導語：案例教學法在現代生物工程的應用一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:分子生物學技術是生命科學領域發展最快的前沿技術領域之一。以分子生物技術作為核心教學內容的理論和實驗課程也是醫學院校本科和研究生實驗教學的重要內容。案例教學法是一種將真實案例引入課堂，引導學生圍繞案例進行分析、研究、探討的一種啟發式、互動式的教學方法。為了更好地體現軍事醫學特色，加強課程思政，海軍軍醫大學生物化學與分子生物學教研室教師將案例教學法應用到現代生物工程綜合實驗的課程教學中，從教學過程、教學模式及教學效果等方面進行分析論證，并對取得的教學成果進行了案例分享，以期更好地實現立德樹人、為戰育人。

關鍵詞:分子生物學;海洋創傷弧菌;案例教學;教學改革

分子生物學技術是當前生命科學發展最重要的前沿領域技術之一，也是生命科學和醫學重要的研究工具。目前，包括海軍軍醫大學在內的三所軍醫大學均設置了分子生物學技術相關的理論和實驗課程。其中，針對生物技術、藥學等專業，海軍軍醫大學專門開設了現代生物工程綜合實驗這一門綜合性的理論實驗課程。該課程以重組DNA技術作為主線，包含了基因克隆、基因表達、蛋白純化和蛋白檢測等當前主流且實用的分子生物學實驗技術。

1背景介紹

案例教學法是一種將真實案例引入課堂，引導學生圍繞案例進行分析、研究、探討的一種啟發式、互動式的教學方法。美國哈佛大學最早將該教學法運用于教學實踐［1］。該方法在教學過程中能夠起到翻轉課堂的效果，使得學生獲得更多自主學習的機會，并讓課程思政貫穿教學全過程。現代生物工程綜合實驗作為一門綜合性的理論實踐課程，其教學目標包含了培養學生獨立思考、將理論技術與操作技能相結合的能力。因此，我們選擇將案例教學法引入現代生物工程綜合實驗。兩者結合后能夠讓學生從實際案例出發，結合對案例的具體分析完成對相關分子生物學理論的深入思考。例如，教師通過生物戰劑在戰爭中的應用等一些現實或假想的案例，讓學生思考“這些生物戰劑在檢測過程中有何必要性?通過何種技術方法可以檢測出這些生物戰劑?”而這些問題能夠讓學生更好地認識相關技術理論的必要性和重要性，從而自主完成理論聯系實際的過程。

2案例教學法適用于現代生物工程綜合實驗的教學過程和教學模式

首先，案例教學能夠使分子生物學技術相互分離的知識點成為一個有機整體。現代生物工程綜合實驗包含了從“創傷弧菌VvhA編碼基因獲取”到“綜合實驗生物信息學相關操作”總共7個大實驗。而每個大實驗由2－3個小實驗所組成，涵蓋大量分子生物學的基礎知識和專業應用，內容豐富、難度較高，需要學生對生物化學、分子生物學和生物信息學有足夠的基礎知識，搭建出盛放新知識的“木桶”。傳統灌輸式教學的課堂授課模式使不同的知識點相互分離，無法成為一個有機的整體。而案例教學通過具體的情境能夠使不同知識點相互聯系、有機結合。現代生物工程綜合實驗以海洋創傷弧菌溶細胞素(VvhA)的檢測作為主線，本身就是將不同的分子生物學技術進行融合的一個綜合性案例。該綜合性案例的實施，能夠將基因克隆技術、基因表達技術、基因檢測技術、蛋白純化技術以及蛋白檢測分析技術融合成為一個有機整體。其次，在分子生物學技術理論與實踐教學過程中，案例教學更好地融入“為戰育人”的教學理念。作為軍事醫學人才培養基地，軍醫大學在傳授相關醫學知識的同時，也承擔了“為戰育人”的使命。對于現代生物工程綜合實驗而言，除了要傳授傳統的分子生物學技術理論與操作等知識，更要突出海洋軍事醫學的特色。本課程所采用的海洋創傷弧菌溶細胞素(VvhA)本身就是能夠拓展學生視野，突出“向海圖強”特色的出色案例。這一綜合性案例的應用，能夠使學員更好地了解分子生物學相關技術在未來戰場中的可能應用場景，加強了戰場中的生物安全意識，符合適應未來戰爭的復合型醫學人才的培養目標。

