海洋占地球表面積的71%，蘊(yùn)藏著豐富的、最具優(yōu)勢(shì)和特色的海洋生物資源，是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的寶貴財(cái)富。以下是小編整理海洋生物基因工程學(xué)教學(xué)的探索與實(shí)踐的資料，歡迎閱讀參考。
當(dāng)前，隨著陸地資源短缺、人口膨脹、環(huán)境惡化等問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，世界沿海國(guó)家紛紛把目光投向海洋。黨的“十八大”報(bào)告中提出的建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略使我國(guó)對(duì)海洋科技人才的需求大幅度提高。江蘇省是我國(guó)的海洋大省，瀕臨黃海，遼闊的海域蘊(yùn)藏著極為豐富的海洋生物資源。同時(shí)江蘇占有全國(guó)近1/4的沿海灘涂資源，是名副其實(shí)的海洋資源大省。然而，江蘇省的海洋經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值卻很低。為滿足國(guó)家對(duì)海洋科技人才的需求和適應(yīng)江蘇海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，揚(yáng)州大學(xué)于2010年7月組建了海洋資源與環(huán)境科學(xué)系，并于2011年正式招收海洋生物資源與環(huán)境專業(yè)的本科生，目前已進(jìn)入專業(yè)課學(xué)習(xí)階段。
一、開設(shè)海洋生物基因工程課程的重要性
海洋生物資源的開發(fā)與利用已經(jīng)成為各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)之一，其中基因資源更是重點(diǎn)。我國(guó)“十一五”期間就啟動(dòng)了海洋技術(shù)領(lǐng)域重點(diǎn)項(xiàng)目（863計(jì)劃）“海洋生物功能基因工程產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)研究”。海洋生物基因工程技術(shù)在海洋生物資源研究與開發(fā)方面前景廣闊。比如海洋中具有嗜熱、嗜鹽、嗜壓、嗜酸的極端微生物（或植物、動(dòng)物），它們?cè)谶@些特殊環(huán)境中能產(chǎn)生極端酶，利用海洋生物基因工程技術(shù)，可以從極端海洋生物中克隆表達(dá)特殊極端酶，進(jìn)而生產(chǎn)出具有特殊功能的生物醫(yī)藥、生物材料等。這種方法可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)，避免季節(jié)、資源等因素的限制。此外，利用基因工程技術(shù)可以進(jìn)行水產(chǎn)養(yǎng)殖的改進(jìn)，主要是從生理學(xué)和分子層次探索魚類、貝類的疾病和免疫機(jī)理，然后通過(guò)基因工程培育新的抗病品種，提高海洋漁業(yè)的質(zhì)量和產(chǎn)量。海洋生物基因工程技術(shù)在其他海洋生物資源的研究與開發(fā)方面也具有廣泛的應(yīng)用。由此可見，開設(shè)海洋生物基因工程課程不僅可以將現(xiàn)代生物學(xué)概念引入到海洋生物學(xué)科，還能通過(guò)生物技術(shù)推動(dòng)海洋生物資源的進(jìn)一步開發(fā)與利用，對(duì)于培養(yǎng)高素質(zhì)和掌握高技能的海洋科技人才具有十分重要的意義。
二、海洋生物基因工程課程的課堂教學(xué)
海洋生物基因工程是通過(guò)人為的方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質(zhì)提取出來(lái)，目的基因經(jīng)PCR擴(kuò)增后用適當(dāng)?shù)墓ぞ呙高M(jìn)行切割，與載體DNA分子連接重組，再導(dǎo)入海洋生物受精卵、胚胎細(xì)胞或體細(xì)胞中，使其在受體細(xì)胞內(nèi)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯表達(dá)，定向改變海洋生物遺傳性狀的技術(shù)。到目前為止，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有海洋生物基因工程的指導(dǎo)教材，教學(xué)活動(dòng)實(shí)施難度較大。通過(guò)探索與總結(jié)，我們認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面著手來(lái)提高這門課程的課堂教學(xué)效果。
1.選好教材。根據(jù)海洋生物基因工程課程教學(xué)大綱的需要，本著強(qiáng)化基礎(chǔ)，跟蹤前沿，適合海洋生物人才培養(yǎng)的需要，同時(shí)有利于學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)和培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能的原則，我們選取了Benjamin Lewin主編的《Genes VIII》，吳乃虎編著的《基因工程原理》和徐晉林等編著的《基因工程原理》等作為教材。由于基因工程是一門新興本文由畢業(yè)論文網(wǎng)https://m.lw54.com收集整理的前沿學(xué)科，發(fā)展速度極快，這就要求我們時(shí)刻關(guān)注國(guó)際前沿的進(jìn)展和熱點(diǎn)，除了認(rèn)真講授上述的教學(xué)內(nèi)容之外，我們還要收集最新的科研成果，出現(xiàn)的新理論、新技術(shù)和新方法，把它們及時(shí)的介紹給學(xué)生，使教學(xué)內(nèi)容更加豐富，讓學(xué)生能夠跟蹤海洋生物基因工程研究領(lǐng)域的前沿問(wèn)題和熱點(diǎn)問(wèn)題。