食品生物技術(shù)課程教學(xué)方法改革的探索

徐文生 王啟要

摘? 要：本文以食品科學(xué)與工程相關(guān)專(zhuān)業(yè)本科生課程《食品生物技術(shù)》課程教學(xué)為 研究對(duì)象。針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)中存在填鴨式教學(xué)的問(wèn)題，結(jié)合作者多年來(lái)一線(xiàn)教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采用優(yōu)化調(diào)整課程結(jié)構(gòu)，通過(guò)思維導(dǎo)圖和文獻(xiàn)閱讀將學(xué)生的課前復(fù)習(xí)、課堂上課和課后復(fù)習(xí)等過(guò)程中有機(jī)結(jié)合起來(lái)的方法，有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性得到充分發(fā)揮，從而激發(fā)學(xué)生課程的學(xué)習(xí)興趣和積極性，有效地提高了學(xué)生食品生物技術(shù)課程的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：食品生物技術(shù)? 改革? 思維導(dǎo)圖? 文獻(xiàn)閱讀

中圖分類(lèi)號(hào)：G643? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）08（a）-0233-04

Abstract： This paper takes the teaching of Food Biotechnology as the object of study for undergraduates majoring in food science and engineering. In view of the cramming teaching problems in traditional teaching， combined with the practice of the author for many years frontline teaching experience， optimize the adjustment of curriculum structure.Through mind mapping and literature reading， students' pre-class review， in-class review and after-class review are organically combined， which effectively improves students' learning efficiency and interest.It can give full play to students' learning autonomy， stimulate students' learning interest and enthusiasm， and effectively improve students' learning quality of food biotechnology course.

Key Words： Food biotechnology; Reform; Mind mapping; Literature reading

《食品生物技術(shù)》課程是為了適應(yīng)生物技術(shù)在食品工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的快速發(fā)展而建立起來(lái)的一門(mén)學(xué)科，主要內(nèi)容涉及基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程等在食品工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的知識(shí)和技能，是我院食品質(zhì)量與安全專(zhuān)業(yè)和釀酒工程專(zhuān)業(yè)必修的一門(mén)主干課程。食品生物技術(shù)涉及的知識(shí)面非常廣泛，知識(shí)的綜合性也非常強(qiáng)，是一門(mén)既有抽象的理論知識(shí)，又具有很強(qiáng)的實(shí)踐應(yīng)用性的理論與實(shí)踐高度結(jié)合的學(xué)科[1-2]。由于食品生物技術(shù)內(nèi)容比較廣泛，各個(gè)章節(jié)相對(duì)獨(dú)立，銜接性不強(qiáng)而顯得相互孤立，給教師的教學(xué)帶來(lái)了一定的困難[3]。按照傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)方式，課堂進(jìn)程都是圍繞教師的講授為中心展開(kāi)，形成教師課堂灌輸課本知識(shí)，學(xué)生聽(tīng)課記筆記的單向教學(xué)模式。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性都沒(méi)有充分發(fā)揮出來(lái)，課堂教和學(xué)都顯得枯燥乏味[4]。目前我院《食品生物技術(shù)》安排講課課時(shí)只有24學(xué)時(shí)，如何在有限的時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生理解和掌握《食品生物技術(shù)》的基本理論知識(shí)，對(duì)教師的教學(xué)是一種很大的挑戰(zhàn)。因此，對(duì)《食品生物技術(shù)》的課堂教學(xué)改革勢(shì)在必行。

1? 理論課程結(jié)構(gòu)的調(diào)整

食品生物技術(shù)理論學(xué)時(shí)安排為24學(xué)時(shí)，課時(shí)具體安排是緒論安排2學(xué)時(shí)、基因工程8學(xué)時(shí)，發(fā)酵工程8學(xué)時(shí)，酶工程、細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)工程合4學(xué)時(shí)，學(xué)生課程論文分組演講討論2學(xué)時(shí)。在課程講解上，結(jié)合本學(xué)院專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，以分子生物學(xué)為基礎(chǔ)，以基因工程和發(fā)酵工程為核心模塊進(jìn)行講解。

