任务驱动教学法在生物技术大实验课程教学中的应用

要 任务驱动教学法是建构主义理论中的一种教学模式，其教学设计原则强调学生的学习活动必须与任务或问题相结合，以探索问题来引导和维持学习者的学习兴趣和动机，让学生带着真实的任务学习。学生的学习不单是知识由外到内的转移和传递，更是主动建构自己知识经验的过程，通过新经验和原有知识经验的相互作用，充实和丰富自身的知识和能力。本文主要论述了任务驱动教学法在生物技术大实验课程教学中的具体应用。

关键词 任务驱动教学法 生物技术大实验 教学改革

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2015.11.048

Application of Task-driven Teaching Method in Biotechnology

Big Experiment Course Teaching

LI Jianan， ZHOU Shili， ZHOU Lihong

（College of Life Sciences of Jianghan University， Wuhan， Hubei 430056）

Abstract Task-driven teaching method is a teaching mode in constructivist theory， the teaching design principles emphasize student learning activities must be combined with a task or problem， to explore the issues to guide and maintain learner interest and motivation ， so that students with a real task to learn. Students learn not only from outside to inside knowledge transfer and delivery of more active process of constructing their own knowledge and experience， through new experiences and existing knowledge and experience of interaction， enrich their knowledge and skills. This article discusses the task-driven teaching method application in Biotechnology large experimental teaching curriculum.

Key words task-driven teaching method; Biotechnology big experiment; teaching reform

生物技术是生命科学与工程技术相结合的一门高新技术，生物技术大实验是一门系统综合性很强的实验课程，主要内容包括目的基因的获得、目的基因与克隆载体连接形成新的重组DNA分子、用重组DNA分子转化受体细胞并能在受体细胞中复制和遗传、对转化子筛选和鉴定等。该课程在生物技术本科专业课程中占有十分重要的地位，对于培养学生的动手能力、创新能力和综合分析能力都具有十分重要的作用。

在以往的教学中，授课教师将完整的实验分解为单独的实验项目，教师负责完成所有实验准备工作，并将每个项目的实验时间都做了安排，学生只需按教师的要求完成指定的实验操作即可。同时，课程的考核为开卷考试，主要考查学生是否掌握实验的基本原理及是否能够从理论上解决实验中遇到的问题。在这种教学模式下，学生获取的信息是零散的，片面的，无法了解重组DNA技术的整体设计思路，对每个实验项目的成败不必承担责任，因此完全没有紧迫感和危机感。如此造成的后果就是学生在课程的学习上缺乏积极性和主动性，且对实验的整体情况没有概念，更不要说举一反三并应用于实践。

任务驱动教学法是建构主义理论中的一种教学模式，其教学设计原则强调学生的学习活动必须与任务或问题相结合，以探索问题来引导和维持学习者的学习兴趣和动机，让学生带着真实的任务学习，使学生拥有学习的主动权。学生的学习不单是知识由外到内的转移和传递，更是学生主动建构自己的知识经验的过程，通过新经验和原有知识经验的相互作用，充实和丰富自身的知识、能力。本文主要介绍将任务驱动教学法在生物技术大实验课程教学中的试点应用情况和效果。

1 精选教学内容

生物技术大实验即重组DNA技术，其基本流程包括目的基因的获得、目的基因与克隆载体连接形成新的重组DNA分子、用重组DNA分子转化受体细胞、转化子筛选和鉴定、目的基因在受体细胞的表达和目的蛋白的鉴定。这一技术流程是本专业教师科研工作中的常见技术过程，亦是生物公司生产研发部门的主要技术流程。我院现有的实习实训基地企业有大量现成的科研成果和产品可作为实验教学的内容供选择，因此，在10级学生的实验教学时，我们选择了3个目的基因（小鼠B-Cell CLL/Lymphoma 2 Like Protein;小鼠Caspase 3;人神经生长因子）;在11级学生的实验教学时，我们选择了4个目的基因（小鼠Pentraxin 3;小鼠Protein Kinase C Delta ;小鼠B-Cell CLL/Lymphoma 2 Like Protein;小鼠Phospholipase A2），以这些基因的克隆及表达作为实验教学内容，分别拟定了名称不同，但本质相同的实验项目作为任务，提供给学生自由选择。在确定项目任务后，我们通过班级QQ群项目任务信息，由班长和学习委员负责组织学生选择项目，自由组建研究团队，然后带着任务完成基因序列的查找，通过相应的软件进行引物的设计，利用教师给出的信息选择表达载体，拟定初步的研究方案。在该环节中，教师指导学生学习文献检索与筛选有用信息的方法，掌握相关学习软件的操作运用，通过对比分析了解选择实验材料技巧，这一环节任务的完成有助于学生了解科研工作的选题过程，为毕业论文的选题及今后科研工作的开展奠定了基础。

2 完善教学过程

学生拟定初步的培养方案经教师审阅后，教师会引导学生制定并撰写详细实验方案及实验进度安排表，并上报研究所需的实验试剂及耗材。该过程能让学生对整个实验有个总体认识，能对实验中需要注意的细节进行关注，同时锻炼对实验所需的试剂和耗材数量有个基本估算的能力。

