新形勢下生物技術專業(yè)培養(yǎng)模式改革的思考

金華 孫婧靚 楊紅

［摘 要］ 為了適應新形勢下生物技術專業(yè)理論與實踐相結合的培養(yǎng)模式，以大連民族大學生物技術專業(yè)為例，從理論課程教學、實驗課程教學和實踐實習類課程教學三個方面進行了探討，將信息技術與傳統(tǒng)教學充分融合，探索線上線下混合式教學新模式?；谟暾n堂平臺，通過“課前準備—課堂講授—課后鞏固”三個環(huán)節(jié)的課程教學體系，將線上線下教學的特色和優(yōu)勢有機融合，以期激發(fā)學生的自主學習能力，提高學生的學習效率和教師的教學成效，為新形勢下生物技術專業(yè)培養(yǎng)模式的改革提供參考。

［關鍵詞］ 生物技術專業(yè)；雨課堂；線上線下融合；培養(yǎng)模式；教改實踐

［基金項目］ 2019年度大連民族大學本科教育教學改革研究與實踐項目（重點項目）“‘理論+實踐+競賽一體化的生物技術專業(yè)創(chuàng)新培養(yǎng)模式研究與實踐”（ZD201925）

［作者簡介］ 金 華（1971—），女（朝鮮族），吉林龍井人，博士，大連民族大學環(huán)境與資源學院教授，主要從事植物逆境生理與分子生物學研究；孫婧靚（1992—），女，遼寧大連人，博士，大連民族大學環(huán)境與資源學院講師（通信作者），主要從事植物逆境分子生物學研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）18-0061-04［收稿日期］ 2022-06-17

近年來，以轉基因技術、微生物發(fā)酵技術和生物制藥技術為主要內容的現(xiàn)代生物技術迅猛發(fā)展，給人們的生產和生活方式帶來巨大變革。生物制藥、生物能源、生物材料等新興領域的發(fā)展對生物技術領域人才有著強烈的需求［1］。高校生物技術專業(yè)以理學為主，與眾多相關學科交叉融合發(fā)展，旨在培養(yǎng)知識面廣、視野開闊、具有嚴謹邏輯思維和扎實生物專業(yè)技能的應用復合型人才。

自2020年以來，各大高校紛紛使用多樣的在線教學工具開展了線上教學工作，在一定程度上推進了我國高等教育教學由傳統(tǒng)的課堂教學模式向教育信息化邁進，促進了高校教育教學的改革，但同時也使生物技術專業(yè)人才培養(yǎng)面臨更大的挑戰(zhàn)［2］。生物技術人才培養(yǎng)需要理論與實踐緊密結合，以大連民族大學生物技術專業(yè)為例，除了理論課程教學外，學生還需通過實驗課、認知實習等大量實踐教學提升自身的實踐創(chuàng)新能力。而線上教學的局限性使得這些實踐課程無法開展，阻礙了學生深入實驗室、工廠、企業(yè)等場所進行實際動手能力的鍛煉，加劇了生物技術專業(yè)應用復合型人才培養(yǎng)的困難。

鑒于當前的形勢，如何充分利用“互聯(lián)網+”資源，發(fā)揮線上教學優(yōu)勢，豐富課堂教學模式，兼顧線下教學特色，有效開展理論和實踐教學工作，將線上線下有機融合，是對新形勢下生物技術專業(yè)培養(yǎng)模式優(yōu)化與改革的新思考。

一、理論課程教學方法的改革

大連民族大學生物技術專業(yè)理論課大多采用傳統(tǒng)課堂講授的方式進行授課，在授課過程中，教師與學生面對面交流，能夠與學生進行很好的互動，接收學生的實時反饋，并針對學生存在的問題及時做出回應。2020年，理論課的授課方式轉為線上，為理論課程教學帶來了很大挑戰(zhàn)。

（一）線上教學的弊端和優(yōu)勢

線上教學需要師生長時間使用手機、電腦等電子設備，因此，教學過程易受到硬件和網絡穩(wěn)定性影響。為保證網絡通暢，在授課過程中教師和學生通常會關閉攝像頭，這就導致師生之間失去了面對面交流的機會，教師無法在第一時間掌握學生對知識的接受情況，學生也無法及時進行反饋，從而使得教學過程處于一種“雙盲”狀態(tài)，影響學生學習的積極性，使學生很難集中注意力［3］。

