多種教學(xué)方法在基因工程實(shí)驗(yàn)課中的創(chuàng)新應(yīng)用

摘 要：基因工程是生命科學(xué)相關(guān)學(xué)科的主干課程，它在微觀水平上研究核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能，實(shí)踐性極強(qiáng)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式與方法已不能滿足現(xiàn)代化生物領(lǐng)域人才培養(yǎng)的需要，因此，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法對(duì)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新思維和綜合素質(zhì)有著極其重要的作用。

關(guān)鍵詞：教學(xué)方法 手段 基因工程 實(shí)驗(yàn) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：Q642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2018）01（a）-0210-02

基因工程（genetic engineering），也稱基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)，它是在分子水平上對(duì)基因進(jìn)行操作的復(fù)雜技術(shù)，是生物工程的一個(gè)重要分支，它和酶工程、細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)工程和微生物工程共同組成了生物工程[1]?；蚬こ虒?shí)驗(yàn)課是生物技術(shù)專業(yè)重要的主修課程，是培養(yǎng)造就生物技術(shù)和生物科學(xué)高層次人才的所需基本素質(zhì)的重要課程[2]。

基因工程實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)展能幫助學(xué)生更好的理解、學(xué)習(xí)基因工程理論知識(shí)，是理論知識(shí)學(xué)習(xí)的強(qiáng)有力支撐。由于基因工程實(shí)驗(yàn)課大部分是在微觀水平上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，大部分操作存在“看不見(jiàn)、摸不著”的現(xiàn)象，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段的創(chuàng)新極為必要，能幫助學(xué)生更好理解微觀世界里的生命的奧秘，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。筆者結(jié)合多年的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在這里與相關(guān)同仁們進(jìn)行交流和學(xué)習(xí)，以期對(duì)基因工程實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果的提高有所幫助。

1 基因工程實(shí)驗(yàn)課的研究?jī)?nèi)容

基因工程實(shí)驗(yàn)課，它是用人為的方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質(zhì)，DNA或RNA分子提取出來(lái)，在外在條件下用適當(dāng)?shù)娜斯ず铣擅高M(jìn)行切割，再與適合的載體如pMD-18T等進(jìn)行拼接，然后將拼接好的物質(zhì)導(dǎo)入到受體細(xì)胞DH 5-α或TOP 10，讓外源物質(zhì)進(jìn)行“安家落戶”，隨著受體細(xì)胞的生長(zhǎng)，外源基因一起進(jìn)行正常的復(fù)制與表達(dá)，從而獲得新物種的嶄新技術(shù)。鑒于基因工程實(shí)驗(yàn)操作的復(fù)雜與微觀，我們引入了多種多樣的教學(xué)模式和手段，從而強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

2 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

2.1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段相結(jié)合

加強(qiáng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)操作技能的訓(xùn)練，改變學(xué)生“到了上課點(diǎn)、趕點(diǎn)上課”現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)課開(kāi)始之前，鼓勵(lì)學(xué)生自由組合、選拔實(shí)驗(yàn)組長(zhǎng)，召開(kāi)小組內(nèi)討論，制定簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作流程，提前進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)內(nèi)，熟悉基因工程實(shí)驗(yàn)室管理規(guī)范，與實(shí)驗(yàn)教師就即將開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行溝通和探討，在實(shí)驗(yàn)教師的指導(dǎo)下，進(jìn)行試劑的配制、儀器的調(diào)試，鍛煉基本實(shí)驗(yàn)操作技能，加深對(duì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程的掌握和了解，為正式開(kāi)始的實(shí)驗(yàn)操作奠定基礎(chǔ)。

