《基因工程實驗》課程教學大綱

第頁《基因工程實驗》課程教學大綱課程簡介課程中文名基因工程實驗課程英文名ExperimentofGeneEngineering課程代碼133Y07B課程學分2總學時數68課程類別□通識課程□學科基礎課□專業(yè)課實驗實踐課□其他課程性質?必修□選修□其他課程形態(tài)□線上線下□線上線下混合□其他考核方式□閉卷□開卷□一頁開卷□面試□口試□答辯□論文報告□大型作業(yè)□課程作品□其他開課學院海洋學院開課基層教學組織生物技術系面向專業(yè)生物技術開課學期2.2學期課程負責人審核人先修課程“生物化學”“分子生物學”“基因工程原理”后續(xù)課程無課程網址/mycourse/teachercourse?moocId=90599714&clazzid=25784498&edit=true&v=0&cpi=0課程簡介（中文）基因工程實驗是生物技術專業(yè)的一門專業(yè)課程，通過本課程的學習，加深學生對分子生物學、基因工程和生物信息學技術基本理論內容的理解，從而掌握分子生物學與基因工程實驗技術的基本實驗方法和技能。本課程的實驗內容是分子生物學、基因工程和生物信息學理論教學內容的實踐。通過本課程學習，使學生能較系統(tǒng)地掌握基因工程和生物信息學的基本知識、原理和方法，具備獨立開展基因工程實驗，利用生物信息學軟件分析數據的能力。（英文）課程目標基因工程實驗是生物技術專業(yè)的一門專業(yè)課程，通過本課程的學習，加深學生對分子生物學、基因工程和生物信息學技術基本理論內容的理解，從而掌握分子生物學與基因工程實驗技術的基本實驗方法和技能。本課程的實驗內容是分子生物學、基因工程和生物信息學理論教學內容的實踐。通過掌握分子生物學、基因工程和生物信息學實驗基本原理、基本知識和基本實驗技能，能將基因工程實驗技能和生物信息學工具應用于科學研究中。通過大型實驗，養(yǎng)成良好的創(chuàng)造性思維習慣，能綜合應用基因工程和生物信息學知識和工具軟件設計基因工程原核表達載體和真核雙元表達載體的構建。掌握扎實的基因工程實驗儀器原理和實驗方法，培養(yǎng)對基因工程儀器和試劑盒開發(fā)的思維和邏輯。能運用專業(yè)基礎知識對實驗結果進行分析和解釋，并通過各種生物學等計算機相關處理方法進行信息綜合得到合理有效的結論。同時，通過了解基因工程前沿研究，讓學生樹立艱苦奮斗精神和務實作風。始終保持昂揚的斗志和堅韌不拔的作風，堅定不移地朝著既定的奮斗目標前進。培養(yǎng)學生良好的心理素質。能正確評價自我，胸襟開闊、豁達大度、積極樂觀；培養(yǎng)堅韌不拔的毅力，增強自信心，以良好的心理素質去迎接挑戰(zhàn)。表1課程目標序號具體課程目標課程目標1學生樹立艱苦奮斗精神和務實作風，培養(yǎng)學生良好的心理素質，能正確評價自我，培養(yǎng)堅韌不拔的毅力，增強自信心。課程目標2掌握分子生物學、基因工程和生物信息學實驗基本原理、基本知識和基本實驗技能，能將基因工程實驗技能和生物信息學工具應用于科學研究中。課程目標3掌握扎實的基因工程實驗儀器原理和實驗方法，培養(yǎng)對基因工程儀器和試劑盒開發(fā)的思維和邏輯。課程目標4能運用專業(yè)基礎知識對實驗結果進行分析和解釋，并通過各種生物學等計算機相關處理方法進行信息綜合得到合理有效的結論。