生物工程專業(yè)課程線上教學(xué)的探索與實(shí)踐

薛飛燕 柳春梅 常明明 劉京國(guó)

摘 要 2020年初，在教育部“停課不停教，停課不停學(xué)”的號(hào)召下，各高校迅速響應(yīng)并部署了線上授課模式開(kāi)展教學(xué)工作落實(shí)方案。本文結(jié)合生物工程專業(yè)課程特點(diǎn)，以北京農(nóng)學(xué)院生物工程專業(yè)主干課程“蛋白質(zhì)與酶工程”“發(fā)酵工程”“生物分離技術(shù)與工程設(shè)備”“生物儀器分析實(shí)訓(xùn)”和“生物工程綜合實(shí)訓(xùn)”為例介紹了實(shí)施線上授課模式的探索過(guò)程，并總結(jié)分享了線上授課的實(shí)踐效果。

關(guān)鍵詞 生物工程 專業(yè)課程 線上教學(xué)

中圖分類號(hào)：G424 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2021.03.060

Exploration and Practice of Online Teaching of Bioengineering Courses

XUE Feiyan， LIU Chunmei， CHANG Mingming， LIU Jingguo

（College of Bioscience and Resources Environment， Beijing University of Agriculture， Beijing 102206）

Abstract At the beginning of 2020， under the call of the Ministry of Education to “suspend classes without stopping teaching， and without stopping classes”， colleges and universities responded quickly and deployed an online teaching model to carry out teaching work implementation plans. This article combines the characteristics of bioengineering courses and uses the main courses of Beijing University of Agriculture Bioengineering "Protein and Enzyme Engineering"， "Fermentation Engineering"， "Bioseparation Technology and Engineering Equipment"， "Bio-Instrument Analysis Training" and "Bioengineering Comprehensive Training" as an example introduces the exploration process of implementing the online teaching mode， and summarizes and shares the practical effects of online teaching.

Keywords bioengineering; professional courses; online teaching

1 生物工程專業(yè)課程教學(xué)的特點(diǎn)

生物工程專業(yè)是以工為主、以理為輔、工理管結(jié)合的復(fù)合型專業(yè)。各高校因其生物工程專業(yè)建設(shè)源頭不同課程體系也有些差異，但其應(yīng)用性和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)是公認(rèn)的。北京農(nóng)學(xué)院2020年春季學(xué)期生物工程專業(yè)課程中“發(fā)酵工程”和“蛋白質(zhì)與酶工程”包括理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容;“生物工程綜合實(shí)訓(xùn)”和“生物儀器實(shí)訓(xùn)”以實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐為主;“生物分離技術(shù)與工程設(shè)備”理論教學(xué)對(duì)綜合應(yīng)用能力要求高（需要“微生物學(xué)”“生物化學(xué)”“化工原理”等多門(mén)基礎(chǔ)課程知識(shí)和一定實(shí)踐認(rèn)知水平）。因此，利用線上教學(xué)完成生物工程專業(yè)課程教學(xué)需要充分考慮專業(yè)特點(diǎn)，注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程間知識(shí)聯(lián)系的引導(dǎo)，選擇合適的線上教學(xué)模式和方法，以保證在線學(xué)習(xí)和課堂教學(xué)質(zhì)量實(shí)質(zhì)等效。

