“海洋生物技術(shù)”實(shí)踐教學(xué)改革探索

黃萌萌　費(fèi)輝　代琦　盛清　孫聰　韓兵男　潘建義

摘要：實(shí)踐課程是生物技術(shù)類專業(yè)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，同時(shí)也是新世紀(jì)生物創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)需求。為規(guī)范專業(yè)選修課程的發(fā)展、保證教學(xué)質(zhì)量及提高教學(xué)水平，筆者在本專業(yè)新開設(shè)的海洋生物技術(shù)課程中，開展了一系列理論—實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)改革活動(dòng)。包括課程內(nèi)容優(yōu)化、突出“海洋領(lǐng)域”特色、增加課外實(shí)踐活動(dòng)等。在此過(guò)程中，期望改變傳統(tǒng)僵化的單一理論教學(xué)模式、探索海洋生物實(shí)踐課程的新型教學(xué)過(guò)程，培養(yǎng)一批基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的優(yōu)質(zhì)人才。關(guān)鍵詞：海洋生物技術(shù)；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)改革；人才培養(yǎng)模式中圖分類號(hào)：G642.0

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674-9324（2018）20-0104-04 21世紀(jì)人類社會(huì)面臨著人口劇增、資源匱乏、環(huán)境惡化三大問(wèn)題的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。隨著陸地資源的日益減少，開發(fā)海洋，向海洋索取資源變得日益迫切。在此背景下海洋生物技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。顧名思義，海洋生物技術(shù)是運(yùn)用海洋生物學(xué)與工程學(xué)的原理和方法，利用海洋生物或生物代謝過(guò)程生產(chǎn)有用的生物制品或定向改良海洋生物遺傳特性的綜合性科學(xué)技術(shù)。2016年，《海洋生物技術(shù)》作為一門專業(yè)選修課，開始在我校（浙江理工大學(xué)）面向生命科學(xué)學(xué)院海洋生物資源專業(yè)本科生授課。經(jīng)過(guò)兩年的教學(xué)實(shí)踐和探索，筆者所在教學(xué)團(tuán)隊(duì)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核要求等三個(gè)方面開展一系列教學(xué)改革，構(gòu)建了“海洋背景鮮明、理論實(shí)踐結(jié)合、多維教學(xué)評(píng)價(jià)”的新型教學(xué)體系。一、海洋生物技術(shù)課程面臨的問(wèn)題高等教育的發(fā)展對(duì)本科教學(xué)提出了更高要求，特別是如何提高學(xué)生動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力是目前亟待解決的教學(xué)關(guān)鍵問(wèn)題。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是高等學(xué)校整個(gè)教學(xué)過(guò)程中的重要組成部分，是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的重要環(huán)節(jié)，也是提高大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要手段。《教高2007[2]號(hào)》文件明確指出：“高度重視實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生實(shí)踐能力……理工農(nóng)醫(yī)類專業(yè)一般不應(yīng)少于總學(xué)分（學(xué)時(shí)）的25%”[1]。因此，全國(guó)各類高校都加大了實(shí)踐教學(xué)的力度，并且不斷改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)方法[2-7]。但是在實(shí)際操作過(guò)程中，仍然存在實(shí)踐基地薄弱、實(shí)踐活動(dòng)類型單一、理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)脫節(jié)等，最終教學(xué)結(jié)果與本科生動(dòng)手實(shí)踐和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力培養(yǎng)目標(biāo)相距甚遠(yuǎn)。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的迅速發(fā)展，社會(huì)對(duì)生物技術(shù)類專業(yè)人才的需求已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)變：由單一理論型人才轉(zhuǎn)向應(yīng)用復(fù)合性人才的需求。用人單位在人才的引進(jìn)和聘用上也越來(lái)越傾向于實(shí)踐能力強(qiáng)、具有一定團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新精神的人才。本校生命科學(xué)學(xué)院海洋資源開發(fā)技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)要求中，也明確指出：“具有海洋生物資源研究、開發(fā)利用和保護(hù)的實(shí)踐或?qū)嵱?xùn)經(jīng)歷”。可以說(shuō)實(shí)踐活動(dòng)是《海洋生物技術(shù)》課程的必備教學(xué)環(huán)節(jié)?！逗Ｑ笊锛夹g(shù)》的鋪墊課程包括：《海洋生物學(xué)》、《生物化學(xué)》和《分子生物學(xué)》等。但與以上基礎(chǔ)課程不同，《海洋生物技術(shù)》最大的特點(diǎn)是側(cè)重介紹開發(fā)利用海洋生物資源的最新技術(shù)方法、強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)和實(shí)踐操作的有機(jī)結(jié)合、強(qiáng)調(diào)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作和動(dòng)手操作能力的培養(yǎng)。