的PCR鑒定、酶切鑒定及序列分析，從建立PCR診斷方法到PCR方法的臨床應(yīng)用。一系列一整套的試驗(yàn)設(shè)計(jì)均由學(xué)生自己查閱文獻(xiàn)資料，自行設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案來(lái)完成，較好地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和獨(dú)立科研能力。其中2名學(xué)生根據(jù)創(chuàng)新性試驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)中的科研訓(xùn)練經(jīng)歷及科研經(jīng)驗(yàn)，順利申請(qǐng)了兩個(gè)高水平科研院所的暑期夏令營(yíng)活動(dòng)，并在活動(dòng)中表現(xiàn)優(yōu)異。

3.2本科生發(fā)表論文，實(shí)現(xiàn)了跨越性突破2008級(jí)本科生在讀期間無(wú)第一作者發(fā)表論文情況，而2009級(jí)本科生通過(guò)基因工程學(xué)課程教學(xué)改革的實(shí)施，有3名本科生在獨(dú)立自行設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案、自行操作下，取得的試驗(yàn)成果在中文核心期刊和省級(jí)期刊發(fā)表第一作者論文3篇，實(shí)現(xiàn)了本科生發(fā)表第一作者論文的跨越性突破。

3.3提高了本科生畢業(yè)論文的質(zhì)量和數(shù)量比例2008級(jí)本科生畢業(yè)論文與基因工程學(xué)教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的研究論文數(shù)量占總論文的比例為28%，優(yōu)秀論文率為5%；而2009級(jí)本科生畢業(yè)論文與基因工程學(xué)教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的研究論文數(shù)量占總論文的比例為61%，優(yōu)秀論文率超過(guò)20%?；蚬こ虒W(xué)課程教學(xué)改革的實(shí)施，大大提高了本科生畢業(yè)論文的質(zhì)量。

3.4學(xué)生考研率提高，入學(xué)知名院所的人數(shù)增加由于基因工程學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域的前沿學(xué)科，具有前沿的科學(xué)理論和先進(jìn)的技術(shù)手段，是入學(xué)研究生從事科學(xué)研究的必備基本功。因此，無(wú)論是入學(xué)考試還是面試，關(guān)于基因工程學(xué)方面的考題較為突出。經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，2008級(jí)考研學(xué)生的錄取率為70%左右，入學(xué)專(zhuān)業(yè)大都為普通院校一般學(xué)科；而2009級(jí)考研學(xué)生的錄取率為90%以上，入學(xué)專(zhuān)業(yè)大都為知名院所的重點(diǎn)學(xué)科?？梢哉f(shuō)掌握了基因工程學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)技能是研究生入學(xué)從事科研的敲門(mén)磚和殺手锏。

3.5學(xué)生的科研水平和實(shí)驗(yàn)技能明顯提高在2009級(jí)本科生畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)中，從與基因工程學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作水平上觀察，無(wú)論是實(shí)驗(yàn)技巧還是操作技能，與2008級(jí)本科生比較，均有明顯提高，尤其是考研學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果更為突出，部分學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，研究成果論文完全可以在國(guó)內(nèi)核心期刊上發(fā)表。經(jīng)對(duì)學(xué)生的問(wèn)卷調(diào)查，學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的提高主要是從基因工程學(xué)的實(shí)驗(yàn)課和科研訓(xùn)練中獲得。由此可見(jiàn)，基因工程學(xué)教學(xué)改革的實(shí)施為學(xué)生科研水平的提高和科研技能的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

4 小結(jié)

實(shí)踐教學(xué)是整個(gè)教學(xué)體系中的重要組成部分，是現(xiàn)代教育中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。如何構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系，建設(shè)什么樣的實(shí)踐教學(xué)體系，這是當(dāng)前頗為緊要的任務(wù)。研究構(gòu)建了基因工程學(xué)課程“理論教學(xué)+課程實(shí)驗(yàn)+科研訓(xùn)練”三位一體的新實(shí)踐教學(xué)體系，對(duì)提高學(xué)生動(dòng)手能力、分析和解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新思維能力，以及對(duì)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)均具重要作用，同時(shí)對(duì)專(zhuān)業(yè)建設(shè)和課程建設(shè)具深遠(yuǎn)意義。

[1] 楊萍萍，徐瑞雪，崔言順.動(dòng)物醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的研究與實(shí)踐[J].高等農(nóng)業(yè)教育，2013(2):59-61.

[2] 賈立軍，張守發(fā).綜合性大學(xué)農(nóng)學(xué)院教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].黑龍江畜牧獸醫(yī)，2012(8)：50-51.

[3] 馬廷奇,史加翠.創(chuàng)新人才培養(yǎng)與大學(xué)人才培養(yǎng)模式改革[J].現(xiàn)代教育科學(xué),2011(5):104-107.

[4] 劉清波，張學(xué)文，陳智勇.農(nóng)業(yè)院校生物技術(shù)國(guó)家級(jí)特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)探索[J].高等農(nóng)業(yè)教育,2011(11):48-50.

[5] 賈立軍，張守發(fā)，姜成哲，等.基因工程學(xué)教學(xué)方法改革探討[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2010(5)：68.