雖然線上教學具有上述弊端，但與線下教學相比仍存在許多優(yōu)勢。首先，線上教學不受時間和空間的限制，學生可以隨時隨地進行課程學習。其次，線上的教學資源為學生課后復習提供了便利，學生可以反復觀看課程回放查漏補缺，提高學習效果。此外，學生可以充分利用互聯(lián)網上豐富多樣的學習資源，拓寬學科視野，滿足自身的不同學習需求［4］。

針對線上和線下教學的不同特點和優(yōu)勢，結合生物技術專業(yè)對人才培養(yǎng)的具體要求，我們建立了雨課堂與騰訊會議聯(lián)動的線上線下混合教學模式。

（二）雨課堂與騰訊會議聯(lián)動的線上線下混合教學模式

新版雨課堂實現(xiàn)了與騰訊會議的有效聯(lián)動，教師可以通過雨課堂直接喚醒騰訊會議窗口，借助屏幕共享展示課件；教師和學生也可以直接在騰訊會議中使用雨課堂的隨機點名、答題、板書、彈幕等互動功能，實現(xiàn)師生之間課前、課中、課后的全方位互動。通過線上線下融合教學，教師能夠將課件、視頻、慕課等多種形式的教學資源全覆蓋推送［5-6］。

結合線上教學的特點和雨課堂軟件的多種互動功能，我們建立了“課前準備—課堂講授—課后鞏固”三個環(huán)節(jié)的課程教學體系。在每個環(huán)節(jié)中，教師和學生分別完成不同的任務，以提升教師教學的成效與學生學習的主動性。下面以“生物化學”課程中脂質相關內容的講解為例進行介紹。

1.課前準備環(huán)節(jié)。課前準備環(huán)節(jié)包括教師課程教學資源的準備和學生自主學習兩部分。通過對“生物化學”課程教學大綱與知識體系的深入分析，教師總結課程的重點與難點，結合視頻、圖片、鏈接等多樣化的教學資源制成預習課件；學生通過預習課件，進行自主學習，了解教學內容和計劃，并在雨課堂中標注“不懂”的內容，在課堂講授時著重注意教師對“不懂”內容的講解，以提高學習效率。

2.課堂講授環(huán)節(jié)。教師通過雨課堂直接喚醒騰訊會議窗口，開啟云錄制，通過屏幕共享展示課件，并提醒學生簽到。在講授新知識前，通過軟件發(fā)布習題，比如：脂質的分類有哪些？飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸的區(qū)別是什么？借此了解學生的預習情況，并查看學生標注“不懂”的內容，及時調整教學進度。課上，學生通過雨課堂的彈幕、投稿等功能與教師進行實時互動，參與課堂討論，教師通過隨機點名、發(fā)布測驗等功能檢驗學生的學習情況，第一時間對學生的疑問給予反饋［7］。為激發(fā)學生的學習興趣，在授課過程中，教師要注重將枯燥乏味的知識與生活實際結合。比如，動脈粥樣硬化是哪些因素引發(fā)的？在日常飲食中我們該注意什么？蛋糕中使用的植物奶油真的比動物奶油更健康嗎？學生帶著問題去聽課，更容易理解復雜難懂的生化概念和知識。課程結束前，教師針對課程內容發(fā)布限時隨堂測試，并借助雨課堂的后臺數據了解學生的答題情況，進行有針對性的講解答疑，加深學生對課程內容的理解。

3.課后鞏固環(huán)節(jié)。教師根據課堂講授和隨堂測驗答題情況，結合課程知識點，通過雨課堂發(fā)布課后作業(yè)，批閱后統(tǒng)計成績并反饋給學生。學生可以在課后隨時回看錄播課程對知識進行復習，全面掌握課程內容；同時，可以與教師進行在線討論，彌補課堂時間有限、交流溝通機會少的缺陷，有助于教學效果的進一步提高［4］。

