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基因工程技术发展已逐步成熟，快速推动了细胞工程、发酵工程、蛋白质工程等生物工程技术的发展，为我国“大众创业、万众创新”中相关产业的发展提供了重要的支撑，也催生了生物技术企业对高职高专层次人才需求的大幅增加。尤其是从事基因工程相关工作的毕业生已是供不应求，部分企业通过校企合作开设订单班来解决供需矛盾，因此加强高职高专院校基因工程教育成为现在的重要需求。一直以来，高等院校在开展基因工程教学时较注重研究和创新思维的培训，然而作为高等教育重要组成部分的高职高专类学校和部分应用型本科院校，基因工程教学一味求新求全难以取得良好的教学效果。由于基因工程技术是建立在生物化学、分子生物学、微生物学等多门基础学科之上，又与其他技术深度交叉融合，新技术层出不穷，原理晦涩难懂，使部分应用型学校学生具有畏难情绪，这很大程度上导致开展基因工程教学的专科层次高校不多，或仅作为选修课程。我校生物制药专业自2007年建立以来，明确人才定位和培养目标，并进行数次教学改革，逐步形成了相对合理的教学方案，受到了学生和用人单位的认可，取得了积极的进展。其中，基因工程技术是本专业的特色课程，针对其知识体系及高职学生能力特点，我们在教学实践中总结建立了“五化”教学模式，概述如下。
1.基因工程技术理念的普及化
在“21世纪是生物学世纪”的号召下，基因工程被打上了前沿与高端的烙印，高职高专学生往往缺少信心去学习。但事实上由于该技术已发展成熟，企业内部培训和用人标准也日渐完善，对基因工程从业人员的技术水平要求逐步降低，普通应用型本科和高职高专学生都可以胜任大部分工作。另一方面，由于工业化需要大量的技能型人才，从成本控制角度，也需要大幅降低生产相关的人工成本，因此高职高专学校的毕业生在人才市场的需求十分旺盛。我校生物制药专业学生，在药物生产、药物外包和生物技术服务类企业广受欢迎，并主要从事基因工程技术工作，因此基因工程可作为高职高专学生就业的首要方向，掌握一定的基因工程知识可以为后续的就业及个人发展提供更多的机会。因此，在基因工程教学中，要重视与实践的结合，强化对基因工程已日趋普及这一特点的宣讲，引导学生重视本课程学习，并消除畏难情绪。首先，要从医药产品、农业发展、环境保护、科学故事等方面提炼出其中的基因工程技术含量，让学生从宏观环境中感受到基因工程虽神奇强大，但并非高不可攀。从公众熟知的产品、案例和社会热点话题切入技术主题，阐述其技术原理，故事性强，也更能抓住学生的好奇心，从而学以致用。例如，通过“魏则西事件”引入细胞治疗和嵌合抗原受体T细胞免疫疗法(CAR-T)，来介绍质粒的细胞转染常用方法和应用场景。其次，在教学中要深入企业调研情况，分析省内和本区域知名生物技术企业对人才的需求类型和需求量，以及基因工程技术对历届毕业生去向的影响等，从市场需求和差异化竞争的角度引导学生从思想上重视基因工程的学习。再次，与生物制药企业和外包服务单位合作建立的实习基地和订单班，让学生能够进入企业见习、实习；以及请毕业生返校开设小讲坛等方式让学生产生“身临其境”的效果，并获得更多的社会化信息渠道。多渠道的“传道授业解惑”，让基因工程不再是象牙塔中、实验室内的高精尖，成为我们触手可及的常用技术。
2.基因工程教学顺序的流程化
基因工程的知识体系结构庞杂，通常的教学顺序是先介绍常用生物酶、实验技术等知识点，然后再笼统介绍基因工程一般流程，而对蛋白质表达调控和技术应用分别单独成章，内容较为零散。由于高职高专院校学生专业基础较薄弱，因此在学习中难以融会贯通。为此，我们在教学过程中优先突出强调基因工程的常用流程主线，将各技术、原理、生物学特征融入其中，帮助学生删繁就简，提炼浓缩。基因工程的核心技术流程是人工操控下的各类蛋白酶对DNA分子的作用，主要是DNA聚合酶合成DN段、限制性内切酶切割DNA、DNA连接酶对基因片段与质粒载体的重组连接、连接子转化整合至宿主细胞，及后续的重组DNA验证或其产物的获取。在这个主要流程基础上，就流程的不同阶段进行拓展讲解。比如，将限制性内切酶、连接酶的教学与DNA的酶切和连接操作流程相结合；将外源基因的表达调控与质粒载体的元件组成结合在一起，明确载体上不同元件与蛋白质表达调控的关系；将目的基因的设计与载体构建链接，讲解融合蛋白、分泌型表达、多个蛋白质共表达、整合表达等如何通过载体构建来实现。在课程知识点讲完后，再设置基因工程典型药物模块，介绍重组胰岛素、重组干扰素类基因工程药物的制备流程，和当下的热点抗体药物、疫苗等药物的开发方案，对基因工程原理与技术的内容做整体回顾，帮助学生理论联系实际，了解如何将相关技术转化为产品。为突出强调核心技术流程，在基因工程绪论教学中，即开篇强调该流程，并厘清每个步骤的显著特点和学习重点，同时也点明需要了解的难点。而对于零散的知识点，例如各种生物酶、DNA合成原理、测序原理等等，则作为对主要流程的技术实现方式来补充讲解。这样以基因工程主要操作流程为“主线”，把零散的知识点串联起来，形成很清晰的学习思路，帮助学生建立一个系统的知识体系。
3.基因工程设计的可视化
