《微生物遺傳育種學(xué)》互動式實踐教學(xué)探索

　　 摘 要：《微生物遺傳育種學(xué)》是生物工程及相關(guān)專業(yè)的主干課程，具有知識點多、學(xué)科交叉性較強(qiáng)和應(yīng)用性較強(qiáng)的特點，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力具有重要的意義。為了適應(yīng)高等教育發(fā)展需求，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和技能水平，我們改革了原有教學(xué)模式，建立多層次互動式實踐教學(xué)體系，重點加強(qiáng)了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，增加綜合開放性實驗環(huán)節(jié)，并實施了“多元化”的評價體系。師生互動、生生互動、知識與技能互動貫穿始終。經(jīng)過初步實踐，教學(xué)效果、學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新意識顯著增強(qiáng)，證明該模式具有較好的效果和一定的推廣應(yīng)用價值。
　　 關(guān)鍵詞: 微生物遺傳育種；互動式教學(xué)；實踐教學(xué)；創(chuàng)新實踐能力
　　
　　 微生物菌種是工業(yè)發(fā)酵的靈魂，優(yōu)良的工業(yè)菌種只有通過不斷的理性選育才能獲得，因此微生物遺傳育種技術(shù)不僅是工業(yè)生物技術(shù)的源頭，也是工業(yè)生物技術(shù)生產(chǎn)實踐所必須掌握的上游技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生掌握微生物遺傳育種技能具有十分重要的意義。江南大學(xué)在國內(nèi)同學(xué)科領(lǐng)域最早開設(shè)《微生物遺傳育種學(xué)》，經(jīng)過十?dāng)?shù)年的建設(shè)，它已成為本校生物工程等相關(guān)專業(yè)和國家生命科學(xué)與技術(shù)人才培養(yǎng)基地的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，在同行業(yè)工科院校中也起到一定的示范作用。
　　 《微生物遺傳育種學(xué)》課程是生物工程專業(yè)的必修課，是在《微生物學(xué)》基礎(chǔ)上，為融匯現(xiàn)代生物技術(shù)涌現(xiàn)的創(chuàng)新點，強(qiáng)化學(xué)生的應(yīng)用實踐能力，進(jìn)一步滿足生物工程專業(yè)人才現(xiàn)代知識結(jié)構(gòu)與技能要求而開設(shè)的。該課程具有知識點多、學(xué)科交叉性較強(qiáng)、與生產(chǎn)實際銜接緊和應(yīng)用性較強(qiáng)的特點，同時也面臨著教學(xué)內(nèi)容更新快、信息量大和教學(xué)效果不易提高等挑戰(zhàn)，尤其是實踐教學(xué)環(huán)節(jié)與學(xué)生實際需求之間存在一定差異，知識和技能互動困難，學(xué)生的綜合技能和創(chuàng)新意識較難培養(yǎng)等，這也是既有理論深度又具較強(qiáng)實踐性的課程特點。因此，對現(xiàn)有教學(xué)模式進(jìn)行改革以提升教學(xué)效果和學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力，具有十分重要的意義。
　　 近年來，微生物學(xué)及相關(guān)課程教學(xué)改革屢見報道，對我們的教學(xué)啟發(fā)良多。例如，有效地使用國內(nèi)外優(yōu)秀教材和各種教學(xué)手段，各種先進(jìn)的教學(xué)方法，采用科研設(shè)計性實驗方法等。我們針對實際，通過采用互動教學(xué)方法，加強(qiáng)實踐環(huán)節(jié)，建立“多元化”評價體系等，以建立多層次的互動式實踐教學(xué)模式。首先，融匯既往創(chuàng)新成果建立凸顯現(xiàn)代技術(shù)，激發(fā)學(xué)生主觀能動性的教學(xué)思路；其次，著重于知識貫通，強(qiáng)化實踐環(huán)節(jié)，推動多層次互動的教學(xué)實踐；第三，通過建立實施“多元化”評價，實時評價與跟蹤評價相結(jié)合，進(jìn)一步推動課程改革。
　　 一、互動式實踐教學(xué)模式探索
