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摘要：“基因工程”课程是生物类专业的主干课程，课程建设与教学改革从早期的更侧重于理论知识传授、强化技能训练，到近年来通过综合改革建立课程教学新模式，经历了三个阶段。课程综合改革构建了“课堂讲授—实验操作—实习综合”的“三位”结合式课程教学模式。通过精简理论教学内容、设立基本核心实验结合综合实验（实习）对课程内容体系进行了重建，并合理安排了教学进程和“三位”融合。
关键词：基因工程；课程建设；教学模式
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）50-0082-02
“基因工程”是随着20世纪70年代初DNA重组技术兴起而形成的一门新知识体系。1972年前后实行了对DNA的人工重组操作，以此为基础诞生了现代生物技术，同时也造就了生物技术本科专业及“生物工程与技术”这一新的学科[1]。该学科自诞生以来就表现出巨大的生产力作用，以重组蛋白质药物为代表，表现出了不同于传统发酵、分离等技术的独特优势[2]。
我国在1987年3月组织实施的国家高新技术“863”计划中就将生物技术作为优先发展的领域。在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2010—2020年）》中仍然把生物技术作为科技发展的五个战略重点之一[3]。为了适应社会发展对生物技术人才的需求，我国高校大多于上世纪90年代初设立了生物技术专业，“基因工程”课程是生物技术专业本科生人才培养方案中的主干和核心课程。上世纪90年代后期开展的专业调整，将生物类本科专业调整为“生物科学”和“生物技术”两个专业，并设置了与生物学密切相关的工科类“生物工程”专业[4]。事实上这几个专业的开设都与“基因工程”这一新的知识体系建立和技术发展密切相关。“基因工程”课程建设和发展已经有了30余年的历史。在高等学校生物科学与工程教学指导委员会制订的生物技术专业规范和生物工程专业规范中，“基因工程”都被纳为其专业课程[5、6]。
湖南农业大学于1987年建立“植物遗传工程实验室”，承担了研究生的“基因工程”课程教学。1993年建立生物技术系，1995年开始招收本科学生，同时建立了基因工程与遗传学教学团队，并为本科生开设“基因工程”课程，20余年来不断开展课程的建设和教学改革。现将我们开展课程教学方法的改革探索情况做一个介绍，以与大家开展研讨。
一、“基因工程”课程特点
“基因工程”课程的特点是其具有典型的实验技术性属性。“基因工程”的知识体系都是围绕DNA克隆和分子操作的具体实验操作而关联起来的，将相关的基本实验方法原理、分子操作工具（酶）性质、遗传转化的理论基础等相关理论知识组合起来形成一门系统的课程。因而“基因工程”课程教学多由理论加实验构成，而使学习者系统掌握实验技能是课程的主要目标。
二、“基因工程”教学改革的历程
如何合理化地布局理论教学、实验教学内容和课时，提升教学效果，更有效地促进学生系统掌握基因工程的知识体系和操作技能，是基因工程课程建设与教学改革一直努力的方向。我们的课程建设可以分为三个时期：
1.重视理论讲授，突出知识学习。在课程建设早期，课程更侧重于理论传授，理论课时占比较高。理论课时为60课时，实验不单独设课，课时为20课时，课程总课时80课时。这个时期主要是囿于实验条件，实验内容设计比较简单，实验课时也安排较少。一些实验技术只能从原理上着重学习和掌握。
2.实验单独设课，强化技能训练。为了强化技术训练，加强技能培养，根据“基因工程”的课程特点，将实验单独设课。将理论教学的部分内容融入到实验教学环节。理论课时调整为50课时，实验课时增加到30课时，总课时80课时。
3.“三位结合式”课程教学，全面提升教学效果。“基因工程”课程加入了实习（综合实验）环节，课程设计由理论教学、实验教学、实习实训三位结合方式来进行。因此课程形成了“课堂讲授—实验操作—实习综合”的“三位”结合式方案。理论教学课时进一步压缩，缩减到36课时，实验课20课时，增加实习课1周时间。
“基因工程”课程“三位”结合式的教学设计，无疑能更加利于基因工程的技能训练和实现课程设定的整体目标。这种“三位”结合的教学必须对教学内容、课时安排、实验内容体系及“三位”的融合进行很好的设计，才能达到教学效果。
三、“三位结合式”教学的设计
1.理论教学先行。在课程教学安排上以理论教学先行，理论课程教学进行三分之一后再启动实验教学。“基因工程”课程的前部章节包括基因工程的基本实验技术、基因工程工具酶、基因工程载体等内容，是开展实验操作务必先掌握的初步理论知识。因此在学生完成这些内容的学习后，开设实验课程进行实验教学，一方面具有了一定的理论基础，另一方面还可以促进后续理论知识的学习。此后，理论教学与实验教学可以在每周内叠加循序进行。
2.实验课程内容优化。在理论教学完成三分之一后，开始实验教学。实验课程设计了5次实验，每周1次教学，每次4课时。这些实验课程计划的内容是开展基因工程操作所需要掌握的基本实验。包括：
①质粒载体DNA分离制备；②琼脂糖凝胶电泳与DNA回收；③DNA限制性酶切分析与重组连接；④大肠杆菌转化及鉴定；⑤PCR扩增及目标分子克隆。
