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农业教育

基于超星学习通的生物技术制药课程PCR专题BOPPPS教学实践

  • 刘广娜 ,
  • 王晓岩 ,
  • 杨松
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  • 吉林农业科技学院中药学院,吉林 132101

刘广娜(1982—),女,吉林临江人,硕士,副教授,从事生物技术在中草药中应用的教学与科研工作。

收稿日期: 2025-07-12

  网络出版日期: 2026-01-07

基金资助

吉林省教育科学研究领导小组办公室吉林省教育科学“十四五”规划2024年度一般课题“基于超星学习通的《生物技术制药》课程BOPPPS教学法探究”(GH24203)

BOPPPS teaching practice for the PCR topic in Biotechnology Pharmaceutics courses based on Chaoxing learning platform

  • LIU Guangna ,
  • WANG Xiaoyan ,
  • YANG Song
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  • College of Chinese Materia Medica, Jilin Agricultural Science and Technology College, Jilin 132101, China

Received date: 2025-07-12

  Online published: 2026-01-07

摘要

为解决生物技术制药课程中PCR技术原理复杂、操作精细导致的教学难题,本文将BOPPPS教学法与超星学习通平台深度融合,构建PCR专题教学模式。该模式遵循引入、目标、前测、参与式学习、后测、总结6个环节逻辑,通过案例驱动、问题导向激发学习兴趣,以精准前测优化教学靶向,依托小组汇报、实验实操、互动讨论强化参与式学习,结合多元化评价保障教学效果。教学实践显示,该模式有效提升了214名学生的PCR理论知识掌握度(基本原理单选题正确率达94.4%)、实验操作规范性及综合素养(团队协作、创新思维);同时促进教师从经验型备课转向精准化设计,教研融合能力明显提升,获得学校督导A级(教学效果优秀)及学生评教97.79分的高度认可。研究表明,BOPPPS教学法与学习通平台的融合应用对生物技术制药课程PCR教学具有显著成效,后续需通过优化时间管理、增设案例研讨、强化个性化支持进一步完善。本文可为多学科交叉的综合性课程教学改革提供参考。

本文引用格式

刘广娜 , 王晓岩 , 杨松 . 基于超星学习通的生物技术制药课程PCR专题BOPPPS教学实践[J]. 安徽农学通报, 2026 , 32(1) : 118 -121 . DOI: 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2026.01.028

Abstract

To address the teaching difficulties caused by the complex principles and sophisticated operations of PCR technology in the Biotechnology Pharmaceutics course, this study integrated the BOPPPS teaching method with the Chaoxing learning platform in depth and constructed a special teaching mode for PCR. Following the logical sequence of 6 links-Bridge-in, Objective, Pre-assessment, Participatory Learning, Post-assessment and Summary-the mode stimulated students’ learning interest through case-driven and problem-oriented approaches, optimized teaching orientation by means of targeted pre-assessment, strengthened participatory learning based on group presentations, experimental operations and interactive discussions, and ensured teaching effectiveness with diversified evaluation methods. Teaching practice showed that this mode effectively improved 214 students’ mastery of PCR theoretical knowledge (the accuracy rate of single-choice questions on basic principles reached 94.4%), standardized their experimental operations, and enhanced their comprehensive literacy (including teamwork and innovative thinking). Meanwhile, it promoted teachers to shift from experience-based lesson preparation to precision-oriented design, significantly improved their ability of integrating teaching with research, and gained high recognition with Grade A (excellent teaching effect) in school supervision evaluation and a score of 97.79 in student evaluation of teaching. The research indicated that the integrated application of the BOPPPS teaching method and the Chaoxing learning platform achieved remarkable results in the PCR teaching of the Biotechnology Pharmaceutics course. Future improvements should focus on optimizing time management, adding case discussions and enhancing personalized support. This study could provide a reference for the teaching reform of interdisciplinary comprehensive courses.​

生物技术制药是一门融合生物化学、基因工程、药学等多学科知识的综合性课程,对培养适应现代制药行业需求的专业人才至关重要。BOPPPS教学法由引入(Bridge-in)、目标(Objective)、前测(Pre-assessment)、参与式学习(Participatory learning)、后测(Post-assessment)和总结(Summary)6个紧密相连的教学环节组成[1]。BOPPPS是以学生为中心的教学模式,能够有效提高学生的参与度和学习效果。高进涛等[2]将BOPPPS教学模式应用于分子生物学课程,明显提升了学生自主学习能力;刘启亮等[3]采用线上线下混合式BOPPPS模式开展细胞工程课程教学,证实了该模式可有效弥补常规教学的不足,提升学生考试成绩;程杰等[4]将BOPPPS模式应用于电工学课程的实验教学中,发现能有效促进小组成员合作,提高了学生分析和解决问题的能力。此外,张明龙等[5]、韦雨含[6]将BOPPPS分别与线上线下混合式教学、学习通平台融合,应用于医学遗传学、病原生物与免疫学课程教学中;王晴等[7]基于超星学习通构建BOPPPS教学模式并应用于物理化学课程,上述实践均表明该模式可增强师生互动、激发学生的学习兴趣、提高自主学习能力。综上,BOPPPS教学法已通过多种形式广泛应用于各类课程的理论与实践教学,且取得了良好教学效果。
PCR(聚合酶链式反应)是生物技术制药领域的核心实验技能,学生需熟练掌握,但其原理复杂、操作精细,常规教学模式难以助力学生深度理解与熟练运用。超星学习通作为广泛应用的教学平台,支持签到、抢答、分组任务等多样化课堂活动,且兼容多终端自主学习功能,既能活跃课堂氛围,又能提升学习效果。因此,将BOPPPS教学法与学习通平台深度融合,应用于生物技术制药课程的PCR教学设计,不仅可提高学生的学习积极性与PCR知识掌握度,还能为该课程教学方法的创新提供参考。