在緒論講解過(guò)程中，以生物技術(shù)發(fā)展、特別是現(xiàn)代分子生物學(xué)的發(fā)展為主線(xiàn)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)代生物技術(shù)歷史發(fā)展的重大事件的講授，介紹和復(fù)習(xí)關(guān)于基因的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯及其基因表達(dá)等內(nèi)容，及其限制性?xún)?nèi)切酶、連接酶、PCR等基本原理。最后以人工改造纖維素酶為例，利用流程圖的形式，將基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程、酶工程等內(nèi)容串在一個(gè)實(shí)驗(yàn)流程中，講解食品生物技術(shù)中五大工程技術(shù)間的相互關(guān)系。

課程內(nèi)容主要以基因工程和發(fā)酵工程為主，基因工程內(nèi)容主要按照基因組或質(zhì)粒DNA的提取純化、限制性?xún)?nèi)切酶、連接酶、基因的擴(kuò)增（主要是PCR）、感受態(tài)細(xì)胞的制備及轉(zhuǎn)化、電泳檢測(cè)等單元操作的進(jìn)行講解。發(fā)酵工程則是對(duì)發(fā)酵工程的原理和在釀造食品中的應(yīng)用進(jìn)行一些個(gè)例的詳細(xì)講解。在基因工程和發(fā)酵工程的教學(xué)講解過(guò)程中，涉及到酶工程、蛋白質(zhì)工程和細(xì)胞工程的內(nèi)容穿插到里面一起進(jìn)行講解，而在蛋白質(zhì)工程、酶工程和細(xì)胞工程的課時(shí)則講解一些彼此聯(lián)系較少的內(nèi)容。將生物工程的下游技術(shù)和食品安全檢測(cè)的內(nèi)容分別整合到發(fā)酵工程和基因工程的操作單元內(nèi)講解。經(jīng)過(guò)知識(shí)結(jié)構(gòu)和知識(shí)的調(diào)整，知識(shí)模塊間的邏輯關(guān)系更加合理、銜接更加緊密，有利于教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)。

2? 課堂教學(xué)方法改革

除了課程教學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整外，我們對(duì)課堂教學(xué)模式的改革也進(jìn)行了大膽的嘗試，主要有以下幾個(gè)方面。

2.1 思維導(dǎo)圖在課堂教學(xué)中的應(yīng)用

思維導(dǎo)圖是20世紀(jì)60年代由英國(guó)人Tony Buzan提出的一種大腦思維可視化工具。通過(guò)圍繞一個(gè)中心議題建立從中央向四周放射的關(guān)聯(lián)的分支，用關(guān)鍵詞、顏色、圖形等對(duì)各個(gè)分支進(jìn)行標(biāo)識(shí)，把各級(jí)主題的關(guān)系用相互隸屬和相關(guān)的層級(jí)圖表現(xiàn)出來(lái)，建立一個(gè)有序的發(fā)散思維圖，對(duì)思維過(guò)程進(jìn)行導(dǎo)向和記錄[5-6]。

課堂教學(xué)是我國(guó)高校人才培養(yǎng)模式和教育體系構(gòu)建的關(guān)鍵與核心，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)是以教師講課為主，課堂的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)度完全由教師把控，學(xué)生只能被動(dòng)接受，在講解復(fù)雜而抽象的內(nèi)容時(shí)，學(xué)生難以跟上教師的教學(xué)進(jìn)程。思維導(dǎo)圖特別適合將復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，有利于學(xué)生理解和參與課堂教學(xué)的進(jìn)程。通過(guò)將思維導(dǎo)圖引入到學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課堂討論學(xué)習(xí)、課后復(fù)習(xí)的各個(gè)階段，可以極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和自主學(xué)習(xí)的積極性。

（1）課前預(yù)習(xí)階段，要求學(xué)生先通讀預(yù)習(xí)內(nèi)容，提煉出講課內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)找出關(guān)鍵詞及其它們間的邏輯關(guān)系，并以一定的層次和分類(lèi)方法展示在一張紙上。學(xué)生通過(guò)預(yù)習(xí)并繪制思維導(dǎo)圖將基本內(nèi)容濃縮到一張紙上，既消除了學(xué)生學(xué)習(xí)的畏難情緒，也理順了教材內(nèi)容的邏輯關(guān)系，便于課堂上深入學(xué)習(xí)教師講解的課堂內(nèi)容，積極參與課堂上教師設(shè)置的話(huà)題的討論，活躍課堂氣氛。同時(shí)學(xué)生在預(yù)習(xí)過(guò)程中也可以發(fā)現(xiàn)以往學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題和不足，及時(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)。

