CBE&OBE理念下基因工程技術(shù)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

吳麗雙

（浙江藥科職業(yè)大學(xué) 浙江 寧波 315100）

基因工程原理是在體外對(duì)不同生物的遺傳物質(zhì)（基因）進(jìn)行剪切、重組、連接，然后插入載體分子中形成DNA 嵌合體，轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行繁殖，并表達(dá)出基因產(chǎn)物，如疫苗、抗體、酶制劑等。基因工程技術(shù)已成為現(xiàn)代生物技術(shù)的核心，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、環(huán)保、醫(yī)藥等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，特別是2020 年新冠肺炎疫情的暴發(fā)更加凸顯了基因工程技術(shù)對(duì)醫(yī)藥行業(yè)的重要影響?；蚬こ碳夹g(shù)已經(jīng)成為生物制藥專業(yè)的核心課程。成果導(dǎo)向教育（outcome-based education，OBE）理念是基于學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)成果的產(chǎn)出來(lái)設(shè)計(jì)、實(shí)施和評(píng)價(jià)教育教學(xué)活動(dòng)。該理念要求每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)都要圍繞著社會(huì)需求、職業(yè)需求來(lái)設(shè)計(jì)。能力為本教育（competency-based education，CBE）是一種具有廣泛世界影響力的職業(yè)教育模式，其主要特征是以社會(huì)崗位需求作為課程設(shè)置的依據(jù)和基礎(chǔ)，培養(yǎng)目標(biāo)明確具體，使學(xué)生在知識(shí)、能力和素質(zhì)三方面與社會(huì)職業(yè)崗位要求具備的綜合能力一致。筆者所在學(xué)校是以職業(yè)能力培養(yǎng)為核心的職業(yè)教育，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力，以實(shí)現(xiàn)與崗位零對(duì)接，CBE&OBE 理念有助于本校培養(yǎng)適應(yīng)新時(shí)代的創(chuàng)新型應(yīng)用人才。本文基于CBE&OBE 理念對(duì)基因工程技術(shù)課程在生物制藥專業(yè)的教學(xué)進(jìn)行了改革和實(shí)踐探索，以期為該課程教學(xué)改革提供借鑒和參考，不斷完善后續(xù)課程教學(xué)體系。

1 “基因工程技術(shù)”課程培養(yǎng)目標(biāo)

根據(jù)對(duì)崗位需求的調(diào)研，我們?cè)O(shè)置了該課程的培養(yǎng)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)要求學(xué)生掌握基因工程技術(shù)的原理、基因操作技術(shù)及其在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用；能力目標(biāo)要求能完成基因克隆與表達(dá)的基本操作，能根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研制訂實(shí)驗(yàn)方案，開展基因的克隆和表達(dá)的研究；能分析和解決基因工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中常見的問(wèn)題；能追蹤了解基因工程學(xué)科前沿和發(fā)展方向；素質(zhì)目標(biāo)要求具備敬畏生命、敬業(yè)奉獻(xiàn)、嚴(yán)守藥規(guī)、精益求精的良好職業(yè)道德。

2 基于CBE&OBE 的“基因工程技術(shù)”課程教學(xué)設(shè)計(jì)

在上述課程培養(yǎng)目標(biāo)基礎(chǔ)上，我們對(duì)基因工程課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法進(jìn)行了設(shè)計(jì)，分為目的基因的分離、基因的分子克隆、工具酶、載體、基因的重組和表達(dá)、基因工程應(yīng)用和基因工程操作七大模塊。以能力目標(biāo)要求能完成基因克隆與表達(dá)的基本操作，能根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研制訂實(shí)驗(yàn)方案開展基因的克隆和表達(dá)的研究為例，我們結(jié)合現(xiàn)有的科研課題設(shè)計(jì)了PCR 引物設(shè)計(jì)、PCR 體系設(shè)計(jì)和重組載體的設(shè)計(jì)等內(nèi)容；在理論知識(shí)學(xué)習(xí)結(jié)束并通過(guò)考核之后，教師以研科研項(xiàng)目為例，布置綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目（目的基因體外重組表達(dá)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)），培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。同時(shí)，在教學(xué)過(guò)程中把教學(xué)內(nèi)容模塊化，打破教材章節(jié)的限制，根據(jù)基因工程的三大要素及其技術(shù)流程，整合為7 大模塊，有助于學(xué)生的學(xué)習(xí)思路更加清晰。且本課程去掉了生物化學(xué)和生物分離技術(shù)課程重復(fù)交叉的內(nèi)容，如基因的表達(dá)與調(diào)控，目標(biāo)產(chǎn)物的分離與純化等。