現(xiàn)代化教學(xué)手段的運(yùn)用。基因工程實(shí)驗(yàn)具有周期長(zhǎng)、微觀不可視等特點(diǎn)。一個(gè)目的基因完整的構(gòu)建過(guò)程需要大概1周的時(shí)間，有些學(xué)生做了明天的實(shí)驗(yàn)就忘了今天的做的具體是什么，出現(xiàn)前后銜接不上的現(xiàn)象。尤其像PCR實(shí)驗(yàn)、回收、連接等都是微觀實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中只知道加了幾微升樣品，根本看不見(jiàn)樣品管中都發(fā)生了什么反應(yīng)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的懷疑。因此在實(shí)驗(yàn)開(kāi)展前，利用多媒體技術(shù)制作PPT課件，廣泛搜集一些視頻資源，制作一些微實(shí)驗(yàn)視頻資料，如“PCR反應(yīng)原理和過(guò)程”、“雙向電泳實(shí)驗(yàn)技術(shù)”等。將微觀實(shí)驗(yàn)可視化、短期化。幫助學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，充分理解實(shí)驗(yàn)的目的、原理、實(shí)驗(yàn)過(guò)程和注意事項(xiàng)，對(duì)基因的克隆過(guò)程有一個(gè)更直觀、更清晰的整體認(rèn)識(shí)。

2.2 課內(nèi)實(shí)驗(yàn)與課外實(shí)踐相結(jié)合

我國(guó)教育教學(xué)改革的重要任務(wù)和著眼點(diǎn)是在教學(xué)活動(dòng)中進(jìn)一步吸引學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)[3-4]。單純的課時(shí)內(nèi)教學(xué)已不能滿足學(xué)生對(duì)新知識(shí)、新技術(shù)的追求，為此吉林大學(xué)積極開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，建立開(kāi)放性實(shí)踐教學(xué)模式。鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生申請(qǐng)國(guó)家級(jí)、校級(jí)、學(xué)院級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如：B細(xì)胞表面抗原CD19的標(biāo)記、GFP表達(dá)質(zhì)粒的構(gòu)建及轉(zhuǎn)染、LAMP法檢測(cè)豬肉中是否摻雜有鴨肉成分等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，推進(jìn)學(xué)生課外探索性實(shí)踐教學(xué)體系的建立。課外實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展，是計(jì)劃內(nèi)教學(xué)有力的補(bǔ)充，是激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的重要途徑，它最大限度的利用了實(shí)驗(yàn)室資源，提高了儀器設(shè)備的利用率，最大程度的發(fā)揮了實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研成果相結(jié)合

積極將教師成熟的科研成果轉(zhuǎn)化到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容更新，保證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的新穎性、前沿性，也能增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及思維[5-6]。學(xué)生在大學(xué)二年級(jí)就可以進(jìn)行本科生導(dǎo)師的選擇，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步學(xué)習(xí)。本科生可以和研究生一起開(kāi)組會(huì)，將實(shí)驗(yàn)課內(nèi)學(xué)到的知識(shí)與科研課題融會(huì)貫通，使學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中貼近實(shí)際、貼近科學(xué)前沿。除了聽(tīng)取師兄師姐的匯報(bào)外，還要自己親自查資料，對(duì)基因工程領(lǐng)域涉及的新知識(shí)、新技術(shù)、新方法進(jìn)行總結(jié)與歸納，進(jìn)行組內(nèi)匯報(bào)與交流，鍛煉了學(xué)生英語(yǔ)翻譯能力、口頭表達(dá)能力和寫作能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研成果相結(jié)合的模式，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程更連貫化、具體化、科學(xué)化，體現(xiàn)教學(xué)科研一體化，極大的增強(qiáng)了學(xué)生的參與科學(xué)研究的興趣，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，為學(xué)生后期進(jìn)行研究生學(xué)習(xí)或畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。

3 結(jié)語(yǔ)

5年來(lái)，在基因工程實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)過(guò)程中，我們始終堅(jiān)持多種教學(xué)方法和手段相結(jié)合，堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研相結(jié)合， 尋求提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力最佳契合點(diǎn)。在對(duì)3屆畢業(yè)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)滿意率調(diào)查報(bào)告顯示，100%的學(xué)生滿意現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。新的教學(xué)方法地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和科研能力具有十分重要的作用。培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度和思維能力，增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)意識(shí)和協(xié)作精神，為今后從事科學(xué)研究及步入社會(huì)奠定了基礎(chǔ)。

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