基因工程实验课程教学优化探析论文
摘要：基因工程实验课是动物生物技术、动物医学等专业学生必修的基础课，对相关专业的专业课学习具有重要的指导意义。在该课程的教学实践中，笔者通过对实验教学设备更新、实验教学理念转变、实验考核方法改革、师资队伍强化、教学与科研实验、毕业设计相结合等手段，丰富了基因工程实验课的教学形式。实行课程改革后，全面提升了学生对基因工程实验技术的认识程度，增加了学生的学习兴趣，培养了学生实验设计、分析及解决问题的能力，为学生毕业设计和申请大学生开放性、创新性实验提供了良好的实验技术保障。
关键词：基因工程； 实验技术； 教学； 改革； 仪器管理； 考核体系； 教学效果； 实践
基因工程（genetic engineering） 也称遗传工程，是现代生物技术的核心技术，也是理论与技术并进的新兴学科。基因工程又称基因拼接技术或DNA重组技术，是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译、表达的复杂操作。它是生物工程的一个重要分支，与酶工程、细胞工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。
我国教学改革研究的着眼点和重要任务是在实验课的教学中进一步吸引学生主动学习，激发学生独立思考的兴趣，培养创新意识[1].传统的实验教学方法存在知识结构老化、课堂教学内容更新较少以及学生学习被动等问题，已不能满足培养学生综合素质能力的要求； 因此，有必要针对这些不足进行改革，推动基因工程实验技术的实验教学质量的提高。笔者充分利用了教育部高校设备建设专项资金的投入，进行仪器设备的更新，同时改革实验教学内容、完善考核体系、加强师资队伍的培训、基因工程实验技术教学与科研实践及毕业设计相结合等措施，充分调动了学生的学习热情，培养了学生的创新能力和分析问题及解决问题的能力。
1更新仪器设备配置，强化仪器管理水平
基因工程实验是本校动物生物技术、动物科学、实验动物及动物医学专业必修的基础课，为了使基因工程实验更好地顺利开展，达到培养学生实验技能的目的，加强实验室建设，加大实验资金投入是极其必要的。为此，在学校和学院领导的大力支持下，利用教育部高校设备建设专项资金和学校实验建设经费，购置了ABI实时定量PCR、BIO - RAD凝胶成像系统、Tiangen DNA定量仪、博日PCR仪、DYCP - 35型电泳仪、Finnpipette移液器、Biofuge型低温高速离心机、SW - CJ - 1A型超净工作台、DYCP - 31型水平电泳槽、HSZ - Q型恒温振荡器等仪器设备，为实验的顺利开展提供了必要的硬件保障。
鉴于仪器设备价格昂贵，操作复杂，实验开始前制订了仪器简明操作手册，组织学生进行观摩学习，重点讲解仪器原理、相关理论知识、操作方法、注意事项、仪器维护与保养等，并利用提前准备好的样品进行仪器模拟操作演示，使学生充分掌握仪器的操作方法； 同时指定实验组长做好仪器使用记录的登记，确保仪器的正常运转。
2打好实验基础，树立“先入为主”的理念
大学生的特点是好奇心很强，思维活跃，甚至是“异想天开”,但基本实验技能训练相对欠缺[2].而基因工程实验具有取样操作严格、试剂需要量少、各组分加入量要精确等特点； 因此，在开展实验之前需要对学生进行基本技能的培训，包括如何选取组织样品、移液器的正确使用方法、实验试剂的配制及实验材料的高压灭菌、试剂的正确加入方法和顺序、样品的振荡方法及混匀程度等。通过反复训练，使学生更好地掌握药品的性能与用途、操作注意事项，也锻炼了学生分析问题、解决问题的能力，确保学生在后续的正式实验中，能够准确无误地开展相关的实验内容。
3优化实验教学内容，完善实验考核体系
3. 1实验教材的编写
目前，在售的基因工程实验指导用书很多，但真正适合本科生基因工程实验的却很少。大部分存在实验内容过多，可操作性不强，实验内容过于陈旧，相对于先进的基因工程理论存在滞后现象，无法满足培养学生现代化生物学实验技能的需求； 因此，编写一本切实可行的实验教材是极为重要的。为此，学院组织经验丰富的教授、讲师及相关实验技术人员，紧贴科学发展前沿，结合学院教学、科研实际，共同编写了《基因工程实验技术》指导用书，并由吉林大学出版社公开出版发行。新的实验教材，将基因工程新理论、新技术、新方法引入到具体的实验中，加大了设计性、综合性实验的比例，体现了学院的专业特点及办学特色，是一本内容丰富、适合本科实验教学的优秀教材，得到了学生们的一致认可。
3. 2改革教学内容，突出专业特色
基因工程是建立在遗传学、微生物学、生物化学、细胞生物学及分子生物学的基本原理和知识的基础之上的'应用性科学。开设基因工程实验要求学生有扎实的上述课程实验基础。通过对基因工程实验的学习，使本科生熟练掌握DNA重组的方法，并能进行自主设计实验，完成对特定基因进行克隆及分析。由于实验具有连续性、周期长的特点，笔者采取实习周的方式授课，计划学时数为48学时。具体实验内容见表1.