在2015—2016學(xué)年的授課過(guò)程中，筆者通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷、課后談話等方式，獲得選修該課程的學(xué)生的反饋意見（圖1）。調(diào)查內(nèi)容包括：課程知識(shí)點(diǎn)范圍、課程深度、PPT講稿內(nèi)容，以及對(duì)課程的期待等多項(xiàng)內(nèi)容。如圖1所示，《海洋生物技術(shù)》課程具有知識(shí)體系繁冗、知識(shí)點(diǎn)錯(cuò)綜復(fù)雜、理論枯燥、知識(shí)更新快等難點(diǎn)，再加上教師和學(xué)生的個(gè)人因素及教材、教法的影響，導(dǎo)致本課程教學(xué)中存在以下三個(gè)亟待改善的問(wèn)題。1.學(xué)生對(duì)本課程缺乏興趣度。作為一門新開課程，《海洋生物技術(shù)》缺乏現(xiàn)成的教學(xué)內(nèi)容可以借鑒，使用的教材是教師自編教材，因此前期的教學(xué)工作處于摸索階段；加上部分學(xué)生認(rèn)為專業(yè)選修課不重要，認(rèn)為海洋生物技術(shù)與一般生物技術(shù)并無(wú)太大區(qū)別。由于學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，課下自主學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)不足，往往不能事先進(jìn)行有效預(yù)習(xí)，最終僅依靠課堂上被動(dòng)接受教師的講解，教學(xué)效果不佳。2.教學(xué)方式不夠創(chuàng)新。目前針對(duì)多數(shù)海洋生物基礎(chǔ)課，傳統(tǒng)的、以教師為中心的、“一言堂”式教學(xué)法還是占據(jù)主流。雖然在之前的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中也使用了多媒體、視頻等教學(xué)手段，但是學(xué)生依然處于被動(dòng)接受的地位，學(xué)生的主觀能動(dòng)性被嚴(yán)重忽視。3.教學(xué)內(nèi)容過(guò)于陳舊，缺乏配套的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。在教學(xué)過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)可參考的教材多局限于普遍的生物技術(shù)，而沒(méi)有重點(diǎn)突出各類生物技術(shù)在海洋生物中的實(shí)際應(yīng)用；另外，該課程亟需匹配實(shí)驗(yàn)課和實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)踐教學(xué)和實(shí)驗(yàn)操作教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，能夠有效提高學(xué)生的聽課積極性，增加學(xué)生對(duì)核心知識(shí)的掌握程度。二、海洋生物技術(shù)課程教學(xué)改革內(nèi)容為了解決以上教學(xué)問(wèn)題，筆者擬結(jié)合教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，在以下三個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)改進(jìn)（圖2）。1.確定教學(xué)內(nèi)容，完善教學(xué)體系。確定海洋生物技術(shù)實(shí)踐內(nèi)容。參考書目包括《生物技術(shù)在海洋生物資源開發(fā)中的應(yīng)用》、《海洋生物技術(shù)研究進(jìn)展》等，以及相關(guān)的最新生物技術(shù)中外學(xué)者論著和研究型文章。根據(jù)學(xué)院最新的課程課時(shí)安排，計(jì)劃在新一輪教學(xué)中增加12課時(shí)的實(shí)驗(yàn)課程，并組織一次與海洋技術(shù)相關(guān)的課外實(shí)習(xí)活動(dòng)。通過(guò)以上教學(xué)內(nèi)容，逐步培養(yǎng)并提高學(xué)生理論結(jié)合實(shí)踐和動(dòng)手操作能力。課內(nèi)實(shí)驗(yàn)課的選擇重點(diǎn)是能夠涵蓋海洋生物開發(fā)的代表性技術(shù)。主要包括：近海灘涂資源的開發(fā)及利用、海洋藻類資源及生物技術(shù)、海水養(yǎng)殖動(dòng)物疾病診斷、海洋微生物活性物質(zhì)的分離鑒定。同時(shí)淘汰內(nèi)容陳舊、方法落后的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，充實(shí)綜合型、設(shè)計(jì)型、開發(fā)型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，形成“實(shí)驗(yàn)演示—基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)—自主實(shí)驗(yàn)—野外實(shí)驗(yàn)”等四級(jí)教學(xué)要求。以上四級(jí)教學(xué)要求的詳細(xì)內(nèi)容為：①實(shí)驗(yàn)演示。教師演示實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生了解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，不要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。要求最低，主要培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知學(xué)習(xí)能力。②基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。教師演示實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)分組完成實(shí)驗(yàn)，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。要求一般，主要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能學(xué)習(xí)能力。③自主實(shí)驗(yàn)。教師演示實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生在完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，獨(dú)立設(shè)計(jì)后續(xù)及衍生實(shí)驗(yàn)。