任桂萍+王文飛+尹杰超+劉銘瑤+李德山

摘要：2015年?yáng)|北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院實(shí)施了分子生物學(xué)與基因工程實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上，建立“以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，促進(jìn)師生“互動(dòng)”，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上，以已進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的基因工程藥物的研發(fā)全過(guò)程為模式，將產(chǎn)業(yè)化前期基因工程藥物設(shè)計(jì)方案、研究方法和技術(shù)融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使學(xué)生全面掌握基因工程藥物研發(fā)的理念和技術(shù)。通過(guò)對(duì)分子生物學(xué)與基因工程實(shí)驗(yàn)課改革的探索與實(shí)踐，提高了分子生物學(xué)與基因工程實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量和效果，為培養(yǎng)國(guó)際型專業(yè)人才奠定了實(shí)踐基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：分子生物學(xué);基因工程;實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2015）42-0204-02

近年來(lái)，全球范圍內(nèi)生物技術(shù)和產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)加快發(fā)展的態(tài)勢(shì)，主要發(fā)達(dá)國(guó)家和新興經(jīng)濟(jì)體紛紛對(duì)發(fā)展生物產(chǎn)業(yè)做出部署，作為獲取未來(lái)科技經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的一個(gè)重要領(lǐng)域，我國(guó)推動(dòng)生物技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展已有30多年的歷史。

國(guó)務(wù)院印發(fā)的《生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》中指出，生物產(chǎn)業(yè)是國(guó)家確定的一項(xiàng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，生物技術(shù)和生物產(chǎn)品得到廣泛應(yīng)用，生物產(chǎn)業(yè)對(duì)改善人口健康、保障糧食和能源安全、促進(jìn)綠色增長(zhǎng)、改善生態(tài)環(huán)境和增加就業(yè)機(jī)會(huì)等方面的作用明顯提升。要推進(jìn)我國(guó)生物產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速健康發(fā)展，其保障措施之一即是重視人才培養(yǎng)，加大生物技術(shù)人才培養(yǎng)力度，充分發(fā)揮高等院校的作用，重點(diǎn)培養(yǎng)生物產(chǎn)業(yè)高端創(chuàng)新型人才、產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)專業(yè)人才等。在生物產(chǎn)業(yè)中，基因工程、分子生物學(xué)處于核心地位，培養(yǎng)全面掌握分子生物學(xué)與基因工程技術(shù)的專業(yè)人才成為重中之重。

在此形勢(shì)之下，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院對(duì)分子生物學(xué)與基因工程實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)理念和實(shí)驗(yàn)課教材進(jìn)行了改革和探索，通過(guò)該實(shí)驗(yàn)課程的改革培養(yǎng)全面掌握分子生物學(xué)與基因工程技術(shù)的國(guó)際型專業(yè)人才，為我國(guó)生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展輸送高端人才。

一、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，建立“以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，促進(jìn)師生“互動(dòng)”，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

傳統(tǒng)意義上的實(shí)驗(yàn)，往往是實(shí)驗(yàn)講解，然后學(xué)生自己做實(shí)驗(yàn)，最后寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不能夠得到充分的發(fā)揮。我們制作了實(shí)驗(yàn)課程的多媒體課件，積極采用多媒體教學(xué)，具有畫面直觀性、內(nèi)容豐富性、思路清晰性，是激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)產(chǎn)生興趣的重要途徑之一，也是開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效方法之一。同時(shí)積極加強(qiáng)與學(xué)生的交流，從單一的灌輸?shù)街笇?dǎo)啟發(fā)的轉(zhuǎn)變，提高師生之間的“互動(dòng)”效果，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)從傳統(tǒng)的“以教師為主”的模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)”的模式，要求學(xué)生查找出每個(gè)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)文獻(xiàn)，并與自己做出的結(jié)果進(jìn)行比較，真正培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)腦與動(dòng)手能力，達(dá)到提高教學(xué)效果和擴(kuò)展學(xué)生創(chuàng)新思維的目的。

二、改革實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容

以已進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的基因工程藥物的研發(fā)全過(guò)程為模式，將產(chǎn)業(yè)化前期基因工程藥物設(shè)計(jì)方案、研究方法和技術(shù)融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如表達(dá)載體的構(gòu)建技術(shù)、工程菌構(gòu)建、用Pilot系統(tǒng)純化藥物蛋白、糖尿病模型建立和藥效學(xué)研究等。使學(xué)生能掌握基因工程操作、基因工程藥物研發(fā)技術(shù)，并將學(xué)生訓(xùn)練成能為醫(yī)藥企業(yè)等相關(guān)行業(yè)服務(wù)的分子生物學(xué)與基因工程專業(yè)人才。

本實(shí)驗(yàn)課程為一個(gè)為期連續(xù)7天的綜合性大實(shí)驗(yàn)（共64學(xué)時(shí)），實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有機(jī)整合，交叉進(jìn)行，從一個(gè)藥物基因的獲得、鑒定，表達(dá)和純化，以及藥效學(xué)分析為主線，將核酸提取，RT-PCR，表達(dá)和蛋白純化等基因工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)有機(jī)整合，并展示了生物藥物研發(fā)的全過(guò)程。完全按照生物藥物的研發(fā)模式對(duì)學(xué)生進(jìn)行基本訓(xùn)練，為分子生物學(xué)與基因工程培養(yǎng)實(shí)用型人才。