課程目標與畢業(yè)要求對應關系表2課程目標與畢業(yè)要求對應關系畢業(yè)要求指標點課程目標畢業(yè)要求1：過硬的思想政治素質和深厚的人文情懷：有正確的世界觀、人生觀、價值觀，善于用馬克思主義的立場、觀點和方法來認識問題、解決問題；有正確的歷史觀、民族觀、國家觀和文化觀，堅持道路自信、理論自信、制度自信和文化自信，全面發(fā)展成為社會主義的合格公民。1-3艱苦奮斗精神和務實作風。始終保持昂揚的斗志和堅韌不拔的作風，堅定不移地朝著既定的奮斗目標前進。1畢業(yè)要求2：健康的身心：不僅有健康強壯的體魄，而且具備比較正確的認知、良好的情緒情感、堅強的意志品質與健康的個性心理。2-2良好的心理素質。加強心性修養(yǎng)，提高心理素質，能正確評價自我，胸襟開闊、豁達大度、積極樂觀；要正確對待挫折，克服期望值過高的心理，培養(yǎng)堅韌不拔的毅力；要克服自卑感，增強自信心，培養(yǎng)心理調試能力，以良好的心理素質去迎接挑戰(zhàn)。2,3,4畢業(yè)要求4：專業(yè)知識：能夠應用生物技術專業(yè)的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析生物學中復雜現象和問題的原因，并獲得有效結論4-3能認識到解決實際問題有多種方案可選擇，會通過文獻研究尋求可替代的解決方案2,3,4畢業(yè)要求5：掌握并靈活運用生物學相關技術。針對生物學問題，能夠利用科學原理和科學方法，設計實驗、綜合分析，并得到合理有效的結論5-3能夠根據實驗方案，安全地開展實驗，正確地采集實驗數據；2,3,4畢業(yè)要求5：掌握并靈活運用生物學相關技術。針對生物學問題，能夠利用科學原理和科學方法，設計實驗、綜合分析，并得到合理有效的結論5-4能運用專業(yè)基礎知識對實驗結果進行分析和解釋，并通過各種生物學等計算機相關處理方法進行信息綜合得到合理有效的結論。2,3,4畢業(yè)要求9：個人和團隊。能夠理解團隊合作的意義，能夠在團隊中根據角色要求（團隊成員或負責人）發(fā)揮相應的作用，并與團隊成員有效溝通，協(xié)調工作。9-1能與其他專業(yè)的成員有效溝通，合作共事，能夠對生物技術專業(yè)問題進行科學分析，能權衡利弊，并做出合理決策。2,3,4課程目標與教學內容和方法的對應關系1.每個實驗項目的學時數和類型如表3所示：表3實驗及學時分配序號實驗名稱學時數項目類別項目類型要求每組人數理論學時實驗學時課外學時1植物總DNA的提取與檢測8專業(yè)綜合必做42目的基因的PCR擴增與檢測6專業(yè)綜合必做43重組DNA轉化大腸桿菌10專業(yè)綜合必做44重組菌篩選與鑒定8專業(yè)綜合必做45質粒抽提及酶切檢測8專業(yè)綜合必做46核酸序列查找和分析4專業(yè)設計研究必做17DNAMAN軟件的使用4專業(yè)設計研究必做18VectorNTI軟件的安裝使用及核酸蛋白質序列多重比對使用8專業(yè)設計研究必做19蛋白質結構分析及WLViewerLite軟件的使用4專業(yè)設計研究必做110系統(tǒng)進化樹分析4專業(yè)設計研究必做111引物設計軟件PrimerPremier的安裝及使用4專業(yè)設計研究必做1合計68填表說明：（1）“實驗類別”項請?zhí)顚懀孩倩A；②專業(yè)；③專業(yè)基礎；（2）“實驗類型”項請?zhí)顚懀孩衮炞C性；②綜合性；③設計研究；④其他；（3）“要求”項請?zhí)顚懀孩俦刈?；②選做；2.