高职院校基因工程课程模块化教学探索与实践

摘  要：基于高职院校药品生物技术专业基因工程课程采用传统教学模式所产生的弊端，进行模块化教学改革，具体做法为优化并构建模块化课程内容，并融入多种教学策略和课程评价方式。研究结果表明，采用模块化教学能显著提升教学效果、基因工程岗位就业率和专业对口率。

关键词：基因工程；模块化教学；课程重构；药品生物技术；实验学习

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2025）07-0134-04

Abstract： Based on the drawbacks of using traditional teaching methods in the "Genetic Engineering" course within the Pharmaceutical Biotechnology program at vocational colleges， a modular teaching reform was implemented. The specific approach involved optimizing and constructing modular course content， while integrating various teaching strategies and course evaluation methods. The research results indicate that the adoption of modular teaching significantly improves teaching effectiveness， employment rates in genetic engineering positions， and the alignment between job placements and professional training.

Keywords： Genetic Engineering; modularization teaching; curriculum reconstruction; pharmaceutical biotechnology; experimental learning

全球第一个基因工程药物“人胰岛素”的上市揭开了生物医药产业化的序幕。生物医药产业是关系国计民生和国家安全的战略性新兴产业，也是上海三大先导产业之一。2017—2022年，上海市生物医药产业规模由3 046.42亿元增长至8 537亿元。《上海市生物医药产业发展“十四五”规划》指出，到2025年，上海生物医药产业发展能级显著提升，全市生物医药产业规模超10 000亿元[1]。基因工程是生物医药产业必不可少的技术，高职院校基因工程课堂是培养基因操作高技能人才的重要阵地，提升高职院校生物医药人才培养质量对生物医药产业尤为重要。因此，对接产业人才需求，探索基因工程课程的模块化教学改革，有助于提升教学成效，提高人才就业质量。

在传统教学模式下，基因工程课程教学存在一些弊端，同时，虽然关于基因工程课程的模块化教学已有文献报道，但基本都是对基因工程实验进行模块化设计和教学[2-4]。本文从职业岗位或技术领域的职业能力需要出发，分类和整理完整知识点和岗位技能点[5]，重构模块化课程内容，形成相应教学模块，以药品生物技术专业21级学生为教学对象开展模块化教学探索与实践，以期提升基因工程课程的教学成效。

一  基因工程课程传统教学存在的弊端

（一）  知识片断化

基因工程课程传统教学模式下，教学内容通常是零散的、片断化的，难以在学生脑海中形成系统的基因工程操作过程，这不仅影响学生对课程内容的理解，也影响知识系统性的形成。在这种教学模式下，教师枯燥的讲授，学生机械性学习和记忆，学习的主观能动性普遍较低，致使教学效果无法提高，也很难打破学生在学习过程中产生的“知其然，不知其所以然”现象。

（二）  理、实教学分离

传统教学模式使课程的理论和实验实训内容分开教学，致使理论教学过程中内容枯燥、缺少与实验相关的感官刺激，对理论内容难以理解，导致学生听课效果下降，继而使学生学习积极性下降，自主学习意识不强，甚至使部分学生产生厌学情绪，影响课程教学效果，也影响学生在基因工程领域择业和就业。同样，在进行实验学习过程中，学生往往不能自发地与相应理论联系起来，只是机械按照教师所传授方法进行每个实验操作，不能自发而有效地将各个实验联系在一起，学生学习积极性和主动性下降，同样会影响学生的创新创业能力。

（三）  学习效果两极分化

基因工程课程授课对象为药品生物技术专业二年级学生，学生来源不同，包括普高学生、中专学生，学生生源地不同，文理科不同，学生的知识储备参差不齐，这对传统教学模式是个挑战。对于在高中阶段学过生物学课程，而且高考选择的是生物学的学生， 与基因工程课程相关的知识储备多，知识理解和掌握较快。相反高中阶段或在中专阶段没有学习过生物学的学生，与基因工程课程相关的知识储备较为薄弱，在进行基因工程理论知识学习过程中，教师和学生均需要投入较大精力和耐心。中专来源学生的动手能力普遍较强。因此，多生源背景及前期知识储备参差不齐会造成基因工程课程理论学习和实践操作出现两级分化现象。

