加強內涵建設，發揮“微生物學”課程的核心輻射作用

張興群，陳 婷，曹張軍，謝陽芬，鄧云霞，楊雪霞

(東華大學 化學化工與生物工程學院，上海 201620)

構建課程構成重點突出、核心課目引領明顯、教學內容銜接得當的專業教學體系，是高校人才培養的重要環節。為了適應我國經濟發展進入新常態對人才需求的變化以及工程教育專業認證的需要，我校(東華大學)以“提升素質、強化基礎、突出重點、綜合施策”為指導思想，啟動了核心課程建設計劃，目的在于通過一批核心課程的凝練建設，從教學內容、教學方法、教學團隊建設等方面進行改革，帶動課程教學質量的整體提升，以培養滿足社會需要的人才[1]。專業核心課程是課程體系中居于核心位置且具有引領作用的課程或課程群，它與體系中其他部分形成內在的有機聯系。本文通過梳理生物工程專業培養方案涉及課程，遴選出核心課程及課程群，并以“微生物學”課程為例，討論了核心課程建設對提高生物工程專業人才培養質量的意義。

一、 緊扣專業培養目標，認真梳理培養方案，遴選核心課程

教育部《高等學校本科生物工程專業規范(討論稿)》和《生物工程專業本科教學質量國家標準(征求意見稿)》中均明確，生物工程本科專業依托的學科領域為生物工程，隸屬于工學的生物工程類(081800)[2]，包括基因工程、細胞工程、蛋白質工程、微生物工程、生物分離工程等。生物工程產業化實現的關鍵是生物體系的應用，微生物體系不僅是生物工程應用最多的體系，而且其理論和實踐也對其他體系的應用具有重要指導作用，這是遴選核心課程和制訂培養方案時必須首先考慮的。主干學科生命科學、化學和工程技術學之間的交叉融合是生物工程的重要特征。

我校于2002年設立了生物工程專業。該專業以我校傳統優勢學科為特色，集生命科學、生物技術、紡織、材料等學科于一體，在把握人文素養、科學研究素養、實踐能力和創新意識培養有機統一的基礎上，確定了專業培養目標[3]。根據支撐培養目標的三個層次，即生命科學、生物技術和工程理念確定專業基礎課、專業課和選修課，涉及的課程有“生物化學”“微生物學”“細胞生物學”“分子生物學”“生物工藝原理”“生物工程設備”“生物信息素養”“基因工程”“酶工程”“生物分離工程”等。根據這些課程在生物工程專業學生專業素質培養中的權重、教學內容的引領作用和支撐培養方案情況，將其劃分成三個核心課程群(如圖1所示)。

圖1 生物工程專業課程體系核心課程群

三個核心課程群的核心課程分別為“生物化學”“微生物學”“生物工藝原理”，其中“微生物學”課程不僅對微生物與發酵工程課程群有引領作用，而且由于其基本理論和基本實驗方法廣泛應用于生物工程的方方面面，也對其他兩個課程群有一定引領作用。

二、 “微生物學”課程的重要性

1. 是生物工程專業課程體系中的支撐性課程

作為生物工程專業重要的支撐性課程，“微生物學”的研究思想、研究內容、研究方法、研究手段乃至看問題的角度等都影響甚至指導著生物工程的理論與實踐。微生物是研究生命科學理論問題不可替代的研究材料，微生物學的發展極大地推進了人類對現代生命系統的理解和認識，其研究成果的應用也極大地推進了生物工程的發展[4]；同時，微生物廣泛應用于工業、農業、生態環境保護等領域，是推進現代生物技術發展的重要角色[5]。微生物學理論和研究方法廣泛應用于包括基因工程、發酵工程、酶工程、細胞工程等在內的現代生物工程的各個方面，如純培養技術、無菌技術、克隆篩選技術、顯微技術、微生物發酵技術等均是生物工程的依托技術。利用基因克隆技術構建工程菌株實現高附加值的基因工程產品的發酵生產，更是涉及到一系列微生物技術的具體應用，沒有微生物和微生物學就不可能有生物工程。顯然，“微生物學”是生物工程專業課程體系中的支撐性課程。

2. 是生物工程專業人才培養目標實現的核心課程

“微生物學”課程基本知識和基本實驗技能的學習和掌握可以為其他專業課學習奠定牢固基礎。構建以“微生物學”為核心課程的課程群直接關系到生物工程專業人才培養目標的實現。審視“微生物學”課程所涉及的內容，可以明顯看出生物工程專業培養方案中相當一部分課程都是微生物學內容的延伸和拓展。例如：“生物工藝原理”的工藝流程確定、工藝參數優化的要求是為了滿足微生物的生長和相關產物的產生；“生物工程設備”的選型和設計也必須以微生物生長為前提，厭氧發酵罐是為厭氧微生物設計的，好氧發酵設備的服務目標是微生物的好氧代謝；“生物分離工程”的分離目標大多是微生物發酵代謝的產物等。此外，分子生物學研究所采用的方法、技術和手段大多來自微生物技術。紡織材料的生物處理、抗菌功能纖維等的開發以及綠色染整、生態紡織等也都與微生物學聯系密切。因此，要達到生物工程專業的培養目標，就必須加強微生物學基本知識的學習和基本技能的培養。

