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培養(yǎng)通才為目標(biāo)的通識(shí)課《基因工程導(dǎo)論》的教學(xué)方法探討
培養(yǎng)通才為目標(biāo)的通識(shí)課《基因工程導(dǎo)論》的教學(xué)方法探討
王海鷗，時(shí)國慶，鐘廣蓉
�。ū本┛萍即髮W(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院生物工程系，北京100083）
摘要：為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求，通識(shí)課《基因工程導(dǎo)論》以基因工程技術(shù)為基礎(chǔ)，涉及克隆、轉(zhuǎn)基因技術(shù)及社會(huì)倫理等學(xué)生感興趣的內(nèi)容，旨在通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對基因工程技術(shù)的基本原理、應(yīng)用及最新研究進(jìn)展有一定的認(rèn)識(shí)與了解，從而拓寬學(xué)生的知識(shí)面，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生綜合能力的提高，為培養(yǎng)新世紀(jì)的高級(jí)人才打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：核心素質(zhì)課；基因工程；教學(xué)；改革
現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的基本趨勢呈現(xiàn)出文理滲透，及交叉學(xué)科不斷涌現(xiàn)的新氣象。而現(xiàn)代社會(huì)期待的大學(xué)畢業(yè)生，應(yīng)該是在兼顧自身專業(yè)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，具有更為全面的知識(shí)結(jié)構(gòu)和多方向發(fā)展的潛力。高等教育對學(xué)生的培養(yǎng)如果局限于狹窄的知識(shí)面與專業(yè)領(lǐng)域，勢必會(huì)影響到學(xué)生適應(yīng)未來及創(chuàng)造能力的發(fā)展。國內(nèi)外各大著名院校紛紛開設(shè)通識(shí)類課程，以加強(qiáng)學(xué)生對不同的學(xué)科的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)能將各學(xué)科知識(shí)融會(huì)貫通的高層人才[1]。進(jìn)入21世紀(jì)以來，“克隆人”、“轉(zhuǎn)基因食品”、“基因芯片”等新名詞不斷涌現(xiàn)，標(biāo)志著人類社會(huì)進(jìn)入了生命科學(xué)高速發(fā)展的時(shí)代。生命科學(xué)的專業(yè)術(shù)語和概念已經(jīng)潛移默化地滲透和影響到其他學(xué)科的發(fā)展，例如材料科學(xué)中的仿生材料、計(jì)算機(jī)科學(xué)的人工智能等�？v觀許多高校的培養(yǎng)計(jì)劃，不難看出我國的高等教育理念也在不斷地提升，已從培養(yǎng)專業(yè)型人才變成培養(yǎng)具有創(chuàng)新和綜合能力的高級(jí)人才。為了適應(yīng)新形勢下高等教育理念，各高校加強(qiáng)了對生命科學(xué)知識(shí)的普及，紛紛開設(shè)了多門該領(lǐng)域的通識(shí)課程。尤其對于傳統(tǒng)的工科院校來說，目前無論從教學(xué)管理層到教學(xué)一線的教師已形成共識(shí)，工科院校作為“工程師的搖籃”，培養(yǎng)人才應(yīng)該是對多學(xué)科的發(fā)展動(dòng)態(tài)都有所掌握的全才，否則將難以在未來的知識(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)中立足。
一、課程發(fā)展的主要?dú)v史沿革
生物技術(shù)，特別是其中的基因工程技術(shù)，是2l世紀(jì)世界各國優(yōu)先發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，是解決人類所面臨的諸多難題，如食品短缺、人類健康、環(huán)境及能源等相關(guān)問題的關(guān)鍵技術(shù)之一。北京科技大學(xué)是一所綜合性的工科大學(xué)，但是生物技術(shù)專業(yè)創(chuàng)建較晚，生物領(lǐng)域的知識(shí)，尤其是現(xiàn)代生物技術(shù)類的課程還未能在全校普及，難以滿足廣大學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲，也限制培養(yǎng)高層次人才的需求。因此，我們從2004年專門為非生物類全校本科生開設(shè)這門以基因工程技術(shù)為基礎(chǔ)，涉及克隆、轉(zhuǎn)基因技術(shù)及社會(huì)倫理等學(xué)生感興趣的通識(shí)教育核心課《基因工程導(dǎo)論》，希望學(xué)生通過本門課程的學(xué)習(xí)，對基因工程的基本原理、技術(shù)的重要應(yīng)用及對人類生活的重要影響都能有清晰和正確的認(rèn)識(shí)，達(dá)到拓寬學(xué)生的知識(shí)面、激發(fā)創(chuàng)造力、提高學(xué)生綜合能力的教學(xué)目的。
