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基因工程实验教学整合与优化的改革与探索

任国领;侯晓哲;赵晓菊;胡敏;曲丽娜;张虹

【期刊名称】《《安徽农业科学》》

【年(卷),期】2019(047)016

【总页数】3页(P275-276,279)

【关键词】科研;基因工程;实验教学;教学改革

【作者】任国领;侯晓哲;赵晓菊;胡敏;曲丽娜;张虹

【作者单位】大庆师范学院生物工程学院黑龙江大庆163712;黑龙江省油田应用

化学与技术重点实验室黑龙江大庆163712;黑龙江省大庆市大庆中学黑龙江大庆

163712

【正文语种】中文

【中图分类】S-01

基因工程是生命科学领域发展迅速和应用性较强的一门前沿学科，是以分子生物学

和遗传学为理论基础的专业必修课程[1]。基因工程是以DNA重组技术为基础，

按照人类意愿改变生物的性状，在工业、农业、医药、环保和能源等方面具有广阔

的应用前景[2]。随着功能基因组学、生物信息学和基因编辑等新技术的不断涌现，

基因工程的应用性和实践性进一步提升[3]。基因工程实验在基因工程教学中发挥

着重要的作用，能够培养学生的动手能力、创新思维、创新意识和创新能力，锻炼

学生的实践能力和科研思维，提升学生的综合素质。

目前，基因工程实验教学存在不少问题，比如实验内容分散老化，设计缺乏创新，

被动非开放学习为主，演示性、验证性实验偏多，综合性、设计性实验比例偏低，

教学方法陈旧，考核方式单一[4]。教师科研体现的是本专业最新的前沿方向和研

究进展，教师将自己的科研项目引入到基因工程实验教学中，使研究内容的综合性

和设计性更强，学生参与度更高，可以很好地锻炼学生的自主设计能力、实践动手

能力和科研思维意识，使基因工程实验教学更有利于核心技能的学习和掌握，培养

学生的研究性学习能力，提高基因工程实验课程的教学质量。

通过几年的教学实践，笔者将教师的相关科研项目“基于分子生物学的环境样品中

细菌群落结构分析”引入基因工程实验教学中，对基因工程实验的教学内容进行整

合与优化，对教学方法进行了大胆改革和有益探索，学生通过自主选取实验样品类

型，自主设计实验方案，独立开展实验活动，独立完成实验总结。将原有独立分散

的几个实验整合到“基于分子生物学的环境样品中细菌群落结构分析”科研项目中，

提升了项目综合性和设计性，提高了学生的学习兴趣和自主设计实验的能力，达到

了项目驱动式和启发式教学的目的，有效地提高了实验教学的效率。

1基因工程实验教学中存在的问题

1.1实验内容老化且分散，验证性实验偏多传统的基因工程实验主要包括总DNA

基因的提取与纯化、PCR扩增、PCR产物的纯化与DNA片段的连接、感受态细

胞制备与转化、质粒的提取或者基因表达产物检测等与基因克隆技术相关的基础实

验[5]。虽然这些基础实验注重的是基础理论知识和基本技能，但缺乏贴近基因工

程应用性和生物信息学前沿性的创新性实验，缺乏贴近行业的设计性实验；另外，

实验项目内容孤立分散，验证性实验偏多，实验之间缺少内在联系，将各个实验割

离导致学生缺少对实验的系统认识，学生对实验的目的与精髓不能很好地把握，学

生学习的兴趣与积极性不高，实验效果不够理想[6]。

1.2教学方法传统且枯燥，学生主动性较少传统的基因工程实验教学方法是教师

课前准备相关样品、试剂和耗材，课堂讲解实验目的、实验原理、实验步骤和注意

事项等，教师演示实验仪器的使用和实验步骤等，学生模仿教师的做法完成整个实

验，最后写个实验报告上交[7-8]。这种传统的实验教学方法枯燥乏味，学生缺少

独立思考，一味地进行机械模仿，导致学生缺少新奇感、主动性和创新精神，主动

学习的意识和运用已学知识解决实际问题的能力完全缺失，学生探求科学的精神也

被彻底扼杀。

1.3考核方式单一且低效，学生能力无法充分体现基因工程实验考试采用出勤、

课堂表现和实验报告作为平时成绩，占总成绩的30%；期末考试主要包括笔试和

操作考试，占总成绩的70%[9]。这种考核方式单一低效，缺乏教学考核评价的合

理性和客观性，不能全面反映学生的实际动手能力、创新能力、思考分析能力、自

主设计能力和科研综合素质，更不能很好地调动学生实验的积极性和主动性[10]。

2基因工程实验教学的改革与探索

2.1基因工程实验教学内容的整合与优化教师将科研项目和科研成果设计实验内

容，在教学内容上摒弃以往人为将实验教学分割成独立的实验，而是结合教师科研

工作将基因工程实验整合成一个科研项目式的综合大实验——基于分子生物学的

环境样品中细菌群落结构分析。通过不