在首次实验课上，各研究团队需按项目申报形式制作开题汇报PPT，由选出的代表汇报实验研究方案及进度安排，并进行答辩。各研究团队会在在此过程中，相互学习补充各自的不足，完善实验方案，同时教师需把握其中可能遗漏的重要信息，并做相应讲解。这一环节通过学生的相互讨论，指出实验过程中可能遇到的问题，并探讨解决的对策和预备方案，从而完善各团队实验方案，使之切实可行。

确定实验方案和流程后，各组分别行动，按计划完成各个环节的实验操作，出现问题时可及时与教师沟通与探讨，比如RNA提取效果不好可能的原因是什么，如何改进操作获得更理想的中间产物，使后续实验更顺利进行;又如蛋白质电泳凝胶制备遇到不聚合怎么办等等。在此过程中，教师不得过渡干预学生的实验操作，只能在一旁认真观察，并在关键步骤上做适当的提点。第一次进行基因克隆实验难免会遇到各种失败，因此，我们允许学生利用课余时间反复重新尝试，直到成功为止。这样既能保证学生掌握完整的实验过程，也锻炼了学生百折不挠的毅力，为充满自信地开展后续的学习及科研工作打下了坚实的基础。

3 改进考核方式

在完成实验任务后，研究小组成员共同完成一份研究报告，研究报告需以毕业论文的格式和要求撰写。包括中英文摘要、关键词、引言、材料与方法、结果、讨论、总结、参考文献八个部分。研究报告的撰写要求学生能对实验过程有详尽的描述，并对已完成的实验进行结果分析与讨论，如此能让学生对整个实验有全面深刻的认识，同时对毕业论文的撰写有了初步的了解。从研究报告的撰写情况来看，大多数研究团队能全面归纳总结已完成的工作，对实验数据进行科学的分析和判断，加以讨论和设想，并对后一步的工作作出预期和展望。

4 问题与展望

采用任务驱动教学法，旨在培养学生在科研工作中严谨的作风，独立分析问题和解决问题的能力，以及团队合作精神，激发学生对实验知识及实验技能的学习兴趣和参与实践的积极性。但在实施这一课堂教学改革的过程中，我们也发现了一些问题，比如：分组合作虽然能锻炼学生的团队协作能力，但也给那些对本专业毫无兴趣，完全不愿意做实验的同学提供了便利，他们可以坐等同组同学的实验结果。为了避免这一现象的再次出现，我们拟对考核方案进行改进，通过操作考核的方式对每个学生进行动手能力考查。此外，现行的排课体系使得上课时间安排上不够合理，有部分实验是需要等待机器完成的，因此会有一些等待的时间比较空闲。同时，因为是设计研究性实验，所以全部实验集中于一周内完成有一定难度，实验失败了就必须重新做，直到获得结果为止，因此学生在实验课程结束后利用了大量的课余时间继续完成实验工作。针对这一问题，在后续的培养方案中，我们将生物技术大实验更名为生物技术综合实验，放在了实践环节中，教学安排为两周，这样安排给了学生更多的缓冲时间，能确保实验得以顺利完成。

总之，基于任务驱动的生物技术大实验课程教学改革，使教学活动真正建立在学生自主活动和独立探索的基础上，为学生思考、探索、发现和创新提供了最大的空间，也取得了良好的效果。教学改革是一项系统改革，任重而道远，作为教师，我们要不断提高业务素质，不断探索、不断实践、不断总结，把教学工作开展得更有生气、更有效果，为培养更高素质的合格人才而加倍努力。

基金项目：武汉市教育局教学研究重点项目：以能力培养为导向的生物技术专业实验课程教学模式研究，（项目编号：2013004）

参考文献

[1] 雷刚，杨雄，陈禅友，等.生命科学基础实验课程结构改革的探索[J].实验室研究与探索，2008（11）.

[2] 韩晓云，赵辉，李秀凉.生物工程专业培养创新应用型人才的实验教学体系之建构[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2010（1）.

[3] 夏觅真，薛绍礼，王怡，等.生物技术大实验教学改革的若干实践[J].现代医药卫生，2010（3）.

[4] 刘长建，王艳，颖姜，等.改革实验教学方式提高生物工程学生应用能力[J].微生物学通报，2008（9）.

[5] 张磊，王会岩，姜勇，等.生物技术本科的实验教学改革与实践[J].中国西部科技，2014（13）.

[6] 季更生，陈爱春，赵敏，等.积极推进生物类专业实验教学改革，不断提高本科人才培养质量[J].2011（11）.

[7] 王敏，周文杰，吴荣荣，等.生物技术本科实验教学改革探究[J].教育教学论坛，2013（3）.

[8] 朱常香，郭兴启，王芳，等.注重实践能力构建生物技术应用型创新人才培养体系[J].高校生物学教学研究，2012（11）.