生物技術(shù)相關(guān)課程建設(shè)的比較研究

［摘 要］ “生物技術(shù)”是生物技術(shù)專業(yè)的重要課程，對于培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型專業(yè)人才具有重要作用。為了進一步提高教學(xué)質(zhì)量，觀摩了悉尼科技大學(xué)的“生物技術(shù)”課程教學(xué)。通過結(jié)合我國相關(guān)課程的教學(xué)實際，對悉尼科技大學(xué)“生物技術(shù)”課程的教學(xué)體系進行了分析和總結(jié)思考。在此基礎(chǔ)上，從教學(xué)方式、教學(xué)中運用的方法、考核方式、師資隊伍等方面與我國部分高校的相關(guān)課程進行了比較研究，為我國“生物技術(shù)”相關(guān)課程建設(shè)提供了良好的借鑒和啟示。

［關(guān)鍵詞］ 生物技術(shù)；課程建設(shè)；混合式教學(xué)；案例式教學(xué)；項目式教學(xué)

［基金項目］ 2021年度河北省高等教育教學(xué)改革研究項目“生物科學(xué)‘真知實驗班’科教融合與創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的探索與實踐”（2021GJJG124）；2022年度河北師范大學(xué)在線開放課程“微生物學(xué)（雙語）”；2024年度河北省實驗教學(xué)和教學(xué)實驗室建設(shè)研究項目“‘雙萬計劃’國家一流本科專業(yè)建設(shè)背景下，構(gòu)建生物科學(xué)師范專業(yè)‘四性一化’一流實驗教學(xué)體系研究”

［作者簡介］ 關(guān)婉怡（1983—），女，山東濟南人，博士，河北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院副教授，主要從事糖生物化學(xué)研究；李清揚（1992—），女，河北石家莊人，博士，河北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院講師，主要從事微生物學(xué)研究；趙寶華（1967—），男，河北故城人，博士，河北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授（通信作者），主要從事分子細(xì)菌學(xué)研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）32-0106-04 ［收稿日期］ 2023-11-16

“生物技術(shù)”課程是近幾年發(fā)展起來的理論指導(dǎo)實踐的課程。由于相關(guān)行業(yè)發(fā)展較快，學(xué)生應(yīng)具備良好的主動性、實踐性與創(chuàng)造性，傳統(tǒng)的“填鴨式”“滿堂灌”的教學(xué)方式在一定程度上不利于學(xué)生相關(guān)素質(zhì)的培養(yǎng)。借助與課程相關(guān)的案例組織教學(xué)過程，可以鼓勵學(xué)生進行獨立思考，教學(xué)相長；以學(xué)生為主體完成一個與課程相關(guān)的項目，可以在過程中提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、團隊合作能力、實踐創(chuàng)造能力等。如何培養(yǎng)出適應(yīng)社會需求的人才是值得思考的問題。

悉尼科技大學(xué)是一所以工、商、法學(xué)、教育、科技為主的綜合性大學(xué)，2023年THE世界年輕大學(xué)（建校時間不足50年）排名中，該校為世界第九，澳大利亞第一。“生物技術(shù)”課程屬于該校生物技術(shù)專業(yè)的核心課程，憑借其獨特的教學(xué)形式，為社會輸送了大量的專業(yè)人才。河北師范大學(xué)與悉尼科技大學(xué)合作開展了生物技術(shù)專業(yè)本科教育項目，在觀摩了悉尼科技大學(xué)的“生物技術(shù)”課程后，結(jié)合我國相關(guān)課程的教學(xué)實際，對相關(guān)“生物技術(shù)”課程的教學(xué)體系進行了分析和思考。

一、悉尼科技大學(xué)“生物技術(shù)”課程建設(shè)與特色

“生物技術(shù)”是悉尼科技大學(xué)為本科二年級學(xué)生開設(shè)的課程，主要教授現(xiàn)代生物技術(shù)及其應(yīng)用，涉及食品生物技術(shù)、醫(yī)學(xué)生物技術(shù)、環(huán)境生物技術(shù)及商業(yè)生物技術(shù)等內(nèi)容。其中食品生物技術(shù)部分主要通過在線學(xué)習(xí)的方式進行，醫(yī)學(xué)生物技術(shù)主要通過講座課與輔導(dǎo)課以及實踐課的方式進行；環(huán)境生物技術(shù)通過實踐課進行教學(xué)；商業(yè)生物技術(shù)部分則要求學(xué)生以團隊形式完成一個生物技術(shù)產(chǎn)品從構(gòu)思到宣傳推廣的一系列模擬工作，由業(yè)界專家對產(chǎn)品計劃進行評估。

