陳國(guó)強(qiáng) 徐軍田 申欣 王萍

摘 要： 本文針對(duì)《基因工程》課程的地位和特色，從師資隊(duì)伍的組建、教材遴選、教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化、課件的制作、教學(xué)網(wǎng)站建設(shè)等方面進(jìn)行探討，提出《基因工程》的各項(xiàng)理論應(yīng)與時(shí)事熱點(diǎn)相結(jié)合，逐步提高工科院校本科生的理論基礎(chǔ)和學(xué)術(shù)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞： 《基因工程》 精品課程建設(shè) 建設(shè)方法

自從1953年Waterson和Cleck發(fā)現(xiàn)了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)后，現(xiàn)代生命科學(xué)的發(fā)展就日新月異。1972年基因工程的出現(xiàn)，更使得人類(lèi)對(duì)生命科學(xué)的研究如虎添翼。其中各種新知識(shí)、新概念、新技術(shù)層出不窮，更新速度相當(dāng)快，已成為當(dāng)今生命科學(xué)中最為活躍和矚目的學(xué)科之一。由于基因工程的發(fā)展極為迅速，技術(shù)非常強(qiáng)大，應(yīng)用極為廣泛，幾乎涉及現(xiàn)代生命科學(xué)的各個(gè)分支學(xué)科。因此其地位非常強(qiáng)勢(shì)，是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要核心內(nèi)容。因此本課程的教學(xué)質(zhì)量將關(guān)系學(xué)生專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

我院在生物技術(shù)、生物工程等專(zhuān)業(yè)中開(kāi)設(shè)了此課程。經(jīng)過(guò)幾年的本科教學(xué)實(shí)踐后，于2010年開(kāi)始進(jìn)行《基因工程》的精品課程建設(shè)。

1.加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，注重青年教師的培養(yǎng)

我院在本科生層次中開(kāi)設(shè)了此課程，同時(shí)該課程的授課教師基本都參與“課程設(shè)計(jì)”、“畢業(yè)設(shè)計(jì)”和“生產(chǎn)實(shí)習(xí)”三個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)工作。目前授課教師的職稱(chēng)結(jié)構(gòu)為：教授2人，副教授2人，講師2人。學(xué)歷結(jié)構(gòu)為：博士3人，在職攻讀博士3人。其中1名青年教師被遴選為香江學(xué)者，另1名青年教師有美國(guó)、德國(guó)等海外科研經(jīng)歷。

2.遴選合適的教材，不拘泥于外文教材

作為一門(mén)理論和技術(shù)更新速度非常快的學(xué)科，《基因工程》的權(quán)威論文和主要著作都以英文發(fā)表。在學(xué)術(shù)交流會(huì)上，專(zhuān)家主要采用英文進(jìn)行學(xué)術(shù)報(bào)告，相互交流也以英文為主。因此在教材選擇上，我們首先選擇外文原版教材“Principles of Gene Manipulation：Sixth Edition”進(jìn)行試點(diǎn)。畢竟它是一門(mén)課程的靈魂，所選教材在編排上非常用心，從基因工程的基本理論和技術(shù)入手，先理論后應(yīng)用，先原核后真核，由點(diǎn)到面，先易后難，循序漸進(jìn)。而且語(yǔ)法簡(jiǎn)潔，概念清晰易懂，重要名詞和技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)介紹。但從學(xué)生的反饋看，全英文教材卻令學(xué)生異常頭疼?？赡芷胀ǘ竟た圃盒５膶W(xué)生平時(shí)看的英文文章不多，接觸的專(zhuān)業(yè)詞匯太少，因此對(duì)英文原版教材的抵觸心理頗重，理解起來(lái)有不少困難。鑒于原版教材的教學(xué)效果并不理想，因此在試點(diǎn)兩個(gè)學(xué)期之后，改成中文的由西安交通大學(xué)出版社出版的馬建崗編著的《基因工程學(xué)原理》第2版。這本教材的編排和主要內(nèi)容與之前所用的外文教材非常一致。最主要的是用了中文教材，學(xué)生對(duì)各種概念和技術(shù)很容易理解和掌握，上手很快。可見(jiàn)，原版教材雖好，還要看學(xué)生的外語(yǔ)程度能不能達(dá)到相應(yīng)的層次才行。畢竟教材的采用只是手段，最終教學(xué)目的還是要讓學(xué)生能從宏觀層面把握《基因工程》的主要內(nèi)容、基本原理、發(fā)展方向和研究重點(diǎn)，了解它在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品、輕工業(yè)等方面的實(shí)際應(yīng)用。

3.及時(shí)引入時(shí)事熱點(diǎn)，理論聯(lián)系實(shí)際

自從2009年農(nóng)業(yè)部給轉(zhuǎn)基因水稻頒發(fā)了安全證書(shū)[1]以來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻的討論就風(fēng)生水起，一浪接一浪。無(wú)論是電視、互聯(lián)網(wǎng)，還是報(bào)紙、收音機(jī)，在各種媒體上都能看到或聽(tīng)到各種與轉(zhuǎn)基因有關(guān)的討論。無(wú)論是專(zhuān)業(yè)人士、媒體從業(yè)人員，還是普通老百姓，都非常關(guān)注這個(gè)領(lǐng)域的一舉一動(dòng)。這既對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究造成了困擾，反過(guò)來(lái)又是一次科普良機(jī)，對(duì)基因工程的教學(xué)是一種幫助。