二  基因工程课程模块化教学的探索与实践

（一）  基因工程课程内容的模块化重构

模块化教学模式主要有“MES（ModulesofEmployableSkills，模块式技能培训）”和“CBE（CompetencyBased Education，能力本位教育）”两种流派。其中MES是以从事某种职业的实际岗位工作的完成程序为主线，以岗位任务为依据确定模块[6]。基因工程课程基于MES模式，对接工作岗位典型任务，以基因克隆、转化和表达的工作程序为主线，将传统教学内容进行重构，形成4个教学模块、12个教学项目（图1）。这些教学模块相对独立、又前后衔接，具备较好的连贯性，有利于学生熟悉基因工程操作流程，掌握每个模块的理论和技能学习。同时，课程融入了全国职业院校技能大赛（高职组）生物技术赛项、“一带一路”暨金砖国家技能发展与技术创新大赛之首届生物制品检验技术职业技能赛项、药物检验员高级考证以及相关国家标准等内容。模块化教学内容的重构有效改善了学生在传统教学模式下极易产生的知识片断化现象。

（二）  理、实结合教学

模块化教学强调知、能一体，在学习方法上强调知、行一致[6]，理论与实践相结合是模块化教学的一个原则[7]，强调知识与能力的结合[8]。基因工程课程在理、实一体教室采用理论和实操相结合的方法进行教学，形成系统的、一体化的基因工程教学过程[9]。教学过程中教师边演示边讲解，学生边实操教师边讲解指导，使学生在具体操作过程中掌握与之相关的理论。学生在这种一体化教学过程中，视觉、听觉、触觉同时接受刺激，通过增强感性认识，更容易理解和掌握所学习的理论知识，在知道怎么做的同时，也知道了为什么这么做，实现基因工程课程的做中学，理论知识不再枯燥乏味，能有效提高学生的学习兴趣。

（三）  融入多种教学策略，提高教学效果

针对学生在学习基因工程课程时知识储备参差不齐的情况，在模块化教学过程中，采用多种教学策略，使不同知识储备的学生均能完成基因工程课程学习目标，获得相应岗位能力。

1  虚拟仿真与实际操作结合教学

上海农林职业技术学院建有虚拟仿真教学平台，平台内有常规PCR、多重PCR、荧光定量PCR、琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯凝胶电泳等基因工程课程所需的仿真教学软件。学生在进行课程实操前，先行进行虚拟仿真练习，练习过程中掌握了相关的理论和操作步骤，为后续的实操做好充足准备。通过仿真练习既提高了实操效率，又节省了实验材料，同时也能有效提高实验安全性。

2  线上、线下混合教学

教师课前布置线上学习任务，学生自学相关的教学内容，并与教师或同学进行线上交流解决遇到的问题。课堂上教师针对普遍存在的问题进行讲解，同时在实操的相关环节引入重点、难点内容和注意事项。教师课后为学生布置一些线上学习任务，一方面可以检查学生的学习情况，另一方面也能对课中所学起到巩固和加深作用。

3  校、企、基地合作教学

基因工程课程教学重视校企合作，依托上海临港新片区生物医药产教联合体，在企业和实训基地开展模块化教学、PCR技能比武、基因工程技术综合实训、基因工程常用设备（微量核酸测定仪、金属浴、离心机、PCR仪等）使用培训等，提升学生的理论知识和实践技能水平，实现在真实工作场景中学习真实的岗位任务，获得真实的岗位能力，提升学生的就业能力和就业信心。