課程主要包括四種不同的授課形式：講座課（lecture，共8學(xué)時）、輔導(dǎo)課（tutorial lessons，共9學(xué)時）、實踐課（practice，共12學(xué)時）和工作坊（workshop，共25學(xué)時）。這四種授課形式的實施并不都是線下進行的，而是十分注重線上線下混合式教學(xué)。食品生物技術(shù)這一專題的知識較為簡單，學(xué)生容易理解，全部通過線上方式進行學(xué)習(xí)和考核，課程中較難的專題則通過線下的講座課、輔導(dǎo)課和工作坊，綜合運用案例式教學(xué)及項目式教學(xué)等方式達到學(xué)習(xí)效果。為了評價教學(xué)效果，根據(jù)各專題學(xué)習(xí)內(nèi)容的特點，課程采用了在線測驗、課堂表現(xiàn)、實驗報告和項目完成情況等多元化的評價方式。上述工作的完成離不開強大的師資隊伍，既有教師對整個課程體系的規(guī)劃和對課程內(nèi)容的教學(xué)實施，也有專利審核、政策管理、企業(yè)等領(lǐng)域的業(yè)內(nèi)專家指導(dǎo)項目的完成，保證了課程的實施質(zhì)量。

二、對國內(nèi)外相關(guān)課程的啟示

通過對悉尼科技大學(xué)“生物技術(shù)”課程建設(shè)的全息透視，發(fā)現(xiàn)該課程建設(shè)具有五大特點：混合式教學(xué)、案例式教學(xué)、項目式教學(xué)、多元化過程考核及融合化師資隊伍。下面就從這五個方面與國內(nèi)相關(guān)課程進行比較，希望為我國相關(guān)課程建設(shè)提供良好的借鑒。

（一）適切性設(shè)計混合式教學(xué)

傳統(tǒng)教學(xué)模式以課堂講授為主，但線下課時有限，限制了教學(xué)的深度和廣度。近年來，基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺（MOOC、SPOC等），越來越多的課程開始采取多樣的線上線下混合式教學(xué)。

福建醫(yī)科大學(xué)在“生物技術(shù)制藥”課程中，依托線上資源和自主研發(fā)的虛擬仿真實驗平臺等開展線上線下混合式教學(xué)。課前教師利用學(xué)習(xí)平臺發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)要求，根據(jù)學(xué)生對線上任務(wù)的完成情況調(diào)整課堂主要講授的內(nèi)容，課后學(xué)生利用學(xué)習(xí)平臺完成章節(jié)的課后作業(yè)。多元化過程考核的結(jié)果顯示，采用混合式教學(xué)后，學(xué)生的成績有明顯提升［1］。

在悉尼科技大學(xué)“生物技術(shù)”課程中，食品生物技術(shù)主題的內(nèi)容包括面包的制作和釀酒，這些內(nèi)容學(xué)生相對熟悉，因此通過在線視頻課和查看文字資料的方式學(xué)習(xí)，并用開卷在線測試評估學(xué)習(xí)情況。醫(yī)學(xué)生物技術(shù)專題的部分內(nèi)容較難，教師則采用輔導(dǎo)課的方式進行，課前在線上提供課程相關(guān)資料，學(xué)生需要查閱并完成相應(yīng)的作業(yè)，然后帶著疑問及課程的難點去上課，在線下輔導(dǎo)課中得到解答。

對比發(fā)現(xiàn)，兩者主要有三方面的異同。（1）從比例來看，福建醫(yī)科大學(xué)的課程設(shè)置中線上學(xué)習(xí)的比例較?。欢つ峥萍即髮W(xué)的課程設(shè)置中，易于自學(xué)的主題全部通過在線學(xué)習(xí)進行，對于較難的主題線上學(xué)習(xí)的比例僅占一小部分。（2）從內(nèi)容來看，福建醫(yī)科大學(xué)的課程線上發(fā)布的是預(yù)習(xí)任務(wù)及課后復(fù)習(xí)資料；而悉尼科技大學(xué)的課程中易自學(xué)主題的學(xué)習(xí)內(nèi)容和考核內(nèi)容都在線上發(fā)布。（3）線上線下的銜接方式。福建醫(yī)科大學(xué)和悉尼科技大學(xué)的混合式教學(xué)實踐都表現(xiàn)為教師會根據(jù)課前學(xué)生的線上學(xué)習(xí)情況調(diào)整線下教學(xué)內(nèi)容，提高了線下課程教學(xué)的效率。

在課前、課中、課后的教學(xué)全過程中將線上與線下學(xué)習(xí)有機結(jié)合，一方面充分培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力；另一方面可以在有限的課時內(nèi)，更高效地帶領(lǐng)學(xué)生進行運用、分析、綜合、評價等高層次的認(rèn)知活動，有助于學(xué)生深度學(xué)習(xí)，使專業(yè)課的教學(xué)更加立體。