　　 《微生物遺傳育種學(xué)》作為本專業(yè)的核心課程，由于其較強(qiáng)的實踐和應(yīng)用性得到學(xué)生的歡迎。在前期實踐中，我們針對課程自身既有理論深度又具較強(qiáng)實踐性的特點，比較注重理論與實踐相結(jié)合，著重培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。通過優(yōu)質(zhì)規(guī)劃教材建設(shè)、教學(xué)改革創(chuàng)新和優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)等，已初步形成了課程教學(xué)體系，尤其是在理論教學(xué)方面取得了較好的效果。但是本學(xué)科領(lǐng)域知識日新月異，隨著近年來高等教育教學(xué)質(zhì)量的要求不斷提高，“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的逐步實施等，已把激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新意識作為當(dāng)前教育改革中的重點和難點。要盡量克服以往的本課程教學(xué)中存在的難點較多，學(xué)生接受起來較難；實踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)不夠完善，技能水平不能適應(yīng)實際需求；學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力較差、創(chuàng)新意識較弱等問題。因此，改進(jìn)教學(xué)方法和加強(qiáng)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力是本課程的必由之路。
　　通過調(diào)查研究國內(nèi)外微生物育種、微生物學(xué)等相關(guān)課程實踐教學(xué)改革情況，總結(jié)借鑒我院以往相關(guān)課程教學(xué)改革中的成功經(jīng)驗，我們建立了多層次互動式實踐教學(xué)模式。互動式教學(xué)是目前國內(nèi)外較先進(jìn)的教學(xué)方法，該法強(qiáng)調(diào)教師和學(xué)生、學(xué)生和學(xué)生間的交流，充分調(diào)動教師和學(xué)生的積極性和主動性，能給予學(xué)生更多的自由思考空間，符合當(dāng)前的教學(xué)改革的方向和本課程的特點。加強(qiáng)實踐教學(xué)被認(rèn)為是實踐性較強(qiáng)課程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，使學(xué)生在充分掌握理論知識的同時，能夠通過知識與技能互動等進(jìn)一步提升教學(xué)效果。本課程的教學(xué)實踐過程中，通過問題主導(dǎo)、分組討論和講座式教學(xué)實踐等形式，最終形成理論講授、組織課題小組、學(xué)生自主選擇專題、開展綜合開放性實踐活動等形式，完善互動式實踐教學(xué)。師生互動和生生互動、知識與技能互動和被動吸收與主觀討論互動貫穿教學(xué)全過程。在理論講授中進(jìn)一步采用關(guān)聯(lián)和多媒體等方式加強(qiáng)教學(xué)，在實踐教學(xué)中增加問題導(dǎo)向的綜合開放性實驗，引導(dǎo)學(xué)生主動實踐，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新實踐能力。本項目還結(jié)合“本科科研創(chuàng)新計劃”、各項基礎(chǔ)性或探索性科研項目等后續(xù)本科創(chuàng)新研究工作，同時建立了“多元化”評價體系，實時評價和跟蹤評價相結(jié)合，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的進(jìn)一步提高。
　　 二、互動式實踐教學(xué)的實施