3 基于CBE&OBE 的“基因工程技術(shù)”課程教學(xué)實(shí)施

教學(xué)實(shí)施是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的中心階段。傳統(tǒng)教學(xué)以知識(shí)傳授為主，教師處于教學(xué)主體地位，教學(xué)模式較單一，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性差，缺乏學(xué)習(xí)的興趣，教學(xué)效果不佳。在CBE&OBE 理念的指導(dǎo)下，我們按照?qǐng)D1 改進(jìn)教學(xué)實(shí)施環(huán)節(jié)。以“基因工程操作”模塊為例，在前面6 個(gè)模塊內(nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)束的基礎(chǔ)上，學(xué)生考核合格后，方可進(jìn)入該模塊階段的學(xué)習(xí)，在第一次課堂上已經(jīng)讓學(xué)生自由分組，整個(gè)課程的小組討論以及最后的綜合性項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)都按照該分組來(lái)執(zhí)行；同時(shí)要求每組設(shè)組長(zhǎng)，組內(nèi)分工實(shí)行輪換制，使得小組內(nèi)的成員能夠體驗(yàn)不同角色和職責(zé)。進(jìn)入此模塊后，小組進(jìn)行選題，經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)查閱、分析、討論和總結(jié)確定選題，并完成項(xiàng)目實(shí)施報(bào)告，制作PPT 進(jìn)行匯報(bào)，內(nèi)容包括選題意義、目的基因獲取方法、重組質(zhì)粒構(gòu)建方法、重組菌的篩選和表達(dá)、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及可能遇到的問(wèn)題等。結(jié)果的評(píng)價(jià)由教師評(píng)價(jià)和小組互評(píng)組成，考評(píng)合格后方可進(jìn)入下一步。項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程是重點(diǎn)，學(xué)生操作過(guò)程中，要求教師在旁指導(dǎo)，針對(duì)共性問(wèn)題開展現(xiàn)場(chǎng)討論，針對(duì)個(gè)性難題進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)解答，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)分析、解決問(wèn)題，爭(zhēng)取提出創(chuàng)新性的解決方案。最后的項(xiàng)目總結(jié)，學(xué)生需要提供完整的結(jié)果分析報(bào)告，包括整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的注意事項(xiàng)、經(jīng)驗(yàn)、對(duì)實(shí)驗(yàn)室條件、課程內(nèi)容設(shè)置、教師教學(xué)方法等提出意見和建議，教師對(duì)每組的總結(jié)報(bào)告進(jìn)行評(píng)價(jià)。在整個(gè)教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，以學(xué)生為主體，特別注重學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，強(qiáng)調(diào)學(xué)生掌握技能并應(yīng)用的能力。

圖1 基于CBE&OBE 的“基因工程技術(shù)”課程教學(xué)實(shí)施

基于CBE&OBE 理念，筆者在本課程中以項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目操作、項(xiàng)目總結(jié)的導(dǎo)向開展實(shí)驗(yàn)課程，讓學(xué)生把理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力，能夠根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研制訂實(shí)驗(yàn)方案開展基因的克隆和表達(dá)的實(shí)驗(yàn)。

4 基于CBE&OBE 的學(xué)生學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)體系

良好的評(píng)價(jià)體系不僅可以真實(shí)反映學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，且能讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的問(wèn)題，并進(jìn)行有效改進(jìn)。以CBE&OBE 理念為指導(dǎo)，建立以成果為導(dǎo)向的學(xué)生學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)模式，貫穿課程教學(xué)的全過(guò)程，可以充分、準(zhǔn)確地檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。評(píng)價(jià)體系包括線上MOOC 平臺(tái)系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)價(jià)、教師評(píng)價(jià)、組內(nèi)&組間互評(píng)、實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)、項(xiàng)目答辯&報(bào)告&分析評(píng)價(jià)以及獎(jiǎng)勵(lì)成績(jī)。不以一次的期末考試作為最終成績(jī)，而是從多角度進(jìn)行考核并綜合評(píng)價(jià)學(xué)生在線上學(xué)習(xí)、課堂參與、課堂演講、團(tuán)隊(duì)合作等方面的表現(xiàn)。同時(shí)，注重過(guò)程性考核，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的學(xué)習(xí)狀態(tài)和階段性學(xué)習(xí)進(jìn)行考核，只有通過(guò)考核的小組才可以進(jìn)入“基因工程操作”的模塊，項(xiàng)目設(shè)計(jì)只有匯報(bào)通過(guò)才能進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)操作。另外，基因操作模塊中有教師和學(xué)生共同參與的評(píng)價(jià)，加入團(tuán)隊(duì)成員的內(nèi)部互評(píng)機(jī)制，既督促了成員之間的合作，又能提高成員的參與度，杜絕學(xué)生蒙混過(guò)關(guān)的思想。

5 “基因工程技術(shù)”課程教學(xué)成效分析

基于CBE&OBE 理念“基因工程技術(shù)”課程改革體系的建立并在本校生物制藥專業(yè)的實(shí)施，采用調(diào)查問(wèn)卷進(jìn)行教學(xué)成效分析。結(jié)果顯示，95%的同學(xué)認(rèn)為課程能夠激發(fā)的學(xué)習(xí)興趣；91%的同學(xué)認(rèn)為互動(dòng)性強(qiáng)，課堂氣氛活躍；85%的同學(xué)認(rèn)為教學(xué)資源豐富，有助于學(xué)習(xí)；88%的同學(xué)認(rèn)為教學(xué)內(nèi)容安排合理，重點(diǎn)突出；87%的同學(xué)認(rèn)為通過(guò)學(xué)習(xí)，收獲很大?？傮w來(lái)說(shuō)，課程獲得了學(xué)生們的認(rèn)可，在學(xué)校期末學(xué)生評(píng)教中獲得94.54 分的高分，有學(xué)生評(píng)價(jià)“教師教法靈活，充分讓學(xué)生展示、表達(dá)，師生互動(dòng)好，課程氣氛活躍”“課程內(nèi)容緊跟科學(xué)前沿”“通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，我的知識(shí)運(yùn)用能力得到提高”。在完成該課程后，很多學(xué)生成功加入學(xué)院的科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，表現(xiàn)出色，學(xué)生反饋說(shuō)該課程運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)模塊，有助于提升獨(dú)立開展科學(xué)研究的能力，培養(yǎng)科研創(chuàng)新能力?；贑BE&OBE的基因工程技術(shù)課程教學(xué)改革，學(xué)生獲得了較全面的崗位技能，重點(diǎn)培養(yǎng)了學(xué)生的職業(yè)崗位適應(yīng)能力，獲得了更大的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。該課程改革的成果可為后續(xù)職業(yè)本科層次人才培養(yǎng)奠定一定的基礎(chǔ)。