基于“發(fā)展式”理念的生物工程專業(yè)課教學(xué)模式探討*

于永忠 崔玉東 馬金柱 孫虎男 申貴男 王北艷

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院）

普通高校生物工程專業(yè)課程一般涵蓋了生物學(xué)與工學(xué)相結(jié)合的特有屬性，融合了現(xiàn)代的生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)等課程的基礎(chǔ)理論，以基因工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程和生物分離與純化工程等課程為支撐，主要展示各類生物制劑的來源、結(jié)構(gòu)功能、生產(chǎn)工藝等諸多方面的知識(shí)和技能。近年來，作為全球性“朝陽產(chǎn)業(yè)”之一，生物產(chǎn)業(yè)集群的迅猛發(fā)展急需大批的專業(yè)人才。高校與時(shí)俱進(jìn)，發(fā)揮生物學(xué)和工學(xué)資源整合的優(yōu)勢(shì)，旨在通過生物工程專業(yè)的設(shè)置，引導(dǎo)學(xué)生瞄準(zhǔn)社會(huì)需求領(lǐng)域，發(fā)展專業(yè)志趣，培養(yǎng)專業(yè)技能，包括創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，以促進(jìn)大學(xué)生高質(zhì)量就業(yè)。但是，生物工程專業(yè)的培養(yǎng)架構(gòu)的搭建，既要關(guān)注生物領(lǐng)域理論積淀和整合，更要側(cè)重于專業(yè)技能實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐的錘煉，打造內(nèi)外兼修的專業(yè)特色。《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》要求，人才培養(yǎng)模式由“以人為本”向“以用為本”深化。為此，我們提出“發(fā)展式”教學(xué)的核心理念，導(dǎo)入“設(shè)計(jì)活動(dòng)”的教學(xué)模式，以“維系大學(xué)生身心同步發(fā)展，強(qiáng)化專業(yè)素養(yǎng)和能力”為第一要?jiǎng)?wù)展開教學(xué)活動(dòng)。

一 教學(xué)理念和教學(xué)模式反思

在生物工程專業(yè)課教學(xué)實(shí)踐中，以往的教學(xué)理念存在一定弊端。由于受到具體的辦學(xué)條件影響，資金不足，設(shè)施奇缺，致使課程體系中實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)置也因陋就簡，教學(xué)實(shí)施主要是以課堂教學(xué)為主，并沿襲著以往的灌輸式教學(xué)方法，形成了曠日持久的、循環(huán)往復(fù)的“固教固學(xué)”模式。在此教學(xué)模式左右下，學(xué)生基本上喪失了專業(yè)志趣和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性；頭腦變成簡單的裝載工具，毫無探索求新意識(shí)；專業(yè)素養(yǎng)的塑造受到阻礙，導(dǎo)致分析問題和解決問題的能力明顯低下。種種跡象表明，閉塞、沉悶的環(huán)境；乏味、空洞的說教；簡單、武斷的傳授，這些積習(xí)足以湮滅我們既定的素質(zhì)教育的初衷。本質(zhì)上，這種教學(xué)理念和模式，擱置了對(duì)工程專業(yè)課教育內(nèi)涵的挖掘，不能站在“學(xué)生主體”的角度來塑造專業(yè)人才。此機(jī)制下培養(yǎng)的人才缺乏“專業(yè)活力”和“專業(yè)能力”，難以適應(yīng)現(xiàn)代生物醫(yī)藥發(fā)展的客觀需要。