三、編寫實(shí)用性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)課教材

已經(jīng)編寫了校內(nèi)立項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)課教材《基因工程操作》，已經(jīng)在生物學(xué)等專業(yè)本科生和微生物學(xué)等專業(yè)碩士、博士中適用5輪，得到同仁和學(xué)生的一致認(rèn)可，獲得了比較理想的教學(xué)效果。通過(guò)本次教學(xué)改革，加入藥代動(dòng)力學(xué)、疾病動(dòng)物模型的建立等方面的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從而使實(shí)驗(yàn)課教材內(nèi)容更豐富、更完善、更系統(tǒng)。

四、建立全新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念

在觀念上，強(qiáng)調(diào)“實(shí)驗(yàn)同理論課同等重要”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，徹底改變高等院?！爸厣险n，輕實(shí)驗(yàn)”的觀念;在具體實(shí)驗(yàn)上，建立一個(gè)簡(jiǎn)明扼要、切實(shí)可行的分子生物學(xué)與基因工程的系列實(shí)驗(yàn)體系，深入淺出，重視啟發(fā)和討論，教與學(xué)互動(dòng)，使從被動(dòng)、機(jī)械性實(shí)驗(yàn)教學(xué)轉(zhuǎn)向自主性、研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

五、將“分子生物學(xué)與基因工程”實(shí)驗(yàn)課建設(shè)成其理論課的延伸

理論課所講授的內(nèi)容比較深?yuàn)W、難以理解，通過(guò)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)使學(xué)生真正領(lǐng)悟其精髓，從實(shí)踐中證實(shí)了其真實(shí)性和正確性。同時(shí)，學(xué)生將理論課中所學(xué)習(xí)的知識(shí)和理論再用于指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)操作。

該實(shí)驗(yàn)課程以一個(gè)藥物基因片段的獲得、表達(dá)和純化，以及藥效分析為主線建立一個(gè)蛋白藥物研發(fā)的實(shí)驗(yàn)課訓(xùn)練平臺(tái)，抓住蛋白和核酸兩大主題，建立一個(gè)綜合型和研究性的大實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，重視各項(xiàng)技術(shù)的銜接，啟迪學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的綜合運(yùn)用能力。

六、建立一套切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)考核體系

制定一套切實(shí)可行的考核辦法，考核內(nèi)容包括：（1）綜合實(shí)驗(yàn)前的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案和技術(shù)路線報(bào)告的撰寫，占總成績(jī)的30%。（2）實(shí)驗(yàn)后，要求學(xué)生獨(dú)立完成規(guī)范化的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括前言、實(shí)驗(yàn)材料與方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論，這部分占總成績(jī)的50%。（3）實(shí)驗(yàn)技能考核，包含一些基本的實(shí)驗(yàn)操作、儀器的使用、實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)以及一些課堂上講解過(guò)的理論知識(shí)，這部分占總成績(jī)的20%。（4）學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出較好的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新精神的，如設(shè)計(jì)方案獨(dú)特、新穎，實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中給出合理化建議等要給予適當(dāng)?shù)墓膭?lì)和加分。

七、結(jié)束語(yǔ)endprint

綜上所述，分子生物學(xué)與基因工程實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)教學(xué)改革，涉及教師、學(xué)生、教材等多種教學(xué)主體和客體。本次實(shí)驗(yàn)課改革以基因藥物的研發(fā)為主體，融合基因工程各種操作技術(shù)，將任課教師的科研與教學(xué)相融合，將任課教師的科研滲透至實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中，這樣也使授課內(nèi)容和素材得到科學(xué)研究的強(qiáng)力支撐，突出體現(xiàn)了課程教學(xué)與科學(xué)研究緊密結(jié)合的特點(diǎn)。從而搭建微生物學(xué)、生物學(xué)等專業(yè)人才培養(yǎng)平臺(tái)，為我國(guó)分子生物學(xué)與基因工程領(lǐng)域輸送專業(yè)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]蓋穎，陸海.基于能力培養(yǎng)的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)改革[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2012，（1）：96-97.

[2]董妍玲，潘學(xué)武.應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)下基因工程實(shí)驗(yàn)[J].黑龍江畜牧獸醫(yī)，2013，（6）：175-176.

[3]王小敏，葉曉霞.綜合性實(shí)驗(yàn)在基因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].教育教學(xué)論壇，2014，（25）：252-253.

[4]梁健，段瑞君，魏曉星.基于能力培養(yǎng)的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索[J].生物學(xué)雜志，2014，31（2）：109-111.

[5]劉香利，王保莉，張大鵬，劉華偉.基因工程課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇，2014，（2）：252-253.

[6]李斐.綜合性實(shí)驗(yàn)在基因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].教育教學(xué)論壇，2014，（40）：232-233.

[7]曹正宇，朱國(guó)萍.分子生物學(xué)綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和探索[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2014，20（10）：126-129.

[8]唐喆.本科生分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探討[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2014，（3）：19-20.

[9]王華森，朱祝軍，符慶功，于超.分子生物學(xué)教學(xué)方法與實(shí)踐教學(xué)改革探索[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2014，20（06）：128-129.

[10]鄧培淵，袁偉，郭紅玲，李玉華，劉會(huì)麗.生物科學(xué)專業(yè)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)改革探索[J].鄭州師范教育，2015，4（2）：76-79.

[11]郜剛，李卉，智艷平，薛珍.基因工程實(shí)驗(yàn)課程改革探析與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2015，13（1）：56-59.

[12]裔傳燈，周勇，張昌泉，李錢峰，梁國(guó)華.基因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐[J].科教導(dǎo)刊：上旬刊，2015，103-104.endprint