項(xiàng)目教學(xué)法在生物工程實(shí)驗(yàn)課程中的應(yīng)用

倪志婧 王薇 馬文平

摘要 在總結(jié)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)釀造工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的調(diào)整、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及過(guò)程管理的創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)方法的改革，將項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)用到釀造工藝學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)中，提出了生物工程綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及項(xiàng)目的設(shè)計(jì)原則，實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施方法及評(píng)價(jià)方法，旨在達(dá)到激發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)性及科研興趣，培養(yǎng)學(xué)生組織動(dòng)手能力、協(xié)作能力、綜合概括能力、自主分析解決問(wèn)題等綜合能力，并拓展學(xué)生思考問(wèn)題的深度和廣度的教學(xué)目的。

關(guān)鍵詞 項(xiàng)目教學(xué)法；釀造工藝學(xué)；綜合實(shí)驗(yàn)；生物工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào) S-01 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2017）02-0248-02

Abstract On the basis of summarizing innovative experimental methods and through regulating brewing technology experiment project content， innovating experimental design and process management， and reforming experimental methods， the paper applied the project teaching method in brewing technology integrated experiment. The article proposed the design principles of experiment content and project in biological engineering experiment， the implementation methods of experimental teaching， and evaluation methods，in order to stimulate students positive initiative and research interest， culture students organizational and operation abilities， collaboration ability， comprehensive summarization ability， and ability to analyze and solve problems independently and other comprehensive abilities， and expand the depth and breadth of students problem thinking.

Key words Project teaching method；Brewing technology；Comprehensive experiment；Biological engineering experiment

隨著人才市場(chǎng)對(duì)專(zhuān)業(yè)人才的知識(shí)、素質(zhì)及能力要求逐漸提高，對(duì)專(zhuān)業(yè)人員的實(shí)驗(yàn)操作技能及創(chuàng)新能力的要求更為突出，然而我國(guó)生物工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍存在教學(xué)方法單一、教學(xué)內(nèi)容陳舊、評(píng)價(jià)方式單一等問(wèn)題。面對(duì)以上生物工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍存在的問(wèn)題及現(xiàn)狀，探索并實(shí)施先進(jìn)高效的教學(xué)方法勢(shì)在必行。 釀造工藝學(xué)是生物工程專(zhuān)業(yè)的主干課程，其任務(wù)是以生物制品發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程為主線，使學(xué)生掌握微生物基礎(chǔ)知識(shí)與發(fā)酵工業(yè)分析操作技能。培養(yǎng)學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要內(nèi)容及方向，而項(xiàng)目教學(xué)法是一種行為引導(dǎo)型教學(xué)法，是師生通過(guò)共同實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目工作而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)教與學(xué)雙向互動(dòng)的教學(xué)過(guò)程。筆者從生物工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)入手，圍繞課程設(shè)計(jì)的理念和思路，緊密結(jié)合教學(xué)規(guī)律和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，將項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)釀造工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過(guò)程、課程考核評(píng)價(jià)體系的設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述， 構(gòu)建實(shí)驗(yàn)過(guò)程系統(tǒng)化的課程體系。研究旨在為高等院校釀造工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革提供參考，并為生物工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課程方法的改革提出思路。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