反思我們的教學(xué)，往往暴露出以教師為中心、以教材為中心和以課堂為中心的赫爾巴特“三個(gè)中心”的教學(xué)思想[1]。但實(shí)際上，赫爾巴特還主張把教學(xué)過程理解為在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生的觀念積極活動(dòng)的過程。他把教學(xué)活動(dòng)分為“清楚、聯(lián)想、系統(tǒng)、方法”四個(gè)主要階段，稱之為“四步教學(xué)法”。其中，“系統(tǒng)”階段，教師充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維與想象，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)更多的聯(lián)合因素，從而形成一個(gè)廣泛的系統(tǒng)。“方法”階段，學(xué)生應(yīng)該通過實(shí)際的練習(xí)，把系統(tǒng)化的觀念與知識(shí)應(yīng)用到個(gè)別情況中去，以檢驗(yàn)是否正確理解了所學(xué)知識(shí)。與之媲美的“從做中學(xué)”教學(xué)理念最早是由美國教育學(xué)家杜威提出來的[2,3]。杜威則認(rèn)為，“生長”是教育的主要目的。這里的“生長”是有機(jī)體與外部環(huán)境、內(nèi)在條件與外部條件交互作用的結(jié)果，不是毫無限制任其發(fā)展。教學(xué)過程是學(xué)生通過親身實(shí)踐、探究而獲取經(jīng)驗(yàn)的過程，同時(shí)也是學(xué)生思維發(fā)展的過程。依據(jù)思維發(fā)展的階段，杜威把教學(xué)過程劃分為五個(gè)階段，稱之為“五步教學(xué)法”。分別為，創(chuàng)設(shè)疑難情景；確定疑難所在；提出解決問題的種種假設(shè)；推斷哪個(gè)假設(shè)能解決這個(gè)困難；驗(yàn)證這個(gè)假設(shè)。借鑒于杜威的經(jīng)驗(yàn)哲學(xué)，當(dāng)下我國高校實(shí)踐教學(xué)應(yīng)重拾經(jīng)驗(yàn)法，精創(chuàng)“經(jīng)驗(yàn)”的教學(xué)情境，注重實(shí)踐教學(xué)中“經(jīng)驗(yàn)”的動(dòng)態(tài)性和發(fā)展性，重現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)的“經(jīng)驗(yàn)”光芒，促進(jìn)真正的應(yīng)用型技術(shù)技能人才的快速成長[3]。這種觀點(diǎn)與盧梭活動(dòng)教學(xué)思想的基本觀點(diǎn)也有契合。盧梭教育思想表現(xiàn)在原則上學(xué)以致用；實(shí)施上行以求知；方法上啟發(fā)誘導(dǎo)[4]?；诖?，生物工程專業(yè)教學(xué)必須著手改變以往陳舊落伍生物教學(xué)方式，樹立“發(fā)展式”教育教學(xué)理念，形成學(xué)生主體觀念，在多元化教學(xué)模式中提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性；適當(dāng)增加生產(chǎn)實(shí)踐比重，讓學(xué)生學(xué)以致用，已檢驗(yàn)教學(xué)實(shí)效，從而培養(yǎng)出專業(yè)修養(yǎng)和專業(yè)技能兼?zhèn)涞膶I(yè)人才。