经过这些实验操作和学习过程，学习者可以了解DNA操作的一些基本实验技术，在实验课程结束时，也能基本完成理论课程的教学，然后即可以进入1周的实习环节。
3.通过实习进行技能的综合化、系统化。设立实习教学的目的是通过实习把理论知识和学生已掌握的单独实验方法，加以系统化、综合化。在实习开展中，我们对实习内容进行方向性的设定，要求同学们利用生物信息学分析、自主选定克隆某一个目标分子，然后对克隆化的分子或者进行定点突变改造或者进行可以调控的大肠杆菌表达。在实习过程中还融入了“三性”的要求，能体现出实验的“设计性、综合性和创新性”。学生先开展自主设计、提交实验方案、进行方案论证后进入实习环节，完成实验后再交流和总结实习内容。通过实习过程，学生可以较系统和独立地参与“资料收集分析—实验设计—具体实验”的全环节，系统地将理论知识与实验技术相结合，从而把握“基因工程”的核心技能。
四、课程教学改革的效果
“课堂讲授—实验操作—实习综合”的“三位结合式”课程教学自2010年开展以来，从2008级生物技术、生物工程本科生的课程教学中开始实行，经过了7年实践，取得了较好的教学效果。体现在：①学生对课程教学效果的评价提高，通过网上评教、学生座谈，评价为优秀等级的比例达到92%。②学生创新项目选题结合基因工程课程内容体系的比例增加，目前生物技术、生物工程本科生参与的各类大学生创新项目共52项，与分子克隆、重组和转化相关的项目达到46%，比例较3年前显著提升。③毕业论文的选题与“基因工程”课程内容的关联性提升，分析近三年的畢业论文选题，有42%的选题与此相关。④升学和就业的本科毕业生反馈，在后续的研究和工作中运用“基因工程”课程相关的知识和技能，能从课程所学中收益。
参考文献：
[1]吴乃虎.基因工程原理[M].第二版.北京：科学出版社，2016.
[2]Johnson I S.Human insulin from recombinant DNA technology[J].Science，1983，219（4585）：632-637.
[3]http：//www.most.gov.cn/mostinfo/xinxifenlei/gjkjgh/200811/t20081129_65774.htm[OL].
[4]吴雪梅，乔守怡，刘恩山，王喜忠.我国高校生物专业教育发展的脉络与现状[J].高等理科教育，2007，（3）：1-4.
[5]教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会.生物技术专业规范[J].高校生物学教学研究（电子版），2012，2（1）：3-10.
[6]教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会.生物工程专业规范[J].高校生物学教学研究（电子版），2012，2（2）：3-10.
关键词：基因工程；课程建设；教学模式
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）50-0082-02
“基因工程”是随着20世纪70年代初DNA重组技术兴起而形成的一门新知识体系。1972年前后实行了对DNA的人工重组操作，以此为基础诞生了现代生物技术，同时也造就了生物技术本科专业及“生物工程与技术”这一新的学科[1]。该学科自诞生以来就表现出巨大的生产力作用，以重组蛋白质药物为代表，表现出了不同于传统发酵、分离等技术的独特优势[2]。
我国在1987年3月组织实施的国家高新技术“863”计划中就将生物技术作为优先发展的领域。在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2010—2020年）》中仍然把生物技术作为科技发展的五个战略重点之一[3]。为了适应社会发展对生物技术人才的需求，我国高校大多于上世纪90年代初设立了生物技术专业，“基因工程”课程是生物技术专业本科生人才培养方案中的主干和核心课程。上世纪90年代后期开展的专业调整，将生物类本科专业调整为“生物科学”和“生物技术”两个专业，并设置了与生物学密切相关的工科类“生物工程”专业[4]。事实上这几个专业的开设都与“基因工程”这一新的知识体系建立和技术发展密切相关。“基因工程”课程建设和发展已经有了30余年的历史。在高等学校生物科学与工程教学指导委员会制订的生物技术专业规范和生物工程专业规范中，“基因工程”都被纳为其专业课程[5、6]。
湖南农业大学于1987年建立“植物遗传工程实验室”，承担了研究生的“基因工程”课程教学。1993年建立生物技术系，1995年开始招收本科学生，同时建立了基因工程与遗传学教学团队，并为本科生开设“基因工程”课程，20余年来不断开展课程的建设和教学改革。现将我们开展课程教学方法的改革探索情况做一个介绍，以与大家开展研讨。
一、“基因工程”课程特点
“基因工程”课程的特点是其具有典型的实验技术性属性。“基因工程”的知识体系都是围绕DNA克隆和分子操作的具体实验操作而关联起来的，将相关的基本实验方法原理、分子操作工具（酶）性质、遗传转化的理论基础等相关理论知识组合起来形成一门系统的课程。因而“基因工程”课程教学多由理论加实验构成，而使学习者系统掌握实验技能是课程的主要目标。
