高校《生物技術(shù)概論》課程教學(xué)思考

劉建民 鄭瑞巧 龔紅梅

摘要：在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的時代，如何對高校《生物技術(shù)概論》課程進行教學(xué)改革，是擺在教師面前的一個重要問題。為了提高教學(xué)效果和培養(yǎng)社會需要的人才，本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段等環(huán)節(jié)對《生物技術(shù)概論》課程的教學(xué)進行了較為深入的探討。

關(guān)鍵詞：雙語教學(xué);提問式教學(xué);反饋式教學(xué);多學(xué)科交叉;生物知識產(chǎn)權(quán)

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）24-0197-03

隨著科學(xué)技術(shù)的進步和大數(shù)據(jù)時代的到來，生命科學(xué)領(lǐng)域得到快速發(fā)展。在國際知名的科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫中，前100篇高引論文絕大多數(shù)屬生命科學(xué)領(lǐng)域，生物學(xué)技術(shù)、生物信息學(xué)和系統(tǒng)發(fā)生是生命科學(xué)研究的重點[1]。《生物技術(shù)概論》作為高校生物專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，如何將豐富的課程內(nèi)容和生命科學(xué)領(lǐng)域的新進展傳達給學(xué)生，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，是這門課程教學(xué)中的一個研究課題。本著“知識、能力、素質(zhì)”綜合發(fā)展的原則，在總結(jié)多年教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上，筆者從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等環(huán)節(jié)對課程的教學(xué)改革進行了探討。

一、引經(jīng)據(jù)典，雙語教學(xué)

對于學(xué)生而言，生物學(xué)的基礎(chǔ)知識在初中和高中階段已有較多的接觸，生物學(xué)經(jīng)典理論的提出和學(xué)科發(fā)展中重要的科學(xué)家的介紹大家耳熟能詳。在《生物技術(shù)概論》的教學(xué)過程中，簡單重復(fù)以上內(nèi)容已經(jīng)不能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。而這些經(jīng)典的理論知識還需要進行深入學(xué)習(xí)，這就需要教師轉(zhuǎn)變教學(xué)方式。首先，引經(jīng)據(jù)典，對理論的發(fā)展歷程做詳細(xì)地講解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其次，經(jīng)典的生物學(xué)理論大多為西方學(xué)者提出，因此在教學(xué)過程中，通過引用原始英文文獻、利用雙語教學(xué)的方式，鍛煉學(xué)生的英語聽、寫、譯能力。例如，1953年，Watson和Crick提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，開啟了分子生物學(xué)研究的新時代，二人也因此獲得了1962年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎，這是高中生物學(xué)課程講授的內(nèi)容。但在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)提出之前，有幾位科學(xué)家提出了DNA結(jié)構(gòu)的研究方法和結(jié)構(gòu)模型，也正是這些研究成果成就了Watson和Crick的偉大貢獻。Wilkins和Franklin提供的DNA晶體X射線衍射圖片對二人的研究有很大的幫助，“MOLECULAR STRUCTURE OF NUCLEIC ACIDS—A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid”是Watson和Crick于1953年在《Nature》發(fā)表的通訊文章，第二段有這樣的描述：“A structure for nucleic acid has already been proposed by Pauling and Corey（1）. They kindly made their manuscript available to us in advance of publication. Their model consists of three intertwined chains，with the phosphates near the fivre axis，and the bases on the outside. In our opinion，this structure is unsatisfactory for two reasons...”意思是說Pauling和Corey在他們之前已建立了核酸的三螺旋結(jié)構(gòu)模型，而Pauling是當(dāng)時研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的權(quán)威，Watson和Crick的發(fā)文是向權(quán)威的挑戰(zhàn)。當(dāng)然，這歸功于他們認(rèn)真的實驗工作和深厚的科學(xué)功底，因此，對于經(jīng)典理論的闡釋，采用雙語教學(xué)的方法，結(jié)合經(jīng)典文獻，一方面能讓學(xué)生接觸一些專業(yè)詞匯，提高他們的英語水平;另一方面能吸引學(xué)生上課的注意力，提高學(xué)習(xí)興趣，在教學(xué)中起到事半功倍的效果。

二、提問式教學(xué)和反饋式教學(xué)相結(jié)合

（一）提問式教學(xué)

提問式教學(xué)是指在課堂教學(xué)過程中以教師提問為授課主線，通過激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，最終達到課堂教學(xué)的目的。提問式教學(xué)法的理論基礎(chǔ)有主體性教育理論和建構(gòu)主義教學(xué)論[2]。主體性教育的目的是培養(yǎng)被教育者的自主性、能動性和創(chuàng)造性，而建構(gòu)主義特別強調(diào)主體在認(rèn)知過程中的建構(gòu)作用，二者的相同點是培養(yǎng)被教育者的主動性和創(chuàng)造性，不同的是，前者教師起主導(dǎo)作用，后者教師起組織者、幫助者或促進者的作用。