在教學(xué)過(guò)程中的不同部分，我們都加入了不少當(dāng)下各個(gè)人群對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻的討論。在緒論部分，我們簡(jiǎn)述了轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展史，并導(dǎo)入與轉(zhuǎn)基因食品尤其是轉(zhuǎn)基因水稻安全性的辯論，如2010年方舟子博士參與的《一虎一席談》的有關(guān)視頻，讓學(xué)生從普通消費(fèi)者、人大代表、政策制定者、非政府組織從業(yè)人員、科研工作者、科普人員等多個(gè)視角看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)。在載體部分，則提出篩選標(biāo)記基因、外源基因在生態(tài)系統(tǒng)中可能發(fā)生漂移的等潛在生態(tài)問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生思考。

而在非常重要的植物基因工程部分，更是加入不少視頻，既有2012年“黃金大米”風(fēng)波的新聞?wù){(diào)查視頻，又播放了2013年北大生科院院長(zhǎng)饒毅教授在世紀(jì)大講堂上發(fā)表的演講“轉(zhuǎn)基因是什么”。在播放視頻的同時(shí)，提醒學(xué)生從轉(zhuǎn)入的外源基因入手，首先了解其表達(dá)產(chǎn)物有何特點(diǎn)？為何這種水稻在食用上是安全的？家畜食用了是否安全？對(duì)中國(guó)人的主食——水稻進(jìn)行轉(zhuǎn)基因并頒發(fā)安全證書(shū)，在生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和政策上有何風(fēng)險(xiǎn)？我們周邊的市場(chǎng)上到處可見(jiàn)的食用油，有哪些原料含有轉(zhuǎn)基因成分？這些食用油在食用上是否安全？除此之外，市場(chǎng)上還有哪些食品的原料或者其他作物含有轉(zhuǎn)基因成分？它們?nèi)绻蝗祟?lèi)食用了是否安全？作為一個(gè)普通消費(fèi)者或具有基本的轉(zhuǎn)基因科學(xué)素養(yǎng)的學(xué)生，面對(duì)國(guó)內(nèi)反對(duì)和支持的兩種聲音，該如何從科學(xué)角度做出自己的判斷？在2012年2月初我國(guó)國(guó)務(wù)院法制辦公布的《糧食法（征求意見(jiàn)稿）》中，與轉(zhuǎn)基因糧食的有關(guān)規(guī)定表明了我國(guó)在轉(zhuǎn)基因水稻及其他作物上持何種態(tài)度？目前世界上轉(zhuǎn)基因作物的種植情況如何？我國(guó)的轉(zhuǎn)基因作物的種植情況又是如何？將這些與日常生活緊密相關(guān)的東西提到課堂上，使理論和實(shí)際有機(jī)聯(lián)系在一起，讓學(xué)生真實(shí)地感知到基因工程的存在。這樣，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，當(dāng)生活中再次面對(duì)類(lèi)似問(wèn)題時(shí)，學(xué)生就會(huì)有基本的科學(xué)素養(yǎng)，做出自己的判斷。

在另外的動(dòng)物基因工程部分，特別引入2012年的諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)摺街猩鞆浗淌诘膇PS技術(shù)[2]，并將這項(xiàng)技術(shù)的前世今生梳理一番，理清其前后發(fā)展脈絡(luò)。讓學(xué)生及時(shí)了解最新的生命科學(xué)的進(jìn)展，同時(shí)不忘記前人的科學(xué)成就。因?yàn)閕PS細(xì)胞最早是通過(guò)轉(zhuǎn)基因的方法獲得的。它用了基因工程的方法，獲得的是細(xì)胞工程的成果，這種混搭的思路和成就不是前人能做到的。

4.精心制作教學(xué)課件，雙語(yǔ)并用

本課程是生命科學(xué)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，涵蓋了基因工程的各種基本概念，以及許多從體外DNA重組技術(shù)衍生發(fā)展而來(lái)的新技術(shù)、新方法，同時(shí)介紹了基因工程在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等方面的各項(xiàng)新進(jìn)展。因此內(nèi)容非常豐富，信息量大，涉及面廣。如果采用傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)，則許多學(xué)生會(huì)覺(jué)得這門(mén)課抽象、枯燥，學(xué)起來(lái)沒(méi)意思。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)課程的趣味性和藝術(shù)性，必須靈活采用多種教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，我們采用多媒體進(jìn)行教學(xué)。因?yàn)橹谱鞯幕脽羝梢曅詮?qiáng)、信息量大、圖文并茂，可以將書(shū)本知識(shí)轉(zhuǎn)化成生動(dòng)形象的直觀教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，便于學(xué)生理解和掌握教學(xué)內(nèi)容。

