農(nóng)學(xué)專業(yè)《生物技術(shù)概論》課程教學(xué)改革研究

石 菁

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,甘肅 蘭州 730070)

農(nóng)學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)旨在培養(yǎng)符合國民經(jīng)濟建設(shè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需要的綜合性創(chuàng)新人才,這些人才應(yīng)具備德智體美全面發(fā)展的能力,掌握堅實的作物生產(chǎn)理論知識和扎實的實踐技能,應(yīng)具有良好創(chuàng)新意識和熟悉現(xiàn)代生物技術(shù)、信息技術(shù)的能力;能在農(nóng)學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域從事作物生產(chǎn)與規(guī)劃、作物遺傳改良、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)、農(nóng)村區(qū)域發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化管理經(jīng)營等工作。《生物技術(shù)概論》是農(nóng)學(xué)類專業(yè)的一門專業(yè)素質(zhì)教育課程,旨在普及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)知識和培養(yǎng)高素質(zhì)人才。課程有以下目標(biāo):首先,思政教育培養(yǎng)學(xué)生學(xué)農(nóng)愛農(nóng)的情懷,增強專業(yè)自信心;其次,思維導(dǎo)圖使學(xué)生高效掌握生物技術(shù)包括的五類工程的基本原理、技術(shù)和方法;最后,專題匯報、項目式學(xué)習(xí)活動讓學(xué)生深入了解國內(nèi)外生物技術(shù)各領(lǐng)域的歷史、現(xiàn)狀和未來發(fā)展方向,拓展知識面與視野、培育綜合素養(yǎng)。

一、挖掘生物技術(shù)所蘊含的特有思政元素,自然融入教學(xué)內(nèi)容

(一)引導(dǎo)學(xué)生“愛我所選”——學(xué)農(nóng)就要愛農(nóng)

農(nóng)科專業(yè)學(xué)生“學(xué)農(nóng)不愛農(nóng)”現(xiàn)象普遍,農(nóng)科專業(yè)的學(xué)生普遍存在對本專業(yè)認(rèn)知上的偏見和對從事農(nóng)業(yè)相關(guān)工作的意愿和專業(yè)認(rèn)同度不高的問題,這可能是由歷史傳統(tǒng)、社會觀念、家庭期望、價值認(rèn)同等原因造成的。并且,通過這幾年我們的調(diào)查問卷來看,涉農(nóng)專業(yè)大學(xué)生畢業(yè)從事農(nóng)業(yè)相關(guān)工作的意愿和專業(yè)認(rèn)同度都很低。針對這種情況,應(yīng)該通過思想意識的引導(dǎo)和價值觀的培育,讓農(nóng)科專業(yè)大學(xué)生真正了解農(nóng)業(yè),找到自己興趣和專業(yè)結(jié)合點,提升專業(yè)自豪感,這是我們農(nóng)學(xué)專業(yè)教師教書育人所要解決的首要問題,這也是本課程努力挖掘思政元素、對學(xué)生進(jìn)行啟蒙的根本動機。因此,我們應(yīng)該在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的重要性,鼓勵學(xué)生到實際田間去了解農(nóng)業(yè),促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行真正的實操環(huán)節(jié)。同時,教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀、價值觀,加強對農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的認(rèn)同感和向心力。這樣,我們才能使農(nóng)科專業(yè)學(xué)生真正地了解農(nóng)業(yè),熱愛農(nóng)業(yè),發(fā)揮專業(yè)技能,為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