《生物技術(shù)概論》涵蓋了生命科學(xué)的各個領(lǐng)域，每章內(nèi)容的側(cè)重點都有較大的區(qū)別。因此，在進行提問式教學(xué)中，首先要圍繞章節(jié)的重點提出問題，以檢查學(xué)生對基本內(nèi)容的理解，同時，讓學(xué)生帶著問題投入到課程學(xué)習(xí)中去;其次，在課堂結(jié)束前提出問題，一是讓學(xué)生回顧課堂上學(xué)習(xí)的內(nèi)容，理出一條學(xué)習(xí)的主線，二是讓學(xué)生在課余時間通過主動式學(xué)習(xí)解答問題，從而促進學(xué)生與課程內(nèi)容的交互作用。

（二）反饋式教學(xué)

反饋式教學(xué)與提問式教學(xué)相輔相成，其包括課堂反饋式教學(xué)和作業(yè)反饋式教學(xué)等方面的內(nèi)容。正確實施反饋式教學(xué)，可及時發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程中存在的問題，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。

課堂反饋式教學(xué)是指教師采用一定的教學(xué)方法和手段在課堂上獲得學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的反饋，從而根據(jù)反饋結(jié)果進行教學(xué)上的調(diào)整[3]。《生物技術(shù)概論》課程濃縮了多學(xué)科的基礎(chǔ)知識，教師在課堂上往往需要在短時間內(nèi)向?qū)W生灌輸大量的內(nèi)容，這就造成學(xué)生對知識的理解和掌握不夠，從而降低了他們對課程內(nèi)容的興趣。因此，在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)充分尊重學(xué)生的主體地位[4]，允許學(xué)生隨時打斷教學(xué)、提出問題并展開討論，增加教師與學(xué)生的互動。或者在講授課程重點的基礎(chǔ)上，教師通過反問或其他方式檢查學(xué)生學(xué)習(xí)掌握的信息，培養(yǎng)學(xué)生對問題的思考能力，并通過信息反饋，對學(xué)生不清楚的理論知識做更深入地講解，改善課堂的授課效果。

作業(yè)反饋式教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，同時，又可以檢測和反饋學(xué)生對課堂教學(xué)知識的吸收情況。在作業(yè)反饋式教學(xué)中，應(yīng)注意以下幾方面的問題：首先，作業(yè)應(yīng)圍繞課堂講授的重點內(nèi)容，結(jié)合具體案例或?qū)嶋H設(shè)題，減少名詞解釋等常規(guī)問題，避免與教科書章節(jié)問題重復(fù)。因為結(jié)合具體案例或?qū)嶋H設(shè)置的題目，往往沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，這樣既可以促進學(xué)生認(rèn)真思考和分析問題，又可以避免學(xué)生相互抄襲。其次，作業(yè)應(yīng)作為課程考核的一部分，這樣可以引起學(xué)生對作業(yè)的重視。再次，教師應(yīng)對學(xué)生的作業(yè)進行認(rèn)真批改，一方面能發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問題，以便于在后面的教學(xué)中進行解釋;另一方面，教師的認(rèn)真批改會影響學(xué)生的行為規(guī)范，提高他們的綜合素質(zhì)。

三、加強多學(xué)科交叉內(nèi)容教學(xué)

（一）提升學(xué)生信息技術(shù)素養(yǎng)

對學(xué)生進行信息技術(shù)培養(yǎng)，可以培養(yǎng)學(xué)生的信息意識與合作交流能力，但最主要的目的是培養(yǎng)學(xué)生的信息獲取能力、信息判斷能力、信息處理能力及信息利用能力[5]。《生物技術(shù)概論》課程介紹了生命科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點，這些熱點往往是學(xué)生最感興趣的，但課程教材的內(nèi)容又不能及時反映熱點問題的最新進展，因此，在課堂教學(xué)過程中，我們可以通過信息檢索的方式跟蹤熱點問題的最新進展。以清潔能源為例，通過百度、Google或圖書館信息檢索等方式，風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等關(guān)鍵詞映入眼簾。與我們生物相關(guān)的是生物質(zhì)能，這些生物質(zhì)能又包括生物質(zhì)降解和轉(zhuǎn)化、生物制氫和生物成因氣等，每一個關(guān)鍵詞背后都有大量的文獻和最新報道，這樣我們就可以進一步了解自己感興趣的方向。同時，針對不同章節(jié)的研究熱點，教師可以設(shè)置一些問題，讓學(xué)生利用信息檢索的方式，收集、分析和匯總有價值的網(wǎng)絡(luò)資源。