1 PCR教学设计中的BOPPPS应用​

1.1 引入

课程开始前,先通过列举实际案例—胎儿DMD(Duchenne Muscular Dystrophy)基因缺失诊断,引出PCR技术在疾病诊断中的重要作用,激发学生学习兴趣;再通过展示一些生物技术制药企业利用PCR技术扩增特定基因用于生产重组药物(重组人胰岛素、重组人促红细胞生成素、重组人粒细胞集落刺激因子、重组人干扰素)等实例,让学生直观感受到PCR技术在生物技术制药药物研发中的重要应用价值,引发学生对PCR技术的好奇心和探索欲望。
展示案例后,向学生提出一系列问题,如“什么是PCR?PCR反应体系的组成包括什么?如何实现PCR技术对特定基因的大量扩增?在药物研发中,如何保证PCR技术的准确性和可靠性?”以问题驱动思考,引导学生主动进入课程学习。同时提前一周以该系列问题为导向布置小组作业,要求学生合作查询资料,培养其自主学习与团队协作能力。​

1.2 目标

明确本节课学习目标,使学生清晰掌握课后需达成的学习成果。
知识目标:复述PCR技术基本原理(含DNA变性、退火、延伸过程);阐述PCR反应体系组成及各成分功能;明确其在生物技术制药领域中的应用与发展前景。
能力目标:能独立设计简单PCR实验方案(含引物设计、反应条件优化);掌握PCR实验结果分析方法,能判断实验成败及排查潜在问题。
素质目标:培养严谨科学态度、团队协作精神及创新思维。

1.3 前测

通过学习通在线考试检测学生预习效果,结合课堂提问考查学生对PCR相关基础知识的掌握程度。教师根据检测结果明确学生知识薄弱点,据此优化后续教学内容与方法,实行针对性讲解与补充:对已熟练掌握的知识简要回顾,对理解薄弱点重点阐释。例如,若前测发现部分学生对DNA复制中引物作用理解模糊,后续讲解PCR原理时可针对性详细拆解,助力学生掌握PCR引物功能;针对多数学生对引物设计缺乏深入认知的情况,可在学习通上传相关教学视频,供学生反复学习。​

1.4 参与式学习

理论知识:通过学习通随机选人开展小组汇报,培养学生自学、信息搜集、问题解决及团队协作能力,提升其在小组讨论与汇报中的表达清晰度。部分组员可借助图片、动画、视频等多媒体资源,动态化呈现PCR技术基本原理,清晰展示双链DNA高温解旋、引物与单链结合及DNA聚合酶引导新链合成的完整过程(变性、退火、延伸)。汇报后设置互动环节,鼓励学生提问并参与讨论。教师结合汇报与讨论情况,系统点评总结PCR概念、扩增原理(变性、复性、延伸)、反应体系组成及功能(模板DNA、引物、Taq DNA聚合酶、dNTP、10×PCR缓冲液、ddH2O)、扩增程序建立等核心内容。其中,结合案例分析讲授教学重点(PCR反应体系组成及功能),通过图示辅助讲解教学难点(PCR原理)。讨论环节聚焦影响PCR的关键因素,包括反应体系各组分、循环温度与时间、循环次数及操作环境等。
实验操作:通过超星学习通上传PCR实验操作视频,供学生课前预习;实验课上,教师详细讲解并演示PCR实验关键操作步骤及注意事项,包括移液器规范使用(保证试剂吸取体积准确)、枪头及时更换(避免交叉污染)等。学生独立完成实操,教师巡回指导,实时纠正吸液未垂直插入液面、放液按压不当等操作问题。采用多元化评价方式,除评判实验报告与实验结果外,增设操作过程规范性及问题分析能力评估,全面考核学生PCR技术掌握效果。