但是，通過我們多次針對選課學(xué)生發(fā)放的調(diào)查問卷研究，公共選修課的教學(xué)方式與專業(yè)課相比存在一定的差異，涉及到的學(xué)生面廣，學(xué)生來自于全校文、理和工科各專業(yè)，他們在生命科學(xué)方面的知識(shí)結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)參差不齊。如何選擇合適的教學(xué)內(nèi)容，采用何種教學(xué)手段以及怎樣調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性等諸多問題是教學(xué)過程中面臨的主要難題。我們結(jié)合本校學(xué)科設(shè)置的方向與特點(diǎn)，在《基因工程導(dǎo)論》課程教學(xué)中對教學(xué)模式進(jìn)行探索，理論聯(lián)系實(shí)際，以科研促進(jìn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，在課堂教學(xué)中取得較好的成效。
二、注重實(shí)用教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)效果
生命科學(xué)的重要特點(diǎn)是基礎(chǔ)研究與應(yīng)用的結(jié)合。醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)和食品生產(chǎn)這些領(lǐng)域和人類生活緊密聯(lián)系，這些基因工程技術(shù)在這些領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，因此，在這些領(lǐng)域里都能找到基因工程技術(shù)與實(shí)際生活相結(jié)合的優(yōu)秀的教學(xué)素材，制定出符合本科生教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容。但是，我們注意到北京科技大學(xué)是一所以工科為主的綜合性大學(xué)，學(xué)校的專業(yè)有工科、理科、人文社會(huì)學(xué)科等。所以，公選課的學(xué)生學(xué)科跨度很大，從文科到理工科學(xué)生都有，從最后的選課學(xué)生的分布來看，文和理工科學(xué)生比例相當(dāng)�，F(xiàn)行的高考制度導(dǎo)致了部分文科生，基本不具備物理、化學(xué)和生物等理科基礎(chǔ)知識(shí)；而另外自于理工科院系的學(xué)生，在中學(xué)學(xué)習(xí)中已具備一定的生命科學(xué)的知識(shí)，但他們對生命科學(xué)及相關(guān)工程技術(shù)類課程仍然有興趣，希望能從課堂中學(xué)到更多、更深入的生物學(xué)知識(shí)。此外，他們的興趣差異也很大，就相同問題關(guān)注點(diǎn)并不一樣。例如，以轉(zhuǎn)基因食品為例，文科學(xué)生關(guān)注它們的社會(huì)倫理影響，而理工科學(xué)生關(guān)注技術(shù)層面的影響。在授課過程充分考慮到這兩部分學(xué)生的需求，一直是我們進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和設(shè)計(jì)中考慮的重要參考因素。
課程的設(shè)計(jì)理念中是讓非專業(yè)的學(xué)生獲得該方面的基礎(chǔ)知識(shí)后，要懂得獨(dú)立思考新的科學(xué)技術(shù)發(fā)展給人類帶來的重要影響，并在理解的基礎(chǔ)上給出獨(dú)立的理性判斷。我們在課程體系上的安排是由基礎(chǔ)理論到前沿應(yīng)用，例如選取基因工程技術(shù)概述、植物基因工程、動(dòng)物基因工程、微生物基因工程、克隆技術(shù)和基因工程與人類倫理等為主要內(nèi)容，著重介紹基因工程技術(shù)的基本原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和健康領(lǐng)域中的應(yīng)用及其今后的發(fā)展趨勢。在教學(xué)內(nèi)容的編排中，盡量選擇學(xué)生聽過、感興趣但并不熟悉的內(nèi)容，來喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。教學(xué)實(shí)踐證明，讓學(xué)生覺得有用的知識(shí)是最能喚起學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的。在講植物基因工程這章時(shí)，根據(jù)我們之前設(shè)計(jì)并發(fā)放的調(diào)查問卷了解到，學(xué)生對這一部分關(guān)系到民生的內(nèi)容非常感興趣，從對學(xué)生來說由于技術(shù)過程的不了解而只能是人云亦云。最近各種媒體上報(bào)道不同人群對轉(zhuǎn)基因食品的安全性爭論，而學(xué)生們對于該專業(yè)知識(shí)的一知半解，很多程度上干擾到他們的判斷力，他們?yōu)榇烁械嚼Щ蠛兔悦�。因此，在課時(shí)安排上做了相應(yīng)的調(diào)整，對這章節(jié)內(nèi)容有所側(cè)重，我們在講解轉(zhuǎn)基因植物構(gòu)建的基本過程后，選用“轉(zhuǎn)基因大豆和食用油”的事件，引起學(xué)生的注意，組織觀看轉(zhuǎn)基因食品的視頻資料后，啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)認(rèn)真地思考轉(zhuǎn)基因技術(shù)的利弊，通過課堂討論等豐富多彩的教學(xué)形式，使學(xué)生正確認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)基因食品及現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展趨勢，從與實(shí)際生活密切聯(lián)系的內(nèi)容入手，讓學(xué)生覺得學(xué)到的知識(shí)不再是脫離實(shí)際概念而是可以解決實(shí)際問題的，這樣就達(dá)到了學(xué)校開設(shè)通識(shí)課的教學(xué)目的。
三、采用靈活的教學(xué)方式，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性