（2）在課堂學(xué)習(xí)階段，先用10min對(duì)上節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)，邊復(fù)習(xí)邊引導(dǎo)學(xué)生回答的同時(shí)導(dǎo)入新課。在新課講解的過(guò)程中，針對(duì)一些重點(diǎn)、難點(diǎn)或關(guān)鍵點(diǎn)通過(guò)設(shè)置問(wèn)題的方式，讓學(xué)生6～8人一組進(jìn)行討論，學(xué)生在討論過(guò)程中需要先對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分解，然后每人對(duì)分解出來(lái)的各個(gè)分支分配給不同的人進(jìn)行回答，對(duì)討論過(guò)程中涉及到課本外或遺忘的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生可以通過(guò)手機(jī)查閱補(bǔ)充，最后繪制出思維導(dǎo)圖。每節(jié)課也點(diǎn)3～4組上來(lái)通過(guò)思維導(dǎo)圖對(duì)提出的問(wèn)題講解自己的看法。為確保每組人人參與討論，每組在講解過(guò)程中每人講解自己完成的那部分，學(xué)生在講解過(guò)程中，教師和其他組的同學(xué)可以隨時(shí)對(duì)他們的講解進(jìn)行提問(wèn)和質(zhì)疑，通過(guò)有針對(duì)性地回答老師和同學(xué)的問(wèn)題，進(jìn)行交鋒辯論，提高同學(xué)們對(duì)相關(guān)問(wèn)題理解的廣度和深度。對(duì)于課堂涉及到的重難點(diǎn)問(wèn)題，經(jīng)過(guò)教師講解、小組討論和討論結(jié)果展示演講等過(guò)程，同學(xué)們加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)掌握，開(kāi)拓了學(xué)生的發(fā)散性思維和創(chuàng)新性思維。

（3）課后復(fù)習(xí)階段，食品生物技術(shù)課程的概念多，知識(shí)點(diǎn)繁雜，受時(shí)間限制每節(jié)課的內(nèi)容涵蓋了教材十幾頁(yè)的內(nèi)容，每天需要花費(fèi)大量的時(shí)間去消化和吸收課堂內(nèi)容，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)是一個(gè)沉重的負(fù)擔(dān)。為了幫助同學(xué)復(fù)習(xí)課堂內(nèi)容及其各個(gè)章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)，每次利用課堂最后10min采用思維導(dǎo)圖的形式，帶著學(xué)生去復(fù)習(xí)當(dāng)天課堂上所講的內(nèi)容，幫助同學(xué)們?cè)鰪?qiáng)記憶，也便于同學(xué)們充分理解各個(gè)章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)。同學(xué)們?cè)谡n后復(fù)習(xí)過(guò)程中，可以結(jié)合教師講解內(nèi)容、課后思維導(dǎo)圖、小組討論等內(nèi)容對(duì)其預(yù)習(xí)繪制的思維導(dǎo)圖進(jìn)行進(jìn)一步完善，對(duì)當(dāng)天所學(xué)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的回顧。

2.2 文獻(xiàn)閱讀

將思維導(dǎo)圖作為一種高效學(xué)習(xí)的方式導(dǎo)入課堂，可以有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，提高學(xué)生對(duì)書(shū)本知識(shí)的歸納總結(jié)能力并對(duì)周邊知識(shí)有所拓展。但課程教材一般幾年才會(huì)修訂一次，而食品生物技術(shù)領(lǐng)域的研究成果卻在不斷更新中，如果學(xué)習(xí)僅僅局限于教材，學(xué)生很難把握本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域當(dāng)前的熱點(diǎn)話(huà)題，學(xué)生的學(xué)習(xí)空間也受到了極大限制，影響學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)的積極性[7]。因此，我們?cè)诮虒W(xué)中有意思識(shí)地引入文獻(xiàn)閱讀研討的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生閱讀食品生物技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究文獻(xiàn)，特別是關(guān)于當(dāng)前專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的一些熱點(diǎn)問(wèn)題的研究論文，讓學(xué)生掌握研究論文的基本要素并初步掌握閱讀方法和技巧，提高學(xué)生自我主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力，既培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲兴季S和批判性思維，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科研興趣[8-9]。

