论文部分内容阅读
摘 要：基因工程是生命科学相关学科的主干课程，它在微观水平上研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构和功能，实践性极强。传统的教学模式与方法已不能满足现代化生物领域人才培养的需要，因此，创新实验教学理念，更新实验教学方法对培养学生实践动手能力、创新思维和综合素质有着极其重要的作用。
关键词：教学方法 手段 基因工程 实验 应用
中图分类号：Q642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2018）01（a）-0210-02
基因工程（genetic engineering），也称基因拼接技术或DNA重组技术，它是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是生物工程的一个重要分支，它和酶工程、细胞工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程[1]。基因工程实验课是生物技术专业重要的主修课程，是培养造就生物技术和生物科学高层次人才的所需基本素质的重要课程[2]。
基因工程实验课的开展能帮助学生更好的理解、学习基因工程理论知识，是理论知识学习的强有力支撑。由于基因工程实验课大部分是在微观水平上进行的实验，大部分操作存在“看不见、摸不着”的现象，因此实验教学方法和手段的创新极为必要，能帮助学生更好理解微观世界里的生命的奥秘，激发学生的学习兴趣。笔者结合多年的实践教学经验，在这里与相关同仁们进行交流和学习，以期对基因工程实验课的教学效果的提高有所帮助。
1 基因工程实验课的研究内容
基因工程实验课，它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质，DNA或RNA分子提取出来，在外在条件下用适当的人工合成酶进行切割，再与适合的载体如pMD-18T等进行拼接，然后将拼接好的物质导入到受体细胞DH 5-α或TOP 10，让外源物质进行“安家落户”，随着受体细胞的生长，外源基因一起进行正常的复制与表达，从而获得新物种的崭新技术。鉴于基因工程实验操作的复杂与微观，我们引入了多种多样的教学模式和手段，从而强化实验教学的效果，提高实验教学效果。
2 创新实验教学方法，提高实验教学效果
2.1 传统实验教学方法与现代化实验教学手段相结合
加强学生基本实验操作技能的训练，改变学生“到了上课点、赶点上课”现象。实验课开始之前，鼓励学生自由组合、选拔实验组长，召开小组内讨论，制定简单的实验操作流程，提前进入到实验内，熟悉基因工程实验室管理规范，与实验教师就即将开展的实验项目进行沟通和探讨，在实验教师的指导下，进行试剂的配制、仪器的调试，锻炼基本实验操作技能，加深对实验的过程的掌握和了解，为正式开始的实验操作奠定基础。
现代化教学手段的运用。基因工程实验具有周期长、微观不可视等特点。一个目的基因完整的构建过程需要大概1周的时间，有些学生做了明天的实验就忘了今天的做的具体是什么，出现前后衔接不上的现象。尤其像PCR实验、回收、连接等都是微观实验，学生在实验操作过程中只知道加了几微升樣品，根本看不见样品管中都发生了什么反应，导致学生对实验过程和实验结果的怀疑。因此在实验开展前，利用多媒体技术制作PPT课件，广泛搜集一些视频资源，制作一些微实验视频资料，如“PCR反应原理和过程”、“双向电泳实验技术”等。将微观实验可视化、短期化。帮助学生在实验操作过程中，充分理解实验的目的、原理、实验过程和注意事项，对基因的克隆过程有一个更直观、更清晰的整体认识。
2.2 课内实验与课外实践相结合
我国教育教学改革的重要任务和着眼点是在教学活动中进一步吸引学生主动学习，激发学生独立思考问题的兴趣，培养学生的创新意识[3-4]。单纯的课时内教学已不能满足学生对新知识、新技术的追求，为此吉林大学积极开放实验室，建立开放性实践教学模式。鼓励学有余力的学生申请国家级、校级、学院级大学生创新实验和开放性实验项目，如：B细胞表面抗原CD19的标记、GFP表达质粒的构建及转染、LAMP法检测猪肉中是否掺杂有鸭肉成分等实验项目，推进学生课外探索性实践教学体系的建立。课外实践教学活动的开展，是计划内教学有力的补充，是激发学生发现问题、独立分析问题和解决问题的重要途径，它最大限度的利用了实验室资源，提高了仪器设备的利用率，最大程度的发挥了实验教学资源。