二、“基因工程”教学改革的历程
如何合理化地布局理论教学、实验教学内容和课时，提升教学效果，更有效地促进学生系统掌握基因工程的知识体系和操作技能，是基因工程课程建设与教学改革一直努力的方向。我们的课程建设可以分为三个时期：
1.重视理论讲授，突出知识学习。在课程建设早期，课程更侧重于理论传授，理论课时占比较高。理论课时为60课时，实验不单独设课，课时为20课时，课程总课时80课时。这个时期主要是囿于实验条件，实验内容设计比较简单，实验课时也安排较少。一些实验技术只能从原理上着重学习和掌握。
2.实验单独设课，强化技能训练。为了强化技术训练，加强技能培养，根据“基因工程”的课程特点，将实验单独设课。将理论教学的部分内容融入到实验教学环节。理论课时调整为50课时，实验课时增加到30课时，总课时80课时。
3.“三位结合式”课程教学，全面提升教学效果。“基因工程”课程加入了实习（综合实验）环节，课程设计由理论教学、实验教学、实习实训三位结合方式来进行。因此课程形成了“课堂讲授—实验操作—实习综合”的“三位”结合式方案。理论教学课时进一步压缩，缩减到36课时，实验课20课时，增加实习课1周时间。
“基因工程”课程“三位”结合式的教学设计，无疑能更加利于基因工程的技能训练和实现课程设定的整体目标。这种“三位”结合的教学必须对教学内容、课时安排、实验内容体系及“三位”的融合进行很好的设计，才能达到教学效果。
三、“三位结合式”教学的设计
1.理论教学先行。在课程教学安排上以理论教学先行，理论课程教学进行三分之一后再启动实验教学。“基因工程”课程的前部章节包括基因工程的基本实验技术、基因工程工具酶、基因工程载体等内容，是开展实验操作务必先掌握的初步理论知识。因此在学生完成这些内容的学习后，开设实验课程进行实验教学，一方面具有了一定的理论基础，另一方面还可以促进后续理论知识的学习。此后，理论教学与实验教学可以在每周内叠加循序进行。
2.实验课程内容优化。在理论教学完成三分之一后，开始实验教学。实验课程设计了5次实验，每周1次教学，每次4课时。这些实验课程计划的内容是开展基因工程操作所需要掌握的基本实验。包括：
①质粒载体DNA分离制备；②琼脂糖凝胶电泳与DNA回收；③DNA限制性酶切分析与重组连接；④大肠杆菌转化及鉴定；⑤PCR扩增及目标分子克隆。
经过这些实验操作和学习过程，学习者可以了解DNA操作的一些基本实验技术，在实验课程结束时，也能基本完成理论课程的教学，然后即可以进入1周的实习环节。
3.通过实习进行技能的综合化、系统化。设立实习教学的目的是通过实习把理论知识和学生已掌握的单独实验方法，加以系统化、综合化。在实习开展中，我们对实习内容进行方向性的设定，要求同学们利用生物信息学分析、自主选定克隆某一个目标分子，然后对克隆化的分子或者进行定点突变改造或者进行可以调控的大肠杆菌表达。在实习过程中还融入了“三性”的要求，能体现出实验的“设计性、综合性和创新性”。学生先开展自主设计、提交实验方案、进行方案论证后进入实习环节，完成实验后再交流和总结实习内容。通过实习过程，学生可以较系统和独立地参与“资料收集分析—实验设计—具体实验”的全环节，系统地将理论知识与实验技术相结合，从而把握“基因工程”的核心技能。
四、课程教学改革的效果
“课堂讲授—实验操作—实习综合”的“三位结合式”课程教学自2010年开展以来，从2008级生物技术、生物工程本科生的课程教学中开始实行，经过了7年实践，取得了较好的教学效果。体现在：①学生对课程教学效果的评价提高，通过网上评教、学生座谈，评价为优秀等级的比例达到92%。②学生创新项目选题结合基因工程课程内容体系的比例增加，目前生物技术、生物工程本科生参与的各类大学生创新项目共52项，与分子克隆、重组和转化相关的项目达到46%，比例较3年前显著提升。③毕业论文的选题与“基因工程”课程内容的关联性提升，分析近三年的畢业论文选题，有42%的选题与此相关。④升学和就业的本科毕业生反馈，在后续的研究和工作中运用“基因工程”课程相关的知识和技能，能从课程所学中收益。
参考文献：
[1]吴乃虎.基因工程原理[M].第二版.北京：科学出版社，2016.
[2]Johnson I S.Human insulin from recombinant DNA technology[J].Science，1983，219（4585）：632-637.
[3]http：//www.most.gov.cn/mostinfo/xinxifenlei/gjkjgh/200811/t20081129_65774.htm[OL].
[4]吴雪梅，乔守怡，刘恩山，王喜忠.我国高校生物专业教育发展的脉络与现状[J].高等理科教育，2007，（3）：1-4.
[5]教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会.生物技术专业规范[J].高校生物学教学研究（电子版），2012，2（1）：3-10.
[6]教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会.生物工程专业规范[J].高校生物学教学研究（电子版），2012，2（2）：3-10.