二 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析及其啟示

伴隨我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高教改革步伐也不斷加快。改革有助于促進(jìn)教育新時(shí)態(tài)的萌發(fā)，首當(dāng)其沖的是教育教學(xué)理念。對(duì)比一時(shí)間國內(nèi)外涌現(xiàn)的各種理念，比如“民主式”“人人可成才式”“教即導(dǎo)式”“自主、探究、合作式”“開放式”“雙贏式”及“多元評(píng)價(jià)式”等等，我們認(rèn)為“發(fā)展式”教學(xué)理念以其開放包容的人性化內(nèi)涵和目標(biāo)導(dǎo)向性主旨更加趨于科學(xué)性，適用于普通高校的治學(xué)理念。科學(xué)家勞厄說：“教育重要的不是獲得知識(shí)，而是發(fā)展思維能力?！盵5]也就是從“授人以魚”到“授人以漁”的過程。教育，擔(dān)負(fù)的最大責(zé)任不是傳承知識(shí)，而是移風(fēng)易俗[6]。利用“發(fā)展式”理念構(gòu)建的意識(shí)開放性課堂是深化教學(xué)改革的一條出路。發(fā)展式理論最早起源于瑞士心理學(xué)家、生物學(xué)家和哲學(xué)家皮亞杰(Jean Piaget,1896～1980)的“發(fā)生認(rèn)識(shí)論”。皮亞杰的具體研究方法和技術(shù)是其獨(dú)樹一幟的“臨床法”。該方法在實(shí)踐中經(jīng)歷了一個(gè)不斷揚(yáng)棄的過程：由最初的口頭交流階段發(fā)展到口頭交流為主、實(shí)物操作為輔階段，再到實(shí)物操作為主、口頭交流為輔階段。受其啟發(fā)，“發(fā)展式”教學(xué)理念首先講求把教學(xué)目標(biāo)由“關(guān)注教學(xué)任務(wù)”轉(zhuǎn)向“關(guān)注學(xué)生思維發(fā)展”，課程設(shè)計(jì)應(yīng)由“給出知識(shí)”轉(zhuǎn)向“引起專業(yè)活動(dòng)”，最大限度地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，通過參與活動(dòng)受到教育和啟迪。當(dāng)然，并不提倡否定理論教育的直接性和權(quán)威性，在沒有理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，盲目上馬令學(xué)生眼花繚亂的“活動(dòng)”。其次，強(qiáng)調(diào)教師因人施教，點(diǎn)面結(jié)合。在學(xué)習(xí)理論內(nèi)化于心之后，就可以適時(shí)發(fā)起“活動(dòng)”倡議和組織“活動(dòng)”實(shí)施，利用驗(yàn)證科學(xué)理論啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維的教學(xué)模式提升學(xué)生綜合素質(zhì)。過程上，“發(fā)展式”教學(xué)理念跨越了“以人為本”和“以用為本”兩個(gè)階段，有利于教學(xué)質(zhì)量實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

三 生物工程專業(yè)課程教學(xué)模式的有機(jī)構(gòu)建

生物工程專業(yè)課分為專業(yè)理論和專業(yè)實(shí)踐緊密結(jié)合的兩個(gè)有機(jī)組成部分，分別承擔(dān)著專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能的基礎(chǔ)架構(gòu)的搭建，共同詮釋生物工程專業(yè)的素質(zhì)教育內(nèi)涵。在精準(zhǔn)傳授專業(yè)理論的同時(shí)，為了保證學(xué)生在開展設(shè)計(jì)型和綜合型實(shí)驗(yàn)中有充實(shí)的理論基礎(chǔ)和濃厚興趣,課堂上應(yīng)當(dāng)循循善誘，引導(dǎo)學(xué)生建立思考和發(fā)揮創(chuàng)意。在教學(xué)實(shí)習(xí)及生產(chǎn)實(shí)習(xí)中,讓學(xué)生感受到所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用前景和價(jià)值,明確學(xué)習(xí)目標(biāo)[7]。教師基于“發(fā)展式”教學(xué)理念，創(chuàng)建行之有效的教學(xué)實(shí)踐模式——“學(xué)術(shù)或技術(shù)活動(dòng)式”，探索與創(chuàng)新，交流與驅(qū)動(dòng)，總結(jié)與反思，以活動(dòng)促進(jìn)智力與專業(yè)思想的成熟。實(shí)踐環(huán)節(jié)，綜合實(shí)驗(yàn)課程真正做到以學(xué)生為主體，增強(qiáng)動(dòng)手、動(dòng)腦的能力，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的萌發(fā)。為達(dá)成培養(yǎng)目標(biāo)，首先要根據(jù)實(shí)際需要精選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，減少簡單重復(fù)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，只保留少部分基礎(chǔ)操作的經(jīng)典驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，跟蹤學(xué)科發(fā)展，把具有學(xué)科前沿性和交叉性的研究成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[8]。其次，盡量維持實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)性和完整性，讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)完成一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`任務(wù)，以策劃、實(shí)施和結(jié)果的過程化場景（畫面）充實(shí)學(xué)生的專業(yè)活動(dòng)空間，強(qiáng)化專業(yè)思維。