(二)育人先育心,教書和育人協(xié)同

在《生物技術(shù)概論》的教學(xué)過程中,授課教師秉承著“學(xué)農(nóng)、愛農(nóng)、知農(nóng)”的價值觀,這是課題組一年來新加入的一項學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)?！渡锛夹g(shù)概論》作為一門綜合性極強的學(xué)科,應(yīng)用范圍很廣。為了幫助學(xué)生更好地理解和融會貫通所學(xué)內(nèi)容,可以在課程教學(xué)中尋找與專業(yè)倫理、家國情懷、國際視野、創(chuàng)新思維等相關(guān)德育元素的“觸點”和“融點”[1]。結(jié)合學(xué)習(xí)內(nèi)容穿插本學(xué)科領(lǐng)域杰出校友的科研成就、省內(nèi)身邊的畢業(yè)學(xué)子在農(nóng)業(yè)、種業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)成就、以及當(dāng)下發(fā)生的關(guān)于農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)出口貿(mào)易、糧食價格波動等時事熱點問題,農(nóng)業(yè)部對糧食安全提升到政治戰(zhàn)略高度等內(nèi)容(表1),從而建立學(xué)生對專業(yè)的信心,正所謂,澆花要澆根,育人要育心。學(xué)生的學(xué)科自信心建立穩(wěn)固了,對課堂活動的參與自然也會表現(xiàn)出更積極的興趣。

表1 《生物技術(shù)概論》融入課程思政元素設(shè)計表

(三)思政元素發(fā)揮“潤物無聲”的功能

課程思政是在高校非思政課程教學(xué)中挖掘思政元素和資源。生物技術(shù)概論思政(德育)目標(biāo)是通過生物技術(shù)基本理論的學(xué)習(xí)幫助學(xué)生更好地認(rèn)識生命、尊重生命,并建立正確的人生觀、價值觀、科研觀[2][3]。了解生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用情況,樹立糧食安全意識,牢記“食品安全關(guān)系中華民族未來”,落實好食品安全戰(zhàn)略,從而幫助應(yīng)對當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)。針對學(xué)生普遍存在對農(nóng)科專業(yè)學(xué)習(xí)熱情不高,畢業(yè)后涉農(nóng)就業(yè)的比例偏低,農(nóng)業(yè)人才不斷流失這樣的困境,建立農(nóng)科學(xué)生專業(yè)自信心和自豪感是非常必要的。如在本課程開篇緒論中講到生物技術(shù)在解決人類所面臨的三大危機、五大問題中的作用,并提到“中國是農(nóng)業(yè)大國,民以食為天,食以糧為安”。糧食安全事關(guān)國家穩(wěn)定,通過回顧脫貧攻堅取得的成績和廣大農(nóng)村基層工作人員在其中發(fā)揮的中堅力量,以及習(xí)近平總書記在黑龍江省考察時的講話:“中國人要把飯碗端在自己手里,而且要裝自己的糧食?！蔽覀円龑?dǎo)學(xué)生思考如何應(yīng)對糧食安全,出路在科技,也就是“地怎么種,培育優(yōu)良的品種”的問題,從而自然引申到本節(jié)重點-生物技術(shù)育種,即如何通過科技手段提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量,從而實現(xiàn)糧食安全。

二、發(fā)揮思維導(dǎo)圖的優(yōu)點,有機融入用于課程教學(xué)前、中、后

(一)生物技術(shù)概論理論部分內(nèi)容涉及面廣、原理抽象,學(xué)生理解困難

《生物技術(shù)概論》是自然科學(xué)領(lǐng)域中涵蓋范圍最廣的學(xué)科之一,現(xiàn)代生物技術(shù)體系中所包含了基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程以及酶和蛋白質(zhì)工程等繁雜內(nèi)容。然而,這些專業(yè)知識對于學(xué)生而言普遍較為抽象難懂,使得很多學(xué)生很難將它們?nèi)跁炌?。尤其是基因工程原理更是被學(xué)生普遍反映為抽象且難以理解的內(nèi)容[4]。因此,學(xué)生常常缺乏深入探究的動力,進(jìn)而影響對該課程的興趣。在這種情況下,如何消除學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的顧慮和思想負(fù)擔(dān),建構(gòu)每個學(xué)生自己掌握知識的框架體系,讓學(xué)生在掌握課程基礎(chǔ)知識的同時,還能有效地提高分析問題和解決問題的能力,這是教師需要解決的首要問題。

《生物技術(shù)概論》涉及眾多理論知識及其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用,通過學(xué)科思維導(dǎo)圖優(yōu)化教學(xué)活動,讓學(xué)生習(xí)得一種高效的思維方法,這種思維方法可以應(yīng)用于學(xué)習(xí)新知、記錄筆記和復(fù)習(xí),從而提高學(xué)習(xí)效率。

