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摘要 以“基础-综合-系统-创新”基因工程教学改革体系为背景，对教学方法进行了如下改革：①在“基础”理论教学过程中，主要采用问题导向式、启发式、讨论式、案例式等教学方法；②在“综合性”理论教学和实习教学中，主要采用合作学习、探究学习等教学方法；③在“系统”教学中，主要采用案例教学法和项目教学法；④在“创新”教学上，主要采用模拟训练法和实战训练法等教学方法。通过上述教学改革，旨在提高学生的学习兴趣，培养学生分析问题、解决问题的能力，更重要的是培养学生的科研能力和创新精神，同时激发教师的教学潜能，提高教师的科研能力。
关键词 基因工程； 教学方法； 多元化
中图分类号 S-01 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）25-08815-02
Abstract The reform teaching methods in “genetic engineering” ，under the background of “basic，integrated，systematic，innovative”，were as follows：①On “basic”，the main teaching methods were problemoriented，heuristic，discussion，case teaching method，and so on. ②On “integrated”，the methods of cooperative learning and inquiry learning were the main. ③On “systematic”，case teaching and project teaching method was the chief；④On “innovative”，simulation and actual combat training method was the main. The teaching reforms not only improved the students’ interest in learning，but also cultivated the students’ ability to analyze and solve the problem，the more important was to cultivate the students’ scientific research ability and creative spirit，to stimulate the teaching potential，and improve the teachers’ ability of scientific research.
Key words Genetic engineering； Teaching method； Diversification
“基因工程”是高等院校生物相关专业重要的专业课，为了更好地提高教学质量，本课程的教师均在积极探索适合于自己院校的教学模式。例如，南京林业大学的陈英等从做好课程总体规划、开展多媒体辅助教学、重视实验教学、尝试研究性学习等方面，培养学生创新精神和实践能力，以达到重点培养学生综合素质和能力的目标[1]；北京林业大学的安新民等对“基因工程”的教学方法与手段进行了有益的探索，初步建立了讲授、案例教学、读书报告教学相结合，并充分运用多媒体和网络资源的新型的专业课教学模式[2]。但是上述教学方法如何应用于不同专业的学生，教学效果如何，还需要进行研究和实践。
另外，在教学方法问题上目前还存在：①教学方式单一，仍以学生接受知识为主，在一定程度上限制了学生的主体意识和个性发展，制约了创新型人才的培养[3]。②教育思想和观念落后，强调在教学过程中，教师起主导作用，并将其主导作用绝对化、扩大化。事实上，任何教师都不可能把知识直接灌输给学生，只能通过激发学生的兴趣，帮助其建立新旧知识之间的联系，促进其自觉地学习[4-5]。③多媒体教学的优越性不明显。一些教师在制作课件时，只是改变了将内容表现出来的媒介方式，即由以黑板作媒介转为以屏幕为媒介，没有实质性的变化。有的教师在上多媒体课时，过分依赖多媒体，完全围绕课件讲课，导致多媒体教学的“辅助”作用蜕变为“主导”作用[6-8]。④教师教学研究精力不足。有些教师只注重教学内容的深广度和学术性，忽视教学手段与方法的更新。有的教师虽然采用了案例式、讨论式等教学方法，但由于不理解各种教学方法的内涵而致使效果不佳。
因此，笔者所在教研室在长期的基因工程教学工作中，在借鉴兄弟院校基因工程改革成果的基础上，结合东北林业大学本科生的特点，以“基础-综合-系统-创新”基因工程教学体系为背景，探索适合于该教学体系的教学方法，更加侧重于培养学生的创新能力和协作能力。