2 線上教學(xué)探索過(guò)程

2.1 課程資源整合過(guò)程

北京農(nóng)學(xué)院生物工程系自2006年建立以來(lái)，經(jīng)過(guò)不斷積累儲(chǔ)備了課程PPT講義和輔助教學(xué)視頻等資源，近兩年與北京東方仿真控制技術(shù)有限公司合作初步形成了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，老師們也陸續(xù)新建了一些課程資源，2020年又有了可利用免費(fèi)開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)慕課。面對(duì)不同來(lái)源的各種資源，首先需要根據(jù)生物工程專業(yè)特色和不同課程的特點(diǎn)進(jìn)行有效整合和合理設(shè)計(jì)以期達(dá)到為我所用。以“生物分離技術(shù)與工程設(shè)備”為例，柳春梅和薛飛燕兩位課程負(fù)責(zé)老師分別完成生物分離工程和生物工程設(shè)備理論部分課程資源整合、共同商討設(shè)計(jì)學(xué)生專題討論環(huán)節(jié);生物分離工程部分，柳老師優(yōu)化了已有PPT講義、錄制了小視頻（約10分鐘微課）、設(shè)計(jì)作業(yè)題和提供了愛(ài)課程和色譜課堂等網(wǎng)絡(luò)資源，在課前為學(xué)生提供PPT講義和微課視頻進(jìn)行預(yù)習(xí)，在課上直播PPT內(nèi)容和回答學(xué)生提問(wèn)，課后作業(yè)用于復(fù)習(xí)鞏固，網(wǎng)絡(luò)資源供學(xué)生自由選用;生物工程設(shè)備部分，薛老師整合了PPT講義、試題庫(kù)、動(dòng)畫(huà)演示和網(wǎng)絡(luò)課程資源，要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)PPT講義完成“課前測(cè)試”，課上聽(tīng)老師直播內(nèi)容并提問(wèn)討論，課后完成“課后測(cè)試”，課余可自愿選擇愛(ài)課程、網(wǎng)易公開(kāi)課等課程相關(guān)資源拓展學(xué)習(xí)。

2.2 教學(xué)平臺(tái)運(yùn)行過(guò)程

近年來(lái)，網(wǎng)絡(luò)授課平臺(tái)迅速增加且功能各具優(yōu)缺點(diǎn)：超星、職教云、雨課堂等國(guó)內(nèi)教學(xué)平臺(tái)積極響應(yīng)開(kāi)放教學(xué)平臺(tái);騰訊、釘釘、ZOOM、企業(yè)微信等社交平臺(tái)也為線上教學(xué)提供了方便。北京農(nóng)學(xué)院擁有校內(nèi)“在線教育綜合平臺(tái)”（課程中心），學(xué)校通過(guò)擴(kuò)容增速、優(yōu)化功能和提供全天候技術(shù)人員上線服務(wù)保障線上教學(xué)正常運(yùn)行。老師們根據(jù)生物工程專業(yè)課程特點(diǎn)、通過(guò)探討交流和嘗試運(yùn)行，并結(jié)合學(xué)生實(shí)際條件，遵循操作容易、功能適用和效果理想的原則，基本形成了利用“校內(nèi)課程中心+騰訊會(huì)議+雨課堂+微信群”的聯(lián)合教學(xué)平臺(tái)運(yùn)行線上教學(xué)活動(dòng)。

2.3 授課方式實(shí)施過(guò)程

線上教學(xué)方式主要包括錄播、分享屏幕直播、視頻會(huì)議模式等。根據(jù)課程特點(diǎn)選擇合適的授課方式至關(guān)重要：常明明老師采用直播和交互式教學(xué)模式講授“蛋白質(zhì)與酶工程”，提供了PPT講義、慕課等資源供學(xué)生自學(xué)，選擇直播課程重點(diǎn)內(nèi)容，并充分利用課程中心的答疑互動(dòng)模塊開(kāi)展師生的互動(dòng);劉京國(guó)老師根據(jù)“發(fā)酵工程”課程特點(diǎn)選擇了翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，課前為學(xué)生提供了PPT講義、慕課資源和作業(yè)題目，通過(guò)批改作業(yè)情況在直播課堂上以問(wèn)題為導(dǎo)向的方式講授;柳春梅老師將生物分離技術(shù)涉及的重點(diǎn)內(nèi)容錄制成5-10分鐘的短視頻微課上傳到課程中心供學(xué)生提前預(yù)習(xí)，直播詳細(xì)講授后通過(guò)課后作業(yè)檢測(cè)學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的掌握情況;薛飛燕將生物工程設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理的動(dòng)畫(huà)和講義PPT提前上傳課程中心供學(xué)生預(yù)習(xí)，并建設(shè)了相應(yīng)的試題庫(kù)，設(shè)置了“課前測(cè)試”和“課后測(cè)試”兩個(gè)模塊，學(xué)生預(yù)習(xí)后完成“課前測(cè)試”，老師根據(jù)測(cè)試情況有側(cè)重地直播串講課程內(nèi)容，學(xué)生聽(tīng)完直播后完成“課后測(cè)試”;“生物儀器分析實(shí)訓(xùn)”和“生物工程綜合實(shí)訓(xùn)”是兩門(mén)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程，均采用了東方仿真模擬平臺(tái)開(kāi)展線上實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，選擇了與課程原設(shè)計(jì)內(nèi)容相同或相近的模塊供學(xué)生在線完成操作和測(cè)試。

