《海洋生物技術》課程的教學改革探索

郝凌云

(深圳大學生命與海洋科學學院， 深圳 518060)

海洋覆蓋地球表面積70%以上， 蘊含上億種生物，是一個巨大的資源寶庫。 合理開發(fā)和利用海洋生物資源能夠為人類所面臨的全球性挑戰(zhàn)如資源匱乏、能源危機、環(huán)境污染等提供解決方案。 海洋生物技術興起于20世紀80年代末， 旨在通過現代生物技術對海洋生物進行研究， 對其遺傳特性進行改良特別是經濟品種的性狀改良， 并開發(fā)對人類和社會經濟發(fā)展有用的生物產品，提供相應技術服務。 海洋生物技術是近年來的研究熱點之一， 也是世界各海洋大國競爭的焦點之一。 發(fā)展海洋技術能夠為保障海洋生產力、 促進海洋生物資源的可持續(xù)開發(fā)和利用提供解決方案。 廣東省是我國海洋經濟發(fā)展的核心區(qū)之一，深圳市政府也著力發(fā)展海洋科技、建設海洋城市。 因此，在地方院校面向海洋科學及生物技術專業(yè)的學生開設海洋生物技術作為專業(yè)選修課， 不僅能夠幫助學生拓寬知識面、 掌握多種生物技術在科研領域的應用， 了解國內外海洋生物技術的研究現狀、熱點及未來方向，同時也符合本地教育需求，對培養(yǎng)專業(yè)領域人才具有重要意義。

海洋生物技術作為海洋生物學與現代生物技術的交叉學科，涉及基因工程、蛋白質工程、細胞工程、發(fā)酵工程、 海水養(yǎng)殖病害的診斷和防治等多學科內容，知識覆蓋面較廣。 目前該課程的教授面臨的主要問題包括：1） 課程的部分知識要點在其他生物專業(yè)課如分子生物學和細胞生物學等課程中已經涉及，導致部分學生特別是大三的學生在學習過程中容易喪失注意力，不夠重視；2）該課為純理論課程，缺少實踐環(huán)節(jié)， 生物技術專業(yè)的學生對于海洋生物缺乏了解，難以產生共鳴，導致課堂活躍度不夠，氣氛沉悶；3） 學生在學習過程中依然存在缺乏主觀能動性的問題，對于知識的掌握停留在理論階段，不會主動進行延伸思考，導致理論學習和實踐應用的脫節(jié)。 因此，如何在有限的教學周期內突出教學重點、提高教學質量、 培養(yǎng)真正能夠學以致用的創(chuàng)新性人才是授課老師所面臨的挑戰(zhàn)。

為了讓學生能夠充分理解并掌握分子生物學、生物化學及細胞生物學等領域的經典和前沿生物技術的原理、操作流程及其在海洋生物科研中的應用，筆者結合課程目標及近三年來個人的教學體會，在優(yōu)化教學內容、 改進教學方法和手段以及改革考核方式方面進行了初步的探索和創(chuàng)新，構建了“海洋特色突出、理論和科研應用結合、顛倒課堂、綜合性考核”的新型教學體系，取得了較好的教學效果，能夠進一步發(fā)揮學生的主觀能動性， 培養(yǎng)符合本地發(fā)展需求的復合型人才。

1 優(yōu)化教學內容，突出課程重點

海洋生物技術涉獵學科范圍廣泛， 知識體系較為復雜，該課目前沒有專門的參考教材。 筆者主要參考王梁華、焦炳華等主編的《生物技術在海洋生物資源開發(fā)中的應用》。 本書知識體系相對全面，分章節(jié)對各個學科的技術如基因工程、 細胞工程、 蛋白工程、發(fā)酵工程等進行了介紹，同時匯總了海洋生物技術領域最新的科研成果， 是比較適合這門課的參考書之一。 筆者還參考了《生物技術概論》(第四版)、《生物技術在海洋生物資源開發(fā)中的應用》《海洋生物技術研究進展》等教材，最終根據教學大綱及實際授課需要，形成了六個章節(jié)作為《海洋生物技術》的授課內容，主要偏重于生物技術在海洋環(huán)境監(jiān)測及保護、疾病診斷及防治、 品種改良以及海洋生物資源開發(fā)中的應用。 同時，引入最新科研發(fā)現和新聞，增加學生的興趣度， 例如介紹最新發(fā)現的能夠降解塑料垃圾的海洋微生物、目前鑒定的最大的海洋細菌、源自于海洋活性天然產物的抗腫瘤藥物等。 這些鮮活的實例能夠激發(fā)學生的興趣， 拓寬視野和知識面。 此外，引入科研文獻對理論知識進行補充，從而將課堂上講解的不同生物技術串聯起來， 幫助學生建立科研思路，學會綜合運用所學技術解決實際問題。 例如在講解海水養(yǎng)殖病害的診斷和防治時， 通過分析幾篇最新文獻， 讓學生系統(tǒng)了解如何綜合運用細胞培養(yǎng)技術、分子雜交技術等對病害種類進行初步判斷，并對病原進行分離、 純化以及分子生物學及生物化學鑒定，進一步研發(fā)相應的防治技術和產品，最終達到病害防治的目的。 這樣不僅能夠增加課程的深度，還能幫助學生學以致用，將理論和實踐有機結合。