(二)將思維導(dǎo)圖教學(xué)模式代入生物技術(shù)體系原理及理論章節(jié)的教學(xué)中

思維導(dǎo)圖融入課程教學(xué)內(nèi)容的具體開展環(huán)節(jié)包括三個階段:①課前預(yù)習(xí)階段:教師將下節(jié)講授內(nèi)容以思維導(dǎo)圖形式從在線學(xué)習(xí)平臺發(fā)送學(xué)生,學(xué)生以思維導(dǎo)圖為框架預(yù)學(xué)課程內(nèi)容的難點和重點;②課后反思整理階段:一章的學(xué)習(xí)內(nèi)容結(jié)束后教師布置作業(yè),學(xué)生手繪或利用軟件繪制思維導(dǎo)圖,并在教師推送的思維導(dǎo)圖框架基礎(chǔ)上進(jìn)行填充,完成后提交到學(xué)習(xí)平臺;③期末復(fù)習(xí)階段:期末考試復(fù)習(xí)時,學(xué)生以繪制思維導(dǎo)圖的形式將一學(xué)期所學(xué)課程內(nèi)容全面串聯(lián)和總結(jié),并從不同的角度構(gòu)建完整的生物技術(shù)五大工程的知識網(wǎng)絡(luò)體系[5]。此外,還選取了大量科研項目實驗中與所講授內(nèi)容對應(yīng)的照片,形象地輔助學(xué)生理解抽象原理,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。這種方式既能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,又能夠提高他們對所學(xué)知識的理解和記憶效果。

三、引入有趣的教學(xué)手段和方法,讓學(xué)生積極參與課堂活動

(一)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣不高,不能學(xué)以致用、聯(lián)系專業(yè)、規(guī)劃未來

在教學(xué)中可以感受到學(xué)生對于接觸生命科學(xué)領(lǐng)域最新的前沿進(jìn)展的熱情,這也是生物技術(shù)的魅力所在。但在課堂教學(xué)和師生互動問答中,如何持續(xù)地培養(yǎng)學(xué)生主動積極關(guān)注國際國內(nèi)生命科學(xué)前沿動態(tài)、擁有成長型思維、理性思考自身學(xué)習(xí)能力、樂于分享、有效溝通、流暢表達(dá)等能力卻是一個具有挑戰(zhàn)性的問題。實際上,這些能力都有助于學(xué)生在學(xué)習(xí)中找到生物技術(shù)與本專業(yè)的結(jié)合點,并將其融合到專業(yè)知識體系中,為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及今后從事與生物技術(shù)相關(guān)行業(yè)科研和工作打下良好的基礎(chǔ)。因此,如何真正實現(xiàn)這樣的能力提升,這是當(dāng)前需要深入探討的問題。教學(xué)過程中,教師的角色是學(xué)生學(xué)習(xí)的助手,教師可在課堂講授前提供課程內(nèi)容重點預(yù)學(xué)知識點、查閱相關(guān)學(xué)習(xí)資料的方法和網(wǎng)站資源給學(xué)生,給學(xué)生布置自學(xué)和預(yù)學(xué)任務(wù),上課之前學(xué)生必須完成預(yù)學(xué)任務(wù),教師抽查學(xué)習(xí)情況,計為過程性考核的一項成績。如此一來,有了充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動性的預(yù)學(xué)環(huán)節(jié)后,學(xué)生便帶著自學(xué)成果和學(xué)習(xí)疑惑來到課堂,講臺不再單純是教師主講,已成為師生共同探討問題的陣地。