1 教学方法的设计
在“基础”理论教学过程中，依据教学大纲，以自主学习、任务型教学、学习策略等先进的教学理念为指导进行教学内容设计，采用问题导向式、启发式、讨论式、案例式等教学方法，激发学生的学习兴趣和热情，使学生理解性地掌握基因工程的精髓。
在“综合性”理论教学和实习教学中，采用合作学习、探究学习等教学方法，强化学生的团队意识和合作意识，探究综合理论知识的应用，探索综合实验技术的改进，进一步激发学生的学习兴趣，培养学生的协作能力和创新能力。
在“系统”教学中，采用案例教学法和项目教学法，注重从系统整体分析与设计角度出发，从更高层次上让学生进一步掌握基本内容和重点内容，使学生能够利用基本知识，从系统角度分析教学内容各模块的关联，最终实现学习方法创新及基本教学内容在创新实践中的应用。
在“创新”教学上，除了在上述教学内容上培养学生的创新思维外，采用模拟训练法和实战训练法等教学方法，根据基因工程原理设计解决的问题，模拟或深入到实验室实训来证实自己的设计。这样不仅可以进一步提升学生的创新思维，同时培养了学生解决实际研究难题的能力。 2 教学方法的实践
根据教改计划实施了基于“基础-综合-系统-创新”教学体系的实践教学活动，发现教师的激励、组织、点拨和引导作用对提高学生学习的积极性，使学生理解学习过程，掌握科学的学习方法，培养创新能力和探求精神是非常重要的。特别是如何上好第一堂课，对学生的引导和激发作用较大。为此，教研室的全体教师在新学期开始组织旁听了4位优秀教师讲授的第一堂课。在吸取优秀教师讲课经验的基础上，结合基因工程课程的知识和应用体系，制作了适合于生命科学、生物技术等专业的第一堂教学内容。第一堂的教学内容除了介绍基因工程的发展历程、研究内容和发展前景外，还通过名人案例和科研案例激发学生的学习热情。最后，根据多年的教学经验传授了该课程的学习方法，让学生感觉到老师不仅是授予其“鱼”，而且授予其“渔”。这样可以让学生亲近老师，培养学生学习的信心。
“案例教学”是基因工程最经典的教学手段之一，在对其进行改革，激发学生的学习兴趣和促进学生理解理论知识方面做了改革：①教师进行科学研究，将自己的科研成果直接纳入课堂，丰富教学内容，使所教和所学内容均为前沿知识。例如，农杆菌介导的外源基因转化是目前植物转基因应用比较广泛的方法。近年来关于农杆菌介导的整合机制的研究已经取得了很大的进步，但有些问题还不明确，尚存在一定争议，且相关教材更新相对滞后。为此，将自己的部分科研成果纳入教学内容，与学生共同探讨存在问题以及解决措施，取得了较好的教学效果。②案例教学可以充分利用网络手段，使师生进行密切的沟通。如小组讨论可以采用QQ 群和微信等手段，这样不仅跨越时间和空间的限制，更极大地提高了学习效率。另外，在教学案例中所组织的资料是有限的，学生在思考问题、分析问题的时候往往要查阅大量相关资料，以便了解相关领域的发展状况和他人的解决思路，这样可以拓宽学生的知识面，更重要的是培养了学生分析问题和解决问题的能力。一方面加强了学生对学科前沿的了解，拓宽了知识面； 另一方面，增强了学生的表达能力，培养了独立思考和解决问题的能力，还有利于后继课程“文献检索”的学习和创新实验、毕业课题的开展。
在“创新”教学上，除了在上述教学内容上适时培养学生的创新思维外，还采用模拟训练法和实战训练法等教学方法。模拟训练上，尝试把课堂还给学生，建立“以学生为主体，自主学习”的课堂教学模式；实战训练上，结合学校大学生创新课题申请以及讲座和答辩的方式，发现这样不仅可以进一步提升学生的创新思维，同时培养学生解决实际研究难题的能力，最终实现学习方法创新及基本教学内容在创新实践中的应用。
在考试改革方面，结合学校的教学改革，进行了阶段性考试。在阶段性考试中，根据本课程的特点，让学生以自命题的形式开卷考试，这样不仅让学生参与教学，而且在自命题的过程中自主学习。
3 教学方法的效果分析
3.1 教学效果
通过多元化、启发式教学，将学生沉闷、呆板、被动的学习变为生动、活泼、主动的学习，同时激发学生独立思考和创新意识，提高了教学质量。学生的平均成绩由去年的75.83分增加到84.51分，增长了11.5%。
3.2 案例教学效果分析
对案例教学的效果，以问卷的形式了进行调研。研究发现，85%以上的学生认为案例教学对该门课程的学习很有帮助。特别是95%的学生认为案例教学活跃课堂气氛，92%的学生认为培养了自己的自学能力，91%的学生认为帮助巩固专业知识，理论与实验具有极大的相关性（表1）。因此案例教学实现了以点带面、从一维到多维的发散型教学，拓展了学生的学习能力和实践能力，锻炼和培养了学生的科研能力和创新精神。
3.3 创新实验效果分析
对三年级学生开设基因工程有关的设计创新性实验。学生经过自由选题，与指导老师沟通，自己查阅文献，确定实验方案，进行实验可行性答辩及方案修订后进行实验。学期结束时各个项目进行结题答辩，由答辩委员会进行评分。通过创新实验，学生学会了创新型设计性实验的选题、文献查阅、实验方案制订； 通过实验中的“明确分工”培养了学生的团结协作精神； 通过实验数据的记录和分析，使学生养成了实事求是的科学态度和综合运用知识的创新意识，锻炼和提高了学生自主提出问题、分析问题、解决问题的能力[9]。