基因工程的微观抽象加大了学习难度，初学者容易陷于对概念和细节的区分，重视理解记忆却很少去尝试设计。但是借助生物信息软件和多媒体技术，基因工程也可以像建筑工程、机械设计一样，采用可视化手段将工程设计模拟出来，例如载体构建的设计，包括引物、探针、酶切位点的设计和工具酶的选择、质粒验证方法等。基因工程技术的难点已不再是实验操作，而是更高层面的设计，良好的设计可以提高工作效率降低工作量，并增加工作内容的趣味性、灵活性，同时增强学生主导工作的能力。基因工程技术一个非常显著的特征就是操作对象相对单一，就是DNA分子，主要的生物信息载体和直接产品是质粒。因此在整个教学过程中，我们紧扣基因工程主要操作对象和物质基础——质粒，以其为中心，一方面通过生物信息学技术、已有在线工具和生物学软件(如VectorNTI等)对质粒各元件的位置、大小、方向等信息，以及酶切、连接等基因操作过程进行直观化的展示。另一方面，通过对质粒载体上各元件的物种来源、生物功能、生物特征等生物学知识的解读，深入讲解基因工程的原理、生物学调控知识。在此基础上，还可以进一步扩展到对下游宿主细胞及蛋白质表达方案选择等知识的讲解，以及在此基础上派生的各种新兴技术、研究动向的阐释。甚至基因片段的限制性内切酶酶切连接方案、PCR引物设计、DNA测序等相关知识，也都可以借助质粒来演示，从而将核心知识体系借助质粒载体图谱的直观可视化教学方式，有机地组织了起来，而不再是碎片化的知识点。这样做的好处，是能够将这些操作对象采用图形和DNA一级结构展示出来，使微观结构宏观化呈现，产生“所见即所得”的效果，易于理解；另外也能将基因工程的基础知识通过若干个质粒图谱信息浓缩在一起，便于对比、记忆；再者，质粒载体的设计是基因工程技术的核心基本功之一，也是相关知识的具体应用场景之一。
4.专业拓展训练的可持续化
高等专科教育面对很多挑战。由于基因工程技术发展快速，仪器设备的自动化和大数据分析也在蓬勃发展，甚至会面临刚毕业即落伍的窘境。另一方面，应用技术类学历教育在快速发展，专科生进一步深造也将常态化。专科教育的范围过于专而窄，面向就业的目的性很强，而学生的自学能力、理解能力相对薄弱。高职高专学校的毕业生如何能够适应环境的变化是值得思考的问题。鉴于此，我校在基因工程教学过程中侧重从以下几个方面提高学生在不同工作环境的适应能力：(1)体现基因工程在医学诊断、药物研发等不同应用领域的特点，不同流程分工合作时容易出现的错误。引导学生注意同一个知识点在不同应用场景的差异，而非千篇一律。例如用于DNA、RNA诊断的血液样本预处理方式与生化分析用的血液样本处理有显著不同，举一反三。(2)充分利用基因工程实验产品说明书直观地解读相应的生物学信息，具备学以致用的能力。例如通过说明书学习质粒载体的提取纯化、酶切、连接、转化、验证检测等技术及所用到的各种工具酶。(3)在教学中设置应用章节，内容包括常用的中英文文献数据库如中国知网、DNA在线分析比对工具，常用基因工程试剂产品的商业网站、基因工程试剂的技术文档网站等供学生在学习过程中去查找、拓展，同时也介绍部分常用的基因设计、质粒载体分析软件供学有余力的同学学习[3]。从而使课堂教学自然延伸到工作场景中。另外，拓展训练也包括团队合作训练，突出分工合作和主动学习、分享意识。比如在教学过程中会适当布置课外作业，让学生分小组就特定主题检索资料模拟设计课堂实验，弄清原理，合作交流后提交作业，或者就相应的主题开展课堂实验，模拟研究或工作场景。让学生查阅资料调研基因工程发展现状或某种基因工程药物的研究过程，可以以综述或者调查报告的形式来展示，纳入毕业论文，这样将课堂延伸至课外，实现“大课堂”教学设计，调动学生学习的主动性与积极性，使学生具有自主学习、独立思考、自由发挥的空间，达到良好的教学效果。这些信息和习惯虽然短期内不被全部同学充分利用，但尽早接触会让学生产生持续学习拓展的意识，引导大家形成主动学习、主动查询、归纳总结、互帮互助的习惯。这样随着未来学习和工作时间的延长，其能力也将伴随成长，与时俱进。
5.技能训练的职业化
高等职业学校和普通应用型本科院校的基因工程教学紧扣技术应用，以生产开发或辅助科研为主要目的来培养良好的职业素养，并以任务驱动模式进行职业技能训练[2]。通过开设以开发基因工程产品(如重组α淀粉酶)为目的的模拟实验，将基因工程与细胞工程、发酵工程、酶工程等多门课程实验技术融汇到一起，形成系统的“生物制药综合应用技术”独立实践课程，打破不同课程之间的界限，使学生对生物制药乃至生物工程的上下游均有一个系统、直观的认识和全局思考能力，也被称为“珠链式”教学模式。
6.小结
基因工程技术作为一门前沿技术，同时也是需求广泛的基础技术，掌握本技术既可增强学生对生物技术的理解，又能增加择业的竞争力，同时也降低了企业的用工成本，提高企业市场的竞争力，从而形成了良性循环。通过几年的课程教学改革，用人单位反馈我校生物制药专业学生基因工程理论知识扎实、与岗位需求切合度高、学习能力较强、就业稳定性好。当然，作为一项专业技术，既要与市场需求保持同步，不片面强调课程的重点和难点，脱离实际，也需要提高学生学习意识和一定的创新意识，能与时俱进。