(二)師生討論互動式教學(xué)模式在生物技術(shù)應(yīng)用章節(jié)的教學(xué)中廣泛展開

為了更全面、準(zhǔn)確地評價學(xué)生的知識掌握和運用、理性思考和知識轉(zhuǎn)化的能力。在生物技術(shù)應(yīng)用篇章節(jié)的教學(xué)中,采用了多維度考核的方式,如互動式、專題式、案例式的教學(xué)模式,有問答討論、交流辯論、學(xué)生PPT展示等活動,并結(jié)合過程性考核改革建立了課程考核評價體系。實施過程為:①課前準(zhǔn)備活動:在課程開始之前,將學(xué)生劃分為小組,并通過優(yōu)慕課教學(xué)平臺提前發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)和教學(xué)資源。對于一個大主題下的每個小組,可以選擇自己感興趣的方向,查找最近的研究進(jìn)展和成果。培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)習(xí)慣的同時,也能增加學(xué)生之間的互動和協(xié)作。②課堂參與式學(xué)習(xí)活動:在課堂上,學(xué)習(xí)小組內(nèi)每位同學(xué)可以提議一個與學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的研究主題,經(jīng)過教師審核后,確定研究主題。小組成員進(jìn)行階段性的學(xué)習(xí)進(jìn)展匯報,并在研究結(jié)束后展示學(xué)習(xí)成果或作品[6]。小組之間進(jìn)行互評交流并現(xiàn)場打分,在整個過程中教師可以更好地了解學(xué)生感興趣、敏感的主題,學(xué)習(xí)難點在哪里,并適時給予指導(dǎo),最后,師生互動、教師總結(jié)。

四、教學(xué)創(chuàng)新效果及成果

(一)學(xué)生上課時的精神風(fēng)貌大有轉(zhuǎn)變,專業(yè)自豪感有所增強

課程教學(xué)中,授課老師通過引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注中國乃至全球農(nóng)業(yè)技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀,讓他們了解國家生物技術(shù)農(nóng)業(yè)的戰(zhàn)略,并明白國家大力投資育種是實現(xiàn)種業(yè)強國夢這樣的背景后,提高了學(xué)生對自己專業(yè)的認(rèn)同感和學(xué)習(xí)積極性,讓思政元素悄然融入科學(xué)知識的傳授過程中,真正發(fā)揮潤物無聲的功能[7]。在課堂互問答環(huán)節(jié)中,可以感覺到學(xué)生的參與度和積極性有很明顯地提高。例如,在課堂上,在講到種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”論中美貿(mào)易戰(zhàn)影響農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)出口課題時,有學(xué)生在課堂交流中說道:“通過了解中美貿(mào)易戰(zhàn)對農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)出口的影響這個課題,了解了大豆、玉米這兩大作物我國育種的現(xiàn)狀后,深刻感受到作為育種人的品質(zhì)和所肩負(fù)的責(zé)任。只有依靠科技育種,才能實現(xiàn)真正的農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,保障國家糧食安全。而我們作為農(nóng)學(xué)、種子專業(yè)的學(xué)生,需要不斷學(xué)習(xí)和探索,為實現(xiàn)種業(yè)強國夢貢獻(xiàn)自己的力量?！边@位同學(xué)的發(fā)言充分說明了本課程對學(xué)生的影響,讓他們對自己所學(xué)的專業(yè)和未來有了更深刻的認(rèn)識和理解,可以看出,思政教育的確是不但能增加課程教學(xué)的趣味性,激發(fā)了學(xué)生的探究興趣,還有效推動了課堂內(nèi)容的延伸拓展[8]。

(二)思維導(dǎo)圖以清晰的脈絡(luò)如播放電影般在學(xué)生腦海中構(gòu)建出系統(tǒng)的知識網(wǎng)絡(luò)

課程教學(xué)中,將思維導(dǎo)圖全程融入教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)過程,助力學(xué)生理清零碎知識點之間的脈絡(luò)關(guān)聯(lián),解決了大量知識點記憶困難問題。以基因工程這一章為例,使用思維導(dǎo)圖概括基因工程“切、結(jié)、轉(zhuǎn)、增、篩、鑒、表”技術(shù)路線所有相關(guān)知識點(見圖1),不僅調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性,也減輕了學(xué)生期末考試復(fù)習(xí)壓力[9]。從試卷的成績來看,學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握情況明顯優(yōu)于前幾屆學(xué)生,如果考核方式不變,該門課程學(xué)生期末考試成績的平均分為79.08分,較上一屆高出3.2分。此外,在上學(xué)期實施思維導(dǎo)圖融入教學(xué)的2020級種子專業(yè)學(xué)生中,以匿名調(diào)查問卷的方法對教學(xué)效果進(jìn)行了客觀和全面的評估。問卷以學(xué)習(xí)驅(qū)動力、自主學(xué)習(xí)能力、知識點的掌握和復(fù)習(xí)效率、教學(xué)模式以及思維導(dǎo)圖應(yīng)用6個維度展開,共回收32份匿名問卷,調(diào)查結(jié)果顯示,90%的學(xué)生已經(jīng)將思維導(dǎo)圖應(yīng)用到了各門課程課堂筆記記錄中,98%的學(xué)生認(rèn)為思維導(dǎo)圖提升了學(xué)習(xí)效能,期末復(fù)習(xí)效率也得到提高。

