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，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。通過探索與總結(jié)，我們認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面著手來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)域的前沿問題和熱點(diǎn)問題。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，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)找到問題的答案。例如，在介紹質(zhì)粒轉(zhuǎn)化內(nèi)容時(shí)，首先提問學(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)過程中，教師提問應(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)生通過理論課的學(xué)習(xí)之后，還需要通過實(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)生一些課后問題讓學(xué)生去思考，以培養(yǎng)學(xué)生思考問題的能力。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)問題、解決問題的能力。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，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。