2.3 实验教学与科研成果相结合
积极将教师成熟的科研成果转化到实验教学中去，促进实验教学内容更新，保证实验内容的新颖性、前沿性，也能增强学生的创新意识及思维[5-6]。学生在大学二年级就可以进行本科生导师的选择，进入实验室进一步学习。本科生可以和研究生一起开组会，将实验课内学到的知识与科研课题融会贯通，使学生能够在实验过程中贴近实际、贴近科学前沿。除了听取师兄师姐的汇报外，还要自己亲自查资料，对基因工程领域涉及的新知识、新技术、新方法进行总结与归纳，进行组内汇报与交流，锻炼了学生英语翻译能力、口头表达能力和写作能力。实验教学和科研成果相结合的模式，使实验教学过程更连贯化、具体化、科学化，体现教学科研一体化，极大的增强了学生的参与科学研究的兴趣，调动了学生的积极性和主动性，为学生后期进行研究生学习或毕业论文的设计奠定了基础。
3 结语
5年来，在基因工程实验课的教学过程中，我们始终坚持多种教学方法和手段相结合，坚持实验教学与科研相结合， 寻求提高实验教学效果，培养学生创新能力最佳契合点。在对3届毕业生的实验教学满意率调查报告显示，100%的学生满意现在的实验教学方法。新的教学方法地提高了学生的学习兴趣和热情，调动了学习的主观能动性，对培养学生的综合素质和科研能力具有十分重要的作用。培养了学生科学严谨的实验态度和思维能力，增强了团队意识和协作精神，为今后从事科学研究及步入社会奠定了基础。
参考文献
[1] 张英，林大专，李莉，等.基因工程实验技术教学改革与实践[J].黑龙江畜牧兽医，2016（1）：227-229.
[2] 赵莹莹，何剑斌，于业辉，等.高等农业院校分子生物学教学改革实践[J].沈阳农业大学学报：社会科学版，2014，16（6）：713-716.
[3] 李开智，肖胜军，郭芳，等.病理学创新性实验教学初探[J].山西医科大学学报：基础医学教育版，2007（4）：416-418.
[4] 李茹.分子生物学课程教学改革的探索[J].教育教学论坛，2015，10（43）：89-90.
[5] 韦化，曾冬梅，秦刚年.实验教学与科研融合，培养学生的创新能力[J].实验技术与管理，2008，25（10）：1-4.
[6] 廖庆敏，秦刚年，李勉媛.科研融入实验教学 提高学生创新能力与综合素质[J].实验室研究与探索，2009（3）：15-18.
关键词：教学方法 手段 基因工程 实验 应用
中图分类号：Q642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2018）01（a）-0210-02
基因工程（genetic engineering），也称基因拼接技术或DNA重组技术，它是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是生物工程的一个重要分支，它和酶工程、细胞工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程[1]。基因工程实验课是生物技术专业重要的主修课程，是培养造就生物技术和生物科学高层次人才的所需基本素质的重要课程[2]。
基因工程实验课的开展能帮助学生更好的理解、学习基因工程理论知识，是理论知识学习的强有力支撑。由于基因工程实验课大部分是在微观水平上进行的实验，大部分操作存在“看不见、摸不着”的现象，因此实验教学方法和手段的创新极为必要，能帮助学生更好理解微观世界里的生命的奥秘，激发学生的学习兴趣。笔者结合多年的实践教学经验，在这里与相关同仁们进行交流和学习，以期对基因工程实验课的教学效果的提高有所帮助。
1 基因工程实验课的研究内容
基因工程实验课，它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质，DNA或RNA分子提取出来，在外在条件下用适当的人工合成酶进行切割，再与适合的载体如pMD-18T等进行拼接，然后将拼接好的物质导入到受体细胞DH 5-α或TOP 10，让外源物质进行“安家落户”，随着受体细胞的生长，外源基因一起进行正常的复制与表达，从而获得新物种的崭新技术。鉴于基因工程实验操作的复杂与微观，我们引入了多种多样的教学模式和手段，从而强化实验教学的效果，提高实验教学效果。
2 创新实验教学方法，提高实验教学效果