4  名师、大师协助教学

课程依托职教名师工作室、药物研发与创新大师工作室、生物技术大师工作室开展第二课堂活动，引导优秀学生参与名师和大师们的研究课题，同时也邀请名师和大师们定期面向学生做研究报告，让学生及时了解新知识、新技术、新发展，帮助学生拓宽基因工程领域的知识面。另外名师和大师们也为学生参加生物技能大赛和生物医药领域的创新大赛提供有利支撑。

（四）  基因工程课程模块化教学具体实施过程

基因工程课程模块化教学实施，在教学安排上创新性地采用集中授课方式，打破了传统教学的时间安排，有利于教师教学任务的完整实施，学生对任务知识点和技能点的系统掌握。以模块一项目二中的任务二为例阐述模块化教学的具体实施过程，该任务为8学时，如图2所示。在该任务模块化教学中，以学生为中心，充分利用课程多样化的教学资源，校内外教师分工协作，教学方式多管齐下，突破任务重难点，实施多元化评价方式。

三  教学成效

（一）  学生课程成绩

对21届药品生物技术专业1班学生（传统教学法）和2班学生（模块化教学法）的学习效果进行评价，评价结果见表1。

由表1看出，模块化教学使课程的过程考核成绩极显著（p<0.01）提高，总评成绩显著（p<0.05） 提高。说明模块化教学提升了学生的学习兴趣和课堂参与度，使学生学习效果提升显著。终结理论考核成绩虽然差异不显著，但是采用模块化教学班级的成绩优秀率均高于采用传统教学模式的班级，而且不及格率也明显低于采用传统教学模式的班级。

（二）  学生就业、升学及获奖情况

从表2中21级学生的就业情况看，模块化教学法能够提升学生对基因工程课程的学习兴趣，同时也提升了学生的基因工程领域自信和从业热情，使从事基因工程及相关岗位的人数增加11.3个百分点。基因工程课程是药品生物技术专业的核心课程，在基因工程教学中采用模块化教学法同样也提升了学生的专业自信和专业满意度，学生就业的专业对口率提升了15.6个百分点。此外，通过生物知识考试和基因组DNA抽提操作考核，遴选出2位学生参加全国职业院校技能大赛（高职组）生物技术赛项，2位学生不负众望，获得了大赛一等奖的殊荣。并且其中1名学生考入本科院校继续深造，另一名学生在中国科学院从事基因工程岗位工作，这两位学生均来自采用模块化教学的药品生物技术212班。

四  结束语

基因工程课程对接分子生物与基因研究领域岗位要求，按照工作程序模块化重构课程内容，依托大师、名师组成模块化教学团队，充分利用线上线下教学资源、教学场所、创新教学安排，实施模块化教学，有效地提高了学生的学习效果，深化学生就业能力和就业质量。

参考文献：

[1] 中商情报网.2023年上海市生物医药产业链、布局及现状分析[EB/OL].https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1775695913995109

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[2] 郝爱平，国会艳，宗宪春，等.基于学生就业竞争能力培养的分子生物学与基因工程实验课程模块化设计[J].教育教学论坛，2016（31）：271-272.

[3] 阮景军，田山君，徐如宏，等.基因工程实验模块化教学改革初探[J].实验科学与技术，2019，17（1）：60-62，84.

[4] 刘新琼，王春台，张向明.分子生物学与基因工程实验模块化教学新模式[J].实验科学与技术，2011，9（5）：144-146.

[5] 李美.模块化教学模式探析[J].牡丹江大学学报，2024，33（3）：82-86.

[6] 马丽群.高职商务英语专业模块化教学改革探析——以南宁职业技术学院为例[J].广西教育，2014（23）：117-118.

[7] 张晓娟.浅谈高职模块化教学模式设计应该遵循的原则[J].智库时代，2020（41）：209.

[8] 李辉.浅议模块化教学的基本模式[J].现代经济信息，2016（15）：424.

[9] 陆莲枝.高校英语翻译教学如何培养学生文化语用能力[J].海外英语（下），2022（10）：109-110.