“生物資源利用學(xué)”課程教學(xué)的改革與探索

李科友 張存莉 朱海蘭

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，陜西楊凌 712100；2.西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院，陜西楊凌 712100）

生物資源是人類生存發(fā)展必不可少的物質(zhì)基礎(chǔ)，它包括種植業(yè)資源、森林資源、草地資源、水產(chǎn)資源、野生生物資源。生物資源利用一直伴隨著人類社會的進化而發(fā)展，同時，又為人類的進化和社會發(fā)展做出了巨大貢獻。目前，無論在國內(nèi)，還是在國外，生物資源利用都是一個異?；钴S的領(lǐng)域?！吧镔Y源利用學(xué)”是一門新興的邊緣學(xué)科，是近年高校為生物科學(xué)專業(yè)開設(shè)的一門重要專業(yè)課程，在生命科學(xué)等相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)中占有非常重要的地位。由于“生物資源利用學(xué)”涉及面廣，內(nèi)容繁雜，學(xué)時有限，目前國內(nèi)還沒有比較成熟的教材，因此教學(xué)難度大。如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動學(xué)生的積極性、主動性和創(chuàng)造性，是提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)人才的關(guān)鍵。

一、更新教學(xué)觀念，改革教學(xué)內(nèi)容

2010年頒布的《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》中明確指出：“堅持能力為重，優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)，豐富社會實踐，強化能力培養(yǎng)。著力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實踐能力、創(chuàng)新能力，教育學(xué)生學(xué)會知識技能，學(xué)會動手動腦，學(xué)會生存生活，學(xué)會做事做人，促進學(xué)生主動適應(yīng)社會，開創(chuàng)美好未來?！保?］但是，目前的高等學(xué)校教育在教學(xué)理念上還存在很多的局限性，如只重視對書本知識的傳授而輕視獲得知識的方法；只重視考試分數(shù)而輕視對知識的運用理解；只重視理論講授而輕視實踐操作等等。所以提高教學(xué)質(zhì)量，關(guān)鍵是轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念。教學(xué)過程不僅僅是知識的傳授，更重要的是學(xué)生人格的培養(yǎng)及思辨能力和思維習(xí)慣的培養(yǎng)。為此在本課程一開課，就明確地對學(xué)生提出“生物資源利用學(xué)”，就是學(xué)習(xí)生物資源利用的基礎(chǔ)知識和基本原理；學(xué)習(xí)科學(xué)思維；學(xué)習(xí)對知識的綜合與分析；學(xué)習(xí)運用所學(xué)的知識科學(xué)地解決問題，為人類造福。學(xué)生有了明確的學(xué)習(xí)目的，才能產(chǎn)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動力。

改革教學(xué)內(nèi)容必須根據(jù)科學(xué)的最新發(fā)展對課程的教學(xué)內(nèi)容進行必要的篩選、補充、更新和重組，使其既能反映該學(xué)科領(lǐng)域最基本最核心的知識，又能反映該學(xué)科最新的進展和動態(tài)，同時又具有符合學(xué)生認知發(fā)展規(guī)律的邏輯結(jié)構(gòu)。盡管“生物資源利用學(xué)”研究的對象千差萬別，但是從生物代謝的角度來看，可以將其歸納為初級代謝產(chǎn)物、次級代謝產(chǎn)物和異常次級代謝產(chǎn)物。初級代謝產(chǎn)物是指生物在獲取能量的過程中所產(chǎn)生的、最基本的、生活必須或共有的一些成分，這些成分支撐和營養(yǎng)生物有機體，對生物有機體生命活動來說是不可缺少的物質(zhì)，主要起營養(yǎng)作用的成分類型，存在于所有需氧生物體內(nèi)，也是次級代謝的物質(zhì)基礎(chǔ)，如糖、蛋白質(zhì)、脂類、氨基酸等。次級代謝產(chǎn)物是指生物在釋放能量的過程中產(chǎn)生的物質(zhì)，如生物堿、萜類、黃酮、醌、木質(zhì)素等以及一些新陳代謝末端產(chǎn)物如樹膠等。它們的形成受基因控制，并有明顯的種屬特異性，有的與生物的形態(tài)發(fā)生和生長發(fā)育存在一定的關(guān)系。異常次級代謝產(chǎn)物是指生物遭受某些刺激，無論是物理的、化學(xué)的、還是生物的（如病、蟲害）而產(chǎn)生的物質(zhì)。如：鹽膚木上的蟲癭大量積累的鞣質(zhì)，切割松樹、桃樹流出的樹脂、樹膠，植保素等，它們在植物體內(nèi)原本很少或沒有，經(jīng)刺激后迅速、大量產(chǎn)生，是一種應(yīng)激產(chǎn)物，且有保護作用。因此我們把“生物資源利用學(xué)”教學(xué)的內(nèi)容設(shè)置為4大模塊（如表1），這樣不僅有利于幫助學(xué)生建立起系統(tǒng)的知識體系，從宏觀上整體把握知識內(nèi)容，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生研究和探究問題的能力。為了擴展和充實教學(xué)內(nèi)容，有針對性地配合有關(guān)教學(xué)內(nèi)容，給學(xué)生列出一些課外閱讀材料和書籍，如《全國生物物種資源保護與利用規(guī)劃綱要》《中國野生植物開發(fā)與加工利用》《植物資源開發(fā)研究與應(yīng)用》《生物資源開發(fā)與加工技術(shù)》《生物資源中活性物質(zhì)的開發(fā)與利用》《中國資源植物利用手冊》等，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣，選擇有關(guān)問題去閱讀書籍。

