新農(nóng)科背景下跨專業(yè)選修“生化工程學(xué)”課程建設(shè)的思考

姬文秀 董微巍 李虎林 嚴(yán)一字 張雪蓮

[摘 要] 該文探討了生化工程作為跨專業(yè)選修課程的必要性，以及結(jié)合課程內(nèi)容及特點、教學(xué)對象專業(yè)范疇、授課形式和非傳統(tǒng)方式教學(xué)實踐環(huán)節(jié)的設(shè)計等方面，為新農(nóng)科背景下跨專業(yè)選修生化工程學(xué)課程的建設(shè)提供理論指導(dǎo)。期望該課程建設(shè)的思考將為“農(nóng)工”學(xué)科交叉的課程內(nèi)容設(shè)置和實現(xiàn)形式等提供參考。

[關(guān)鍵詞] 跨專業(yè)選修;生化工程;課程建設(shè);新農(nóng)科

[基金項目] 2019年度延邊大學(xué)教育科學(xué)規(guī)劃課題（GJ2019004）;2018年度吉林省高等教育學(xué)會課題（JGJX2018D358）;2018年度延邊大學(xué)十三五規(guī)劃重點課題（ZD2018004）

[作者簡介] 姬文秀（1980—），女，黑龍江佳木斯人，博士，延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院講師，主要從事作物與微生物互作研究;董微?。?979—），女，吉林榆樹人，博士，延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院副教授（通信作者），主要從事微生物資源開發(fā)與利用研究。

[中圖分類號] G642? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）38-0178-02? ? [收稿日期] 2020-02-27

培養(yǎng)復(fù)合型人才的高校指具有培養(yǎng)本科層次理論研究型和直接服務(wù)于社會的應(yīng)用型創(chuàng)新人才的雙重辦學(xué)目的的大學(xué)。國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于全面加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)研究的若干意見》，提出要“完善學(xué)科布局，推動基礎(chǔ)學(xué)科與應(yīng)用學(xué)科均衡協(xié)調(diào)發(fā)展，鼓勵開展跨學(xué)科研究”;《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》提出，優(yōu)化學(xué)科專業(yè)、類型、層次結(jié)構(gòu)，促進(jìn)多學(xué)科交叉和融合。越來越多中國高校和研究機(jī)構(gòu)正通過搭建跨學(xué)科平臺促進(jìn)科技前沿交叉創(chuàng)新。同時，習(xí)近平總書記指出：應(yīng)用型本科高校作為高等教育的重要分支，應(yīng)堅持培養(yǎng)全面發(fā)展的人為理論基礎(chǔ)，構(gòu)建全面發(fā)展的創(chuàng)新性人才培養(yǎng)模式。我國實施國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，自主創(chuàng)新以人才為重，必須要建設(shè)一支規(guī)模大且結(jié)構(gòu)優(yōu)的創(chuàng)新型人才隊伍，以本質(zhì)上增強(qiáng)科技核心競爭力，高水平創(chuàng)新成果的獲得離不開跨學(xué)科交叉背景的支持。高校具有培養(yǎng)創(chuàng)新研究型和應(yīng)用型人才的能力和責(zé)任，在國家“以農(nóng)為本”和新農(nóng)科建設(shè)的背景下，涉農(nóng)高校在人才培養(yǎng)方面著重思考和創(chuàng)新培養(yǎng)方案和課程體系尤為重要。

