新農科背景下跨專業選修“生化工程學”課程建設的思考

姬文秀 董微巍 李虎林 嚴一字 張雪蓮

[摘 要] 該文探討了生化工程作為跨專業選修課程的必要性，以及結合課程內容及特點、教學對象專業范疇、授課形式和非傳統方式教學實踐環節的設計等方面，為新農科背景下跨專業選修生化工程學課程的建設提供理論指導。期望該課程建設的思考將為“農工”學科交叉的課程內容設置和實現形式等提供參考。

[關鍵詞] 跨專業選修;生化工程;課程建設;新農科

[基金項目] 2019年度延邊大學教育科學規劃課題（GJ2019004）;2018年度吉林省高等教育學會課題（JGJX2018D358）;2018年度延邊大學十三五規劃重點課題（ZD2018004）

[作者簡介] 姬文秀（1980—），女，黑龍江佳木斯人，博士，延邊大學農學院講師，主要從事作物與微生物互作研究;董微?。?979—），女，吉林榆樹人，博士，延邊大學農學院副教授（通信作者），主要從事微生物資源開發與利用研究。

[中圖分類號] G642? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）38-0178-02? ? [收稿日期] 2020-02-27

培養復合型人才的高校指具有培養本科層次理論研究型和直接服務于社會的應用型創新人才的雙重辦學目的的大學。國務院發布《關于全面加強基礎科學研究的若干意見》，提出要“完善學科布局，推動基礎學科與應用學科均衡協調發展，鼓勵開展跨學科研究”;《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》提出，優化學科專業、類型、層次結構，促進多學科交叉和融合。越來越多中國高校和研究機構正通過搭建跨學科平臺促進科技前沿交叉創新。同時，習近平總書記指出：應用型本科高校作為高等教育的重要分支，應堅持培養全面發展的人為理論基礎，構建全面發展的創新性人才培養模式。我國實施國家創新驅動發展戰略，自主創新以人才為重，必須要建設一支規模大且結構優的創新型人才隊伍，以本質上增強科技核心競爭力，高水平創新成果的獲得離不開跨學科交叉背景的支持。高校具有培養創新研究型和應用型人才的能力和責任，在國家“以農為本”和新農科建設的背景下，涉農高校在人才培養方面著重思考和創新培養方案和課程體系尤為重要。

一、跨專業選修課程開設的意義

通過打破學科壁壘，將其有機的整合，使學習者學習領域更為寬泛的知識，具備更寬廣的學科視域?！翱鐚I選修課”即學生在修讀完本專業課程的基礎上，根據個人興趣和學習基礎，選修跨學科/專業的課程。生化工程學是筆者所在院校農學院內跨專業選修課，通過這門課的學習，使學生掌握生物科學科研成果向工業化生產轉化過程中出現的一些工程問題的解決方法。生化工程以工業生物技術走向產業化為導向，以工程知識為教學內容，融合基礎理論，是培養學生解決生物技術產業化關鍵問題的核心環節。它是生物技術的一個重要組成部分，是生物技術研究的前沿領域之一。現有的涉農高校專業的人才培養大多以傳統農業運作方式為主，然而，隨著我國農業現代化發展，通過對農業生產條件的直接改善，促進了農業生產力的發展和生產關系的調整，農業工程的發展已經將農業工程的范圍逐步由狹義向廣義、由局部向系統擴展，涵蓋了從技術、產品到組織、生產，從規劃、設計到建設、運行等各個方面。人們越來越認識到農業工程對農業現代化的巨大推動作用，沒有現代農業工程的支撐，農業現代化只是空中樓閣。農業創新人才的培養需要工程思維來解決真實復雜的實際問題，是問題導向的思維方式。

二、生化工程學課程的設置

1.學情預測和調查。選修課程就選課學生而言，學習目的和在學習過程中的滿足感都非常重要。學生期望值的高低決定了該學生在選修課程中的投入程度，所以我們有必要在課程初期對學生的學習目的進行初步調研，掌握不同專業、不同學年及不同成績差異學生的初始學習動機。較多學生集中在拓展其學科的思維方式、個人興趣愛好以及單純以增加學分為目的的選課。因此，在課程內容的選取和形式的設置中對學生期望聽到的、看到的以及學到的知識或技法，學生更樂于參與和接受的學習過程，以及在結課時提交的課程考核結果是否實現這一系列期望，成為我們建立和優化跨專業選修課程的重要考量。