生物工程專(zhuān)業(yè)主要培養(yǎng)生物工程領(lǐng)域高級(jí)工程技術(shù)人才。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)在生物工程專(zhuān)業(yè)本科教學(xué)過(guò)程中占有極為重要的地位[1]。實(shí)踐教學(xué)不僅是生物工程專(zhuān)業(yè)本科教學(xué)的重要組成部分，而且是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐活動(dòng)的高素質(zhì)工程技術(shù)人才的重要環(huán)節(jié)[2]。北方民族大學(xué)的生物工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)已有10余年，實(shí)踐教學(xué)雖然積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，但也存在著一些普遍問(wèn)題。雖然已經(jīng)改變了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊的狀況，以綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)為主，但某些正在轉(zhuǎn)化為新的知識(shí)體系的科學(xué)前沿知識(shí)及新興的產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求仍被置于教學(xué)大門(mén)之外。學(xué)生還是按照大綱和實(shí)驗(yàn)講義中設(shè)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及范圍被動(dòng)地完成實(shí)驗(yàn)， 缺少主動(dòng)積極的思考，不能啟發(fā)學(xué)生的求異思維，缺少綜合能力訓(xùn)練的內(nèi)容，也不能體現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的更新發(fā)展要求。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中仍然充當(dāng)著主要角色，從實(shí)驗(yàn)材料和試劑的準(zhǔn)備訂購(gòu)、實(shí)驗(yàn)講義的講解、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中引導(dǎo)安排學(xué)生做實(shí)驗(yàn)都有教師全程參與，這在一定程度上讓學(xué)生產(chǎn)生依賴思想，每一步操作都會(huì)依賴實(shí)驗(yàn)教師的引導(dǎo)和幫助，抑制了學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展，同時(shí)也無(wú)形中增加了實(shí)驗(yàn)教師的工作量。在實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)方式上存在單一主觀的問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的呈現(xiàn)已經(jīng)改變了傳統(tǒng)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的方式，實(shí)驗(yàn)考勤及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的表現(xiàn)都在實(shí)驗(yàn)成績(jī)中有所體現(xiàn)，但是仍舊不能全面準(zhǔn)確地體現(xiàn)每個(gè)學(xué)生的能力；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不能完全與生產(chǎn)過(guò)程相融合，無(wú)法做到學(xué)以致用，與企業(yè)生產(chǎn)相脫節(jié)，還不能很好地滿足社會(huì)對(duì)生物工程領(lǐng)域人才的要求。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)施過(guò)程

2.1 整合改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

以生產(chǎn)為目的，提出具體的且有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的教學(xué)課題。課題有一定難度，且要求能將理論知識(shí)和實(shí)際技能應(yīng)用聯(lián)系起來(lái)，運(yùn)用新知識(shí)，學(xué)習(xí)新技能，解決實(shí)際問(wèn)題，同時(shí)與企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程直接掛鉤。該教學(xué)課題一般由實(shí)驗(yàn)教師提出，這就對(duì)實(shí)驗(yàn)教師提出了更高的要求。實(shí)驗(yàn)教師不僅要熟悉理論教學(xué)內(nèi)容，還要在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的提出設(shè)置上全面覆蓋相關(guān)實(shí)驗(yàn)技能，并且對(duì)學(xué)科的前沿及社會(huì)應(yīng)用有一定了解。以釀造工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)課程為例，北方民族大學(xué)地處寧夏回族自治區(qū)，近幾年寧夏賀蘭山東麓葡萄及葡萄酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，釀酒企業(yè)對(duì)葡萄酒專(zhuān)業(yè)人才的需求激增。根據(jù)這一地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，在學(xué)校釀造工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)中提出了“果酒釀造”這一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，整個(gè)實(shí)驗(yàn)分2個(gè)部分：第1部分為果酒酵母的分離純化與篩選，選用當(dāng)季新鮮水果為原料，分離純化酵母菌，并對(duì)其進(jìn)行篩選；第2部分選取一兩種釀酒酵母進(jìn)行小型釀酒實(shí)驗(yàn)，并與目前寧夏葡萄酒企業(yè)中常用的釀酒酵母相比較，在品嘗合格并符合規(guī)定的感官及理化指標(biāo)后，選用常用菌種保藏方法對(duì)有價(jià)值的菌種進(jìn)行保藏。

2.2 確定項(xiàng)目目標(biāo)和任務(wù)