一、跨專業(yè)選修課程開設(shè)的意義

通過打破學(xué)科壁壘，將其有機(jī)的整合，使學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)領(lǐng)域更為寬泛的知識，具備更寬廣的學(xué)科視域?！翱鐚I(yè)選修課”即學(xué)生在修讀完本專業(yè)課程的基礎(chǔ)上，根據(jù)個人興趣和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，選修跨學(xué)科/專業(yè)的課程。生化工程學(xué)是筆者所在院校農(nóng)學(xué)院內(nèi)跨專業(yè)選修課，通過這門課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握生物科學(xué)科研成果向工業(yè)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)化過程中出現(xiàn)的一些工程問題的解決方法。生化工程以工業(yè)生物技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化為導(dǎo)向，以工程知識為教學(xué)內(nèi)容，融合基礎(chǔ)理論，是培養(yǎng)學(xué)生解決生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵問題的核心環(huán)節(jié)。它是生物技術(shù)的一個重要組成部分，是生物技術(shù)研究的前沿領(lǐng)域之一?，F(xiàn)有的涉農(nóng)高校專業(yè)的人才培養(yǎng)大多以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)運作方式為主，然而，隨著我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，通過對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的直接改善，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的發(fā)展和生產(chǎn)關(guān)系的調(diào)整，農(nóng)業(yè)工程的發(fā)展已經(jīng)將農(nóng)業(yè)工程的范圍逐步由狹義向廣義、由局部向系統(tǒng)擴(kuò)展，涵蓋了從技術(shù)、產(chǎn)品到組織、生產(chǎn)，從規(guī)劃、設(shè)計到建設(shè)、運行等各個方面。人們越來越認(rèn)識到農(nóng)業(yè)工程對農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的巨大推動作用，沒有現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程的支撐，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化只是空中樓閣。農(nóng)業(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)需要工程思維來解決真實復(fù)雜的實際問題，是問題導(dǎo)向的思維方式。

二、生化工程學(xué)課程的設(shè)置

1.學(xué)情預(yù)測和調(diào)查。選修課程就選課學(xué)生而言，學(xué)習(xí)目的和在學(xué)習(xí)過程中的滿足感都非常重要。學(xué)生期望值的高低決定了該學(xué)生在選修課程中的投入程度，所以我們有必要在課程初期對學(xué)生的學(xué)習(xí)目的進(jìn)行初步調(diào)研，掌握不同專業(yè)、不同學(xué)年及不同成績差異學(xué)生的初始學(xué)習(xí)動機(jī)。較多學(xué)生集中在拓展其學(xué)科的思維方式、個人興趣愛好以及單純以增加學(xué)分為目的的選課。因此，在課程內(nèi)容的選取和形式的設(shè)置中對學(xué)生期望聽到的、看到的以及學(xué)到的知識或技法，學(xué)生更樂于參與和接受的學(xué)習(xí)過程，以及在結(jié)課時提交的課程考核結(jié)果是否實現(xiàn)這一系列期望，成為我們建立和優(yōu)化跨專業(yè)選修課程的重要考量。

2.課程內(nèi)容覆蓋面廣。生化工程學(xué)旨在使學(xué)生掌握生化反應(yīng)過程中帶有共性的工程技術(shù)原理，建立用理論知識分析和解決生化生產(chǎn)過程實際問題的概念和能力，培養(yǎng)進(jìn)行生物工藝設(shè)計與工程開發(fā)的能力?？鐚I(yè)選修課程的內(nèi)容，根據(jù)學(xué)院內(nèi)針對不同專業(yè)學(xué)生群體，在課程內(nèi)容設(shè)置方面進(jìn)行了合理的調(diào)整。選修課程要求在體現(xiàn)本課程的專業(yè)特色，將該課程中與其他專業(yè)相關(guān)的知識點進(jìn)行聯(lián)系和延伸，同時又要避免專業(yè)化過強(qiáng)導(dǎo)致其他專業(yè)學(xué)生接受度的降低。以生化工程學(xué)課程中酶促反應(yīng)動力學(xué)內(nèi)容的講解為例，對動力學(xué)公式的推導(dǎo)等應(yīng)以推理性解釋為主，使學(xué)生了解其原理，再結(jié)合其所在專業(yè)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行關(guān)聯(lián)教學(xué)。

3.授課形式多樣化。在傳統(tǒng)PPT靜態(tài)畫面的基礎(chǔ)上增加工程全局動態(tài)畫面，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;積極引進(jìn)優(yōu)質(zhì)MOOC進(jìn)行課前教學(xué)鋪墊并提出問題，教師在課上進(jìn)行解答，輔助學(xué)生對本節(jié)課程概況了解及促進(jìn)其參與度;部分課程可采取翻轉(zhuǎn)課堂的形式，針對不同專業(yè)學(xué)生設(shè)計學(xué)科交叉切入點，其中需要注意的是，要給學(xué)生留出足夠的準(zhǔn)備時間，通過學(xué)生課前的充分準(zhǔn)備、資料收集、小組討論協(xié)作，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主意識和教師的輔助影響，最終提高學(xué)習(xí)效果。