（二）加強與工科專業(yè)知識的融合

發(fā)酵工程是生物技術(shù)的重要組成部分，發(fā)酵工程的規(guī)模化應(yīng)用離不開化學(xué)、化學(xué)工程學(xué)、電氣工程、微電子技術(shù)和計算機科學(xué)等學(xué)科的理論知識。以維生素B2發(fā)酵生產(chǎn)為例，湖北廣濟藥業(yè)股份有限公司是世界最大的維生素B2生產(chǎn)廠家，公司維生素B2高產(chǎn)菌株工業(yè)化大生產(chǎn)技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，與之配套的也是先進的儀器設(shè)備，因此在產(chǎn)品發(fā)酵過程中需要集成不同專業(yè)領(lǐng)域的人才，如空壓機和發(fā)酵罐電機的維護需要具備電氣專業(yè)基礎(chǔ)，發(fā)酵過程的控制需要結(jié)合微生物學(xué)、微電子技術(shù)和計算機科學(xué)的理論知識，發(fā)酵產(chǎn)物的分離純化又要依據(jù)其化學(xué)性質(zhì)并結(jié)合化學(xué)工程的手段完成。因此，維生素B2的發(fā)酵生產(chǎn)是一個大的系統(tǒng)工程，與不同的工科專業(yè)結(jié)合必不可少。在課堂教學(xué)工程中，通過維生素B2發(fā)酵工藝介紹和發(fā)酵過程中相關(guān)儀器設(shè)備的圖片展示，可以讓學(xué)生有更加直觀地認(rèn)識和理解，同時，讓學(xué)生體會到多學(xué)科交叉的重要性。

（三）提高對生物知識產(chǎn)權(quán)保護的意識

作為一項高新技術(shù)，生物技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)明范圍十分廣泛。生物知識產(chǎn)權(quán)包括生物遺傳資源知識產(chǎn)權(quán)、生物儀器知識產(chǎn)權(quán)、生物產(chǎn)品開發(fā)工藝知識產(chǎn)權(quán)和生物基產(chǎn)品知識產(chǎn)權(quán)等四個方面。作為生物技術(shù)專業(yè)的教師，培養(yǎng)學(xué)生借助已有的生物遺傳資源，利用生物儀器，研究新的開發(fā)工藝，制造新產(chǎn)品的意識，培養(yǎng)他們正確利用和保護生物知識產(chǎn)權(quán)，是課程教學(xué)的目的之一。以我國生物醫(yī)藥企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)現(xiàn)狀為例，據(jù)文獻報道，生物技術(shù)成果的60%～70%應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域，生物醫(yī)藥企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)工作的源頭是技術(shù)創(chuàng)新，培養(yǎng)自主創(chuàng)新能力是保證企業(yè)在市場中具有持續(xù)競爭力的重要手段[6]。2010年，我國生物醫(yī)藥大中型企業(yè)共有1754家，其中具有研發(fā)能力的僅有102家，這說明我國大部分的生物醫(yī)藥企業(yè)沒有進行研發(fā)活動或自主創(chuàng)新[7]，使得他們只能花費巨資購買國外生物醫(yī)藥企業(yè)的技術(shù)和產(chǎn)品專利。2010年，我國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)技術(shù)引進或購買的經(jīng)費支出為19.92億元就說明了這一問題。因此，提升我國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)自主知識產(chǎn)權(quán)能力是保證企業(yè)核心競爭力的重要體現(xiàn)。我國地廣物博，生物資源豐富，必須采取切實有效的措施保護生物遺傳資源，建立和完善生物遺傳資源知識產(chǎn)權(quán)制度;國家生物儀器重大專項的實施也說明了政府對科研院所和企業(yè)自主創(chuàng)新的支持。所以，對于生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)生，在《生物技術(shù)概論》課程中熏陶生物知識產(chǎn)權(quán)的內(nèi)容，是課程改革的一個重要方面。

四、增加生物應(yīng)用案例教學(xué)

2014年7月，教育部高等教育司發(fā)布了食品衛(wèi)生與營養(yǎng)學(xué)、生物科學(xué)等15個就業(yè)率低的本科專業(yè)名單，生物科學(xué)專業(yè)的入選無疑給生物相關(guān)專業(yè)的學(xué)生潑了一盆冷水，如何打消學(xué)生對專業(yè)就業(yè)前景的擔(dān)憂是擺在教師面前的一個重要命題。因此，圍繞《生物技術(shù)概論》的各章節(jié)內(nèi)容，從發(fā)酵工程、細(xì)胞工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程和基因工程層面，增加生物應(yīng)用案例教學(xué)，通過介紹國內(nèi)外著名生物技術(shù)公司發(fā)展歷程及其產(chǎn)品的生產(chǎn)開發(fā)工藝和關(guān)鍵技術(shù)，加深學(xué)生對理論知識的理解和應(yīng)用范疇。同時，詳細(xì)講解生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)、輕工業(yè)、能源、環(huán)境和人類健康方面的應(yīng)用，使學(xué)生進一步了解生物技術(shù)的應(yīng)用范圍，增加學(xué)生對生物專業(yè)的信心，提高學(xué)生對生物專業(yè)應(yīng)用前景的認(rèn)識。

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