為驗(yàn)證我們的教育教學(xué)理念和教學(xué)模式是否符合人才培養(yǎng)要求和社會(huì)需求，我們聯(lián)系當(dāng)?shù)厣锛夹g(shù)企業(yè)，實(shí)施校企合作育人機(jī)制。根據(jù)人才類型與層次的培養(yǎng)目標(biāo)，建立“應(yīng)用技術(shù)型”和“技術(shù)研究型”兩個(gè)目標(biāo)體系。學(xué)生依據(jù)自我發(fā)展的內(nèi)在需要，進(jìn)行自主選擇?？陀^上，學(xué)生自動(dòng)劃歸為科研發(fā)展型（Science,S類）、應(yīng)用技能型（Technology,T類）以及少數(shù)的ST綜合型等三類。針對(duì)這三類同學(xué)，我們?cè)诮虒W(xué)方法的選擇上各有側(cè)重。在教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)、課堂內(nèi)容選擇、教育活動(dòng)策劃等環(huán)節(jié)籌備多種預(yù)選方案。第一，抓好生物工程的教材建設(shè)。根據(jù)生物工程專業(yè)課特點(diǎn)，教材應(yīng)當(dāng)精心挑選，盡量選用具備代表性的規(guī)劃教材。教材也可以為不同類別的學(xué)生量身定做。第二，做好課前準(zhǔn)備工作。建立聯(lián)動(dòng)的考評(píng)機(jī)制，督促學(xué)生充分利用教材和課外網(wǎng)絡(luò)資源，進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，準(zhǔn)備問題；對(duì)于教師而言，課前準(zhǔn)備工作屬于軟環(huán)境創(chuàng)建范疇，包括教案設(shè)計(jì)、教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)和教師自我心理準(zhǔn)備等等。第三，整合專業(yè)教育資源，打造有建樹的專業(yè)性課堂。依靠學(xué)校不斷完善的教育輔助設(shè)施，采用現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備，提高課堂效率；增加專業(yè)課的信息保有量，展示現(xiàn)代教育的先進(jìn)性。相應(yīng)地，制作《XXX教程多媒體課件》和生產(chǎn)技術(shù)、工藝、設(shè)計(jì)等專業(yè)視頻等等，形成獨(dú)具特色的電子教案，采用聲形并茂的真實(shí)影像、圖片以及動(dòng)畫（Flash）等多種形式，產(chǎn)生生動(dòng)、直觀的教學(xué)效果。針對(duì)專業(yè)理論問題，可以引用具體實(shí)例，組織學(xué)生參與課上交流和討論；針對(duì)某一技術(shù)環(huán)節(jié)，組織學(xué)生分組參加設(shè)計(jì)技術(shù)路線，提出構(gòu)想和理論依據(jù)。在課堂教學(xué)外，還可以建立信息多、內(nèi)容新的教學(xué)輔導(dǎo)網(wǎng)站，讓學(xué)生登錄瀏覽，拓寬學(xué)科視野，發(fā)表學(xué)習(xí)體會(huì)及建議。第四，目標(biāo)考核必須密切聯(lián)系生產(chǎn)或科研實(shí)際。比如組建學(xué)生（S類）課題小組，確立一個(gè)簡單的生物制劑產(chǎn)品研究“項(xiàng)目”，通過教師指導(dǎo)，學(xué)生自行查閱資料，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)出簡單易行的技術(shù)路線；并闡述國內(nèi)外的研發(fā)情況、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品形式、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等；以項(xiàng)目可行性報(bào)告形式和“答辯”形式進(jìn)行考核驗(yàn)收。通過學(xué)生自己設(shè)計(jì)、進(jìn)行產(chǎn)品諸事項(xiàng)論證等主體性教學(xué)手段，可以提高學(xué)生文獻(xiàn)檢索、信息處理、知識(shí)消化、報(bào)告撰寫及口頭表達(dá)等綜合能力，提高學(xué)生的專業(yè)興趣和專業(yè)素養(yǎng)，鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)能力。此外，可以鼓勵(lì)學(xué)生自選課題、自擬方案，提出并論證自己的設(shè)計(jì)思路，在開放實(shí)驗(yàn)室從事生物新產(chǎn)品的研究開發(fā)嘗試。