二、實驗課程教學方法的改革

實驗課是生物技術專業(yè)教學內容中不可或缺的一環(huán)，以大連民族大學生物技術專業(yè)為例，為了培養(yǎng)學生的動手操作能力及嚴謹的科研思維，開設了“植物生理學實驗”“分子生物學實驗”“微生物學實驗”等課程。傳統(tǒng)的實驗課程都是線下進行，教師先講解實驗目的、原理和步驟，再指導學生開展實驗。而線上教學給實驗課程的授課帶來了巨大困難，學生無法走進實驗室親自動手操作，很大程度上打擊了學生的積極性，也使實驗課程教學成效甚微。為了能夠保證實驗課程教學的順利開展，我們對實驗課程教學方法進行了改革。

課前，教師進行課前動員，將課程內容和形式介紹給學生；分組完成后，通過雨課堂將實驗目的、原理、內容步驟等以視頻、動畫、課件等多種形式發(fā)布，并布置學習任務以督促學生提前完成課程內容的預習［5］。如果條件允許，教師可以提前錄制實驗的全部流程，并融合網上的資源課程形成特定的資源包，不論是線下教學還是線上教學，都可以作為學習資源發(fā)給學生學習參考。

課上，教師根據雨課堂后臺提供的學生課前預習情況，有針對性地講解和示范實驗的重點內容，對學生提出的問題進行答疑，并采用虛擬仿真技術輔助實驗課程教學。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)不僅可以仿真創(chuàng)建和模擬實驗室的真實場景，讓學生仿佛置身在實驗室中，熟悉實驗環(huán)境、實驗儀器和試劑藥品，而且能夠使學生隨時隨地進行仿真實驗的模擬訓練，從儀器參數的設定到每一種試劑的添加，全方位模擬實驗的真實操作過程［8］。課程結束后，教師在雨課堂平臺發(fā)布練習題，并要求學生在線提交實驗報告，綜合習題和實驗報告的完成情況，給出實驗課的最終成績。每堂實驗課結束后，教師要及時了解學生對課程講授形式和內容的反饋，及時調整教學進度和教學方法，從而達到預期的教學目標。

通過虛擬仿真實驗，能夠讓學生有更好的沉浸式體驗，大大提升學生的學習興趣，起到良好的教學效果［9］。學生在完成虛擬仿真實驗后，可以進一步分組進入實驗室進行真實的實驗訓練，加深學生對實驗內容的理解和掌握，提高實驗課程教學質量。

三、實踐實習類課程教學方法的改革

為了能夠適應社會對生物技術專業(yè)人才的需求，培養(yǎng)具有嚴謹邏輯思維和較強實踐能力的應用型人才，大連民族大學生物技術專業(yè)開設了一系列實踐實習類課程，例如“植物認知實習”“認識實習”（參觀大連森茂現(xiàn)代農業(yè)有限公司、大連珍奧集團等）和“生產實習”（參觀大連蓋世健康食品有限公司、浙江歌禮藥業(yè)），讓學生走進工廠和企業(yè)，了解生物技術在實際生活中的應用，激發(fā)學生對專業(yè)的熱愛以及學習積極性，將理論與實踐進一步融合。

2020年，部分學生無法按時返校，在校學生也很難按照計劃開展實踐實習類課程。為了保證實踐類課程教學質量，對實踐實習類課程的線上線下融合教學模式進行了改革。

（一）“植物認知實習”課程

作為生物技術專業(yè)的一門重要的實踐類課程，“植物認知實習”一直受到師生的高度重視。傳統(tǒng)的“植物認知實習”課程一般是由本專業(yè)相關授課教師和外聘指導教師共同帶隊，于仙人洞國家級自然保護區(qū)實習基地開展包括學習植物分類、了解植物標本制作等在內的一系列教學活動，以培養(yǎng)學生的溝通協(xié)作能力和動手創(chuàng)新能力。新形勢下，“植物認知實習”教學模式亟須將線上線下教學有機融合，以保證實習的成效。