2.4 課堂管理摸索過(guò)程

“增加考勤和加大平時(shí)作業(yè)的考核力度，讓學(xué)生更加重視線上課程的學(xué)習(xí)”是比較公認(rèn)的在線教學(xué)課堂管理的有效方法。該方法的應(yīng)用如果適度增加技巧性、合理性和趣味性收效會(huì)更佳：如劉京國(guó)老師利用反轉(zhuǎn)課堂，通過(guò)增加課堂問(wèn)答互動(dòng)，即“問(wèn)題導(dǎo)向”提高了學(xué)生課堂管理質(zhì)量;常明明老師每周要求學(xué)生提交課堂筆記通過(guò)筆記質(zhì)量考核平時(shí)成績(jī)，即“任務(wù)導(dǎo)向”保證了學(xué)生課堂管理整體水平;薛飛燕老師就生物反應(yīng)器類型教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)了學(xué)生分組討論完成“不同類型生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用”并PPT在線展示的環(huán)節(jié)，即“角色互轉(zhuǎn)”增強(qiáng)了學(xué)生參與課堂管理的積極性;柳春梅老師有時(shí)會(huì)利用雨課堂拋出一個(gè)問(wèn)題要求選擇其反面答案來(lái)調(diào)節(jié)課堂氣氛，即“出其不意”提高了課堂趣味性和學(xué)生自覺(jué)性。

3 線上教學(xué)實(shí)踐效果

3.1 充分調(diào)研學(xué)生實(shí)際情況，確保設(shè)計(jì)安排與條件保障相吻合

為更好完成線上教學(xué)，首先充分調(diào)研學(xué)生端的實(shí)際條件，如具備硬件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)條件等。北京農(nóng)學(xué)院“生物分離技術(shù)與工程設(shè)備”課程是生物工程專業(yè)的必修課、是生物技術(shù)專業(yè)的選修課，在上課前就“學(xué)習(xí)設(shè)備、學(xué)習(xí)平臺(tái)、已修課程、授課時(shí)長(zhǎng)和授課方式”等各方面設(shè)計(jì)了問(wèn)卷調(diào)查，了解了學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)意愿后再開(kāi)展線上教學(xué)活動(dòng)。通過(guò)充分調(diào)研再安排課程實(shí)施結(jié)果表明，教師課程設(shè)計(jì)和學(xué)生端條件保障不會(huì)沖突，如學(xué)生普遍反映喜歡直播授課方式也具備直播學(xué)習(xí)條件;學(xué)生感覺(jué)到了被尊重和理解，也會(huì)報(bào)以尊重和理解的態(tài)度對(duì)待老師和課堂;提高了課堂效率，保障了教學(xué)質(zhì)量。

