任務(wù)驅(qū)動教學法在生物技術(shù)大實驗課程教學中的應(yīng)用

李佳楠+周世力+周理紅

要 任務(wù)驅(qū)動教學法是建構(gòu)主義理論中的一種教學模式，其教學設(shè)計原則強調(diào)學生的學習活動必須與任務(wù)或問題相結(jié)合，以探索問題來引導和維持學習者的學習興趣和動機，讓學生帶著真實的任務(wù)學習。學生的學習不單是知識由外到內(nèi)的轉(zhuǎn)移和傳遞，更是主動建構(gòu)自己知識經(jīng)驗的過程，通過新經(jīng)驗和原有知識經(jīng)驗的相互作用，充實和豐富自身的知識和能力。本文主要論述了任務(wù)驅(qū)動教學法在生物技術(shù)大實驗課程教學中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 任務(wù)驅(qū)動教學法 生物技術(shù)大實驗 教學改革

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.11.048

Application of Task-driven Teaching Method in Biotechnology

Big Experiment Course Teaching

LI Jianan， ZHOU Shili， ZHOU Lihong

（College of Life Sciences of Jianghan University， Wuhan， Hubei 430056）

Abstract Task-driven teaching method is a teaching mode in constructivist theory， the teaching design principles emphasize student learning activities must be combined with a task or problem， to explore the issues to guide and maintain learner interest and motivation ， so that students with a real task to learn. Students learn not only from outside to inside knowledge transfer and delivery of more active process of constructing their own knowledge and experience， through new experiences and existing knowledge and experience of interaction， enrich their knowledge and skills. This article discusses the task-driven teaching method application in Biotechnology large experimental teaching curriculum.

Key words task-driven teaching method; Biotechnology big experiment; teaching reform

生物技術(shù)是生命科學與工程技術(shù)相結(jié)合的一門高新技術(shù)，生物技術(shù)大實驗是一門系統(tǒng)綜合性很強的實驗課程，主要內(nèi)容包括目的基因的獲得、目的基因與克隆載體連接形成新的重組DNA分子、用重組DNA分子轉(zhuǎn)化受體細胞并能在受體細胞中復(fù)制和遺傳、對轉(zhuǎn)化子篩選和鑒定等。該課程在生物技術(shù)本科專業(yè)課程中占有十分重要的地位，對于培養(yǎng)學生的動手能力、創(chuàng)新能力和綜合分析能力都具有十分重要的作用。

在以往的教學中，授課教師將完整的實驗分解為單獨的實驗項目，教師負責完成所有實驗準備工作，并將每個項目的實驗時間都做了安排，學生只需按教師的要求完成指定的實驗操作即可。同時，課程的考核為開卷考試，主要考查學生是否掌握實驗的基本原理及是否能夠從理論上解決實驗中遇到的問題。在這種教學模式下，學生獲取的信息是零散的，片面的，無法了解重組DNA技術(shù)的整體設(shè)計思路，對每個實驗項目的成敗不必承擔責任，因此完全沒有緊迫感和危機感。如此造成的后果就是學生在課程的學習上缺乏積極性和主動性，且對實驗的整體情況沒有概念，更不要說舉一反三并應(yīng)用于實踐。

任務(wù)驅(qū)動教學法是建構(gòu)主義理論中的一種教學模式，其教學設(shè)計原則強調(diào)學生的學習活動必須與任務(wù)或問題相結(jié)合，以探索問題來引導和維持學習者的學習興趣和動機，讓學生帶著真實的任務(wù)學習，使學生擁有學習的主動權(quán)。學生的學習不單是知識由外到內(nèi)的轉(zhuǎn)移和傳遞，更是學生主動建構(gòu)自己的知識經(jīng)驗的過程，通過新經(jīng)驗和原有知識經(jīng)驗的相互作用，充實和豐富自身的知識、能力。本文主要介紹將任務(wù)驅(qū)動教學法在生物技術(shù)大實驗課程教學中的試點應(yīng)用情況和效果。

1 精選教學內(nèi)容

生物技術(shù)大實驗即重組DNA技術(shù)，其基本流程包括目的基因的獲得、目的基因與克隆載體連接形成新的重組DNA分子、用重組DNA分子轉(zhuǎn)化受體細胞、轉(zhuǎn)化子篩選和鑒定、目的基因在受體細胞的表達和目的蛋白的鑒定。這一技術(shù)流程是本專業(yè)教師科研工作中的常見技術(shù)過程，亦是生物公司生產(chǎn)研發(fā)部門的主要技術(shù)流程。我院現(xiàn)有的實習實訓基地企業(yè)有大量現(xiàn)成的科研成果和產(chǎn)品可作為實驗教學的內(nèi)容供選擇，因此，在10級學生的實驗教學時，我們選擇了3個目的基因（小鼠B-Cell CLL/Lymphoma 2 Like Protein;小鼠Caspase 3;人神經(jīng)生長因子）;在11級學生的實驗教學時，我們選擇了4個目的基因（小鼠Pentraxin 3;小鼠Protein Kinase C Delta ;小鼠B-Cell CLL/Lymphoma 2 Like Protein;小鼠Phospholipase A2），以這些基因的克隆及表達作為實驗教學內(nèi)容，分別擬定了名稱不同，但本質(zhì)相同的實驗項目作為任務(wù)，提供給學生自由選擇。在確定項目任務(wù)后，我們通過班級QQ群發(fā)布項目任務(wù)信息，由班長和學習委員負責組織學生選擇項目，自由組建研究團隊，然后帶著任務(wù)完成基因序列的查找，通過相應(yīng)的軟件進行引物的設(shè)計，利用教師給出的信息選擇表達載體，擬定初步的研究方案。在該環(huán)節(jié)中，教師指導學生學習文獻檢索與篩選有用信息的方法，掌握相關(guān)學習軟件的操作運用，通過對比分析了解選擇實驗材料技巧，這一環(huán)節(jié)任務(wù)的完成有助于學生了解科研工作的選題過程，為畢業(yè)論文的選題及今后科研工作的開展奠定了基礎(chǔ)。