　　 本課程由理論課和實踐課兩部分組成，2010年前兩門課程為相互獨立的課程。雖然課程之間也有聯(lián)系，但是實踐環(huán)節(jié)由于是以驗證性基礎(chǔ)實驗為主，同時理論DFM/TY93//AQ+unRO+FUyRuxRf8kscLfghnCacsUHmk=和實踐課由不同的教師講授，學(xué)生普遍反映理論和實踐結(jié)合不緊，自主性和創(chuàng)造性發(fā)揮不夠，對后續(xù)課程學(xué)習(xí)和實踐工作幫助不大。因此，我們于2010年將兩門課程合并為一門，由一位教師主講。在教學(xué)方法上采用多層次互動式實踐教學(xué)，重點突出培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、實踐和創(chuàng)新能力。在理論教學(xué)中，通過主題討論、講座式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。在實踐教學(xué)中，將微生物育種常規(guī)技術(shù)與現(xiàn)代生物技術(shù)緊密聯(lián)系，增加綜合開放性實驗環(huán)節(jié)，使學(xué)生成為教學(xué)的主體，從被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新思維。
　　 1. 理論課教學(xué)
　　 理論課教學(xué)主要著重基礎(chǔ)知識的講解，我們結(jié)合教學(xué)內(nèi)容、熱點難點問題和新技術(shù)新方法，向?qū)W生推薦了配套參考書。形成供學(xué)生課后閱讀的“主教材+配套教學(xué)參考書+電子課件”立體化教材，有效地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。教師采用課堂討論式方法講解基礎(chǔ)知識和技能的基礎(chǔ)上，將學(xué)生4個人分為一組，學(xué)生自主選擇專題，查閱資料并定期進(jìn)行講解討論，達(dá)到教學(xué)互動、師生互動和生生互動的全方位效果。具體實施方案如下：
　　 （1）課堂討論式的互動教學(xué)。
　　 在基礎(chǔ)理論知識教學(xué)中，采用課堂討論式的教學(xué)方法。其策略一般為拋出主題——提出主題中的問題——思考討論問題——尋找答案——歸納總結(jié)。教師在前兩個環(huán)節(jié)是主導(dǎo)，學(xué)生在中間兩個環(huán)節(jié)為主導(dǎo)，最后教師和學(xué)生代表分別作主題發(fā)言，整個過程貫穿師生互動。實施后，學(xué)生普遍反映課題節(jié)奏比較緊湊，互動性強(qiáng)，教學(xué)效果較好。
　　 例如在講解“自發(fā)突變機(jī)制”時，教師就基本內(nèi)容和原理進(jìn)行講解，并順勢提出各種損傷對微生物產(chǎn)生何種效應(yīng)？學(xué)生按小組進(jìn)行討論總結(jié)，并進(jìn)行講解，最后教師就各組的結(jié)果進(jìn)行點評。
　　 （2）學(xué)生主導(dǎo)的講座式互動教學(xué)。
　　 教師根據(jù)教學(xué)目的和學(xué)生興趣，提出幾個觀點或幾個話題，學(xué)生以小組的形式選擇其感興趣的內(nèi)容，在課下充分查閱資料，自主學(xué)習(xí)后制作多媒體課件，在課堂上發(fā)表對問題的認(rèn)識，啟發(fā)他們思考、分析和闡述，提高學(xué)生對所學(xué)知識的興趣，使基本理論和知識更易于學(xué)生接受和理解，拓展了知識面，鍛煉了思維能力和表達(dá)能力。學(xué)生們提供的相關(guān)優(yōu)秀素材也可被吸收進(jìn)入課堂教學(xué)和教材中，這也將增強(qiáng)學(xué)生的成就感。
　　 例如在講授“誘變劑及其機(jī)制”有關(guān)章節(jié)時，在課堂講授常用理化誘變劑后，安排學(xué)生對近十年來的“新型物理誘變劑及其在微生物誘變育種中的應(yīng)用”分組開展查閱，設(shè)定多個子專題，要求綜述該新型誘變劑的誘變機(jī)理及研究進(jìn)展，誘變的生物學(xué)效應(yīng)與一般處理方法，具體的一些應(yīng)用研究進(jìn)展及存在的不足和展望。每組就考察的子專題，準(zhǔn)備十分鐘左右的PPT講稿，在課堂向其他同學(xué)講解和回答提問。
　　
　　 2. 實踐課教學(xué)