這樣不僅能夠豐富學(xué)生的知識(shí)體系，也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.精選教學(xué)內(nèi)容。海洋生物基因工程學(xué)是學(xué)生在學(xué)習(xí)了基礎(chǔ)生物化學(xué)、微生物學(xué)、海洋微生物學(xué)和海洋分子生物學(xué)等多門專業(yè)基礎(chǔ)課之后開設(shè)的綜合性應(yīng)用課程。雖然基因工程涵蓋的內(nèi)容非常廣泛，但在結(jié)合我校海洋科學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)和江蘇省對(duì)海洋專業(yè)人才技能需求的基礎(chǔ)上，本課程設(shè)定的主要教學(xué)內(nèi)容包括：基因工程的基本原理和操作方法；海洋微生物基因工程；海洋動(dòng)物（魚類和貝類）基因工程和藻類基因工程等四個(gè)部分。在具體章節(jié)上，設(shè)置了緒論、基因工程基本概念、基因工程的基本原理、基因工程所需的基本條件、基因工程的操作過(guò)程、目的基因的克隆與基因文庫(kù)的構(gòu)建、外源基因表達(dá)產(chǎn)物的分離純化、海洋微生物基因工程、海洋動(dòng)物基因工程、海洋藻類基因工程等十個(gè)主要講授章節(jié)。
3.雙語(yǔ)教學(xué)。縱觀基因工程學(xué)科的發(fā)展歷程，很多優(yōu)秀的科研成果均來(lái)自國(guó)外的大學(xué)和科研院所，同樣國(guó)外海洋生物基因工程領(lǐng)域的研究基礎(chǔ)比我們要強(qiáng)。因此開展海洋生物基因工程課程的雙語(yǔ)教學(xué)，要求教師認(rèn)真寫好雙語(yǔ)教案，要十分全面并且準(zhǔn)確和詳盡。此外，還需要教師閱讀內(nèi)容較新的外語(yǔ)參考專業(yè)書，并具備較為流利的英語(yǔ)口語(yǔ)水平。通過(guò)雙語(yǔ)教學(xué)，讓學(xué)生既可以掌握該研究領(lǐng)域的最新學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)，又能夠應(yīng)用正確、規(guī)范的語(yǔ)言對(duì)專業(yè)理論知識(shí)進(jìn)行描述。
4.多媒體課件授課。海洋生物基因工程的全部課程均采用多媒體授課。在多媒體制作的過(guò)程中，要避免使用大量的文字，盡可能多地使用圖片、表格、動(dòng)畫等方式，將抽象、深?yuàn)W的教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)化、直觀化。同時(shí)，教師要積極鼓勵(lì)學(xué)生選擇部分教學(xué)內(nèi)容自己進(jìn)行多媒體的制作，并鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上講授自己的多媒體內(nèi)容，其他學(xué)生針對(duì)多媒體的內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)，教師進(jìn)行相應(yīng)的點(diǎn)評(píng)和總結(jié)。這樣可以最大限度地活躍學(xué)習(xí)氣氛，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。通過(guò)讓學(xué)生進(jìn)行多媒體的制作和講授，有助于加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，啟發(fā)學(xué)生的獨(dú)立思考能力，加強(qiáng)了學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力，達(dá)到教師教得相對(duì)輕松，學(xué)生學(xué)得愉快，教學(xué)相長(zhǎng)的目的。
5.啟發(fā)式教學(xué)。如何提高課堂教學(xué)效果一直是教學(xué)研究的重點(diǎn)課題。傳統(tǒng)意義上的教學(xué)方式是教師在講臺(tái)上一直對(duì)著電腦，按著鼠標(biāo)鍵，一頁(yè)一頁(yè)地講，學(xué)生不停在記錄。這樣的方式，沒(méi)有給學(xué)生思考的機(jī)會(huì)，是一種被動(dòng)的學(xué)習(xí)方式，但學(xué)生可能喜歡這種方式，因?yàn)樗麄兡軌蚝茌p松地接受到一些已成定論的理論知識(shí)。但問(wèn)題是，學(xué)生很快會(huì)忘記這些理論知識(shí)，因?yàn)槿狈σ粋�(gè)自己大腦思考的過(guò)程。啟發(fā)式教學(xué)不同于傳統(tǒng)意義上的教學(xué)，是一種積極的教學(xué)方法。教師在開始講授課程之前，先是向?qū)W生提出問(wèn)題，讓學(xué)生進(jìn)行思考，然后再旁敲側(cè)擊，讓學(xué)生主動(dòng)找到問(wèn)題的答案。例如，在介紹質(zhì)粒轉(zhuǎn)化內(nèi)容時(shí)，首先提問(wèn)學(xué)生如何提高質(zhì)粒轉(zhuǎn)化的效率，然后讓學(xué)生思考，教師再進(jìn)行針對(duì)性的解釋，最終引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)找到正確答案。在啟發(fā)式的教學(xué)過(guò)程中，教師提問(wèn)應(yīng)該貫穿海洋生物基因工程的課堂始終，從而使學(xué)生能夠不斷地主動(dòng)思考，而不是被動(dòng)的接受理論知識(shí)。
三、海洋生物基因工程課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)