（1）摘要閱讀：將學(xué)生按6～8人進(jìn)行分組，教師依據(jù)教學(xué)內(nèi)容涉及的一些重點(diǎn)問(wèn)題，給每組提供一篇研究論文并講解論文的主要框架，如標(biāo)題、作者及其單位、摘要及其關(guān)鍵詞、前言、正文、結(jié)論、參考文獻(xiàn)等及其在文獻(xiàn)中的作用。要求學(xué)生重點(diǎn)閱讀文獻(xiàn)的摘要。文獻(xiàn)摘要包括文獻(xiàn)的核心內(nèi)容，濃縮了作者研究的目的意義、方法、結(jié)果、結(jié)論等內(nèi)容，是我們快速篩選相關(guān)研究文獻(xiàn)方式。學(xué)生通過(guò)閱讀教師給定文獻(xiàn)的摘要及其指定的1～2個(gè)關(guān)鍵詞，根據(jù)文獻(xiàn)提供關(guān)鍵詞進(jìn)行組合在有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索出幾篇相關(guān)度較高的高水平文章并進(jìn)一步閱讀相關(guān)文章的摘要，每個(gè)組的同學(xué)根據(jù)自己的興趣分配進(jìn)一步拓展文獻(xiàn)的閱讀范圍。要求每個(gè)同學(xué)根據(jù)自己分配的方向至少檢索出5篇相關(guān)度較高的高水平論文閱讀摘要。通過(guò)摘要閱讀使學(xué)生快速了解相關(guān)研究課題領(lǐng)域的前沿進(jìn)展，從而拓展學(xué)生的學(xué)術(shù)視野和思維。

（2）論文精讀：通過(guò)文獻(xiàn)的摘要閱讀和論文精讀訓(xùn)練，可以幫助學(xué)生通過(guò)自主查閱文獻(xiàn)，掌握相關(guān)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)、前沿知識(shí)和科研方法。通過(guò)對(duì)某一領(lǐng)域不同作者文獻(xiàn)的閱讀，可以了解并掌握抽象的概念或復(fù)雜的實(shí)際操作，及其深入研究不同的方法和途徑，提出自己的研究觀(guān)點(diǎn)和研究方法。

為了更好地幫助學(xué)生掌握論文精讀的方法，要求每組的同學(xué)每人從自己篩選的五篇論文中選擇一篇進(jìn)行精讀，在文獻(xiàn)閱讀過(guò)程中需要解決：①作者要解決哪些科學(xué)問(wèn)題？②提出這些科學(xué)問(wèn)題的背景是什么？③文獻(xiàn)作者按照怎樣的邏輯關(guān)系設(shè)計(jì)了哪些實(shí)驗(yàn)？④文獻(xiàn)研究獲得了什么實(shí)驗(yàn)結(jié)果？⑤這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果有哪些是與前人的研究結(jié)果相同的？有哪些是不同的？⑥文獻(xiàn)作者獲得了什么重要結(jié)論？⑦文獻(xiàn)作者的重要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在哪里？⑧文獻(xiàn)引用了哪些重要文獻(xiàn)？⑨你對(duì)文獻(xiàn)的哪部分最感興趣或感到困惑？在相關(guān)問(wèn)題上作者引用的文獻(xiàn)是哪幾篇？并談?wù)勀愕目捶╗10]。

每個(gè)同學(xué)對(duì)照提綱完成文獻(xiàn)閱讀后進(jìn)行小組討論，討論過(guò)程中要求對(duì)照前面9個(gè)問(wèn)題找出他們的解決相同或不同科學(xué)問(wèn)題采用的研究角度和研究方法有什么不同點(diǎn)和相同點(diǎn);他們的哪些不同的實(shí)驗(yàn)是從不同的角度解決相同的問(wèn)題，它們之間能否相互替換？

