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摘 要:基因工程是生物技術(shù)專業(yè)的必修專業(yè)課程,根據(jù)生物技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案以及學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,從教學(xué)的內(nèi)容、手段等方面進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì)改革,期待取得良好的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:基因工程;生物技術(shù);教學(xué)
吉林化工學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)是2009年新辦專業(yè)。基因工程為生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)課,開設(shè)時(shí)間為大三下學(xué)期。針對(duì)本校生物技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)方案和培養(yǎng)目標(biāo),我們對(duì)基因工程課程內(nèi)容進(jìn)行了重組,對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn),取得了良好的教學(xué)效果。
一、教學(xué)內(nèi)容的重組
本校的生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)本門課程之前,已經(jīng)完成了生物化學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)等理論課程和實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí),具備了較完整的理論知識(shí)基礎(chǔ)。目前,基因工程理論和技術(shù)發(fā)展日新月異,而基因工程課程的培養(yǎng)方案規(guī)定學(xué)時(shí)僅為32學(xué)時(shí),如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)合理優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,制訂切實(shí)可行的教學(xué)方案,減少授課內(nèi)容之間的重復(fù)就顯得尤為關(guān)鍵。
教材是教學(xué)的參考,教材編寫中為了知識(shí)體系的完整,不同教材知識(shí)內(nèi)容之間難免會(huì)有重疊交叉。所以,在教學(xué)中教師必須根據(jù)本專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)和本校實(shí)際,安排合理的教學(xué)內(nèi)容。我們將基因工程內(nèi)容分成三大部分,第一部分是理論基礎(chǔ),第二部分是DNA重組技術(shù),第三部分是外源基因的表達(dá)。
首先,基因工程的理論基礎(chǔ)包含酶學(xué)基礎(chǔ)和載體構(gòu)建酶學(xué)基礎(chǔ)部分,著重給學(xué)生介紹各類工具酶的特點(diǎn)及用途,對(duì)于分子生物學(xué)交叉的部分做簡(jiǎn)要介紹;載體構(gòu)建部分主要介紹在微生物、植物、動(dòng)物中不同載體的使用及簡(jiǎn)單的構(gòu)建策略,雖然現(xiàn)在絕大多數(shù)的載體都已經(jīng)商品化,都可以即買即用,但是載體構(gòu)建的策略體現(xiàn)了基因重組過程中非常重要的思想,讓學(xué)生了解載體的構(gòu)建過程有助于對(duì)整個(gè)基因重組過程的理解。
其次,DNA重組技術(shù)是整個(gè)基因工程的核心部分,要做重點(diǎn)講解。主要側(cè)重DNA重組過程的戰(zhàn)略設(shè)計(jì),從目的基因的獲得、載體與目的基因的酶切、拼接、導(dǎo)入受體細(xì)胞、重組子篩選等各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)實(shí)驗(yàn)策略和實(shí)驗(yàn)方法做詳細(xì)的講解和討論。
最后,外源基因在宿主細(xì)胞中的穩(wěn)定表達(dá)是所有基因工程的最終目的,因此要向?qū)W生詳細(xì)講解什么是轉(zhuǎn)基因沉默,相應(yīng)的解決策略是什么。對(duì)本校生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生來說,主要側(cè)重討論微生物的基因工程,即主要討論大腸桿菌的基因工程和酵母的基因工程,而植物和動(dòng)物基因工程涉及較少,這部分我們只做概述。
二、教學(xué)方法
適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式和教學(xué)方法是提高教學(xué)質(zhì)量的重要保證。為了提高基因工程課程的教學(xué)效果,我們使用了構(gòu)建思維導(dǎo)圖配合多媒體教學(xué)的方式。
思維導(dǎo)圖是20世紀(jì)60年代由英國(guó)著名學(xué)者托尼·巴贊提出的一種有效的記憶方法。思維導(dǎo)圖以節(jié)點(diǎn)來代表一個(gè)概念、主題或想法,以線段或弧線來連接它們,從而表示出概念之間、主題與事實(shí)、細(xì)節(jié)之間或想法之間的關(guān)系,把各級(jí)主題的關(guān)系用相互隸屬與相關(guān)的層級(jí)圖表現(xiàn)出來,充分運(yùn)用左右腦的機(jī)能,利用記憶、閱讀、思維的規(guī)律,協(xié)助學(xué)習(xí)者進(jìn)行高級(jí)思維和有效記憶,進(jìn)而提高創(chuàng)造力。在教學(xué)中,由教師一面講課,一面在黑板上生成思維導(dǎo)圖,幫助學(xué)生總結(jié)歸納、理解記憶。每個(gè)知識(shí)點(diǎn),涉及用圖片等演示的,用事先準(zhǔn)備的多媒體播放給學(xué)生,加深學(xué)生對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握,這樣就避免了單純多媒體教學(xué)直線性的特點(diǎn),呈現(xiàn)給學(xué)生一個(gè)相關(guān)主題的知識(shí)網(wǎng)絡(luò),便于理解記憶。
其次,在教學(xué)中采用提問式教學(xué)。隨時(shí)對(duì)學(xué)過的與基因工程有關(guān)的微生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)知識(shí)進(jìn)行提問,一方面幫助學(xué)生回憶學(xué)過的知識(shí),另一方面要讓學(xué)生了解到,在大學(xué)的學(xué)習(xí)過程中各門課程之間不是孤立的,而是有機(jī)地聯(lián)系在一起的。
最后,采用啟發(fā)研討式教學(xué)。在基因工程教學(xué)中,將每一個(gè)重要技術(shù)的研究思路引入課堂,如在怎樣的情況下催生了Mullis發(fā)明了PCR技術(shù),Lederberg又是如何由細(xì)菌致育因子想到了基因載體等;通過生動(dòng)的實(shí)例激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,啟發(fā)學(xué)生通過觀察去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。同時(shí),為了進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,在教師講解后讓學(xué)生分小組,就自己感興趣的新技術(shù)及其應(yīng)用等查閱最新文獻(xiàn)資料,并走上講臺(tái)講解,這樣就能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,也使學(xué)生在閱讀能力、自學(xué)能力、口頭表達(dá)能力等方面得到實(shí)際鍛煉。
三、考核方式
生物技術(shù)專業(yè)的基因工程是32學(xué)時(shí)的必修考試課,成績(jī)由期末考試和平時(shí)成績(jī)兩部分組成。考試成績(jī)占70%,平時(shí)成績(jī)占30%,平時(shí)成績(jī)包括出勤、作業(yè)、課堂表現(xiàn)等方面。
經(jīng)過上述嘗試,生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生在課上能夠積極配合教師,更重要的是學(xué)生真正進(jìn)行思考,積極參與到整個(gè)教學(xué)過程中來,取得了良好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn):
托尼·巴贊.思維導(dǎo)圖[J].李新,譯.北京:作家出版社,1999.
編輯 薄躍華