　　 實踐教學(xué)環(huán)節(jié)重點在于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，知識與技能互動。目前一般開設(shè)的實驗課程通常由若干個獨立的實驗構(gòu)成，每個實驗之間缺乏關(guān)聯(lián)性，導(dǎo)致學(xué)生對整個技術(shù)體系沒有系統(tǒng)的認(rèn)識，也無法做到知識與技能的充分互動。這一點在本課程中尤其突出，學(xué)生掌握的是一些零星分散的實驗技術(shù)，如何將有關(guān)知識技術(shù)整合并應(yīng)用于解決實際生產(chǎn)和科研應(yīng)用問題的能力比較欠缺。本課程實驗環(huán)節(jié)改變了以驗證性實驗為主的模式，通過增加綜合開放性實驗，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力，增強(qiáng)團(tuán)隊協(xié)作意識，鞏固深化所學(xué)的理論知識。強(qiáng)調(diào)自主學(xué)習(xí)，在教學(xué)中加強(qiáng)實驗的背景知識、相關(guān)科研進(jìn)展的介紹，提供可進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探討的參考文獻(xiàn)，鼓勵學(xué)生對實驗中出現(xiàn)的問題進(jìn)行深入的分析并加以解決，并對所開設(shè)實驗的思考和討論，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。
　　 （1）以問題為中心的互動教學(xué)。
　　 在實踐教學(xué)的基礎(chǔ)實驗環(huán)節(jié)，我們設(shè)置了以問題為導(dǎo)向的教學(xué)模式，針對教學(xué)中學(xué)生普遍反應(yīng)的熱點、難點問題，在一定的主題下選擇具體實驗方案，實驗過程增加討論環(huán)節(jié)，由教師主導(dǎo)，也可由學(xué)生主導(dǎo)，師生互動貫穿始終。這樣通過強(qiáng)調(diào)從提出問題入手，知識與技能互動，更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。通過前期的基礎(chǔ)實驗，不僅能夠練好e161751f421b29a1382c64a553bb63cf94d3a9634e44fbf8e6e2c19f33eaa857過硬的實驗技術(shù)，養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣，也為接下來的綜合開放性大實驗打下了基礎(chǔ)。
　　 例如，基礎(chǔ)實驗中包含有三種主要的育種方式，但是在實驗中的具體難點問題，則由學(xué)生自主選擇。如在紫外誘變技術(shù)篩選抗性菌株時，具體照射劑量讓學(xué)生自己選擇，并經(jīng)討論分析后確定方案。
　　 （2）以課題組成小組的實踐教學(xué)。
　　 在實踐教學(xué)的綜合開放性實驗環(huán)節(jié)開展課題小組的教學(xué)方式，注重學(xué)生思維、實踐能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。結(jié)合前期基礎(chǔ)實驗中的難點問題和學(xué)生的興趣，由學(xué)生自己選擇方向和課題，指導(dǎo)教師介紹查閱文獻(xiàn)、實驗設(shè)計和實施的注意事項。以小組為單位設(shè)計實驗，小組中每個人均參與到實驗的各個環(huán)節(jié)，做實驗方案報告，最終實驗總結(jié)為開放性的，更注重對結(jié)果的分析和討論。在綜合開放性實驗中，學(xué)生的積極性明顯增強(qiáng)，整個過程知識與技能互動，他們積極地相互討論，以極大的熱情投入到實驗中。在這一環(huán)節(jié)中，學(xué)生感覺到對啟迪科學(xué)思維、培養(yǎng)綜合實驗技術(shù)和提高創(chuàng)新實踐能力都較有幫助。但在教學(xué)實施過程中也存在一些問題，如指導(dǎo)教師投入精力明顯加大，實驗耗費增加，學(xué)生克服困難能力不足導(dǎo)致最終實驗結(jié)果不理想等，有待我們進(jìn)一步完善。
　　 后續(xù)通過與“本科學(xué)生科研及創(chuàng)新計劃”等項目銜接，積極開展微生物遺傳育種相關(guān)本科生科學(xué)研究，為學(xué)生提供更多可自由選擇研究課題、自行設(shè)計實驗方案并獨立從事小型課題研究的平臺，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力的培養(yǎng)。此類工作雖然并不計入學(xué)生的課程成績，但是通過跟蹤評價能更客觀地評定課程的教學(xué)效果。
　　 三、“多元化”評價體系的建立與實施