首先，教師進行線上學習資源包的準備，由實習基地指導教師錄制仙人洞國家級自然保護區(qū)內多種植物資源的講解視頻作為主要的線上課程，對植物分類、生理特性、標本制作方法等內容進行介紹，此外，教師準備了課件、視頻、慕課等多種形式的課程資源，通過線上平臺推送給學生自主學習。完成線上學習后，學生以小組為單位，在校園自主開展植物識別活動，利用碎片化時間進行學習［10］。在認知植物的過程中，小組成員共同拍攝照片和視頻，并采集不同植物的根、莖、葉、花、果實等不同組織進行標本制作；通過查閱資料，對拍攝照片和采集到的植物進行分類鑒定，最后通過小組匯報的形式展示植物野外實習成果［3］。教師根據學生的匯報內容進行講解和評價，并對“植物認知實習”課程進行總結；在條件允許的情況下，教師再組織學生在校園內或學校周邊開展植物認知活動，以充分調動學生的積極性，讓學生更具有參與感，在保證實習順利開展的同時，培養(yǎng)了學生的團隊協(xié)作能力和自主探究能力。

（二）“認識實習”與“生產實習”課程

對于參觀生物公司和制藥公司的“認識實習”和“生產實習”課程，由于特殊情況，學生雖然不能走進工廠和企業(yè)親身感受和學習，但仍然可以通過多途徑、多渠道和多方法保證線上實習的質量，讓學生提前了解各個行業(yè)領域人才所需具備的技能及工廠企業(yè)運轉的流程，掌握職業(yè)信息，從而有選擇、有針對性地提升自身能力和素養(yǎng)，為未來的職業(yè)選擇奠定基礎。

另外，校方可以與相關企業(yè)合作錄制視頻，介紹企業(yè)基本信息、業(yè)務范圍、工藝制作流程、重要設備的運行原理、操作方法等，并使用虛擬仿真技術加以輔助教學，讓學生足不出戶對企業(yè)的運營和整個生產過程有整體的認知［11-12］。此外，邀請企業(yè)中的頂尖技術人員直播授課，介紹實際應用中的前沿技術，彌補教師紙上談兵的不足，將課本知識與實踐有機結合。根據工廠和企業(yè)實際生產中所使用的生物技術，在條件允許的情況下，教師組織學生進入實驗室開展相關的小實驗，鞏固和深化所學知識與技能。通過線上線下混合式教學，有助于將課堂中所學的理論知識與生物技術相關行業(yè)的需求接軌，培養(yǎng)出企業(yè)真正需要的專業(yè)人才。

結語

生物技術專業(yè)是一個需要理論教學與實踐教學相結合的應用型專業(yè)，在新形勢背景下，線上線下混合式教學已然成為必然選擇，如何利用“互聯(lián)網+”資源、多樣化的線上教學平臺及虛擬仿真技術將線上教學的優(yōu)勢最大化，同時兼顧線下教學良好的溝通互動模式，保質保量地完成教學任務，激發(fā)學生的自主探究能力和實踐能力是高校教師共同面臨的挑戰(zhàn)。在當前形勢下，學校需要加大對在線教學設備硬件的投入，構建完善的線上教學平臺，教師需要不斷加強業(yè)務水平，提升相關技能，通過線上線下融合的“理論+實驗+實踐”教學，培養(yǎng)更多優(yōu)秀的生物技術產業(yè)人才。

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Thinking on the Reform of Cultivation Mode of Biotechnology Major under the New Situation

JIN Hua， SUN Jing-liang， YANG Hong

（College of Environment and Bioresources， Dalian Minzu University， Dalian， Liaoning 116600， China）

Abstract： In order to adapt to the combination of theory and practice cultivation mode of biotechnology major in the new era， fully integrate information technology with traditional teaching and explore new teaching mode of online and offline integration， the paper takes the biotechnology major of Dalian Minzu University as example， and discusses three aspects including theory teaching， experiment teaching and practice internship teaching. Based on the platform of Rain Classroom， the teaching system of “preparation before class， lecture in class and consolidation after class” organically integrates the characteristics and advantages of online and offline teaching to stimulate students independent learning ability， improve students learning efficiency and teachers teaching effectiveness. It provides reference for the reform of cultivation mode of biotechnology major under the new era.

Key words： biotechnology major; Rain Classroom; online and offline integration; training mode; teaching reform and practice