學(xué)生取得項(xiàng)目任務(wù)后，自行組織項(xiàng)目實(shí)施人員（一般由3～6人組成），討論項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃及過(guò)程：實(shí)驗(yàn)材料及采樣地點(diǎn)的選擇、采樣方法及分離純化方法的確定、實(shí)驗(yàn)器皿及實(shí)驗(yàn)試劑的選擇配制、儀器設(shè)備的使用、實(shí)驗(yàn)時(shí)間的科學(xué)安排、小組成員的合理分工都需要學(xué)生自行完成。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生需要調(diào)動(dòng)理論課所學(xué)知識(shí)，并查找大量相關(guān)文獻(xiàn)資料，進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作，發(fā)揮每一個(gè)組員的優(yōu)勢(shì)，而教師并不是一個(gè)“旁觀者”，要給學(xué)生傳授從不同渠道獲取信息資料的方法。對(duì)于一些對(duì)實(shí)驗(yàn)有更高要求的小組，安排實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地及儀器設(shè)備，并就學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，以提出問(wèn)題的方式不斷糾正并拓展思路。

學(xué)生以項(xiàng)目任務(wù)為導(dǎo)向，教師以正向激勵(lì)為主，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣及主觀能動(dòng)性，鼓勵(lì)學(xué)生積極、活躍、創(chuàng)造性的思維活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。比如在果酒釀造實(shí)驗(yàn)中，不同小組根據(jù)興趣和季節(jié)選擇不同的水果作為分離源，不同水果的取樣方法也各不相同，分離純化得到的不同菌種也具有更加多樣的生理特性。學(xué)生要針對(duì)不同生理特性的酵母菌采用不同的篩選方法，這就需要學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)查找文獻(xiàn)來(lái)豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，達(dá)到不同的目標(biāo)。

2.3 項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程

這個(gè)過(guò)程是學(xué)生和教師改變角色的環(huán)節(jié)，是教與學(xué)雙向互動(dòng)的教學(xué)過(guò)程[3]。教學(xué)實(shí)施中，教師更是引導(dǎo)者和主持人，要充分預(yù)想到每個(gè)小組的不同情況，并預(yù)備各種解決方案， 還要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造力。學(xué)生則通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施了解并把握整個(gè)過(guò)程及每一個(gè)環(huán)節(jié)的基本要求，達(dá)到獲取知識(shí)、掌握技能的目的，并且有針對(duì)性地把已經(jīng)學(xué)過(guò)的技能和知識(shí)運(yùn)用到新的或已變化了的工作中。此時(shí)，學(xué)生完成的是一個(gè)創(chuàng)造性的實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生的創(chuàng)造力被充分激發(fā)，分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力得到鍛煉，并成功地完成項(xiàng)目任務(wù)，提升了職業(yè)能力。比如在果酒釀造實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生在第1部分分離純化得到不同生理特性的菌種，設(shè)計(jì)不同類(lèi)型的果酒（干型、甜型、半干型），呈現(xiàn)出的果酒品質(zhì)更是千差萬(wàn)別。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生會(huì)遇到各種各樣企業(yè)生產(chǎn)中的一些共性問(wèn)題，學(xué)生的創(chuàng)造性、積極性、主動(dòng)性、創(chuàng)新性被充分激發(fā)，不斷地思索、分析和解決問(wèn)題，而教師不僅要具有豐富的管理經(jīng)驗(yàn)，更要有扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)功底。面對(duì)學(xué)生的各類(lèi)問(wèn)題，學(xué)生和教師之間不僅是教與學(xué)的關(guān)系，更是在共同攻克學(xué)生的科研難題，師生在愉快融洽的氛圍中完成項(xiàng)目任務(wù)。

2.4 教學(xué)評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)是從教與學(xué)的角度對(duì)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、過(guò)程、條件、效果做出的好與壞、優(yōu)與劣、成功與失敗等的價(jià)值判斷， 是高校課程教學(xué)評(píng)價(jià)體系的一個(gè)有機(jī)組成部分[4]?，F(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)應(yīng)更多地關(guān)注學(xué)生， 以學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和綜合實(shí)踐能力的形成去評(píng)價(jià)大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。評(píng)價(jià)內(nèi)容主要包括學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)理論、操作技能、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性、實(shí)驗(yàn)成果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等方面。