表1 “生物資源利用學(xué)”教學(xué)內(nèi)容

二、開展互動教學(xué)，調(diào)動學(xué)生參與教學(xué)的積極性

“教師講，學(xué)生錄”，這種灌輸式教學(xué)也是千百年來形成的教學(xué)習(xí)慣。但現(xiàn)代科學(xué)證明，教學(xué)是師生之間進行的獨特的心智活動，是師生之間的心靈溝通過程。教學(xué)價值的實現(xiàn)過程，則是一種學(xué)生主體以內(nèi)化知識為基礎(chǔ)，培養(yǎng)能力、養(yǎng)成品格和訓(xùn)練方法的過程。師生互動是為實現(xiàn)教學(xué)價值而發(fā)生的相互作用和影響。對學(xué)生的學(xué)習(xí)，給予及時有效地反饋是教師的基本職責(zé)，是師生之間最基礎(chǔ)的互動模式［2］。例如，這門課一開始，我們就讓同學(xué)們對這門課的教學(xué)和實驗提出自己的意見和建議，在具體的教學(xué)和實驗課程中也盡可能地采納比較好的方法，并且注意鼓勵學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情，使學(xué)生從單純聽課、做作業(yè)的傳統(tǒng)角色，轉(zhuǎn)化為真正的課程參與者。在講到第5章“纖維素和膳食纖維生物資源利用”時，一位同學(xué)從網(wǎng)絡(luò)上下載了一段有關(guān)膳食纖維的視頻播放給同學(xué)們，原來這是“果殼里的時間”中，上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院教授、副院長趙立平的演講“腸道里的健康密碼——慢性病的腸源性學(xué)說”。趙立平老師從“超級生物體”的概念入手，介紹了國際上有關(guān)腸道菌群調(diào)控人體脂肪代謝和誘發(fā)慢性炎癥的最新研究進展，分析了腸道菌群參與肥胖、糖尿病發(fā)生發(fā)展的機理，并以自己實驗室所做的一系列研究，講解了基因、菌群、飲食和肥胖的關(guān)系。最后，介紹了建立在以上科學(xué)研究基礎(chǔ)之上的膳食療法，施用于自己和志愿者身上所取得的效果及其評價。通過這堂課，同學(xué)們不僅加深了對膳食纖維的認知，而且也了解了國際上有關(guān)腸道菌群調(diào)控人體脂肪代謝和誘發(fā)慢性炎癥的最新研究進展，學(xué)生普遍反映這種授課方式擴展了視野，了解到更前沿更廣泛的領(lǐng)域，受益匪淺。

此外，利用作業(yè)反饋法，教師不僅可以了解學(xué)生主體對某些教學(xué)價值的“內(nèi)化”程度，還可以了解他們對已“內(nèi)化”的知識的運用水平，如相關(guān)能力的提高，方法的掌握，創(chuàng)新水平和品格表現(xiàn)等［2］。因此，教師適當(dāng)布置作業(yè)，認真批閱作業(yè)，既是一種師生互動過程，也是對原有的師生互動效果最有效的檢驗辦法。在本課程的教學(xué)過程中，我們布置的作業(yè)既有紙質(zhì)的也有電子形式的作業(yè)，內(nèi)容既有基本知識的論述，也有綜合性較強的論文。教師在批改作業(yè)時，不是簡單地寫個“閱”字或記個分數(shù)，而是要從尊重、愛護、平等的原則出發(fā)，對學(xué)生實施積極適度的鼓勵化評價，維護和強化學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力。如用欣賞性的話語指出優(yōu)點，用鼓勵化的語言提出作業(yè)中的不足，客觀公正、熱情誠懇，使學(xué)生體驗到評價的嚴(yán)肅性，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題［3］。發(fā)放作業(yè)時，老師與學(xué)生進行一對一的交流，把促進學(xué)生成長成才作為教育教學(xué)工作的出發(fā)點和落腳點。