圖1 基因工程思維導(dǎo)圖

(三)互動討論、專題式匯報的教學(xué)模式受學(xué)生歡迎

在近兩年的教學(xué)中,項目式學(xué)習(xí)、辯論與討論、專題研究匯報這樣的教學(xué)模式更多地融入課堂,同時教研室通過課程組教師進(jìn)行教學(xué)觀摩、教師自我評價反思教學(xué)效果、集體備課研討、邀請督導(dǎo)點評、向?qū)W生發(fā)放問卷調(diào)查這些形式,對教學(xué)活動更有效地開展提出了建議和意見。課程教學(xué)結(jié)束后,通過對學(xué)生成績、教學(xué)模式滿意度、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣方法、自我學(xué)習(xí)能力提高等多個維度進(jìn)行考察,每個維度設(shè)置不同響應(yīng)梯度并賦值,統(tǒng)計學(xué)生在這種教學(xué)模式應(yīng)用前與應(yīng)用后的響應(yīng)數(shù)值,利用SPSS26統(tǒng)計軟件進(jìn)行t檢驗(表2)。

表2 教學(xué)模式應(yīng)用前后學(xué)生的響應(yīng)

統(tǒng)計結(jié)果發(fā)現(xiàn)這種創(chuàng)新的教學(xué)模式在《生物技術(shù)概論》課程中取得了良好的效果。檢驗結(jié)果顯示:在《生物技術(shù)概論》課程中應(yīng)用這種創(chuàng)新的教學(xué)模式,學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性、教學(xué)模式滿意度和學(xué)習(xí)興趣激發(fā)方面有極顯著的提高(P≤0.01),同時也在一定程度上提高了末考成績(0.01≤P≤0.05)。這表明這種新的教學(xué)模式可以更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。在今后的教學(xué)中,我們將繼續(xù)探索更加有效的教學(xué)模式和方法,不斷完善課程教學(xué)體系,提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和實踐能力。同時,也會加強與其他學(xué)科的交叉融合,拓展學(xué)生的知識視野和思維方式,促進(jìn)他們在未來的職業(yè)道路上取得更大的成功。

五、結(jié)語

總體來說,《生物技術(shù)概論》課程教學(xué)改革緊緊圍繞“德育思政打根基、思維導(dǎo)圖建體系和教學(xué)活動拓能力”的育人目標(biāo),采用“效果導(dǎo)向”的教學(xué)設(shè)計理念,進(jìn)行多種線上線下探究思考、討論互動為主的教學(xué)模式,加深師生之間的互動交流。我們始終相信,教人先育心,教師多站在學(xué)生的角度去思考,贏得學(xué)生信任,良好的師生關(guān)系亦是學(xué)生主動完成學(xué)習(xí)任務(wù)的源泉和動力。在教學(xué)過程中,注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和實踐能力,引導(dǎo)學(xué)生開展專題研究、項目式學(xué)習(xí)、辯論與討論等多種學(xué)習(xí)形式,以激發(fā)學(xué)生的探究欲望和創(chuàng)新意識。同時,在教學(xué)活動中,加強授課教師與學(xué)生的互動交流,鼓勵學(xué)生表達(dá)個人觀點,多角度思考問題,從而幫助他們更好地理解和掌握所學(xué)知識?？傊?課程教學(xué)改革旨在提高學(xué)生專業(yè)認(rèn)同感,引導(dǎo)學(xué)生干一行愛一行;充分運用思維導(dǎo)圖這個有效的學(xué)習(xí)記憶工具,幫助學(xué)生輕松學(xué)習(xí)課程理論知識;通過多種教學(xué)模式和方法,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究熱情,在豐富有趣的課堂活動中培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。