四 實(shí)際效果評(píng)估與評(píng)價(jià)

作為省規(guī)劃課題《基于“發(fā)展式”理念的生物制品專業(yè)課創(chuàng)新性教學(xué)研究GBC1212060》的主要研究內(nèi)容，經(jīng)過一段時(shí)間的精心籌備，我們計(jì)劃實(shí)施基于“發(fā)展式”理念的生物工程專業(yè)課教學(xué)模式。以S類學(xué)生培養(yǎng)為例，首先向本專業(yè)學(xué)生（二年級(jí)和三年級(jí)）展示本項(xiàng)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方式，由學(xué)生自行決定參與試驗(yàn)。大體的過程是：自愿申請(qǐng)——初審——復(fù)審——通過，第一輪招收10人作為S類學(xué)生試驗(yàn)組，應(yīng)用“活動(dòng)交流”教學(xué)方式進(jìn)行教學(xué)研究；實(shí)驗(yàn)教學(xué)采取研討性教學(xué)；定期開展ppt形式學(xué)術(shù)交流；教學(xué)方法——啟發(fā)式、開放式等方式。每5名學(xué)生配備一名學(xué)術(shù)水平較高的教師擔(dān)任導(dǎo)師，S類學(xué)生可以提前參與指導(dǎo)教師的科研項(xiàng)目。申請(qǐng)部分教研經(jīng)費(fèi)用于實(shí)驗(yàn)班教學(xué)改革，學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)。通過“活動(dòng)”設(shè)計(jì)、遴選、策劃、實(shí)施、反饋、監(jiān)督等程序執(zhí)行，針對(duì)試驗(yàn)效果進(jìn)行評(píng)估和評(píng)價(jià)。通過嘗試性訓(xùn)練，充分發(fā)掘了S類學(xué)生的優(yōu)勢(shì)及發(fā)展?jié)摿?，學(xué)生的滿意度達(dá)到90%以上。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，新的專業(yè)教學(xué)方法能夠在專業(yè)修養(yǎng)和專業(yè)能力方面做到精準(zhǔn)高效，使參與的學(xué)生身心同時(shí)得到均衡發(fā)展，符合教育理念和宗旨。類似的研究成果可以作為當(dāng)前高校生物工程專業(yè)教學(xué)的研究成果，向國內(nèi)高校推廣，使更多的師生從中受益。

五 結(jié)語

結(jié)合黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)生物工程專業(yè)的“十三五”人才培養(yǎng)方案和目標(biāo)，對(duì)專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法進(jìn)行了認(rèn)真的思考，在全面分析目前專業(yè)課開設(shè)現(xiàn)狀、目的和意義的基礎(chǔ)上，精選了生物工程專業(yè)課的教學(xué)內(nèi)容，培訓(xùn)了專業(yè)教師隊(duì)伍，旨在為即將開展的工科院校專業(yè)認(rèn)證工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[9]。實(shí)踐中，突出復(fù)合型人才培養(yǎng)機(jī)制，不斷強(qiáng)化學(xué)生的工學(xué)專業(yè)意識(shí)，提高工學(xué)專業(yè)實(shí)踐能力。讓學(xué)生理解生物工程的內(nèi)涵，努力達(dá)到專業(yè)素質(zhì)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。