三、課中互動與課后反饋

1.虛擬仿真技術(shù)的引入。虛擬仿真技術(shù)是利用計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信、人工智能等技術(shù)交叉獲取的一種現(xiàn)代信息技術(shù)，是用一個虛擬的系統(tǒng)模仿真實系統(tǒng)，包括通過視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺等多種感覺實時模擬和交互，可以獲得多維交互體驗的虛擬環(huán)境。如空氣除菌和培養(yǎng)基滅菌過程、發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)和原理、攪拌與通氣等內(nèi)容，可以結(jié)合虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行講解，通過攪拌轉(zhuǎn)速和攪拌器類型、通氣量、溫度和壓力等多種參數(shù)的改變來予以調(diào)整，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主操作和控制，讓學(xué)生在教室內(nèi)就可獲得真實場景下的實踐操作體驗。學(xué)生是虛擬情境中探究思維方法、解決問題的主體，從而獲得存在感和成就感。

2.線上和線下混合式輔導(dǎo)和反饋。線下輔導(dǎo)采用面對面的形式包括小組討論、模擬考、課上答疑和講評試卷，具有交流直接、反饋即時的特點。但因課時限制，線下輔導(dǎo)時間和空間受限，可選擇通過微信群、QQ群或超星學(xué)習(xí)通等線上工具進(jìn)行集中時段或不定時答疑和輔導(dǎo)，線上工具為輔導(dǎo)和反饋提供了更廣泛的交流空間，已經(jīng)廣泛使用的教學(xué)線上App功能較為豐富，既有互動又有評分系統(tǒng)，可有效記錄和保存教學(xué)、輔導(dǎo)和反饋細(xì)節(jié)，一方面可促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，另一方面留存的數(shù)據(jù)也能夠為教師進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)方式方法提供參考。

四、小結(jié)

全面系統(tǒng)地引入學(xué)科交叉課程是未來高等教育的必由之路，我國當(dāng)前的學(xué)科交叉知識融合的程度不高，交叉內(nèi)容較分散，亟待解決的問題是要制定相應(yīng)的人才培養(yǎng)方案與框架，建立可持續(xù)發(fā)展的人才培養(yǎng)政策導(dǎo)向。同時，摸索學(xué)生、教師、課程內(nèi)容之間的聯(lián)系，在更廣泛的超學(xué)科范圍內(nèi)培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)所需的創(chuàng)新型知識和技能。一方面，學(xué)生們應(yīng)深入研究學(xué)習(xí)內(nèi)容和資料，并有意識地思考和提高認(rèn)知水平;另一方面，教師能夠以多種形式講授和引導(dǎo)學(xué)生逐步成為能思考肯鉆研的獨立學(xué)習(xí)個體。生化工程學(xué)作為典型的工科專業(yè)課程，引入農(nóng)學(xué)相關(guān)學(xué)科的學(xué)習(xí)，是“農(nóng)工”學(xué)科結(jié)合的一種嘗試，改變學(xué)科的主體框架、內(nèi)容和方法，將兩個或更多學(xué)科的知識和思維模式融合起來，在各自專業(yè)領(lǐng)域中實踐和運用。同時，要不斷突破傳統(tǒng)學(xué)科和傳統(tǒng)教學(xué)模式的局限，有效地拓展專業(yè)知識的深度、廣度，以最終實現(xiàn)深度融合。

參考文獻(xiàn)

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Thoughts on the Construction of Interdisciplinary Elective Biochemical Engineering Courses under the Background of New Agriculture

JI Wen-xiu，DONG Wei-wei，LI Hu-lin，YAN Yi-zi，ZHANG Xue-lian

（Agriculture College of Yanbian University，Yanji city，Jilin 133002，China）

Abstract：This article explores the necessity of biochemical engineering as an interdisciplinary elective course，combines the content and characteristics of the course，the teaching subject's specialty category，teaching form，and design of non-traditional teaching practice links，and provides theoretical guidance for the construction of interdisciplinary elective biochemical engineering courses in the new agricultural science background.The thinking on the construction of this course will provide a reference for the course content setting and implementation form of "agriculture-engineering" disciplines.

Key words：interdisciplinary elective;biochemical engineering;curriculum construction;new agriculture