医学院校生物技术专业基因工程课程教学探索与体会

摘 要：从课程设置、授课内容、教学手段、实验及实践教学等方面，对医学院校生物技术专业的基因工程教学存在的问题进行探索和改革，合理制定课程规划，恰当运用多媒体教学方法，注重绪论讲述、重视实验教学和课外实践，建立合理高效的教学模式，提升学生的学习兴趣和科研实践能力，提高人才素质教育水平。

关键词：医学院校；生物技术；基因工程；课程教学

中图分类编号：G642 文献标识码：A

生物技术是现代生物科学发展及与其他相关学科相融和的产物，其核心技术即为基因工程。基因工程诞生于20世纪70年代，是在分子生物学及分子遗传学基础上综合发展起来的一门新兴的生物技术学科。它与细胞工程、发酵工程、酶工程都是生物技术的重要组成部分。其理论与实验技术已渗透到生命科学的各个领域，并极大促进了工农业和医药行业的发展，尤其是转基因农作物、基因工程药物等技术已创造了巨大的社会效益和经济效益[1]。因此，基因工程是生物技术专业的重要专业课程，在医学类生物技术专业中也占有重要地位。

生物技术产业是21世纪的重要支柱产业之一，发展迅速，科技成果日新月异，培养高素质的生物技术人才是社会产业化的必然需求。生物技术专业的培养目标是使学生掌握现代生物学和生物技术的基本知识、基本理论和基本实验技能，获得基础应用研究和科研开发研究的初步训练，具有较强的创新能力、良好的科学素质的应用型高级专门人才。自1997年教育部首次批准成立生物技术专业以来，各大综合性大学的生物系广泛设立了生物技术专业，而随着生物医药产业的发展，对医学生物技术人才的需求日益增加，许多医学院校也设立了生物技术专业。吉林省是生物大省，生物医药企业众多，就业前景广阔，我校于2011年在检验学院开设了生物技术专业，作为本专业主干课程的基因工程，我们对这门课程的教学进行了一系列的探索和尝试，获得了诸多体会。

1.课程教学基本情况

基因工程涉及生物化学、分子遗传学、微生物学、分子生物学及细胞生物学等诸多学科的知识，在课程安排上我们将其安排在以上基础学科之后，在大三下半学期进行授课。授课总学时80学时，基本按照理论：实验=1：1的学时比例开设，注重对学生实验技能和科研能力的培养。此外，基因工程课程具有抽象、复杂、新颖的特点，理论性和技术性强，且发展迅速、涉及很多科技前沿，相关知识日新月异，另外医学院校学生的生物学基础较差，大多学生感觉不好理解，处于似懂非懂的状态，这对教师教学提出了挑战和较高的要求。

2.课程探索与改革

2.1做好课程设置规划

基因工程是分子克隆技术的产业化应用，包括上、下游技术。上游技术为目的基因的重组和克隆；下游技术则涉及目的基因在生物宿主细胞内的大规模表达、分离及纯化。本课程内容涉及面广，教学内容包括基本原理、基本实验方法和实验技术，在教学时要充分考虑到其抽象性、复杂性和前沿性的特点，做好课程规划[2]。此外，基因工程是一门交叉学科，与分子遗传学、分子生物学、生物化学、微生物学，以及与之同学年开设的生物信息学、细胞工程、发酵工程、蛋白质工程等课程均有交叉。首先，在安排这些课程的时候要注意先后顺序，先讲基础课程，尤其生物信息学应在基础课之后专业课之前开设。而基因工程的教学内容可适当精简，避免与其他课程的重复，留出充足时间多讲解重点、难点和前沿进展。例如，在讲授真核表达载体时，可穿插介绍基因工程载体的研究进展及其在基因治疗中的应用、在克隆中的应用及由其引起的法律、伦理学问题等。我院选用教材为普通高等教育“十一五”规划教材《基因工程》（何水林主编），大纲设计包含九章内容，分为四大部分，第一部分包括绪论、基因工程的酶学基础及载体，论述基因工程的基础知识和重要技术基础。第二部分包括基因工程的基本技术与原理、目的基因的获得方法等，这部分是学生要重点掌握的内容，逐渐深入，方便学生理解和掌握。第三部分主要论述DNA重组操作的步骤、外源基因表达优化及产物分离纯化方法，这部分包含一些经验性的内容，需要教师结合科研实际、多引入实例进行介绍，例如可以以某种蛋白的基因工程获得全过程作为主线，复习前几章所学理论及技术内容，同时着重介绍蛋白质的高效表达及纯化的方法，并与蛋白质工程中的纯化、发酵工程中的发酵内容相结合，使学生掌握基因工程的总体科研思路和步骤；最后一个部分为基因工程的应用，这部分着重讲解各类生物基因工程技术在工农业、临床医药、化学制剂、食品工业等若干领域的应用情况，涉及基因工程产品、转基因生物安全等热点问题，这部分应结合实际，多举例，多分析。