2 改進教學方法，運用多種教學手段

2.1 多媒體展示和傳統(tǒng)板書相結合

本課選課學生多為大學二年級， 尚未接觸微生物學、基因工程等課程，因此對于一些生物技術特別是分子生物學技術的原理理解較為吃力。 因此在授課時增加多媒體教學手段，通過視頻、動畫模擬演示幫助學生更加直觀地理解某項技術。例如，在講到熒光定量PCR時， 可以通過播放動畫展示如何對DNA分子進行熒光標記， 以及熒光閾值和擴增循環(huán)的關系等。還可以通過播放相關實驗視頻，讓學生了解該項技術的具體操作是怎樣的，用到哪些儀器，以及與當下的社會需求如新冠病毒核酸檢測的相關性。 通過這些方式，使得原本晦澀的技術變得具象化，有助于加深學生的理解和記憶。此外，為了避免學生的視覺疲勞、進一步增加師生互動，在某些重點知識的講授過程中，可以通過板書的形式進一步講解，放慢速度，給予學生提問和討論的時間，使他們能夠充分吸收并消化相關知識。

2.2 建立“以學生為主體、教師行輔助和引導”的教學模式

在授課過程中，教師以引導為主，幫助學生建立基于解決問題的學習模式。通過精心設計問題，引發(fā)學生的思考從而使他們更容易接受新的知識點。 例如在講到轉基因生物反應器時，先提出問題，通過引入具體例子引出為什么需要轉基因生物反應器， 它和轉基因生物的區(qū)別在于什么。 此外，通過增加開放式問題、啟發(fā)式問題， 培養(yǎng)學生從發(fā)現問題——主動思考——設計實驗解決問題的能力。注重科研與教學的融合，將科研思維引入到教學過程中，全面提升教學質量。

2.3 增加翻轉課堂，培養(yǎng)學生自主學習能力

在教學方式上引入翻轉課堂的形式。將學生進行分組，由每組學生介紹一項常用生物技術作為教學內容的補充，例如酵母雙雜交技術、噬菌體表面展示技術、基因沉默技術等。由學生自行查找相關文獻，介紹該技術的相關原理、流程以及在海洋生物科研領域的應用， 而教師在這一過程中僅起到輔助和引導的作用，充分培養(yǎng)學生們自主學習、團隊合作以及思考問題、查閱文獻的能力。 教師在這一過程中要注意及時調節(jié)課堂氛圍，適時通過提問調動全班學生學習和討論的熱情。 在翻轉課堂的考核環(huán)節(jié)，建立以學生為主體的打分方式，由每組學生對匯報組從內容、格式、演講、問答等不同環(huán)節(jié)進行綜合評價。此外，教師對于學生的匯報成果要給予及時的總結和肯定，并給出相應指導意見。通過這些措施充分培養(yǎng)學生自主學習的能力，激發(fā)學生的學習潛力和創(chuàng)造性。

3 采用綜合性的考核方式

為了更加客觀的評判學生對課程的掌握程度和學習能力，增加過程性考核的比重，將考核分成五個部分，包括考勤（5%）、課堂參與度（10%）、隨堂測驗（25%）、分組PPT匯報（20%）以及期末考試（40%）。 每節(jié)課開始前先對上次所學內容進行回顧提問，提高學生注意力，進一步鞏固所學知識點。 同時在授課過程中，通過提問誘導學生積極思考，避免被動填鴨式的教學效果。 例如在介紹RNA的提取時，可以提問為什么RNA酶在人類唾液、皮膚表面等普遍存在，引導學生回想之前所學人類病毒分類的相關知識。這樣一方面可以有助于老師及時了解學生的學習效果，另外一方面可以調動學生學習的積極性。 此外，進一步優(yōu)化考試題型。 以往期末考試的主要題型分為填空題、判斷題、簡答題及問答題。由于是閉卷考試，將近半數的題目仍為考察技術原理和基本概念，在應用能力的考察方面有所欠缺。 因此對考試題型進行優(yōu)化，增加主觀題如論述題、實驗設計題的比例，允許學生帶限定的學習資料和筆記進場，目的是為了考核學生綜合性地運用多種生物技術解決特定問題的能力，避免通過死記硬背某些原理也能回答題目的現象。這樣更能促進學生“學以致用”，有利于綜合素質的培養(yǎng)。

4 結語

教學改革是一個持續(xù)的不斷推陳出新的過程，改革措施可涵蓋教學理念、內容、模式、課件的制作、考核方式等多項內容。 對《海洋生物技術》理論課程的教學改革仍需進一步的探索， 需要授課老師不斷提高自身的業(yè)務水平，查閱相關領域的科研文獻，持續(xù)更新知識體系。 對于《海洋生物技術》的課程教學及考核模式改革的探索和實踐， 將有助于提高學生的綜合學習能力， 為社會培養(yǎng)具有實際解決問題能力的創(chuàng)新性人才。