“实验课不再是传统的按部就班完成老师设定的内容,而是自主选择实验模块完成课程内容”,生命学院2017级生物科学专业、保研至中国科技大学的戴天力同学评价说。
这里的实验课就是生命学院肖亮老师负责的“基因工程实验技术”课。
2020年9月14日,生命学院2017级生物技术专业“基因工程实验技术”第一次上课,与以往不同,精干的肖亮老师这次没有直接给学生们讲解实验课程的原理、步骤和操作方法,而是给了同学们一个制造基因工程产品的任务,他在白板上罗列出同学们以前学习过的系列基本实验技术,让大家设计各自产品生产方案。面对这个富有挑战性的任务,同学们跃跃欲试,纷纷拿出了自己的设计。通过老师和同学们充分交流,共同制定了从基因获取、基因表达、蛋白纯化及变复性处理,产品活性鉴定的完整基因工程实验技术流程。
课间休息时,几个准备保研的同学认为自己的方案也具有可行性,向老师提出可否在这次课程中实际操作。面对热情的学生,肖亮只好道出了幕后实情:“这是课程改革的第一步,也是挑战传统综合实验课程教学模式的‘试水’之举,目的就是确立全新的课程教学目标和教学内容体系。”同时给同学们保证:“你们下一届学弟学妹们一定能够实现多线路的实验课程。”
全新的实验内容产生了激励效果,学生们积极思考,给教师也提出了具有挑战性的各种问题,整个课程过程中,教学团队负责人肖亮和文建雷一直呆在实验室,与学生一起讨论分析并提出解决方案,给同学们了满意的答复。
“基因工程实验技术”是生物技术、生物科学、生物工程等专业大四开设的一门重要实验实践课,共64学时,两周内完成。该课程第一次教学改革始于2005年,当时国内高校包括西农的生物技术实验能力都非常薄弱,以培养实验操作技术为主要目标,选取了无功能的肌动蛋白分子片段作为材料开设基因工程综合实验,具备了基因工程实验技术的基本流程步骤,获得了广泛好评。
近年来,随着现代生物技术快速发展,原来的教学内容已显陈旧,以往“照方抓药”教学方式造成“学优生吃不够,而学困生吃不动”的两极分化,造成学生学习自主性下降,教学效果难以提升。
是按部就班延续过去的实验教学内容和模式,还是适应科研和生产需求,以学生为中心开展个性化培养,让他们学会真正思考?2005年即参与讲授“基因工程实验技术”,现在还是中级职称的肖亮毫不犹豫地选择了后者,从教20年,讲授过生命学院生物技术系几乎全部实验课程的他“最清楚学生缺什么”。
肖亮2000年毕业于四川大学生物基地班,先后承担“基础生物化学”“生物化学实验技术”“分子生物学”“基因工程实验技术”等课程,肖亮和文建雷老师反复讨论,在学院党政领导和陈鹏老师等的大力支持下,首次在教学实验中使用功能分子RNA水解酶作为操作对象,对课程目标、实验流程全面更新,开展“基因工程实验”课程模块化数字化改革。
为了改变原来以实验操作技能为主的培养目的,教改团队制定了新的课程目标——培养学生独立设计基因工程实验方案和综合运用基因工程实验技术的能力。在教学内容上,团队进行了全新设计,形成了一个从基因到产品完整的基因工程实验流程。肖亮和文建雷还在教学模式上做出了重要的探索,对课程内容中可能用到的基本实验技术、试剂仪器等采取模块化设计,实行多线路的实验流程,学生实验小团队通过研讨可以自主设计并完成实验,实验过程中发现问题及时改进,培养学生的批判性思维和创新性思维,同时满足了不同学生的个性化培养。
“学生想学,老师就要全力以赴”,方案确定后,2019年12月中旬,肖亮、文建雷正式进行第一次预实验,一直干到腊月二十六,确认实验结果稳定了才各自回家,正月初四肖亮从湖南老家赶回学校,再次将实验认真梳理一遍,确保学生按实验流程完成目标任务。
2020年由于新冠肺炎疫情,学生5月才陆续返校,肖亮带领几名学生对实验再次进行了验证,确认不同条件下模块化内容的顺利实施。
“学会设计、分析乃至解决问题,这是我通过实验课学到的重要技能”,生命学院2017级毕业生,推免至上海科技大学的张英杰这样评价改革成效。“学生从以往的机械式搬运工演变为自己动手动脑参与者,学会了真正思考。” 生物技术174班李淑婷表示。
“未来,我们将深入探索虚拟实验、实验课堂和数字教材三位一体的实验课程改革,通过虚拟实验、数字教材让学生掌握基本实验操作技能,学生通过选择模块化的基础实验技术,设计方案并完成,让学优生能吃饱,学困生能消化,真正做到根据学生的兴趣和能力开展个性化培养。”肖亮对下一步的教改充满信心。
编辑:王学锋
终审:徐海