2.2认真讲好“绪论”，激发学生学习兴趣

“绪论”是课程的开场白，它既是这门课程的缩影，也是入门向导，对初学者学习该课程、激发学习兴趣至关重要。基因工程的绪论包括其发展简史、主要内容和应用、技术流程及学习本课程的意义和方法。通过绪论的学习，学生将获知：①基因工程在整个生命科学中的地位及发展中的重要事件、基因工程科学史上的重大事件和重要人物等；②基因工程的技术流程的概述，使学生对教材中所讲内容有个总体的印象；③如何能够学好本课程，即在学习中的具体要求。教师可选取几件重点时间讲述激励学生的科研兴趣和拼搏精神；基因工程研究的主要内容及在现实生活中的应用，这部分要多找些例子，尤其是和生产生活关系密切的，提升学生的兴趣；同时应强调基因工程是一门实践性、应用型较强的综合学科，对于学生的考研及就业均十分重要，增加学生学好本门课的决心。我院选用本专业高职称、经验丰富的老教师讲授绪论内容，深入浅出、与实际的考研、就业情况结合，获得较好的教学效果。

2.3恰当运用多媒体教学手段

随着计算机技术的普及，多媒体教学在各高校教学中应用日益广泛。精心制作的PPT课件，包含了丰富的图片、动画等内容，使教学内容直观生动，深入浅出，激发了学生的学习兴趣，提高了教学效果。特别对于一些比较抽象的内容（如PCR的基本原理）和比较复杂的知识点（如基因文库的构建与筛选）等可用动画清晰地诠释出来。图片和动画可来源于网络下载，也可由教师用相关软件制作，原则是紧贴教学内容，使授课内容形象化。但不可在多媒体课件中滥用声音、动画、图片内容，过于花哨的课件会分散学生注意力，反而影响教学效果。多媒体只是教师课堂演示的工具，是一种辅助教学手段，教师应发挥教学主导作用，将多媒体与传统教学相结合，消除多媒体的弊端 [3]。如果只是在PPT课件上罗列大量文字，上课时直接念出来，不写板书，不加解释，这不仅不利于教师对授课内容的融会贯通，学生对冗长的文字也提不起兴趣，抓不住重点，学习效果欠佳。因此，在应用多媒体课件时不可忽视传统板书和说课的积极作用，课件内容简洁明了，并在课件上标记重点及难点内容，使学生明确本节课的知识脉络和授课思路，并有时间记笔记以供课后复习。此外，引导学生正确的使用多媒体课件，有部分学生上课不认真听，下课把课件拷贝回去，期末前突击。首先教师尽量不要把课件全部复制给学生，让学生仍然保留记笔记的良好习惯，上课时对于重点内容留出时间给学生记笔记或在书上加以标记，同时增加与学生的互动，使每个学生积极融入到教学过程中来。