　　 課程教學(xué)實踐中還有重要的一環(huán)，即課程實施效果的有效評價。我們建立了 “多元化”評價體系，有效地促進(jìn)了課程實踐和改革。“多元化”評價體系包括：（1）教學(xué)實踐的實時評價，包括實際教學(xué)效果和學(xué)生實踐能力的有效評價；（2）實踐階段后的跟蹤評價，包括在相關(guān)延伸課程、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)論文過程的創(chuàng)新實踐能力，進(jìn)入研究生階段后的相關(guān)領(lǐng)域工作與科研創(chuàng)新能力。
　　 根據(jù)課題組成員多年來的教學(xué)經(jīng)驗和學(xué)生的反饋，實踐過程實時評價采用全過程動態(tài)考核。評價體系包括過程評價和終端評價兩部分。過程評價的結(jié)果占總評成績的40%，終端評價結(jié)果占總評成績的60%，理論和實踐環(huán)節(jié)單獨計分。通過這種考核方式，不僅最終加強(qiáng)了學(xué)生的理論和實踐能力，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生勤奮、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。
　　 實踐階段后的跟蹤評價，主要通過對學(xué)生、相關(guān)人員采取調(diào)查問卷的方式實施，然后進(jìn)行統(tǒng)計分析。學(xué)生自身跟蹤評價占60%，其他課程教師、導(dǎo)師等占40%。跟蹤評價使得教學(xué)成果更能直接接受檢驗，更好地體現(xiàn)本課程強(qiáng)調(diào)實踐和面向應(yīng)用的特點。尤其是在后續(xù)銜接的在一些探索性的實踐課中，以學(xué)生自我評價和相互評價為主，目的是通過學(xué)生的自我評價進(jìn)行反思和深思，更好地培養(yǎng)學(xué)生的能力和持續(xù)改進(jìn)課程教學(xué)。
　　 “多元化”教學(xué)評價體系實施以來，學(xué)生普遍反映課程所花精力更多，學(xué)習(xí)效果更好。同時跟蹤評價顯示，課程改革不僅有利于學(xué)生增強(qiáng)學(xué)習(xí)的自主性、能動性和創(chuàng)新實踐能力，而且在后續(xù)本科研究計劃中選擇含有微生物遺傳育種內(nèi)容的項目數(shù)明顯增加。本評價體系也有利于課程教學(xué)效果的客觀評價，利于授課教師及時調(diào)整教學(xué)策略，完善教學(xué)方法。
　　 四、小結(jié)
　　 經(jīng)過初步的教學(xué)實踐，《微生物遺傳育種》互動式教學(xué)改革取得了一定成果。在教學(xué)方法上，通過互動式實踐教學(xué)探索，有意識地培養(yǎng)學(xué)生對知識點的提煉、分析歸納、綜合推理及自主學(xué)習(xí)能力。尤其是加強(qiáng)了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，注重理論聯(lián)系實際，通過綜合性實驗等措施激發(fā)學(xué)生興趣，加強(qiáng)其創(chuàng)新實踐能力。“多元化”評價體系的實施，使得對本課程的評價更科學(xué)合理，推動了課程的進(jìn)一步改革。學(xué)生普遍反映理論和實踐聯(lián)系更緊，綜合技能和創(chuàng)新思維有所增強(qiáng)，對于微生物遺傳育種學(xué)的理解加深，并掌握了微生物遺傳育種的基本方法。但是在具體教學(xué)實踐中也注意到，互動式實踐教學(xué)成功的關(guān)鍵在于如何調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，引導(dǎo)學(xué)生提出自己感興趣的課題，主動參與實驗的設(shè)計。尤其是如何有目的、有計劃地安排實踐環(huán)節(jié)，如讓不同特長的學(xué)生組成小團(tuán)隊，相互取長補短，協(xié)同開展課程實踐等。同時，教師如何引導(dǎo)學(xué)生就方案設(shè)計、實驗操作到課題完成等一系列過程并進(jìn)行認(rèn)真總結(jié)，如何通過“多元化”評價對后續(xù)教學(xué)實踐的改善起到促進(jìn)作用等問題仍需進(jìn)一步工作加以解決。我們希望本課程的教學(xué)改革實踐能夠得到同行的討論和指教，以促進(jìn)工業(yè)生物技術(shù)人才的知識、能力和素質(zhì)得到進(jìn)一步的提升。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
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