3.2 精心設(shè)計(jì)測(cè)試考核模塊，追求課前預(yù)習(xí)與課后鞏固相配合

通過(guò)不同方式設(shè)計(jì)“測(cè)試考核模塊”對(duì)課程教學(xué)效果保障至關(guān)重要?！罢n前測(cè)試”可以讓學(xué)生以問(wèn)題為導(dǎo)向提高自學(xué)效率，測(cè)試結(jié)果對(duì)教師直播授課設(shè)計(jì)提供了第一手資料;“課后測(cè)試”學(xué)生一方面鞏固了直播課程內(nèi)容，另一方面因測(cè)試分?jǐn)?shù)往往高于課前測(cè)試而增強(qiáng)了“自信心”和“獲得感”。如此，通過(guò)測(cè)試課前預(yù)習(xí)和課后鞏固相配合，課程學(xué)習(xí)效果明顯增強(qiáng)。需要強(qiáng)調(diào)的是，“測(cè)試考核”配合課堂授課效果雖好，但需要掌握好測(cè)試任務(wù)量和設(shè)計(jì)好難易度，否則會(huì)適得其反。

3.3 高效利用仿真模擬平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與實(shí)踐操作相結(jié)合

生物工程專業(yè)具有應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，其課程如果單純采用理論知識(shí)灌輸學(xué)習(xí)的方式，無(wú)實(shí)踐操作配合，很難全方位鍛煉其實(shí)際應(yīng)用技能。虛擬仿真平臺(tái)正好可以解決這一問(wèn)題，讓學(xué)生有身臨其境的感覺(jué)在線操作設(shè)備，運(yùn)行工藝、檢測(cè)控制質(zhì)量等;同時(shí)，如果操作失誤，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，糾正操作流程;在理論知識(shí)學(xué)習(xí)中實(shí)踐操作、在實(shí)踐操作中理解和消化理論知識(shí)?！吧飪x器分析實(shí)訓(xùn)”和“生物工程綜合實(shí)訓(xùn)”利用東方仿真平臺(tái)模擬了生物儀器分操作和青霉素發(fā)酵工藝調(diào)控，學(xué)生普遍反映對(duì)理論知識(shí)的理解更加深刻。

3.4 用心疏通師生交流渠道，實(shí)現(xiàn)合作學(xué)習(xí)與心靈溝通相融合

線上教學(xué)一方面可以利用QQ、微信等社交平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)師生的交流溝通，另一方面也可以充分利用校內(nèi)線上平臺(tái)交流互動(dòng)為課程建設(shè)留下寶貴的資料。如“蛋白質(zhì)與酶工程”課程學(xué)生充分利用課程中心“答疑討論”（下轉(zhuǎn)第151頁(yè)）（上接第148頁(yè)）模塊相互提問(wèn)解答，營(yíng)造了合作學(xué)習(xí)的良好氛圍;“生物分離技術(shù)與工程設(shè)備”課程老師設(shè)計(jì)了“課程學(xué)習(xí)剪影”模塊，老師通過(guò)圖片和文字向同學(xué)們分享了自己在線授課的情景、心情、付出和收獲;學(xué)生也同老師說(shuō)了好多知心話，有的反映自己最初不喜歡生物設(shè)備這些復(fù)雜冰冷的東西，通過(guò)觀看課程中心動(dòng)畫(huà)演示、直播課上老師講解和分組討論學(xué)生的影響漸漸喜歡上這些東西，有的分享了當(dāng)時(shí)分組討論時(shí)緊張的心情和認(rèn)真準(zhǔn)備的過(guò)程，有的分享了自己上課時(shí)手機(jī)、電腦、筆記本齊上陣的課堂學(xué)習(xí)情景;還有的甚至說(shuō)自己挺喜歡線上學(xué)習(xí)這種方式，感覺(jué)比線下課堂的學(xué)習(xí)效果還好。

基金項(xiàng)目：北京農(nóng)學(xué)院2020年生物工程核心技術(shù)應(yīng)用教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目（5046516642/030）

參考文獻(xiàn)

[1] 于亞萍.新形勢(shì)下“線上+ 線下”混合式教學(xué)模式探析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2020（10）：98.

[2] 張澤義.高等教育在線教學(xué)模式的實(shí)踐與啟示[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2020（36）：115-116.