三、開展專題教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力

在“生物資源利用學(xué)”的教學(xué)過程中，應(yīng)注意理論與科研實際的結(jié)合，書本知識與生活實際的結(jié)合。老師如果照本宣科，就勢必會使學(xué)生感到索然無味，從而影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如果引入一些案例，將案例與原理結(jié)合起來，一方面可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，另一方面可以加深對理論知識的理解，增強學(xué)生實際應(yīng)用的能力，起到事半功倍的效果。如在學(xué)習(xí)了“生物資源利用學(xué)”的基本內(nèi)容后，我們以“苦仁杏資源的綜合開發(fā)利用”為案例，從我國地域遼闊，干旱半干旱土地面積占50.2%，特別是在北方黃土高原地區(qū)，干旱半干旱面積的比例達到80.7%。杏樹壽命長，抗旱、抗寒、耐鹽堿、耐瘠薄，適合在干旱地區(qū)生長，被譽為“抗旱先鋒”的背景出發(fā)，向同學(xué)們詳細地介紹了苦仁杏的產(chǎn)量和化學(xué)成分，如苦杏仁中含脂肪油45%～50%，主要為不飽和脂肪酸；蛋白質(zhì)24%，必需氨基酸齊全；總糖4%、苦杏仁甙3%～5%，苦杏仁中礦物質(zhì)含量豐富，其中鈣、鉀、磷、鐵分別是牛奶的3、4、6、7倍，并含有多種微量元素。引導(dǎo)同學(xué)們對苦杏仁的特性進行深入分析，提出對其進行深加工與綜合開發(fā)利用的研究思路，課后組織學(xué)生參觀“苦仁杏資源的綜合開發(fā)利用”中試車間。通過這個專題把“生物資源利用學(xué)”的基本理論和技術(shù)，天然產(chǎn)物化學(xué)的研究方法，蛋白質(zhì)、脂類、天然香料生物資源利用，生物能源和天然色素的利用緊密地聯(lián)系在一起，培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力。學(xué)生反映以專題形式講解生物資源的利用，生動具體，貼近科研和實際生活。特別是到中試車間參觀，印象更為深刻，真切感受到了理論聯(lián)系實際的效果。

四、加強實踐教學(xué)，提高學(xué)生的實際動手能力

實踐教學(xué)是高等教育中一個完整教學(xué)過程不可分割和替代的重要組成部分，通過實驗課的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生印證并加深理解課堂講授的理論知識，熟悉研究中的科學(xué)技術(shù)，提高學(xué)生獨立動手、觀察分析、解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的科研作風(fēng)。因此，為了開闊學(xué)生視野，提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識和獨立科研的能力，我們針對生物科學(xué)專業(yè)生物質(zhì)資源利用方向的學(xué)生開設(shè)了與課堂教學(xué)相對應(yīng)的實驗課，并且編寫了“生物質(zhì)資源利用學(xué)實驗指導(dǎo)書”。本實驗指導(dǎo)書的內(nèi)容不僅與課堂理論教學(xué)相對應(yīng)，同時緊密聯(lián)系生產(chǎn)實踐和科學(xué)研究的需要。在實驗過程中，教師對學(xué)生的實驗操作情況進行觀察，正確的予以肯定，錯誤的要及時糾正，遇到問題不直接給出答案，要求學(xué)生自己先思考，然后再與其討論解決。實驗報告著重考查學(xué)生的分析討論部分，看學(xué)生是否能聯(lián)系已經(jīng)學(xué)習(xí)過的理論和已掌握的知識技能，對實驗結(jié)果、實驗條件、實驗的方法和技術(shù)等作出綜合性的分析評價，對有獨特見解或有創(chuàng)新思維學(xué)生的實驗報告給予高分，并加以鼓勵，這些都有利于學(xué)生的操作能力、觀察能力、獨立思考能力、綜合分析能力和創(chuàng)新能力的提高［3］。例如在果膠提取及含量測定這個實驗中，有一個組的同學(xué)雖然是按照實驗指導(dǎo)書上的步驟認真做的實驗，但是最后結(jié)果并不理想，他們就展開了熱烈的討論，對比其他組同學(xué)的操作，分析實驗過程的每個環(huán)節(jié)，查找原因，同時還對實驗提出了改進意見，總結(jié)了他們在思想上的收獲和體會。老師及時地給予表揚，贊揚他們不怕失敗，善于總結(jié)，善于思考的精神，并以此引導(dǎo)同學(xué)不僅要知道實驗原理、步驟、結(jié)果，更要注重為什么選擇這個實驗方法、為什么出現(xiàn)如此的實驗現(xiàn)象、為什么要這樣計算實驗結(jié)果。同學(xué)們反映這種教學(xué)方式對他們來說效果很好，可以提高自己的能力。

“生物資源利用學(xué)”課程教學(xué)的改革，沒有套路可循，只有聯(lián)系實際，只有師生互動，采用科學(xué)的教學(xué)方法，才能真正有效而全面地實現(xiàn)各項教學(xué)目標(biāo)，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)的專門人才。

［1］李科友，朱海蘭.創(chuàng)新理念，培養(yǎng)能力——生物化學(xué)教學(xué)之體會［J］.微生物學(xué)通報，2011，38（2）：250-255.

［2］熊匡漢.論師生互動與教學(xué)價值實現(xiàn)［J］.中國大學(xué)教學(xué)，2009（4）：21-23.

［3］李科友，朱海蘭.“激勵性評價”在生物化學(xué)教學(xué)中的作用［J］.中國林業(yè)教育，2011，29（3）：41-42.