3.4 教师技能分析
基于“基础-综合-系统-创新”教学体系的实践教学活动，既提高了教学质量，培养出了一批综合素质高、科研能力和创新能力较强的本科生，又使授课教师自身的科研创新能力得到了较大的提高，取得了较好的效果。如有5位任课教师在最近两年均获得国家自然科学基金资助，发表SCI论文10余篇。另外，实施教改后，学生对5位任课老师的评价分数均达到90分以上，其中1位任课教师分别获得学院和学校教学成果二等奖。
4 展望
基因工程课程教学改革是一个长期的教学质量工程，它需要教师着眼于现实建设，着眼于未来发展，不断更新内容，不断改进教学方法，使项目始终保持可持续的高水平的发展，为社会培养更多具有良好专业素质和创新能力的生物技术高级专业人才[10]。因此，项目的后续阶段任务与计划为：继续完善教材建设；在已有项目的基础上进一步设计新的实验项目，建立相对稳定的自主设计实验项目库及操作规范；完善开放式的管理制度与全程式参与的考核办法。
参考文献
[1] 陈英，黄敏仁.“基因工程”教学改革初探[J].生物学杂志，2005，22（5）：48-50.
[2] 安新民，张志毅，荆艳萍.“基因工程”教学方法和教学手段的探索[J].中国林业教育，2006（3）：52-54.
[3] 许崇波，逄越，迟彦，等.深化基因工程课程改革提高教学质量[J].微生物学通报，2008，35（7）：1153-1156.
[4] 易润华，刘大召，蒋鸿标，等.《基因工程概论》教学改革实践[J].安徽农业科学，2010，38（9）：4799-4800，4806.
[5] 王忠华，斯越秀，俞超，等.“基因工程实验技术”教学改革与探索[J].中国电力教育，2013（4）：136-140.
[6] 张文治，孙晔，俞苓，等.深化课程改革提高教育质量——《微生物学》重点课程建设的探索与实践[J].微生物学通报，2007，34（2） ：386-389.
[7] 黄金林，潘志明，焦新安.“发酵工程”课程教学的思考与探索[J].生物学杂志，2005，22（5）：46-50.
[8] 华子义，刘振国，朱正芳，等.生物工艺学课程的教学改革[J].实验室研究与探索，2013，32（7）：146-148.
[9] 刘振国，华子义，沈忠明.实践短学期在培养科研创新素质方面的尝试[J].实验室研究与探索，2010，29（10）：73-76.
[10] 王忠华，斯越秀，俞超.“分子生物学与基因工程”教学方法改革与探索[J].中国电力教育，2013（7）：127-140.
关键词 基因工程； 教学方法； 多元化
中图分类号 S-01 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）25-08815-02
Abstract The reform teaching methods in “genetic engineering” ，under the background of “basic，integrated，systematic，innovative”，were as follows：①On “basic”，the main teaching methods were problemoriented，heuristic，discussion，case teaching method，and so on. ②On “integrated”，the methods of cooperative learning and inquiry learning were the main. ③On “systematic”，case teaching and project teaching method was the chief；④On “innovative”，simulation and actual combat training method was the main. The teaching reforms not only improved the students’ interest in learning，but also cultivated the students’ ability to analyze and solve the problem，the more important was to cultivate the students’ scientific research ability and creative spirit，to stimulate the teaching potential，and improve the teachers’ ability of scientific research.