要求較高，主要培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力。④野外試驗(yàn)。學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室操作能力，在野外分組或獨(dú)立開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作。要求最高，主要培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。在確定教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建教師指導(dǎo)下的、以學(xué)生為主體的探究式教學(xué)方法，在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，把研究融進(jìn)教學(xué)。完善教學(xué)體系：妥善處理好實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容中“教師傳授學(xué)習(xí)”、“自主綜合學(xué)習(xí)”和“創(chuàng)新研究型學(xué)習(xí)”三個(gè)層次關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建新的教學(xué)體系。2.在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中突出“海洋領(lǐng)域”背景，注重學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中的參與度。由于本門課程的教學(xué)任務(wù)側(cè)重于海洋背景，因此在具體的課程設(shè)計(jì)中，相關(guān)生物技術(shù)的具體操作步驟不必過(guò)分深入介紹。更多的部分放在某項(xiàng)技術(shù)在海洋領(lǐng)域的具體應(yīng)用，以及應(yīng)用前景（部分熱門方向或者學(xué)生感興趣的方向，可以重點(diǎn)講解或者讓學(xué)生設(shè)計(jì)課程，參與實(shí)踐教學(xué)過(guò)程）。另一方面，教師充分利用問(wèn)卷調(diào)查和課外學(xué)生訪談。在每次教學(xué)活動(dòng)前，教師根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)和教學(xué)要求，通過(guò)訪談形式了解學(xué)生需要詳細(xì)講解的重難點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范，以及儀器的使用方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)綜合培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思路、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、數(shù)據(jù)分析能力、觀察能力、自主學(xué)習(xí)和表達(dá)能力。最后，教師應(yīng)當(dāng)以研促教，跟蹤最新科研進(jìn)展，總結(jié)并完善本課程的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。教師應(yīng)不斷加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)交流，把握學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)，將最新的海洋生物技術(shù)成果納入實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，并向?qū)W生做針對(duì)性的介紹。在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，把學(xué)生置于教學(xué)過(guò)程的中心，注重學(xué)生參與學(xué)習(xí)的過(guò)程，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)地位和學(xué)生的主體地位；注重在教學(xué)過(guò)程中融合學(xué)科知識(shí)與研究方法，提倡和鼓勵(lì)學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)行討論，提倡教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)的多元化，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性，在實(shí)踐過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維。在實(shí)際教學(xué)進(jìn)程中，每次實(shí)驗(yàn)課前，任課教師安排時(shí)間請(qǐng)同學(xué)們選擇感興趣的代表性技術(shù)方法，重點(diǎn)進(jìn)行講解。此時(shí)，隨后教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)及補(bǔ)充，加深同學(xué)們對(duì)相關(guān)生物技術(shù)的認(rèn)識(shí)。本課程的教學(xué)理論部分共計(jì)16周32課時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分共計(jì)6周12課時(shí)，另外擬組織課外實(shí)踐一次。在以上三種教學(xué)活動(dòng)中，均組織學(xué)生自由分組，并引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)每節(jié)課的內(nèi)容依次進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的課程報(bào)告，每次報(bào)告10分鐘，要求小組成員在預(yù)習(xí)相應(yīng)章節(jié)后討論確定報(bào)告的具體題目，然后查找文獻(xiàn)，制作PPT并演講。小組成員接受其他組的質(zhì)疑，最后由其他組為該小組打分（根據(jù)內(nèi)容呈現(xiàn)、表達(dá)效果等）。在此過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。組織課外教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，向?qū)W院請(qǐng)示課外實(shí)踐環(huán)節(jié)的可行性。