海洋生物基因工程課程是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程。學(xué)生通過(guò)理論課的學(xué)習(xí)之后，還需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)課的訓(xùn)練，才能更好的理解并掌握理論知識(shí)。我們除采用了我國(guó)海洋生物基因工程的開拓者國(guó)家海洋局第三海洋研究所徐洵教授編著了《海洋生物基因工程實(shí)驗(yàn)指南》外，還在以下方面進(jìn)行了探索。
1.搭建實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。由于我校已將“海洋科學(xué)”學(xué)科列為校重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科，因此在多個(gè)方面給予了支持。在建設(shè)過(guò)程中，我們將科學(xué)研究平臺(tái)與教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行了緊密結(jié)合，并通過(guò)結(jié)合學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心及揚(yáng)州大學(xué)多學(xué)科的優(yōu)質(zhì)資源，構(gòu)建了海洋生物基因工程實(shí)驗(yàn)室，目前海洋專業(yè)已經(jīng)擁有包括凝膠成像系統(tǒng)、PCR儀、制冰機(jī)、電泳儀、超純水、冷凍超速離心機(jī)等，可完全滿足海洋生物基因工程實(shí)驗(yàn)課的開設(shè)需求，為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力和創(chuàng)新思維創(chuàng)造了良好的條件。
2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容選擇與實(shí)施。根據(jù)海洋生物基因工程課程的教學(xué)大綱要求，海洋生物基因工程實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容主要包括了海洋微生物基因組DNA的提取，目的基因的擴(kuò)增，質(zhì)粒的構(gòu)建和轉(zhuǎn)化，目的蛋白的表達(dá)等基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)部分，此外還開設(shè)了海洋動(dòng)物（魚類和貝類）基因工程實(shí)驗(yàn)及海洋藻類基因工程實(shí)驗(yàn)等應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)部分。這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開設(shè)，使學(xué)生能夠更清楚地理解和掌握海洋生物基因工程的理論知識(shí)。除在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中要求學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的目的，熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟，認(rèn)真進(jìn)行實(shí)驗(yàn)外，教師還要留給學(xué)生一些課后問(wèn)題讓學(xué)生去思考，以培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題的能力。教師還要要求學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的總結(jié)和歸納，得出合理的、正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論。對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想的實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生找出原因，從而培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為理想的基礎(chǔ)上，教師鼓勵(lì)學(xué)生撰寫論文，以培養(yǎng)學(xué)生的寫作能力。此外，教師還會(huì)給出實(shí)驗(yàn)題目，讓學(xué)生自己去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。
海洋生物資源的開發(fā)與利用已成為世界各大海洋國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，但我國(guó)開發(fā)海洋生物資源所需的人才相對(duì)欠缺。海洋生物基因工程課程是培養(yǎng)海洋生物學(xué)人才的重要課程之一，如何使學(xué)生及時(shí)掌握最新的海洋生物工程學(xué)的理論知識(shí)、技術(shù)和方法，適應(yīng)海洋人才培養(yǎng)的需要，已成為涉及海洋生物專業(yè)的高等院校、科研院所教學(xué)的迫切任務(wù)。在海洋生物基因工程課程的教學(xué)過(guò)程中，只有把理論知識(shí)的傳授和實(shí)驗(yàn)操作能力的實(shí)踐巧妙地結(jié)合起來(lái)，才能有效地提高該課程的教學(xué)效果和效率，使學(xué)生具備完整的、系統(tǒng)的知識(shí)理論體系和實(shí)驗(yàn)操作技能，進(jìn)一步使他們成為海洋生物資源開發(fā)所需要的高質(zhì)量、高技術(shù)的人才。
