《植物基因工程》课程教学内容与方法的改革

时间:2019-09-27

　　一、概述

　　植物基因工程是利用分子生物学相关技术，对植物的遗传物质进行定向的重组，对植物性状进行特异的改良，从而培育优质高产作物新品种的一项分子育种技术[1].该门课程集多个生命科学前沿学科于一体，包括现代分子生物学、现代遗传学、生物化学、微生物学和生物信息学等，是进行现代生命科学研究和生物技术育种工作的基础，理论性和实践性都很强[2].为了让学生在课堂的有限时间内，对所讲授的教学内容、实验技能，能够更好的理解和掌握，更主动地进行思考、学习并进行应用，作者在教学中有几点实践体会，希望能够对《植物基因工程》课程的教学效果和质量有一定的增益作用，帮助学生学好这门课程。

　　二、教学内容更新

　　一本好的教材在教学中往往发挥事半功倍的效果，我们选用的教材是 T.A.Brown 所着，魏群等译的《基因克隆和 DNA分析》第 5 版，本课程包括三个组成部分：第一部分是基因克隆和 DNA 分析的基本原理；第二部分是基因克隆和 DNA 分析在研究中的应用；第三部分是基因克隆和 DNA 分析在生物技术中的应用。该书设计合理，从基因工程用到的分子生物学相关基本理论知识讲起，并系统的讲解了基因工程中常用的分子操作技术，逐渐过渡到基因工程在研究中的应用，最后介绍基因工程在生物技术的应用，包括医学上、农业上、法医学及考古学中的应用。通过该课程的学习，学生不但可以掌握基因工程的理论知识，而且对基因工程的操作技术也有了一定的了解。

　　基因工程技术是生命科学研究的基本操作技术，很多与生命科学有关的研究都要使用该项技术。由于生命科学的发展日新月异，使得基因工程教材内容更新的步伐相对滞后于知识的发展，不能满足培养新型优秀人才的需要[3].因此，教师在课堂教学中就不能仅仅局限于书本上的知识，而要结合教材内容，不断的充实与之相关的科研动态、学科前沿知识。与此同时，鼓励和组织学生阅读课外文献资料，关注科研网站，比如选取一些优秀的国外学术期刊：《Nature》、《Science》、《Cell》、《Plant Molecular Biology》等，供学生课外阅读，阅读后撰写自己的心得体会，同时总结相关专业词汇。这样，通过该项训练，学生能够在积累知识的同时，潜移默化的掌握专业词汇，为个人专业素质培养奠定良好基础。

　　三、教学方法的改革

　　《植物基因工程》课程中的内容较多，涉及到的概念相对抽象，并且该课程的理论和实践联系相当紧密。只是通过传统的板书教学已经远远不能满足学生对该课程内容理解的需求，使得学生学习时产生畏难情绪。怎样能够将基因工程相关原理、方法和技术深入浅出地呈现给学生，这是任课教师该考虑的首要问题。

　　因此，教师在备课时，应当利用现代的教学工具，比如多媒体，通过图片、动画等形式将抽象的知识形象化，从而使学生能更好的理解所学理论知识。如：在制作课件时，把基因克隆的基本过程、PCR 技术原理、限制性内切酶、连接酶的作用机制，基因文库的构建和筛选等以图片动画的形式呈现出来，使这些枯燥的理论更加形象化。这样一来，不仅学生的学习兴趣提高了，学生理解和掌握知识的速度也会更快。