由于全英文的幻燈片對(duì)學(xué)生而言太過(guò)艱深，因此在制作幻燈片時(shí)，在一些重要的名詞、概念和技術(shù)上，采用中英文并用的方式，并用星號(hào)標(biāo)注。讓學(xué)生既理解并掌握其內(nèi)涵，又知道教學(xué)重點(diǎn)，更加深對(duì)相應(yīng)外文的印象。即使不能立即寫(xiě)出來(lái)，在閱讀時(shí)多少能反應(yīng)過(guò)來(lái)。

另外在每一章的第一張幻燈片，我們都首先展示基因工程的總體技術(shù)路線(xiàn)，并將該章內(nèi)容涉及的步驟標(biāo)記出來(lái)。這樣學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)就有一個(gè)整體感覺(jué)，了解本章節(jié)內(nèi)容在整個(gè)基因工程中所處的位置。在每個(gè)章節(jié)的最后，都會(huì)進(jìn)行總結(jié)，列出本章涉及的主要知識(shí)點(diǎn)及重要問(wèn)題，方便學(xué)生課后復(fù)習(xí)。

在用心制作多媒體課件、利用多媒體進(jìn)行教學(xué)的同時(shí)，應(yīng)結(jié)合傳統(tǒng)的板書(shū)，注重課堂提問(wèn)。將講解、板書(shū)和多媒體課件應(yīng)用結(jié)為一體，合理運(yùn)用，取長(zhǎng)補(bǔ)短，充分發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì)，可以最適當(dāng)?shù)姆绞綄⒅R(shí)傳授給學(xué)生，有效提高教學(xué)質(zhì)量。而課堂的提問(wèn)方式，可以是“簡(jiǎn)單問(wèn)答”，或“自問(wèn)自答”，也可以是“問(wèn)而不答”，這樣有利于引起學(xué)生的注意，促進(jìn)學(xué)生思考，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，活躍課堂氣氛，加強(qiáng)師生間的互動(dòng)。提問(wèn)這一方式應(yīng)貫穿整個(gè)課程的教學(xué)過(guò)程。而提問(wèn)的內(nèi)容不僅要有上節(jié)課的授課內(nèi)容，還應(yīng)該與之前講授過(guò)的內(nèi)容（包括其他學(xué)科，如分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)等）結(jié)合起來(lái)，將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)化、立體化。

此外在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)多傾聽(tīng)學(xué)生意見(jiàn)，使課堂教學(xué)更接近學(xué)生的思維，尤其要關(guān)懷愛(ài)護(hù)學(xué)習(xí)困難的學(xué)生，拉近教師與學(xué)生的距離。這樣才能達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)的境界。

5.加強(qiáng)課程網(wǎng)站建設(shè)，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源

利用本校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，我們進(jìn)行了本課程的網(wǎng)站建設(shè)。除了現(xiàn)有的教學(xué)課件之外，將其他相關(guān)的教學(xué)視頻、文件、教輔資料等都提交到網(wǎng)站上，并建設(shè)相應(yīng)的題庫(kù)，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)。并對(duì)一些與生命科學(xué)有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行介紹，方便學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)這個(gè)平臺(tái)，盡可能吸收相關(guān)前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)。

基因工程是一門(mén)技術(shù)使用廣泛、內(nèi)容國(guó)際前沿性強(qiáng)、發(fā)展和更新迅速、實(shí)踐性極強(qiáng)的生命科學(xué)的專(zhuān)業(yè)主干課程。一些內(nèi)容單純地通過(guò)課程介紹，還是有部分學(xué)生會(huì)感覺(jué)枯燥、不易理解。因此，最好在適當(dāng)時(shí)機(jī)，充分利用當(dāng)?shù)刭Y源及實(shí)習(xí)基地，安排學(xué)生去相關(guān)生物制藥企業(yè)參觀，近距離接觸基因工程產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程及設(shè)備操作，以使學(xué)生對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐有最直觀的認(rèn)識(shí)。另外，最好能開(kāi)出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程，理論聯(lián)系實(shí)際，加深學(xué)生對(duì)《各項(xiàng)基因工程》基本理論的理解和掌握。

以上教學(xué)方法在我校生物技術(shù)、生物工程本科專(zhuān)業(yè)學(xué)生中的應(yīng)用，再加上教師自身綜合素質(zhì)不斷提高，講解的內(nèi)容更加透徹，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中感覺(jué)不再枯燥無(wú)味，有比較濃厚的學(xué)習(xí)興趣，部分學(xué)生甚至在低年級(jí)階段就參與到教師的科研課題中。畢業(yè)論文中有不少還獲得江蘇省普通高等學(xué)校優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。

總之，我們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)當(dāng)以培養(yǎng)符合時(shí)代要求的國(guó)際型應(yīng)用人才為目標(biāo)，深刻認(rèn)識(shí)基因工程理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，不斷推進(jìn)和完善這兩方面教學(xué)，加深學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解，掌握各種實(shí)踐操作能力，最終將學(xué)生培養(yǎng)成21世紀(jì)的高新技術(shù)人才。

參考文獻(xiàn)：

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資助項(xiàng)目：淮海工學(xué)院2010年校級(jí)立項(xiàng)建設(shè)精品課程項(xiàng)目（淮工院發(fā)[2011]3號(hào)）。