2.4理论教学和实验教学相结合

基因工程是一门实践性很强的学科，实验教学是本课程的重要环节，它是对理论教学的验证和辅助，也是培养学生实践技能、科研思维能力、创新能力及综合素质的重要手段，实验能力需要在平时的教学过程中有计划地进行培养[4]。第一，实验老师在课堂上要给予学生专业细致的指导，发现学生操作失误及时纠正；第二，重点讲解实验目的、实验原理，实验步骤中要充分强调注意事项；第三，在实验内容设计方面，除了传统的验证性试验，还要开设自主设计实验内容，给定大体实验题目，让学生自己查文献找出实验材料、实验方法，进行简单的开题报告，充分开放实验室，鼓励学生利用业余时间完成，并在完成试验后认真分析实验结果，在班级中组织汇报教学，教师与学生共同讨论实验中存在的问题，培养学生科研思维和科研能力。第四，对于连贯性强的实验，把几次实验内容整合，以科研实验模式，在实验教师的指导下，学生半自主地完成实验内容；第五，在理论教学中提出一些简单的实验问题，引导学生用学过的实验技术、方法加以分析和解决，例如，如何用学过的方法克隆蚊子的未知的胰蛋白酶基因并使之在酵母中表达，这里面涉及到学生学过的生物信息学的知识，并需要学生综合运用课上讲过的未知目的基因的获得、简并序列引物的设计、DNA重组、外源基因的表达等相关知识加以解决，不需要学生动手做实验，但要形成一个完整的设计思路，并能对实验中可能出现的问题加以分析解决，这样的问题对于学生来讲可能比较难，可将学生分组，合作查资料、整合信息、综合分析并在理论课上进行汇报，经过这样的过程，学生可以将基因工程的理论和实践有机结合在一起，更深入地理解基因工程的基本流程。

2.5丰富课外实践教学

由于实验课的学时及条件限制，有些实验内容无法全面开展，且实验授课内容与实际科研生产有一定差异，实验课中大多学生是被动学习，动手不动脑，不能系统掌握基因工程实验技术的内涵。因此，我们在教学中增加了课外实践教学的内容，联系外校实验室或生物公司，带领学生去参观、见习，并鼓励个别基础较好的同学参加教师科研项目，这使学生的理论、实验技能与生产实践充分结合，将抽象被动的学习转化为直观有趣的生产应用，激发了学生学习兴趣的同时也培养了学生的科研思维，为学生将来考研、做科学研究奠定了扎实基础。

4.小结

在近三年的基因工程课程教学中，我们在课程设置、授课内容、教学方法等方面进行了一些列的探索和实践，已建立了较完善的教学体系，拥有优良的实验教学条件，教师制作了规范的多媒体课件并创建了教学网站，开展多元化教学，理论教学、实验教学和课外实践有机结合，使学生掌握扎实的理论知识、实验技术的同时，也培养了学生的科学思维和科研能力，取得了较为满意的教学效果，为培养医学生物技术专业高素质人才坚定了良好基础。但由于本专业创建时间尚短，在教学中仍存在很多问题，课程改革任重而道远，我们将不断努力，深化教学改革以获得更好的教学效果。

参考文献：

[1] 黄丽华，赵燕，张学文.《基因工程》教学改革实践[J].农业教育研究，2010（1）：24-26

[2]申晓冬， 连继勤， 娄桂予等. 医学生物技术专业基因工程教学的体会[J].山西医科大学学报：基础医学教育版，2009，11（1）：29-31.

[3]穆灵敏，武俊芳，王文峰. 基因工程多媒体教学存在的问题与改进措施[J].新乡医学院学报，2012，29（12）：971-972.

[4] 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.

课题：①2012年吉林省社会科学院课题“长吉图的生物产业战略发展与人才培养”研究成果（课题编号：1206-3）；②2012年吉林省社科联学会部吉林市社科联课题“医学背景下应用型生物技术人才培养模式探究”（课题编号：1225）；③吉林省教育科学“十二五”规划，2014年度立项课题“基于FBLM教学模式提升生物技术应用型人才综合素质的研究与实践”课题编号：GH14347。

作者简介：张磊（1981-），女，汉族，硕士，讲师，吉林医药学院检验学院，主要从事生物技术专业教学工作。

通讯作者：李艳（1960-），女，汉族，硕士，教授，研究方向：医学高等教育，邮箱：jlliyang2004@163.com。