基因工程技術(shù)雖然涵蓋范圍廣，涉及領(lǐng)域多，與國計(jì)民生問題息息相關(guān)，有很多成功的應(yīng)用，但其具有很強(qiáng)的專業(yè)性和技術(shù)性，非專業(yè)學(xué)生接受有一定的難度。如何將這門技術(shù)課程教學(xué)與素質(zhì)教育相結(jié)合，授課過程既讓非專業(yè)的學(xué)生普及知識(shí)，又能在上課過程調(diào)動(dòng)他們主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，是我們在授課過程一直在探索的問題。此外，《基因工程導(dǎo)論》公選課程由于學(xué)生年級(jí)、專業(yè)的差異性，要想吸引學(xué)生學(xué)好本課程，就必須做到講授內(nèi)容新穎、視點(diǎn)獨(dú)特、講授方法先進(jìn)。因此，在講授時(shí)注意盡可能貼近生活、貼近社會(huì)，從基本概念入手，深入淺出，理論聯(lián)系實(shí)際，注重師生之間良性互動(dòng)，使“教”與“學(xué)”在一個(gè)輕松活躍的氣氛中完成。
《基因工程導(dǎo)論》課程技術(shù)內(nèi)容較多，在課堂教學(xué)中，講技術(shù)和方法用講述的方式授課，知識(shí)內(nèi)容比較晦澀難懂，學(xué)生聽起來很枯燥，幾堂課過后學(xué)生就容易厭學(xué)。因此，課堂教學(xué)中實(shí)施多種教學(xué)方法，我們利用采用大量的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的由學(xué)生自行創(chuàng)作的動(dòng)畫演示來講解技術(shù)原理，并鼓勵(lì)學(xué)生參與課堂討論、觀看視頻、以問題為導(dǎo)向的啟發(fā)式教學(xué)、專題討論等多種形式的教學(xué)方法。課程的學(xué)習(xí)效果，還直接受到學(xué)生興趣和參與意識(shí)的影響。一般來說，學(xué)生開始學(xué)習(xí)興趣很大，當(dāng)一些學(xué)生開始接觸到抽象概念時(shí)，往往感到不易接受。一個(gè)真正的科普學(xué)家能將很高深的科學(xué)問題用通俗易懂的語言讓普通人聽懂。我們在授課課程受到很大地啟發(fā)，教師精心組織和準(zhǔn)備了一些分子生物學(xué)方面的動(dòng)畫（人類基因組計(jì)劃、微生物培養(yǎng)、玉米斑點(diǎn)問題），用FLASH、3D動(dòng)畫等制作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的模擬，如DNA的復(fù)制、蛋白質(zhì)合成過程的動(dòng)畫模擬等，用具體的形象幫助學(xué)生理解知識(shí)。在講解基本概念和技術(shù)原理基礎(chǔ)上，不糾纏于具體過程和實(shí)踐性，降低理論深度，著重于理論知識(shí)的實(shí)際工程應(yīng)用，深入淺出，以點(diǎn)帶面，使學(xué)生明確領(lǐng)悟教學(xué)內(nèi)容，保持學(xué)習(xí)興趣。
在授課過程中，將教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，并靈活采用多媒體手段，使那些晦澀難懂的專業(yè)術(shù)語與基本原理被學(xué)生輕松接受，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。例如，在為學(xué)生介紹基因工程在醫(yī)藥健康領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)，我們常常會(huì)以學(xué)生感興趣的高致病性人禽流感為例，先從流感病毒歷史危害講起，接著以流感病毒的名稱由來為先導(dǎo)介紹病毒結(jié)構(gòu)，以及他們的入侵細(xì)胞的途徑；然后，引入現(xiàn)階段對禽流感的鑒定和治療上廣泛使用的咽試子方法，就是基因工程的重要應(yīng)用。這樣不僅加深學(xué)生對疾病的分子機(jī)制的理解與認(rèn)識(shí)，增加感性知識(shí)，達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的目的與效果。
“科際整合”是國際高等教育的潮流，被證明是行之有效的大學(xué)教育模式，它通過跨學(xué)科、跨領(lǐng)域、跨文化學(xué)習(xí)來培養(yǎng)高素質(zhì)的人才[2]。本課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生具有寬闊知識(shí)背景，并有能力自主探索學(xué)習(xí)新的科學(xué)領(lǐng)域，為培養(yǎng)交叉學(xué)科的人才打下基礎(chǔ)。通識(shí)類《基因工程導(dǎo)論》課程學(xué)習(xí)，使得我們培養(yǎng)出的學(xué)生不易被瑣碎直觀的現(xiàn)象迷惑和束縛，具有更愿意理性接受新事物的素質(zhì)。所以，加強(qiáng)大學(xué)生的生命科學(xué)素養(yǎng)教育，對于大學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)以及畢業(yè)后適應(yīng)社會(huì)發(fā)展都是有利的。
參考文獻(xiàn)：
[1]李忠芳，唐政，陳春嵐，等。 對公共選修課《花卉栽培學(xué)》教學(xué)方法的探索[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（32）：18500-18501.
[2]江秀娟。面向文科生的工程技術(shù)類公選課教學(xué)模式探討[J].科教文匯，2012，（9 ）：37-38.
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