在保證實(shí)踐過(guò)程安全性基礎(chǔ)上，就近選擇場(chǎng)地進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。根據(jù)前期調(diào)研結(jié)果，擬選取寧波（寧波奉化臭皮匠水廠養(yǎng)殖場(chǎng)、寧波大學(xué)海洋學(xué)院等）或舟山（朱家尖近海灘涂、浙江大學(xué)海洋學(xué)院等）作為室外實(shí)踐活動(dòng)的場(chǎng)地（圖3）。在此期間保障教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生安全。以上課外實(shí)踐活動(dòng)旨在培養(yǎng)學(xué)生海洋生物資源理論基礎(chǔ)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，掌握常見海洋藻類資源、動(dòng)物資源、微生物資源，掌握采集樣品的基本實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)踐技能，學(xué)習(xí)生物活性物質(zhì)的分離、制備方法。使學(xué)到的基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)踐緊密結(jié)合。3.提倡教學(xué)方法手段的多樣性，構(gòu)建多維度的教學(xué)評(píng)價(jià)。合理利用現(xiàn)有的多媒體技術(shù)進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。大力推進(jìn)網(wǎng)上教學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)進(jìn)度。本課程采用舒課平臺(tái)（專為校園定制的課堂小助手，幫助教師和學(xué)生們解決課堂與課下的小煩惱，使課堂更輕松，使學(xué)習(xí)更快樂(lè)?。椭鷰熒l(fā)起課前預(yù)習(xí)、上課簽到、課下學(xué)習(xí)材料分享、學(xué)生反饋學(xué)習(xí)問(wèn)題、作業(yè)的布置、作業(yè)的提交及評(píng)改，甚至還能查詢學(xué)生的空余時(shí)間，約學(xué)生面談并交流教與學(xué)的關(guān)系。合理利用微信、QQ群等途徑進(jìn)行預(yù)習(xí)通知和課后溝通，及時(shí)解答學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生的疑問(wèn)。鼓勵(lì)學(xué)生以小組的形式針對(duì)每次的理論課程和實(shí)踐課程重點(diǎn)做內(nèi)容匯報(bào)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)本課程的自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。教師應(yīng)改變單一的成績(jī)考核辦法，全面考查學(xué)生思維的創(chuàng)新性、見解的差異性等指標(biāo)，關(guān)注學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程，將學(xué)生自我評(píng)價(jià)、小組合作評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)有機(jī)結(jié)合起來(lái)?？己说膬?nèi)容除了期末試卷外，還應(yīng)涵蓋教學(xué)課件、課上發(fā)表及答疑表現(xiàn)、學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課和實(shí)踐活動(dòng)中的表現(xiàn)。最終實(shí)現(xiàn)多維度的教學(xué)評(píng)價(jià)體系，期末卷面成績(jī)不超過(guò)總成績(jī)的60%。另外，實(shí)踐活動(dòng)（海洋藻類生物技術(shù)實(shí)習(xí)、海洋動(dòng)物生物技術(shù)實(shí)習(xí)、海洋微生物生物技術(shù)實(shí)習(xí)）成績(jī)按下表的分配比例進(jìn)行評(píng)分。三、結(jié)語(yǔ)通過(guò)以上教學(xué)改革內(nèi)容，逐步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和本門課程的教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生研究、探索與海洋資源開發(fā)利用領(lǐng)域相關(guān)問(wèn)題的欲望，為學(xué)生的高層次后續(xù)學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、探究創(chuàng)新的興趣和能力，實(shí)現(xiàn)“從以教為主向以學(xué)為主轉(zhuǎn)變、以課堂教學(xué)為主向課內(nèi)外結(jié)合轉(zhuǎn)變、以終結(jié)性評(píng)價(jià)為主向形成性評(píng)價(jià)為主轉(zhuǎn)變”。這正是我校課堂教學(xué)改革的目標(biāo)，也是所有教師的努力方向。參考文獻(xiàn)：[1]教育部.教育部關(guān)于進(jìn)一步深化本科教學(xué)改革全面提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見[教高[2007]2號(hào)].[2]孫翰昌.生物技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的改革與實(shí)踐[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010，（8）：21-22.[3]焦豫良，陳靜，沈善瑞，房耀維，劉姝.海洋生物綜合利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2015，（11）：336-337.[4]馬翠萍，武杰，石超，詹天榮，孫偉.海洋生物學(xué)教學(xué)改革初探[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2009，（28）：121.[5]魏士平，蘇新.海洋生物學(xué)實(shí)踐改革初探[J].中國(guó)地質(zhì)教育，2007，16（1），47-49.[6]朱明.創(chuàng)新教育在海洋生物教學(xué)中的滲透，中國(guó)教育現(xiàn)代化，2004，（1）：33-34.[7]徐加濤，吳建新.海洋生物學(xué)時(shí)間教學(xué)改革與探索[J].考試周刊，2011，（57）：19-21.