_基因工程实验技术_教学改革与探索_王忠华

定小组感兴趣的课题，或根据教师提出的实验目标查阅资料，
设计实验方案，并提出申请和实验预约，经教师审批后，利用开
放实验时间完成实验，最后递交实验报告，并书写实验总结或
论文。鼓励学生从行业调查入手，自行选题、自行查阅文献、自
行拟就实验方案、自行备齐所需试剂并进行实验。允许学生分
多次来实验室完成同一个实验项目，允许学生对同一个实验项
的教学理念。 2.教学方法不能充分发挥学生的主动性和创造性 传统的基因工程实验教学的基本模式是教师依据实验教
学计划，安排每次实验的内容。实验前，教师先把实验内容和操 作步骤完整地讲一遍，强调学生在实验过程中的注意事项，然 后让学生做实验。学生实验时只需“依样画葫芦”，机械模仿、 重复操作，该教学模式使学生始终处于被动地位，学生的主体 作用和积极性都得不到充分发挥，难以激发学生独立思考和分 析问题、解决问题的兴趣和激情。不能从主动探索中获得失败 的经验和成功的体会，从而使学生失去了学习的主动性，抑制了 个性发展，甚至泯灭了独立思考的意识和创新精神。[6，7]
极性，对提高学生运用理论知识解决实际问题、提高实际操作
能力和创新能力都有积极的意义。
五、改革实施初步成效与物化成果
本改革以浙江万里学院生物与环境学院生物技术和生物工
程专业2009级、2010级学生为课程改革实施对象，直接受益学
生数为200人/年。由于本改革能紧密围绕学生综合能力的培养，
采用以学生为主体、教师主导的教学方法，教学内容实用且能紧
一、目前基因工程实验课程教学存在的问题 虽然基因工程实验 课 程的主 要内容 具 有综 合 设 计 性和实 践性强等特点，并且与农业、医药、环境、能源和食品等行业紧 密结合，发 展 空间广阔。但目前基因工程实验 课 程教学也 存在 诸多问题。 1.贴近行业的实验项目缺乏系统的创新性设计 基因工程实验尽管开设时间较长，但实验项目注重基本技 能训练，与行业结合不够，不能适应生物技术相关产业的发展 需求；创新性项目成点状分布，不利于学生创新能力的系统培 养。因此有必要增加一些研究性、行业相关性的项目，并根据学 生需要开展不同层次、可供选择的实验项目，真正实现以生为本
总第263期
围绕不同能力的培养目标，本文从项目设计、教学方法与考 核方式改革三个方面对基因工程实验改革进行了探索与实践， 同时对改革的初步成效与存在的问题进行了总结与讨论，以期 为同类研究提供参考。
二、实验项目设计 为了实现上述不同层次的能力目标，根据以能力培养为主 线的《基因工程》三级训练体系鱼骨图（见图1），设置了三个层 次的实验项目，其中综合技能训练以原有的项目为基础进行优 化；而工程能力训练和开放创新训练项目则为本课题的改革重 点。项目主要来自教师科研和学生创新创业项目，拟设置的项目 详见表2。
备注 原有 原有 原有 原有 原有 新增 新增 新增 新增 新增 新增 新增 新增
根据不同行业现状，教师先拟定了一些具有行业生产应用 前景的目标蛋白或产物（如外膜蛋白、碱性磷酸单酯酶和白介素 等）布置给学生，并将实验方法和重要参数告诉学生，然后要求 学生查阅相关文献和资料，设计实验方案并提交，指导教师审 核通过后进行实验，最后对实验结果进行分析与讨论，形成总 结性材料。以生物制药行业外膜蛋白（Outer membrane protein， 简称Omp）为例，其免疫保护力远远高于灭活全菌疫苗，有望作 为高效疫苗的重要成分，通过生物工程技术大量生产应用于海 水 养 殖动物 疾 病 的防 治。由此可将“ 溶 藻 弧菌外膜 蛋白O m p U 的克隆与原核表达”作为设计应用性实验。涉及的重要参数有 DNA分离纯化参数、PCR扩增体系和程序参数、不同载体构建参 数和不同表达产物检测技术参数等。通过这个层次的训练，让 学生用学到的基因操作技术（核酸提取技术、引物设计技术、载 体构建技术、基因检测技术、表达产物检测等）去解决具体的 行业问题，培养学生的创新能力和行业应用能力。
根据上述问题，结合基因工程面向行业的特点和学生创新 能力培养需要，确立了综合技能、工程应用能力和学科研究能 力三个层次的实验教学目标（见表1）。
表 1 基因工程实验的能力培养层次及培养途径
能力层次
具体能力描述
拟培养途径
学科研究能力
利用基因工程技术进行新产品开发 ；培育转基因 新产品 ；开拓新产品、新工艺 ；利用基因技术分 析解决问题能力 ；创造性思维能力
原因及 解 决 办 法。这 种 实 验 教学 方 法 既 有 利于提 高学 生 对 实
验内容的兴趣，使学生牢固掌握基因工程操作的基本过程与技
能，提高实验教学效果，又有利于培养学生的自主学习能力，进
而提程能力训练和开放创新训练项目，采用“自主设计
式、开放式”实验教学法。即要求3～5位学生组成课题小组，确
基金项目：本文系教育部双语示范课程和浙江省新世纪教改项目（项目编号：zc2010085）的研究成果。
中图分类号：G642.0
文献标识码：A
文章编号：1007-0079（2013）04-0136-02