實(shí)驗(yàn)態(tài)度體現(xiàn)為學(xué)生實(shí)驗(yàn)課出勤及參與度；實(shí)驗(yàn)理論主要體現(xiàn)在文獻(xiàn)資料的查找閱讀量及實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的可行性；操作技能體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備是否充分合理、實(shí)驗(yàn)儀器的正確操作，以及能否獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)并對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題及現(xiàn)象進(jìn)行正確判斷分析；實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性指實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)新性；實(shí)驗(yàn)成果及報(bào)告主要考察學(xué)生實(shí)驗(yàn)原理是否清晰，數(shù)據(jù)處理采集及運(yùn)算過(guò)程是否合理正確，實(shí)驗(yàn)誤差的分析是否清楚、報(bào)告撰寫(xiě)是否認(rèn)真，以及實(shí)驗(yàn)取得的結(jié)果是否有應(yīng)用價(jià)值并形成科技成果。

這些評(píng)價(jià)內(nèi)容既有對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施過(guò)程的形成性評(píng)價(jià)，又有對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績(jī)?cè)u(píng)定的總結(jié)性評(píng)價(jià)。形成性評(píng)價(jià)是將結(jié)果及時(shí)反饋給學(xué)生， 有助于幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題和不足；總結(jié)性評(píng)價(jià)是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)做出全面的價(jià)值判斷， 形成等級(jí)， 最終結(jié)合兩方面的評(píng)價(jià)得到能夠真實(shí)反映學(xué)生綜合能力的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。

3 教學(xué)效果分析

將項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)用于生物工程綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)， 在一定程度上高效地利用了實(shí)驗(yàn)室資源， 培養(yǎng)了學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)造性思維， 主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)[5-6]。

3.1 提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，使理論知識(shí)充分應(yīng)用于實(shí)踐

由于給學(xué)生的不再是一本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，而是有一定難度的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目任務(wù)及嚴(yán)格而綜合的考核指標(biāo)，學(xué)生感到一定的學(xué)習(xí)壓力， 在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前， 一般都會(huì)主動(dòng)查閱文獻(xiàn)并討論確定實(shí)驗(yàn)方案， 了解實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)過(guò)程， 實(shí)驗(yàn)也由被動(dòng)接收轉(zhuǎn)為主動(dòng)探索。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情被充分調(diào)動(dòng)，同時(shí)使實(shí)踐能力得到了良好的培養(yǎng)和鍛煉， 綜合素質(zhì)和創(chuàng)新精神也有了很大提升。

3.2 提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)科學(xué)思維

由于不再安排單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)，而是分配項(xiàng)目任務(wù)，教師用目標(biāo)管理的方式，學(xué)生自行安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間。學(xué)生不再有做完實(shí)驗(yàn)草草收?qǐng)龅乃枷?，每一步都是為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備，也有充分的時(shí)間來(lái)思考和解決問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)操作能力極大提升，創(chuàng)新性及科學(xué)的思維方式得到了培養(yǎng)；由于每一組的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不同，學(xué)生有自主選擇的機(jī)會(huì)，也避免了學(xué)生互相抄襲數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象，培養(yǎng)了實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和刻苦鉆研的探索精神。

3.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力及科研能力，提升學(xué)生就業(yè)力

5 結(jié)語(yǔ)

教學(xué)改革是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，在初次改革取得一定成效的基礎(chǔ)上，今后將不斷總結(jié)、設(shè)計(jì)出更為合理的毒理學(xué)設(shè)計(jì)型綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并將實(shí)驗(yàn)成果拓展到其他實(shí)驗(yàn)課程，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與綜合實(shí)踐能力的目標(biāo)。

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