学生通过学习基因工程实验各环节相关的理论知识及实验方法，掌握了常用DNA操作及基因重组技术方法，而且对基因工程原理有更深入的理解，提高了科学研究和实验操作能力。
3. 3健全考核体系，提高教学效果
客观、有效、真实、公正的实验考核体系不仅能提高学生对实验的重视程度，也能增强学生探索知识的积极性，调动学生的学习热情和主人翁意识，从而大大提高实验教学的效果，达到培养新世纪生物学人才的目的。为此，本课程的考核采取多元化评价模式，考核内容主要包括以下三部分。
3. 3. 1平时成绩考核 （ 共45%） 包括实验态度（10%）、实验室常识（5%）、实验技能的掌握（10%）和实验报告（20%） 等方面。实验态度（10分） ,主要考察学生的出勤情况、预习情况、对实验课的重视程度、对实验室仪器设备的爱护及与其他人合作等。采取扣分制，例如无故迟到一次扣3分； 无故旷课一次扣10分； 扣分超过10分后从其他项目的分值里扣除。学期中安排一次实验室常识考试，考试的分值为5分。实验技能的掌握（10分） ,主要考察学生对基本实验技能的理解和掌握，采取扣分制。实验报告由教师根据学生上交的实验报告的规范性、分析及讨论的合理性等进行打分，累计20分。
3. 3. 2学 生 的 独 立 实 验 设 计 和 实 践 过 程 考 核（25%） 注重学生的创新性思维和独立分析、解决问题等能力的提高。包括： 设计思想、方案及设计报告（10%） ; 实验操作能力（5%） ,考察学生对自己设计的 实 验 具 体 实 施 能 力； 实 验 结 果、分 析 报 告（10%） ,考察学生在实验实施过程中对出现的问题进行分析和解决的能力，是否能达到预期结果及结果的分析报告。
3. 3. 3考试 （30%） 对实验室常识、实验设计、实验方法、实验原理等进行考试。
4加强师资队伍建设与培养，提高教师业务素质
实验教师的结构组成和业务水平直接影响到实验课的实施及效果。近年来，分子生物学的飞速发展，赋予了基因工程理论与实践更多的内涵，这就要求实验教师有丰富的理论知识和操作技能。实验教师除了掌握分子生物学常用的实验技术，如：PCR技术、RT - PCR技术、基因克隆与表达技术、文库构建、实时定量PCR技术等，还应积极参与科研工作，申请国家级及省级课题，在科研中不断学习，充实自己的知识结构，了解本学科领域的发展前沿、新技术、新方法，提高实验教学能力，从而更好地完成教书育人的使命。同时，积极发挥实验室资源和师资特长，鼓励实验技术人员和优秀的硕/博士人员参与到实验教学中，充分发挥年轻人的传帮带作用[3],调动学生学习的兴趣和主动性，提高实验教学的质量和水平。
5实验教学与科研、毕业设计相结合
积极 将 教 师 成 熟 的 科 研 成 果 转 化 到 实 验 中去[4 - 5],促进实验教学内容改革，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。同时，以教师的科研课题为依托，开设第二实践课堂，向学生展示科研项目研究的过程，包括课题整体思想、实验方案的设计、项目实施、数据处理与分析、问题解决、结果讨论等，为开设吉林大学大学生开放性、创新性实验打下良好的基础。学生在完成课堂内基因工程实验和课堂外相关的创新性、开放性实验的同时，已能掌握一整套比较完整的基因工程实验技术，加深了对理论知识的系统了解，从而为毕业论文的设计、实验实施、论文撰写及答辩等奠定了坚实的基础。
6小结
通过对实验室硬件更新、实验内容及考核方法改革、强化师资队伍建设等手段，基因工程实验课取得了明显的教学效果，全面提升了学生对基因工程实验技术的认识程度，激发了学生的学习兴趣，培养了学生实验设计、独立思考、协作互助、分析问题及解决问题的能力，树立了正确的科研态度，提高了学生的综合素质，基因工程实验教学改革得到了学生们的一致好评。
参考文献：
[1] 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，2007,9（4） :416 - 418.
[2] 曹锦艳，李莉，任林柱，等。基因工程实验创新性教学实践与探索[J].科技创新导报，2011（19） :186.
[3] 刘幸福，吴元喜，余龙江，等。论生化实验教学改革中“小老师”自身的能力培养[J].实验技术与管理，2005,22（2） :102 - 105.
[4] 韦化，曾冬梅，秦钢年。实验教学与科研相结合，培养学生的创新能力[J].实验技术与管理，2008,25（5） :31 - 34.
[5] 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，2009,28（3） :15 - 18.
【基因工程实验课程教学优化探析论文】相关文章：
高中体育课程结构优化探析论文03-02
高中物理实验教学探析论文11-01
整合实验教学内容优化实验教学安排论文12-29
工业工程类实验课程教学论文11-18
区域水利规划的优化方法的探析论文01-07
探析高校垃圾的分类体系及优化论文12-17
轧钢主机阻尼环优化探析论文12-29
非会计专业会计课程教学的优化论文05-10