2 完善教學過程

學生擬定初步的培養(yǎng)方案經(jīng)教師審閱后，教師會引導學生制定并撰寫詳細實驗方案及實驗進度安排表，并上報研究所需的實驗試劑及耗材。該過程能讓學生對整個實驗有個總體認識，能對實驗中需要注意的細節(jié)進行關(guān)注，同時鍛煉對實驗所需的試劑和耗材數(shù)量有個基本估算的能力。

在首次實驗課上，各研究團隊需按項目申報形式制作開題匯報PPT，由選出的代表匯報實驗研究方案及進度安排，并進行答辯。各研究團隊會在在此過程中，相互學習補充各自的不足，完善實驗方案，同時教師需把握其中可能遺漏的重要信息，并做相應(yīng)講解。這一環(huán)節(jié)通過學生的相互討論，指出實驗過程中可能遇到的問題，并探討解決的對策和預(yù)備方案，從而完善各團隊實驗方案，使之切實可行。

確定實驗方案和流程后，各組分別行動，按計劃完成各個環(huán)節(jié)的實驗操作，出現(xiàn)問題時可及時與教師溝通與探討，比如RNA提取效果不好可能的原因是什么，如何改進操作獲得更理想的中間產(chǎn)物，使后續(xù)實驗更順利進行;又如蛋白質(zhì)電泳凝膠制備遇到不聚合怎么辦等等。在此過程中，教師不得過渡干預(yù)學生的實驗操作，只能在一旁認真觀察，并在關(guān)鍵步驟上做適當?shù)奶狳c。第一次進行基因克隆實驗難免會遇到各種失敗，因此，我們允許學生利用課余時間反復(fù)重新嘗試，直到成功為止。這樣既能保證學生掌握完整的實驗過程，也鍛煉了學生百折不撓的毅力，為充滿自信地開展后續(xù)的學習及科研工作打下了堅實的基礎(chǔ)。

3 改進考核方式

在完成實驗任務(wù)后，研究小組成員共同完成一份研究報告，研究報告需以畢業(yè)論文的格式和要求撰寫。包括中英文摘要、關(guān)鍵詞、引言、材料與方法、結(jié)果、討論、總結(jié)、參考文獻八個部分。研究報告的撰寫要求學生能對實驗過程有詳盡的描述，并對已完成的實驗進行結(jié)果分析與討論，如此能讓學生對整個實驗有全面深刻的認識，同時對畢業(yè)論文的撰寫有了初步的了解。從研究報告的撰寫情況來看，大多數(shù)研究團隊能全面歸納總結(jié)已完成的工作，對實驗數(shù)據(jù)進行科學的分析和判斷，加以討論和設(shè)想，并對后一步的工作作出預(yù)期和展望。

4 問題與展望

采用任務(wù)驅(qū)動教學法，旨在培養(yǎng)學生在科研工作中嚴謹?shù)淖黠L，獨立分析問題和解決問題的能力，以及團隊合作精神，激發(fā)學生對實驗知識及實驗技能的學習興趣和參與實踐的積極性。但在實施這一課堂教學改革的過程中，我們也發(fā)現(xiàn)了一些問題，比如：分組合作雖然能鍛煉學生的團隊協(xié)作能力，但也給那些對本專業(yè)毫無興趣，完全不愿意做實驗的同學提供了便利，他們可以坐等同組同學的實驗結(jié)果。為了避免這一現(xiàn)象的再次出現(xiàn)，我們擬對考核方案進行改進，通過操作考核的方式對每個學生進行動手能力考查。此外，現(xiàn)行的排課體系使得上課時間安排上不夠合理，有部分實驗是需要等待機器完成的，因此會有一些等待的時間比較空閑。同時，因為是設(shè)計研究性實驗，所以全部實驗集中于一周內(nèi)完成有一定難度，實驗失敗了就必須重新做，直到獲得結(jié)果為止，因此學生在實驗課程結(jié)束后利用了大量的課余時間繼續(xù)完成實驗工作。針對這一問題，在后續(xù)的培養(yǎng)方案中，我們將生物技術(shù)大實驗更名為生物技術(shù)綜合實驗，放在了實踐環(huán)節(jié)中，教學安排為兩周，這樣安排給了學生更多的緩沖時間，能確保實驗得以順利完成。

總之，基于任務(wù)驅(qū)動的生物技術(shù)大實驗課程教學改革，使教學活動真正建立在學生自主活動和獨立探索的基礎(chǔ)上，為學生思考、探索、發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新提供了最大的空間，也取得了良好的效果。教學改革是一項系統(tǒng)改革，任重而道遠，作為教師，我們要不斷提高業(yè)務(wù)素質(zhì)，不斷探索、不斷實踐、不斷總結(jié)，把教學工作開展得更有生氣、更有效果，為培養(yǎng)更高素質(zhì)的合格人才而加倍努力。

基金項目：武漢市教育局教學研究重點項目：以能力培養(yǎng)為導向的生物技術(shù)專業(yè)實驗課程教學模式研究，（項目編號：2013004）

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