每個設計項目的教學內容、對課程目標的支撐關系、教學方法如表4所示：表4課程目標與教學內容、教學方法的對應關系序號項目名稱教學內容教學方法課程目標1植物總DNA的提取與檢測掌握DNA提取方法；掌握電泳技術；掌握DNA質量的檢測方法實驗指導，理論講授2,3,42目的基因的PCR擴增與檢測掌握PCR反應體系的添加及反應條件的設置，掌握PCR產物的檢測方法。思政融入點1：PCR操作需要細心，通過實驗培養(yǎng)學生嚴謹的科學態(tài)度和精益求精的工匠精神。實驗指導，理論講授2,3,43重組DNA轉化大腸桿菌掌握載體構建原理，掌握PCR產物的回收方法，掌握連接技術，掌握轉化大腸桿菌的方法。實驗指導，理論講授1,2,3,44重組菌篩選與鑒定掌握重組DNA的篩選方法，掌握重組DNA的PCR鑒定方法。思政融合點2：通過基因克隆大實驗，引導學生理解基因克隆的意義，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維，提高學生科研創(chuàng)新能力，樹立投身科學研究和技術創(chuàng)新的遠大理想。實驗指導，理論講授1,2,3,45質粒抽提及酶切檢測掌握質粒的抽提方法，掌握質粒的電泳檢測方法。掌握質粒酶切或DNA酶切方法實驗指導，理論講授2,3,46核酸序列查找和分析掌握NCBI網站查找核苷酸和蛋白質序列的方法；掌握ORF分析、許可列比對等方法。思政融合點3：通過生物信息核苷酸數據庫、蛋白質數據庫等知識，讓學生了解生物信息學發(fā)展十分迅速，增加大家對科研的向往，激發(fā)大家的科研熱情和信心。理論講授，上機，交流討論，課后練習，案例教學2,3,47DNAMAN軟件的使用熟練使用DNAMAN軟件進行基因的氨基酸序列排列理論講授，上機，交流討論，課后練習，案例教學2,3,48VectorNTI軟件的安裝使用及核酸蛋白質序列多重比對使用掌握VectorNTI軟件的安裝、文件的建立，掌握使用VectorNTI軟件進行核酸蛋白質序列多重比對理論講授，上機，交流討論，課后練習，案例教學2,3,49蛋白質結構分析及WLViewerLite軟件的使用掌握蛋白質一級、二級及三維空間結構的預測，掌握應用WLViewerLite軟件對蛋白質三維空間結構進行美化和標記理論講授，上機，交流討論，課后練習，案例教學2,3,410系統(tǒng)進化樹分析掌握用軟件Mega軟件進行系統(tǒng)進化樹的分析理論講授，上機，交流討論，課后練習，案例教學2,3,411引物設計軟件PrimerPremier的安裝及使用掌握PrimerPremier的安裝及探針、RACE技術引物的設計理論講授，上機，交流討論，課后練習，案例教學2,3,4“教學方法”包括：案例教學、實驗指導、查閱文獻、閱讀報告、小組研討、理論講授、自學、視頻學習等課程學生成績評定方法1.課程考核與成績評定方法本課程為考查課，學生成績采用百分制評定，由平時成績和實驗成績兩部分構成，平時成績占50%，實驗成績占50%。平時成績至少包含2項考核項目，總占比50%；平時成績的考核項目包括但不僅限于課程思政實踐（占5%）、實驗規(guī)范與態(tài)度、研討報告、課堂表現、實驗操作等等（項目可根據課程自定）。實驗成績至少包含2項考核項目，總占比50%；實驗成績的考核項目包括但不僅限于部件實驗驗收、整機實驗驗收、小組答辯、實驗考試等等；實驗報告成績占比不低于30%。基因工程實驗是一個完整的大實驗，實驗報告可以采用論文的形式，包括前沿、材料與方法、結果分析、討論等四部分。生物信息學分析部分也可采用論文形式撰寫分析結果。