Key words Genetic engineering； Teaching method； Diversification
“基因工程”是高等院校生物相关专业重要的专业课，为了更好地提高教学质量，本课程的教师均在积极探索适合于自己院校的教学模式。例如，南京林业大学的陈英等从做好课程总体规划、开展多媒体辅助教学、重视实验教学、尝试研究性学习等方面，培养学生创新精神和实践能力，以达到重点培养学生综合素质和能力的目标[1]；北京林业大学的安新民等对“基因工程”的教学方法与手段进行了有益的探索，初步建立了讲授、案例教学、读书报告教学相结合，并充分运用多媒体和网络资源的新型的专业课教学模式[2]。但是上述教学方法如何应用于不同专业的学生，教学效果如何，还需要进行研究和实践。
另外，在教学方法问题上目前还存在：①教学方式单一，仍以学生接受知识为主，在一定程度上限制了学生的主体意识和个性发展，制约了创新型人才的培养[3]。②教育思想和观念落后，强调在教学过程中，教师起主导作用，并将其主导作用绝对化、扩大化。事实上，任何教师都不可能把知识直接灌输给学生，只能通过激发学生的兴趣，帮助其建立新旧知识之间的联系，促进其自觉地学习[4-5]。③多媒体教学的优越性不明显。一些教师在制作课件时，只是改变了将内容表现出来的媒介方式，即由以黑板作媒介转为以屏幕为媒介，没有实质性的变化。有的教师在上多媒体课时，过分依赖多媒体，完全围绕课件讲课，导致多媒体教学的“辅助”作用蜕变为“主导”作用[6-8]。④教师教学研究精力不足。有些教师只注重教学内容的深广度和学术性，忽视教学手段与方法的更新。有的教师虽然采用了案例式、讨论式等教学方法，但由于不理解各种教学方法的内涵而致使效果不佳。
因此，笔者所在教研室在长期的基因工程教学工作中，在借鉴兄弟院校基因工程改革成果的基础上，结合东北林业大学本科生的特点，以“基础-综合-系统-创新”基因工程教学体系为背景，探索适合于该教学体系的教学方法，更加侧重于培养学生的创新能力和协作能力。
1 教学方法的设计
在“基础”理论教学过程中，依据教学大纲，以自主学习、任务型教学、学习策略等先进的教学理念为指导进行教学内容设计，采用问题导向式、启发式、讨论式、案例式等教学方法，激发学生的学习兴趣和热情，使学生理解性地掌握基因工程的精髓。
在“综合性”理论教学和实习教学中，采用合作学习、探究学习等教学方法，强化学生的团队意识和合作意识，探究综合理论知识的应用，探索综合实验技术的改进，进一步激发学生的学习兴趣，培养学生的协作能力和创新能力。
在“系统”教学中，采用案例教学法和项目教学法，注重从系统整体分析与设计角度出发，从更高层次上让学生进一步掌握基本内容和重点内容，使学生能够利用基本知识，从系统角度分析教学内容各模块的关联，最终实现学习方法创新及基本教学内容在创新实践中的应用。
在“创新”教学上，除了在上述教学内容上培养学生的创新思维外，采用模拟训练法和实战训练法等教学方法，根据基因工程原理设计解决的问题，模拟或深入到实验室实训来证实自己的设计。这样不仅可以进一步提升学生的创新思维，同时培养了学生解决实际研究难题的能力。 2 教学方法的实践
根据教改计划实施了基于“基础-综合-系统-创新”教学体系的实践教学活动，发现教师的激励、组织、点拨和引导作用对提高学生学习的积极性，使学生理解学习过程，掌握科学的学习方法，培养创新能力和探求精神是非常重要的。特别是如何上好第一堂课，对学生的引导和激发作用较大。为此，教研室的全体教师在新学期开始组织旁听了4位优秀教师讲授的第一堂课。在吸取优秀教师讲课经验的基础上，结合基因工程课程的知识和应用体系，制作了适合于生命科学、生物技术等专业的第一堂教学内容。第一堂的教学内容除了介绍基因工程的发展历程、研究内容和发展前景外，还通过名人案例和科研案例激发学生的学习热情。最后，根据多年的教学经验传授了该课程的学习方法，让学生感觉到老师不仅是授予其“鱼”，而且授予其“渔”。这样可以让学生亲近老师，培养学生学习的信心。
“案例教学”是基因工程最经典的教学手段之一，在对其进行改革，激发学生的学习兴趣和促进学生理解理论知识方面做了改革：①教师进行科学研究，将自己的科研成果直接纳入课堂，丰富教学内容，使所教和所学内容均为前沿知识。例如，农杆菌介导的外源基因转化是目前植物转基因应用比较广泛的方法。近年来关于农杆菌介导的整合机制的研究已经取得了很大的进步，但有些问题还不明确，尚存在一定争议，且相关教材更新相对滞后。为此，将自己的部分科研成果纳入教学内容，与学生共同探讨存在问题以及解决措施，取得了较好的教学效果。②案例教学可以充分利用网络手段，使师生进行密切的沟通。如小组讨论可以采用QQ 群和微信等手段，这样不仅跨越时间和空间的限制，更极大地提高了学习效率。另外，在教学案例中所组织的资料是有限的，学生在思考问题、分析问题的时候往往要查阅大量相关资料，以便了解相关领域的发展状况和他人的解决思路，这样可以拓宽学生的知识面，更重要的是培养了学生分析问题和解决问题的能力。一方面加强了学生对学科前沿的了解，拓宽了知识面； 另一方面，增强了学生的表达能力，培养了独立思考和解决问题的能力，还有利于后继课程“文献检索”的学习和创新实验、毕业课题的开展。