3案例教學法有助于加強和提高現代生物工程綜合實驗的教學效果

以教師為中心的傳統教學法具有向學生快速、高效、無差別傳授知識的特點，雖然存在一定不足，但是在面對“大教室”“大班化”教學時，仍具有無法取代的重要地位。而案例教學法雖然有種種優勢，但是在授課效率上依舊存在天然短板。所以我們將兩者融合，在加入了多媒體課件的傳統講授模式中穿插進行案例教學將最大化利用兩者的優勢，以提高教學的整體質量和效果。

3．1案例教學法可以提高學生的學習動力和積極性

我們以現代生物工程綜合實驗中“VvhA編碼序列的pPEI－SUMO重組載體的構建”為例，這部分的主要內容是為了讓學生掌握酶切連接和重組連接兩種構建重組載體的方式。教師通過傳統講授法快速將DNA連接酶與DNA重組酶所代表的連接策略和連接方法等相關的知識點灌輸給學生;然后，順勢引出“快速構建pPEI－SUMO重組載體”的案例，要求學生根據實驗方法分成兩個小組，就選擇哪一種方法更有優勢進行一次小辯論，提出自己小組實驗方法更快速的理由，通過辯論提高學生的表達、溝通和合作能力，充分激發學生的學習興趣;最后，再通過計時賽的方式讓兩個小組通過實驗證明己方的觀點，通過寓教于樂減少知識灌輸帶來的乏味感，讓學生學習的積極性得到最大化的調動。

3．2案例教學法可以培養學生發現科學問題的能力

與傳統講授法中將答案直接告訴學生不同，案例教學法可以將問題轉化成學生學習的動力，引導學生思考，培養學生發現問題和解決問題的能力。當講授“pPEI－SUMO－VvhA重組子的鑒定”相關實驗內容時，教師無需直接告訴學生重組子鑒定的目的，而可以虛構一個“未鑒定重組子可能出現的實驗結果”的案例，讓學生結合前期所學知識去討論、去設想，通過“思維實驗”引導學生預估實驗可能的結果和問題，讓教學過程融入學生自身的討論和發現。教師通過這種形式培養學生嚴謹的科學思路和科學思維，實現發現問題－解決問題－再發現問題－再解決問題的完整科研過程。

4案例教學法在現代生物工程綜合實驗中的實施應用

本文以本教研室自編教材《分子生物學技術實驗教程》中“實驗五、VvhA基因及蛋白產物的快速檢測”為例，選取海洋創傷弧菌為該節教學案例，呈現案例教學在現代生物工程綜合實驗教學中的實施過程。

4．1教學準備

案例教學法對學生的課堂參與度要求較高，需要學生完成課程的預習和前期知識點的復習。同時為提高教學效率，教師應提前說明案例討論所需知識，并給予教材或文獻目錄，減少課堂查閱資料的時間。此外教師應該提前做好分組準備，以便案例分析過程中分組討論的環節可以順利進行。實驗準備方面則應該考慮到學生自主設計實驗所有可能使用的儀器和試劑，以確保實驗設計的可操作性。

4．2案例簡介

海洋創傷弧菌是一種海洋來源的的革蘭氏陰性弧菌，嗜鹽，毒力較強，被稱為“海洋中的無聲殺手”。海魚、牡蠣、螃蟹、貝類和鯨體等海洋生物都有可能攜帶該細菌。主要有兩種感染途徑，一種是進食生的或未經加工熟的貝甲類海產品(尤其是牡蠣)，其危害不在于其引起胃腸炎，而在于其引起的蜂窩組織炎和敗血癥，死亡率高達50%以上。另一種感染途徑是破損的肢體接觸海水，或海產品刺傷皮膚而感染。細菌通過破損的皮膚快速傳播，并導致嚴重的肌炎和肌膜炎引發嚴重的壞疽，繼而發生敗血［2］。2017年1月10日傍晚，廣州一男子在處理魚的時候，右手不慎被魚刺扎傷，當時未重視，未及時處理傷口，結果第二天突發高燒、右手發腫發黑。12日晚，該男子在醫院確診感染了海洋創傷弧菌，并于次日凌晨進行了緊急截肢手術。2017年6月，寧波一男子在食用了烤生蠔、烤魚等大量燒烤后開始感覺腹脹難受、胸悶氣喘，體溫上升至38．6℃，隨后還出現了氣促、呼吸衰竭等癥狀，被家人急忙送醫，到達醫院時已出現意識不清、低血壓性休克、急性腎功能衰竭等癥狀。醫生立即對其實施搶救，并化驗其血液。三天后該男子確診為海洋創傷弧菌感染。