1.5 后测

理论知识:课程结束前,通过5~10 min课堂提问与小测验,内容涵盖PCR技术原理、反应体系组成及实验操作要点,实时掌握学生知识理解情况,精准定位薄弱点。
实验操作:课后要求学生完成PCR实验报告,内容涵盖实验目的、原理、步骤及结果分析等。教师从报告完整性、准确性等维度进行评估,考查学生对实验过程的理解程度及实践能力的掌握情况。
后续作业布置:完成真核基因克隆相关知识点讲授后,设置案例分析和分组讨论任务。已知某病毒为RNA病毒,要求学生结合课堂知识阐述其核酸检测的核心技术,以考查学生的知识掌握程度。教师根据学生作答情况归纳总结,通过理论与案例的融合,强化学生对知识的理解与实践应用能力(明确病毒基因组组成与结构是核酸检测的前提)。该分组任务既培养学生的团队协作能力,又助力其系统掌握相关技术的原理与应用,进而激发专业自豪感。

1.6 总结

教师对PCR的基本原理、反应体系的组成及作用、实验操作步骤和注意事项、应用领域等重点内容进行回顾和总结,帮助学生强化记忆。汇总学生在课堂小测验、实验报告、提问回答中所反馈的信息,对学生的学习情况进行深入分析。针对学生普遍存在的问题,进行集中讲解和答疑,为学生后续的学习提供指导。简要介绍PCR技术的最新研究进展和应用领域的拓展,如实时荧光定量PCR技术、数字PCR技术等,激发学生对PCR技术进一步探索的兴趣。同时,引导学生思考PCR技术的局限性,为后续课程的学习奠定基础。

2 BOPPPS教学法应用效果分析​

2.1 对学生学习效果的提升作用

理论知识掌握层面,214名学生参与期末考试,其中PCR基本原理单选题错误率仅5.6%(正确率94.4%);具有一定难度的PCR应用多选题(错选不得分)中,93人全对、54人部分正确,整体成绩符合预期。结果表明,该教学法可帮助学生系统掌握PCR原理、反应体系及应用等核心知识。
实践技能培养方面,PCR实验中,绝大多数学生能在小组协作下规范完成加样操作,微量移液器使用符合标准,实验扩增产物条带清晰;针对实验异常结果,学生可通过小组探讨,结合理论知识从引物特异性、模板质量等维度排查原因并提出解决方案。部分参与学业导师科研项目的学生,其科研导师反馈学生课后可独立完成PCR及相关检测操作,体现了参与式学习对实践技能的强化作用。
综合素养提升方面,在BOPPPS教学法实施过程中,学生通过小组汇报、实验协作等环节,其团队协作能力与创新思维得到有效锻炼,综合素养明显提升。

2.2 对教师教学能力的促进作用

BOPPPS的6个环节对教师综合能力要求较高,教师需从“经验型备课”转向“精准化设计”,如深入筛选贴合学生认知的引入案例;参与式学习环节要求教师具备较强的课堂驾驭及互动引导能力。教学实践中,教师教研融合能力实现跨越式提升,通过建立“问题—原因—对策”反思台账,形成系列化教学改进方案。评价结果显示,学校督导评价为A级(教学效果优秀),学生评教97.79分,表明师生对该教学模式认可度较高。

3 教学反思

3.1 注意时间把控

参与式学习环节中,学生汇报、讨论及实验操作的时间难以精准把控,易造成教学进度紧张,致使后测与总结环节时间不足。后续教学中,可提前布置预习任务,将预习任务完成情况及预习测试成绩纳入平时成绩,督促学生充分预习,进而合理规划各教学环节时长,在保障学生充分参与的基础上,确保教学任务顺利完成。

3.2 加强培养学生知识迁移与应用能力

本次BOPPPS教学法在PCR课程中的应用,虽使多数学生达成理解原理、掌握核心知识的目标,但部分学生仍存在知识灵活运用不足的问题。后续教学需增设案例研讨,融入课程思政[8-9],引导学生深度剖析,强化知识应用能力训练,确保教学目标全面落地。
鉴于学生在学习能力、基础知识储备上存在个体差异,难以满足全体学生学习需求,针对部分学习困难学生,需加强针对性和个性化指导,如在超星学习通上传课程相关视频,方便其反复研习,有助于跟上教学进度。

4 结语

本文将BOPPPS教学法与超星学习通平台深度融合,应用于生物技术制药课程的PCR教学设计,通过引入、目标、前测、参与式学习、后测、总结6个紧密衔接的教学环节,实现了“以学生为中心”的教学模式。实践表明,该模式通过案例驱动激发学习兴趣、精准前测优化教学靶向、多元参与式学习强化知识转化、系统后测与总结巩固学习成效,有效提升了学生对PCR技术的理论掌握度、实验操作熟练度及综合素养(团队协作、创新思维等),同时促进了教师教学能力的系统化提升,获得了师生的高度认可。
尽管本教学模式取得了良好效果,但仍需关注时间把控、知识迁移应用及个性化教学支持等问题。后续将通过优化预习设计、增设案例研讨、深化课程思政融入、完善个性化教学资源等方式持续改进,进一步提升教学的精准性与实效性。此外,该教学模式所体现的“教学法—数字化平台—专业技能”深度融合思路,可为生物技术制药等多学科交叉的综合性课程教学改革提供参考,为培养适应现代制药行业需求的高素质专业人才提供有力支撑。
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