2.1 传统实验教学方法与现代化实验教学手段相结合
加强学生基本实验操作技能的训练，改变学生“到了上课点、赶点上课”现象。实验课开始之前，鼓励学生自由组合、选拔实验组长，召开小组内讨论，制定简单的实验操作流程，提前进入到实验内，熟悉基因工程实验室管理规范，与实验教师就即将开展的实验项目进行沟通和探讨，在实验教师的指导下，进行试剂的配制、仪器的调试，锻炼基本实验操作技能，加深对实验的过程的掌握和了解，为正式开始的实验操作奠定基础。
现代化教学手段的运用。基因工程实验具有周期长、微观不可视等特点。一个目的基因完整的构建过程需要大概1周的时间，有些学生做了明天的实验就忘了今天的做的具体是什么，出现前后衔接不上的现象。尤其像PCR实验、回收、连接等都是微观实验，学生在实验操作过程中只知道加了几微升樣品，根本看不见样品管中都发生了什么反应，导致学生对实验过程和实验结果的怀疑。因此在实验开展前，利用多媒体技术制作PPT课件，广泛搜集一些视频资源，制作一些微实验视频资料，如“PCR反应原理和过程”、“双向电泳实验技术”等。将微观实验可视化、短期化。帮助学生在实验操作过程中，充分理解实验的目的、原理、实验过程和注意事项，对基因的克隆过程有一个更直观、更清晰的整体认识。
2.2 课内实验与课外实践相结合
我国教育教学改革的重要任务和着眼点是在教学活动中进一步吸引学生主动学习，激发学生独立思考问题的兴趣，培养学生的创新意识[3-4]。单纯的课时内教学已不能满足学生对新知识、新技术的追求，为此吉林大学积极开放实验室，建立开放性实践教学模式。鼓励学有余力的学生申请国家级、校级、学院级大学生创新实验和开放性实验项目，如：B细胞表面抗原CD19的标记、GFP表达质粒的构建及转染、LAMP法检测猪肉中是否掺杂有鸭肉成分等实验项目，推进学生课外探索性实践教学体系的建立。课外实践教学活动的开展，是计划内教学有力的补充，是激发学生发现问题、独立分析问题和解决问题的重要途径，它最大限度的利用了实验室资源，提高了仪器设备的利用率，最大程度的发挥了实验教学资源。
2.3 实验教学与科研成果相结合
积极将教师成熟的科研成果转化到实验教学中去，促进实验教学内容更新，保证实验内容的新颖性、前沿性，也能增强学生的创新意识及思维[5-6]。学生在大学二年级就可以进行本科生导师的选择，进入实验室进一步学习。本科生可以和研究生一起开组会，将实验课内学到的知识与科研课题融会贯通，使学生能够在实验过程中贴近实际、贴近科学前沿。除了听取师兄师姐的汇报外，还要自己亲自查资料，对基因工程领域涉及的新知识、新技术、新方法进行总结与归纳，进行组内汇报与交流，锻炼了学生英语翻译能力、口头表达能力和写作能力。实验教学和科研成果相结合的模式，使实验教学过程更连贯化、具体化、科学化，体现教学科研一体化，极大的增强了学生的参与科学研究的兴趣，调动了学生的积极性和主动性，为学生后期进行研究生学习或毕业论文的设计奠定了基础。
3 结语
5年来，在基因工程实验课的教学过程中，我们始终坚持多种教学方法和手段相结合，坚持实验教学与科研相结合， 寻求提高实验教学效果，培养学生创新能力最佳契合点。在对3届毕业生的实验教学满意率调查报告显示，100%的学生满意现在的实验教学方法。新的教学方法地提高了学生的学习兴趣和热情，调动了学习的主观能动性，对培养学生的综合素质和科研能力具有十分重要的作用。培养了学生科学严谨的实验态度和思维能力，增强了团队意识和协作精神，为今后从事科学研究及步入社会奠定了基础。
参考文献
[1] 张英，林大专，李莉，等.基因工程实验技术教学改革与实践[J].黑龙江畜牧兽医，2016（1）：227-229.
[2] 赵莹莹，何剑斌，于业辉，等.高等农业院校分子生物学教学改革实践[J].沈阳农业大学学报：社会科学版，2014，16（6）：713-716.
[3] 李开智，肖胜军，郭芳，等.病理学创新性实验教学初探[J].山西医科大学学报：基础医学教育版，2007（4）：416-418.
[4] 李茹.分子生物学课程教学改革的探索[J].教育教学论坛，2015，10（43）：89-90.
[5] 韦化，曾冬梅，秦刚年.实验教学与科研融合，培养学生的创新能力[J].实验技术与管理，2008，25（10）：1-4.
[6] 廖庆敏，秦刚年，李勉媛.科研融入实验教学 提高学生创新能力与综合素质[J].实验室研究与探索，2009（3）：15-18.