2.課程內容覆蓋面廣。生化工程學旨在使學生掌握生化反應過程中帶有共性的工程技術原理，建立用理論知識分析和解決生化生產過程實際問題的概念和能力，培養進行生物工藝設計與工程開發的能力?？鐚I選修課程的內容，根據學院內針對不同專業學生群體，在課程內容設置方面進行了合理的調整。選修課程要求在體現本課程的專業特色，將該課程中與其他專業相關的知識點進行聯系和延伸，同時又要避免專業化過強導致其他專業學生接受度的降低。以生化工程學課程中酶促反應動力學內容的講解為例，對動力學公式的推導等應以推理性解釋為主，使學生了解其原理，再結合其所在專業相關內容進行關聯教學。

3.授課形式多樣化。在傳統PPT靜態畫面的基礎上增加工程全局動態畫面，以提高學生的學習興趣;積極引進優質MOOC進行課前教學鋪墊并提出問題，教師在課上進行解答，輔助學生對本節課程概況了解及促進其參與度;部分課程可采取翻轉課堂的形式，針對不同專業學生設計學科交叉切入點，其中需要注意的是，要給學生留出足夠的準備時間，通過學生課前的充分準備、資料收集、小組討論協作，發揮學生學習的自主意識和教師的輔助影響，最終提高學習效果。

三、課中互動與課后反饋

1.虛擬仿真技術的引入。虛擬仿真技術是利用計算機、網絡通信、人工智能等技術交叉獲取的一種現代信息技術，是用一個虛擬的系統模仿真實系統，包括通過視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺等多種感覺實時模擬和交互，可以獲得多維交互體驗的虛擬環境。如空氣除菌和培養基滅菌過程、發酵罐的結構和原理、攪拌與通氣等內容，可以結合虛擬仿真技術進行講解，通過攪拌轉速和攪拌器類型、通氣量、溫度和壓力等多種參數的改變來予以調整，指導學生進行自主操作和控制，讓學生在教室內就可獲得真實場景下的實踐操作體驗。學生是虛擬情境中探究思維方法、解決問題的主體，從而獲得存在感和成就感。

2.線上和線下混合式輔導和反饋。線下輔導采用面對面的形式包括小組討論、模擬考、課上答疑和講評試卷，具有交流直接、反饋即時的特點。但因課時限制，線下輔導時間和空間受限，可選擇通過微信群、QQ群或超星學習通等線上工具進行集中時段或不定時答疑和輔導，線上工具為輔導和反饋提供了更廣泛的交流空間，已經廣泛使用的教學線上App功能較為豐富，既有互動又有評分系統，可有效記錄和保存教學、輔導和反饋細節，一方面可促進學生自主學習，另一方面留存的數據也能夠為教師進一步改進教學方式方法提供參考。

四、小結

全面系統地引入學科交叉課程是未來高等教育的必由之路，我國當前的學科交叉知識融合的程度不高，交叉內容較分散，亟待解決的問題是要制定相應的人才培養方案與框架，建立可持續發展的人才培養政策導向。同時，摸索學生、教師、課程內容之間的聯系，在更廣泛的超學科范圍內培養相關專業所需的創新型知識和技能。一方面，學生們應深入研究學習內容和資料，并有意識地思考和提高認知水平;另一方面，教師能夠以多種形式講授和引導學生逐步成為能思考肯鉆研的獨立學習個體。生化工程學作為典型的工科專業課程，引入農學相關學科的學習，是“農工”學科結合的一種嘗試，改變學科的主體框架、內容和方法，將兩個或更多學科的知識和思維模式融合起來，在各自專業領域中實踐和運用。同時，要不斷突破傳統學科和傳統教學模式的局限，有效地拓展專業知識的深度、廣度，以最終實現深度融合。

參考文獻

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Thoughts on the Construction of Interdisciplinary Elective Biochemical Engineering Courses under the Background of New Agriculture

JI Wen-xiu，DONG Wei-wei，LI Hu-lin，YAN Yi-zi，ZHANG Xue-lian

（Agriculture College of Yanbian University，Yanji city，Jilin 133002，China）

Abstract：This article explores the necessity of biochemical engineering as an interdisciplinary elective course，combines the content and characteristics of the course，the teaching subject's specialty category，teaching form，and design of non-traditional teaching practice links，and provides theoretical guidance for the construction of interdisciplinary elective biochemical engineering courses in the new agricultural science background.The thinking on the construction of this course will provide a reference for the course content setting and implementation form of "agriculture-engineering" disciplines.

Key words：interdisciplinary elective;biochemical engineering;curriculum construction;new agriculture