随着分子生物学的迅猛发展，基因工程实验技术已广泛渗 透到现代生命科学的各个分支领域，成为生物技术和生物工程 等专业的核心技术。[1-3]通过“基因工程实验技术”的学习，使学 生了解基因工程的四大要素，知晓从自然界的生物中克隆所需 目的基因的基本思路和策略，启发学生的思维，让学生熟悉从 最基础的核酸、质粒的提取，到基因分离方法的确定、基因的克 隆、鉴定、表达以及最终能获得目的基因的表达产物的整个过 程；使学生对基因工程有一个全方位的、比较系统的认识。[4，5] 通过一系列实验，加强学生的动手能力，提高其基本操作技能， 使学生具备从事基因工程教学和科研的基本能力。
稳定的经费保障机制是有效开展思想政治理论课社会实践 教学的必要条件。为了保证思想政治理论课社会实践教学面向 全体学生，保证任课教师对实践教学的全心投入，学校应设立 思想政治理论课实践教学的专项经费，并将其纳入院校年度预 算计划中，及时划拨。思想政治理论课社会实践教学经费主要 用于社会实践活动、社会实践研究、社团活动、社会实践基地建 设、奖励、硬件配套设施的建设等方面。
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3.落实完善“科学合理、立体多元、可操作性强”的社会实践 教学考核评价体系
高素质的师资队伍是有效开展思想政治理论课社会实践教 学的关键部分。为了搞好思想政治理论课社会实践教学，还需要 建设一支数量足、素质高、专兼结合的教师队伍。学校一方面要 加强思想政治理论课教师的培训和学习，另一方面也要组织教 师广泛开展社会实践、学习考察、挂职锻炼等活动，帮助教师了 解国情、社情、民情，开阔视野，增加社会阅历，丰富实践教学的 内容，提高实践教学能力。
开放创新训练项目围绕教师科研、大学生新苗人才计划、 大学生创新创业项目、学科竞赛等进行，如特色经济和药用植物 （蔺草、葡萄、浙贝母等）及海洋生物（中华鳖等）的分子身份与 种质资源鉴定、绿色荧光蛋白在生物医药与现代农业中的应用 等。主要是采用基因工程实验技术解决当前生产实践中遇到的 科学问题，使学生在掌握先进的、应用性强的专业综合技能的 同时，提高自己的科研能力、创新意识、创新能力。
DOI编码：10.3969/j.issn.1007-0079.2013.04.067
“基因工程实验技术”教学改革与探索
2013年第4期
王忠华 斯越秀 俞 超 毛芝娟
摘要：“基因工程实验技术”是生物科学相关专业本科教学中最重要的核心课程之一。以实验教学目标与项目设置、教学方法与手
段改革（引入合作性、探究式、开放式教学）等方面为突破口，围绕学生创新能力培养的终极目标对应用型本科院校如何开展“基因工程
目采取不同的实验方法进行实验，如核酸提取可采用酸法，也可
采用碱法、SDS法、CTAB法等。同一种方法还可在不同提取条
件下进行，如水浴温度、水浴时间、离心转速、离心时间等。自主
设计实验突出了学生的主体地位，有利于激发学生的学习兴趣
与激情，有利于培养学生的创新精神和实践能力。
四、考核方式改革
为提高实验教学效果，适应创新性人才培养的需要，必须
建立和完善一套以创新能力培养为重心的既重过程又重结果的
实验课程考核新模式。
在对综合技能训练项目进行考核时，采用全程性评价，实
验预习环节的评价可培养学生的自主学习能力，实验准备和过
程环节及实验操作考试可提高学生的动手能力和专业技能，而
实验笔试环节主要考察学生对专业知识的掌握情况，为学生开
展创新性活动奠定了坚实的专业基础。
开放创新性 项目训练
工程应用能力
核酸与蛋白质提取工艺参数优化能力 ；基因工程 工 程 性 项 目
产品产量与品质参数优化能力
训练
综合技能
核酸分离纯化能力 ；PCR 操作技能 ；质粒连接、综 合 性 项 目 转化与筛选技能 ；基因及其表达产物检测技能 训练
图 1 以能力培养为主线的《基因工程》三级训练体系鱼骨图 136
管 理 科 学是有 效 开展 思想 政 治 理 论 课 社会 实践 教学的必 备环节。高校应成立以分管领导牵头、有关职能部门和思想政 治理论课教学单位参加的思想政治理论课社会实践教学指导委 员会。该指导委员会作为常设机构，要定期研究社会实践教学 计划和实施方案，加强对“课内、校内、校外与网络”有机结合 的“四维一体”社会实践教学模式的统筹规划；负责资金审批， 组织部门间的协调配合、人员配备等相关事宜，最终形成学院领 导、教学单位、教务处、财务处、党团系统、后勤部门等各司其 职、各负其责、形成合力的良性育人格局。
实验技术”教学进行了改革与实践，以期为同类教学提供参考。
关键词：地方性高校；基因工程实验；创新能力培养；教学改革与探索
作者简介：王忠华（1972-），男，浙江开化人，浙江万里学院生物与环境学院，教授；斯越秀（1979-），女，浙江诸暨人，浙江万里学
院生物与环境学院，讲师。（浙江 宁波 315100）
三、教学方法改革 对于综合技能训练项目，采取虚拟实验与实战操作相结合 的形式，要求学生全程参与实验过程，学生必须在实验前进行 预习，然后反复进行虚拟实验（购置相关软件），最后进行实战 操作，实验结束后写出实验报告，并对实验结果进行班级讨论，