各部分的具體評價環(huán)節(jié)、關聯(lián)課程目標、評價依據及方法和在總成績中的占比，如表5所示。表5課程考核與成績評定方法成績構成考核項目考核關聯(lián)的課程目標考核依據與方法占總評成績的比重平時成績課程思政實踐1通過課堂展示、課堂小組討論、課后單元測試等多種形式，考查學生對基因工程技術、生物信息學技術的了解情況以及核心價值觀狀況5%出勤情況根據出勤情況考核；占比10%45%實驗操作2,3,4根據實驗操作、課堂表現和實驗結果，考核評分；占比10%實驗作業(yè)2,3,4在課程網站提交生物信息學作業(yè)，占比25%實驗成績實驗報告2,3,4根據報告的規(guī)范性、各部分內容質量，批閱評分；占比40%50%生信論文2,3,4,根據生物信息學分析形成一篇論文，對論文中分析結果進行評分，占比10%總評成績1,2,3,4=平時成績*50%+實驗成績*50%100%2.各個考核項目的詳細評分標準表6實驗評分標準實驗準備實驗操作實驗報告折算分值有預習報告（含簡單書寫或打?。?，并有疑惑問題者。能按要求完成實驗內容，實驗結果正確，在基本要求的實驗內容外還有一定的創(chuàng)意者；或者實驗過程中能夠進行故障分析與排除，研究并解決復雜工程問題。報告內容完整，獨立或合作完成全部實驗要求。書寫端正并有完整清晰的實驗過程與結果，沒有抄襲；對實驗過程中存在問題有詳細透徹的分析。對實驗過程中存在問題有詳細透徹的分析。（95-100分）/次有預習報告（含簡單書寫或打?。?，對實驗過程清晰者。能按要求完成實驗內容，實驗結果正確；或者實驗過程中能夠進行故障分析與排除。報告內容完整，獨立或合作完成全部實驗要求。書寫端正并有完整清晰的實驗過程與結果，沒有抄襲。對實驗過程中存在問題有較詳細透徹的分析。（85-95分）/次無預習報告，對實驗內容和本次實驗要達到的目的不清晰者。按要求完成了實驗內容，實驗結果正確。報告內容完整，獨立或合作完成全部實驗要求。書寫端正，有較完整的實驗過程與結果，沒有抄襲。對實驗過程中存在問題有一定的分析。（80-85分）/次無預習報告，對實驗內容和本次實驗要達到的目的不清晰者。按要求雖完成了實驗內容，但在老師或同學的指導下完成，實驗結果正確。報告內容完整，間接完成實驗要求。對實驗過程中存在問題分析太簡單。（75-80分）/次沒有預習。未能按要求完成實驗；或在在老師或同學的幫助下完成實驗內容。報告內容不完整，或存在抄襲現象。對實驗過程中存在問題沒有分析。（60-75分）/次沒有預習。未能按要求完成實驗。報告內容存在抄襲現象，結果不完整。對實驗過程中存在問題沒有分析。實驗報告未上交。（0-60分）/次總得分：將每次的實驗分求和，除以實驗次數。按實計算教學資源表8課程的基本教學資源資源類型資源教材分子細胞生物學實驗指導，薛良義，科學出版社，2012參考書籍或文獻基礎生物信息學及應用，蔣彥，清華大學出版社，2009課程網址/mycourse/teachercourse?moocId=90599714&clazzid=25784498&edit=true&v=0&cpi=0課程文檔無課程目標達成情況評價在課程結束后，需要對每一個課程目標（含思政課程目標）進行達成情況進行定性和定量評價，用以實現課程的持續(xù)改進。其中課程目標達成情況的定量評價算法如下：使用教學活動（如課程思政實踐、課后作業(yè)、課堂討論、互動、閱讀報告、大作業(yè)、實驗操作等等）成績或實驗報告得分率作為評價項目，來對某個課程目標進行達成