　　另外，教师在讲课过程中，可以结合自身的经历和从事的科学研究，将相关实验技术的实例引入课堂，同时设定一些科学问题，引导学生主动思考、解决问题；或者选定几个科学热点问题，教授学生如何利用网络资源收集资料，再分组讨论，集中汇报交流。在这样的课堂互动中，可以有效补充传统教学的缺陷，引导学生思考和交流，在提出问题、查找资料、解释或解决问题的过程中，自动自觉的把相关知识点穿成线连成片，就获得了学习的主动权。同时，这样的课堂互动模式，使学生之间、师生之间的信息交流增加，乃至学生的自我反思和自我提高的能力都随之提升，有助于更好的完成教学目标，培养学生的创新能力。这种教学方法彻底改变“灌输式”教学中学生完全处于被动受教的地位，使学生真正成为课堂的主体，教学效果良好，大大提高了学生学习的兴趣。

　　四、激发学生学习兴趣

　　一般大学课堂授课时间较长，且人数众多，这就给一些“懒散”学生有翘课或者不认真听讲的机会。针对这一点，本学院的一位教授采取了一项有效措施，即让每名学生制作一个自己的名字牌，上课时放在桌上。一方面方便授课教师记住每个学生的名字，另一方面对每个学生都是一种莫名的约束。极大的提高出勤率，保障了学习效果。

　　在授课过程中，使用双语教学。在讲授每一章节之前，都集中列出本章中的常用专业词汇的英语原文，带领学生学习，在教授过程中，遇到常用英语词汇，单独强调学习。这样，不但会给课堂带来一些新鲜感，还在潜移默化中使学生掌握了专业英语词汇，为以后的外文文献阅读奠定基础，激发学生学习的兴趣。

　　再有，鼓励学生利用网络资源，查找自己感兴趣的科研内容，制作成专题 PPT,并从中选取一些效果较好的 PPT,让学生在课堂上以报告的形式展示给大家，同时与其他同学通过问答的形式来交流。在此过程中，既锻炼了学生自主学习的能力，扩大了学生的知识面，又提高了学生学习的积极性。

　　五、实验教学与课程实习周

　　《植物基因工程》涉及到的大多是一些实验操作技术，那么必要的实验教学是必须的，只有学生亲自动手去做，才会更好的加深理论知识的实操性。我校生命科学学院《植物基因工程》课实验学时为 16 学时，同时还有 1 周的课程实习。为保证实验教学质量，主要开设了独具《植物基因工程》特色的实验课程，包括基因组 DNA 的提取、目的基因 PCR 扩增、琼脂糖凝胶电泳、质粒的提取、限制性酶切和连接、大肠杆菌转化和蓝白斑筛选等。学生每 4 人为一个小组，每个人都有独立操作的机会。

　　经过以上实验课程的锻炼，学生不仅加深了基本理论知识的理解，同时提高了实验操作技能。生命科学学院设置的课程实习周，主要是完成“根癌农杆菌介导的外源基因转化烟草”技术流程，通过一周的实习，使学生初步了解和掌握了转基因技术的基本流程，可以触类旁通，更好地理解其他转基因技术的基本原理和操作方法。

　　在实习周期间，安排学生参观生物反应器与药物开发教育部工程研究中心和吉林省农科院，有专门的老师为学生答疑解问，可以与科研一线的研究人员讨论社会热点问题，使学生开阔了眼界，使课堂上的一些“死知识”展示在学生眼前，极大地补充了课堂教学的不足。

　　六、结束语

　　课堂教学是一门艺术，其改革不是一朝一夕，是一项系统工程，需要老师和同学的共同参与。经过多年的尝试，我校生命科学学院的各位教师付出了诸多努力，教学效果有很大提高。但是，进步的脚步不能停歇，只有教师的业务素质不断提高，科研能力不断加强，教学方法不断改进，知识面不断拓宽，才能把教学工作开展的更有生气、更有效果，为国家培养更多高素质的合格人才。

　　参考文献

　　[1]薛建平，司怀军，田振东。植物基因工程[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2008:1.

　　[2]陈英，黄敏仁“.基因工程”教学改革初探[J].生物学杂志，2005（5）。

　　[3]王丽，姜寒玉，文义凯，等。生物技术专业基因工程课程教学改革探析[J].现代农业科技，2012（9）：31-32.

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