4．3案例互動設計

授課教師在完成案例介紹后，應結合案例適時提出下列課堂提問和課堂實驗要求:①要求學生結合前期所學知識，簡要回答海洋創傷弧菌的致病原理和主要致病因素?②因為大量海產品都有攜帶創傷弧菌的可能，生活中我們應如何預防創傷弧菌感染?③有哪些方法可以快速對海產品中的海洋創傷弧菌進行偵檢?④要求學生利用課程前期重組表達的海洋創傷弧菌溶細胞素(VvhA)蛋白及對應編碼基因自主設計實驗。實驗目的:檢測樣品中是否存在海洋創傷弧菌;實驗方法:基因檢測(qPCＲ技術)或蛋白質檢測(BLI技術)，學生分組完成。學生在課堂上應積極配合教師完成案例的分析和討論，同時需要完成下列課堂任務:①復習重組DNA技術實驗方法，同時在課前完成基因檢測技術和蛋白質檢測技術的預習;②根據前期下發資料和文獻，通過小組討論回答課堂提問，并根據觀點完成實驗分組;③以小組形式擬定實驗計劃并以不超過3min的課堂展示進行匯報;④根據實驗計劃在教師指導下完成自主實驗，并完成組間評比。

4．4完整教學流程

首先，教師通過多媒體和講授法完成背景知識的介紹，同時給出案例:海洋創傷弧菌，確認學生充分熟悉案例后按照循序漸進的原則進行啟發式提問。例如當學生對預防創傷弧菌感染的方式存在困惑時，教師可以通過“傳染病傳播的三個基本條件”將討論引導向“傳染源”從而啟發學生關注創傷弧菌的偵檢，隨后通過學生回答的情況按照課前安排將學生分成兩個實驗組。分組后由教師完成實驗目的和實驗方法的布置，再由學生展開實驗設計的討論，期間主講教師和輔助教師及時給予學生指導，糾正學生的錯誤思路，尤其重點關注可能出現的生物安全隱患，確保每一份實驗設計的安全性。同時討論結束后，教師應要求學生以組為單位進行課堂展示，充分展現兩組的實驗方法差異性和實驗目的的同一性，將課堂思政融入授課的全過程。隨后讓學生按照實驗設計進行自主實驗，教師在過程中僅給予操作指導，對實驗內容和實驗方向不予干涉。實驗結束后，教師根據實驗結果和實驗用時給予評價并要求學生完成自我評價和組間互評。

4．5案例教學教學評價與結果分析

完成案例教學后，教師應對教學效果進行及時的反思和總結。教學評價的內容應該包括課堂實施效果、學生參與度、學生案例報告以及課程末學習成績。除此之外，教師應設立平行教班，分別予以傳統教學法授課與案例教學法授課。通過主觀的學生評教制度和客觀的期末成績對比相結合的方式，實現對案例教學法教學效果的結果分析。授課教師應通過結果分析及時修改和更新教學案例和授課流程，以完善案例教學的教學質量。我們以本課程案例教學的兩組教班課程成績為例(表1)。根據平時成績可知，在課堂參與方面，案例教學班優于傳統教學班;根據綜合作業完成情況可知，雖然案例教學班與傳統教學班的成績差距無統計學意義，但案例教學班的標準差更小，成績更加穩定;就總評成績來說，案例教學班的整體水平要高于傳統教學班。而上述的這些結果都說明實施案例教學切實有效地提高了現代生物工程綜合實驗的教學效果。在現代生物工程綜合實驗授課過程中，案例教學的加入是提高教師教學質量和學生學習質量的一劑良藥。但案例教學法加入課程的時機和案例內容的選擇還缺少系統化、標準化的實施方法，這就要求教師有較豐富的教學經驗和完善的教學評價機制。此外在案例教學的實施過程中還應該注意以下幾點:①教師要在實施案例教學前需針對案例查閱大量內容，確保教學內容的完整性和可靠性;②教師選擇案例時要難易適中，提問時循序漸進，利用啟發式問題引導學生思考;③教師應該注重傳統教學和案例教學相融合，將兩種教學方法取長補短，實現教學質量的提升;④案例教學實施過程中可能出現種種問題，需要通過學校、教師和學生的共同努力來克服。

參考文獻:

［1］翁君奕．關于案例教學規范化的探討［J］．學位與研究生教育，1995(3):60－62，59．

［2］劉少偉，阮贊林．海洋生鮮美味之隱憂—海洋創傷弧菌的危害［J］．質量與標準化，2012(10):35－36．

作者：陳涵 楊佳平 高云 孫銘娟 盧小玲 單位：海軍軍醫大學基礎醫學院生物化學與分子生物學教研室