在文獻(xiàn)閱讀過(guò)程中，學(xué)生閱讀過(guò)程中遇到問(wèn)題可以隨時(shí)舉手提問(wèn)，教師根據(jù)學(xué)生問(wèn)題的不同采用個(gè)別回答或引導(dǎo)全班討論的方式來(lái)進(jìn)行解決;對(duì)有些文獻(xiàn)中學(xué)生感到困惑的地方，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步擴(kuò)大文獻(xiàn)檢索、閱讀范圍，通過(guò)自主閱讀解決相關(guān)問(wèn)題。

（3）總結(jié)和匯報(bào)：每個(gè)組無(wú)論是摘要閱讀或論文精讀均要求每人寫(xiě)出總結(jié)報(bào)告，要求是文獻(xiàn)摘要閱讀寫(xiě)出一篇大約500字的閱讀總結(jié)報(bào)告，而論文精讀寫(xiě)出3000字左右的總結(jié)報(bào)告交教師，教師針對(duì)每個(gè)同學(xué)的報(bào)告批改打分作為平時(shí)成績(jī)存檔，同時(shí)結(jié)合學(xué)生在報(bào)告寫(xiě)作過(guò)程中存在主要問(wèn)題的不同，采用個(gè)別指導(dǎo)或課堂統(tǒng)一講解的方式反饋給學(xué)生。

小組匯報(bào)采用PPT的方式，小組成員進(jìn)行分工合作完成PPT的內(nèi)容在班上進(jìn)行匯報(bào)，教師和其他同學(xué)在他們匯報(bào)過(guò)程中可以隨時(shí)進(jìn)行提問(wèn)和質(zhì)疑，由匯報(bào)的同學(xué)進(jìn)行有針對(duì)性的回答，小組其他成員可以進(jìn)行補(bǔ)充，同學(xué)間可以就每一問(wèn)題進(jìn)行交鋒辯論。最后由教師結(jié)合小組匯報(bào)文獻(xiàn)的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)發(fā)言及點(diǎn)評(píng)，對(duì)同學(xué)在文獻(xiàn)閱讀過(guò)程中對(duì)內(nèi)容理解有誤或是需要深入理解的問(wèn)題，結(jié)合自己的閱讀心得體會(huì)談?wù)勛约旱目捶ǖ萚11-15]。

3? 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)《食品生物技術(shù)》教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，除了合理統(tǒng)籌安排課程教學(xué)內(nèi)容外，通過(guò)改革教學(xué)方法，在課堂上運(yùn)用思維導(dǎo)圖和文獻(xiàn)閱讀的方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，取得了良好的教學(xué)效果。思維導(dǎo)圖的運(yùn)用可以理清學(xué)生學(xué)習(xí)新課程的思路，在運(yùn)用思維導(dǎo)圖學(xué)習(xí)過(guò)程中，可以使大量枯燥的學(xué)習(xí)內(nèi)容通過(guò)關(guān)鍵詞、線(xiàn)條和顏色等進(jìn)行具體化和可視化，使學(xué)生對(duì)新課程的掌握更加全面系統(tǒng)、更清晰和有條理性，極大地提高了同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情。而文獻(xiàn)閱讀可以幫助學(xué)生更好地掌握相關(guān)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)、前沿知識(shí)和科研方法，通過(guò)了解作者如何將一個(gè)枯燥、抽象的科學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一種具體的解決方法，而獲得通過(guò)自主學(xué)習(xí)的方式靈活運(yùn)用所學(xué)理論基礎(chǔ)知識(shí)解釋較為復(fù)雜科學(xué)問(wèn)題的能力。這同時(shí)也對(duì)教師提出了更高的要求，要求教師不斷更新教學(xué)內(nèi)容，關(guān)注和更新相關(guān)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和研究進(jìn)展知識(shí)，不斷提高自身的教學(xué)和科研業(yè)務(wù)水平。因此需要在教師、學(xué)生和教學(xué)管理人員的共同努力下不斷改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。

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