在“创新”教学上，除了在上述教学内容上适时培养学生的创新思维外，还采用模拟训练法和实战训练法等教学方法。模拟训练上，尝试把课堂还给学生，建立“以学生为主体，自主学习”的课堂教学模式；实战训练上，结合学校大学生创新课题申请以及讲座和答辩的方式，发现这样不仅可以进一步提升学生的创新思维，同时培养学生解决实际研究难题的能力，最终实现学习方法创新及基本教学内容在创新实践中的应用。
在考试改革方面，结合学校的教学改革，进行了阶段性考试。在阶段性考试中，根据本课程的特点，让学生以自命题的形式开卷考试，这样不仅让学生参与教学，而且在自命题的过程中自主学习。
3 教学方法的效果分析
3.1 教学效果
通过多元化、启发式教学，将学生沉闷、呆板、被动的学习变为生动、活泼、主动的学习，同时激发学生独立思考和创新意识，提高了教学质量。学生的平均成绩由去年的75.83分增加到84.51分，增长了11.5%。
3.2 案例教学效果分析
对案例教学的效果，以问卷的形式了进行调研。研究发现，85%以上的学生认为案例教学对该门课程的学习很有帮助。特别是95%的学生认为案例教学活跃课堂气氛，92%的学生认为培养了自己的自学能力，91%的学生认为帮助巩固专业知识，理论与实验具有极大的相关性（表1）。因此案例教学实现了以点带面、从一维到多维的发散型教学，拓展了学生的学习能力和实践能力，锻炼和培养了学生的科研能力和创新精神。
3.3 创新实验效果分析
对三年级学生开设基因工程有关的设计创新性实验。学生经过自由选题，与指导老师沟通，自己查阅文献，确定实验方案，进行实验可行性答辩及方案修订后进行实验。学期结束时各个项目进行结题答辩，由答辩委员会进行评分。通过创新实验，学生学会了创新型设计性实验的选题、文献查阅、实验方案制订； 通过实验中的“明确分工”培养了学生的团结协作精神； 通过实验数据的记录和分析，使学生养成了实事求是的科学态度和综合运用知识的创新意识，锻炼和提高了学生自主提出问题、分析问题、解决问题的能力[9]。
3.4 教师技能分析
基于“基础-综合-系统-创新”教学体系的实践教学活动，既提高了教学质量，培养出了一批综合素质高、科研能力和创新能力较强的本科生，又使授课教师自身的科研创新能力得到了较大的提高，取得了较好的效果。如有5位任课教师在最近两年均获得国家自然科学基金资助，发表SCI论文10余篇。另外，实施教改后，学生对5位任课老师的评价分数均达到90分以上，其中1位任课教师分别获得学院和学校教学成果二等奖。
4 展望
基因工程课程教学改革是一个长期的教学质量工程，它需要教师着眼于现实建设，着眼于未来发展，不断更新内容，不断改进教学方法，使项目始终保持可持续的高水平的发展，为社会培养更多具有良好专业素质和创新能力的生物技术高级专业人才[10]。因此，项目的后续阶段任务与计划为：继续完善教材建设；在已有项目的基础上进一步设计新的实验项目，建立相对稳定的自主设计实验项目库及操作规范；完善开放式的管理制度与全程式参与的考核办法。
参考文献
[1] 陈英，黄敏仁.“基因工程”教学改革初探[J].生物学杂志，2005，22（5）：48-50.
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[5] 王忠华，斯越秀，俞超，等.“基因工程实验技术”教学改革与探索[J].中国电力教育，2013（4）：136-140.
[6] 张文治，孙晔，俞苓，等.深化课程改革提高教育质量——《微生物学》重点课程建设的探索与实践[J].微生物学通报，2007，34（2） ：386-389.
[7] 黄金林，潘志明，焦新安.“发酵工程”课程教学的思考与探索[J].生物学杂志，2005，22（5）：46-50.
[8] 华子义，刘振国，朱正芳，等.生物工艺学课程的教学改革[J].实验室研究与探索，2013，32（7）：146-148.
[9] 刘振国，华子义，沈忠明.实践短学期在培养科研创新素质方面的尝试[J].实验室研究与探索，2010，29（10）：73-76.
[10] 王忠华，斯越秀，俞超.“分子生物学与基因工程”教学方法改革与探索[J].中国电力教育，2013（7）：127-140.