3. 是發揮引領作用的保證

微生物學涉及的內容十分廣泛，研究對象豐富多樣，必須加強“微生物學”課程的內涵建設。創新教學模式，整合教學內容，優化教學方法和手段，在強化微生物學基本概念的基礎上，根據學科結構的整體需要和微生物學的發展，拓展教學內容，形成以“微生物學”為核心的課程群。按照突出微生物生物工程應用的原則編排教學內容，針對生物工程的工學屬性及微生物生產過程中的共性問題，結合實際生產涉及的微生物理論和工程學基礎概念，圍繞現代微生物生產過程的單元操作原理，賦予微生物生物過程以工程學的意義，精選案例，從個性抽象出共性，以共性指導個性。

根據學科發展脈絡和核心課程需要修訂完善教學大綱，以人才素質培養為目標模塊化教學內容。將“微生物學”課程內容分為以下7個模塊：(1)微生物學的發展和方法論(實驗技術原理與應用)；(2)各類細胞型微生物、非細胞型微生物形態、結構；(3)微生物生理與代謝；(4)微生物生態與環境應用；(5)微生物系統分類與多樣性特征；(6)微生物在生物技術研究、人類工農業生產中的應用及發展趨勢；(7)現代分子微生物專題討論。

在實踐教學中，引入研究型實驗教學方法。(1)以問題為導向，理論與實踐密切結合：采取理論(教師講解)—實踐(學生實驗)—理論(教師、學生共同討論、提高)—再實踐(學生自主設計實驗)的方法。(2)自主實驗設計：教師提出任務，學生在教師的指導下完成實驗設計方案并自主完成實驗。

4. 是課程群相關課程內容的有機銜接

遵循“學科交叉融合、共促進、共發展”的原則，努力形成從宏觀到微觀、從理論探索到實踐應用、從基礎研究到生物工程高新技術開發的培養體系，圍繞核心課程構建課程群。對微生物學知識點和內容結構進行梳理，對于在內容上與“微生物學”課程關聯度比較高的課程，如“代謝調控”“生物工藝原理”“免疫學”“微生物學大型實驗”“分子生物學”“發酵工程實驗”“生物工程大型實驗”等課程的教學內容進行優化，刪除重復部分，突出重點和特色，做好課程間的銜接，以保證核心課程群知識的系統、連貫、有序。由原先追求單門課程知識內容的完整和嚴密，轉變為追求核心課程群系統內部互動，使群內各課程由相對獨立轉變為互相貫通，課程內容由互相重疊轉變為互相補充。同時對教學方法和教學手段進行了全面改革，將研究型教學貫穿于課堂理論教學、實驗教學及綜合創新實踐環節，提高教學效果。

三、 建設教學水平高、結構合理的教學團隊

高水平的教學團隊建設是保證微生物學核心課程群教學質量的有效機制[6]。按核心課程群整合教師資源，基于課程模塊的性質，遵循“重組師資、發揮特長、共建課程、共享資源”的原則，以核心課程團隊作為基本的教學人力單元，合理搭配不同層次教師，逐步形成穩定且優勢互補的以“微生物學”為核心課程，包括“基因工程”“代謝調控”“生物工藝原理”“免疫學”“微生物實驗技術”“分子生物學”“發酵工程實驗”“生物工程大型實驗”等課程任課教師在內的教學團隊。團隊中還包括具有生產經驗的工程技術人員，以加強課程的實踐性和工程性。

充分發揮教學團隊在微生物核心課程群建設中的互補、協作與創新作用。教學團隊以提高人才培養質量為核心，定期就教學理論或實踐主題進行教學研究活動，交流教學體會，優化人才培養模式。經過一段時間的實踐，團隊成員的教學水平和科研能力明顯提高，尤其是加快了青年教師的成長。通過統籌兼顧、合理安排，保證每門課程至少有2名專任教師，其中1名為課程的責任教師，同時要求每名教師參加1～2門課程的教學活動。由于教學團隊成員的學緣結構多樣、知識背景多元，極大地拓展了團隊教師的適應性和知識面，豐富了教學思想，拓寬了教學視野，優化了教學資源，提高了教學水平，也促進了“微生物學”課程教學質量的持續提升。教學團隊的建立也為教師指導下以學生為主體的研究型教學模式提供了可能，實現了教學模式由教學型向研究型轉變，真正實現了以學生為中心，啟發學生創新思考，提高學習興趣，強化學習過程，突出了以“知識探究、能力建設、人格養成”為核心的人才培養理念。

四、 結語

以我校核心課程建設為契機，通過整合優化“微生物學”課程內涵，更好地發揮其作為核心課程的引領與輻射作用。注重微生物課程體系的整體性，變追求單門課程知識內容的完整嚴密為核心課程群系統內部課程的互動，使群內課程相對獨立轉變為互相貫通、互相補充和相輔相成。通過加強核心課程內涵建設和教學團隊建設，對于培養專業素質完備，適應現代社會經濟和科技產業發展需要的合格人才發揮了重要作用并取得了明顯成效。以核心課程群為目標導向優化調整教學團隊，通過多樣性學緣結構、多元化知識背景團隊教師之間的深度交流，自身特長得到充分發揮，大幅度提升了課程群的教學效果。