（二）嵌入開展案例式教學(xué)

“學(xué)以致用”是我們的教學(xué)目標(biāo)，我們希望培養(yǎng)出的學(xué)生具備應(yīng)用知識解決實際問題的能力?！坝靡源賹W(xué)”是指能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識用于解決實際問題，將極大地提升學(xué)生學(xué)習(xí)的獲得感［2］，進一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力。案例式教學(xué)生動具體，容易激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)并運用知識的能力。教師在該過程中扮演的角色是組織者與激勵者，并不是傳統(tǒng)教學(xué)中“填鴨式”傳輸知識的人［3］。

山東科技大學(xué)的“現(xiàn)代生物技術(shù)”課程以案例教學(xué)的模式組織教學(xué)。例如，教師給出題目“淀粉酶基因的克隆與表達”，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下查閱相關(guān)資料并設(shè)計實驗。實踐表明，案例教學(xué)模式能較好地培養(yǎng)學(xué)生的整體科研能力［4］。

悉尼科技大學(xué)在進行醫(yī)學(xué)生物技術(shù)教學(xué)時，針對基因治療這個知識點，按由易到難的順序依次給出幾種不同的病例，讓學(xué)生逐一分析是否可采用基因治療的方式。通過步步深入的案例式教學(xué)，讓學(xué)生對基因治療的適用范圍及策略的選用有所理解。

比較可見，山東科技大學(xué)的案例式教學(xué)嵌入方式與悉尼科技大學(xué)相似，都為了使學(xué)生理解一個知識點或某一方面的內(nèi)容，將案例貫穿課程全過程，圍繞案例引導(dǎo)學(xué)生思考，進而完成相應(yīng)知識點的學(xué)習(xí)。不過，案例式教學(xué)的嵌入方式比較靈活，只要有助于學(xué)生對相應(yīng)理論知識的理解和應(yīng)用，可在課前、課中甚至課后作業(yè)中的一個或多個階段有機嵌入。

由于案例是實際生活或生產(chǎn)實踐中遇到的問題，與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，案例式教學(xué)可提高學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的能力［3］。案例式教學(xué)充分體現(xiàn)了“學(xué)”“用”的結(jié)合，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣［5］，也有助于培養(yǎng)具備實踐能力的人才［6］。

（三）適時開展項目式教學(xué)

生物技術(shù)專業(yè)的課程旨在培養(yǎng)能將理論與實踐相結(jié)合并能解決實際問題的人才，傳統(tǒng)授課方式顯然不利于學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。項目式教學(xué)是指在教師的指導(dǎo)下，以學(xué)生為主體完成一個與課程專業(yè)內(nèi)容相關(guān)的項目，學(xué)生在此過程中可提高自主學(xué)習(xí)能力、團隊合作能力與創(chuàng)新實踐能力等，為將來進入相關(guān)企業(yè)、提前適應(yīng)未來工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。

在鄭州大學(xué)的“微生物發(fā)酵技術(shù)”課程中，教師向?qū)W生介紹了乳酸的發(fā)酵工藝及發(fā)酵的菌種后，發(fā)布項目任務(wù)，即“企業(yè)中如何生產(chǎn)有機酸”，項目小組需要通過查閱文獻等確定菌種的選擇、發(fā)酵生產(chǎn)工藝及產(chǎn)物分離純化等項目方案，然后需要對本組方案進行闡述和最后的實施，教師根據(jù)學(xué)生匯報情況和項目完成情況等對學(xué)生進行初步評定［7］。

悉尼科技大學(xué)“生物技術(shù)”課程在商業(yè)生物技術(shù)專題運用了項目式教學(xué)，在教師的逐步引導(dǎo)下，學(xué)生以團隊形式完成一個原創(chuàng)性生物技術(shù)產(chǎn)品從構(gòu)思到推向市場商業(yè)宣傳的全過程模擬。在該過程中，學(xué)校教師邀請了多位校外專業(yè)人士，對產(chǎn)品的專利申報、監(jiān)管要求、市場價值、宣傳內(nèi)容等方面進行評估，最后由學(xué)生模擬推介本組產(chǎn)品，推介的情況作為本部分的考核成績。

通過以上兩門課程的項目式教學(xué)實施可以看出，開展項目式教學(xué)是有前提的，應(yīng)在學(xué)生掌握了一定理論知識的基礎(chǔ)上適時開展。鄭州大學(xué)的“微生物發(fā)酵技術(shù)”課程在開展項目任務(wù)前，教師已講授所需的理論知識；悉尼科技大學(xué)“生物技術(shù)”課程在進行項目式教學(xué)前，學(xué)生已完成生物技術(shù)基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)，具備一定的將理論轉(zhuǎn)化為生物產(chǎn)品的能力。實施項目式教學(xué)的內(nèi)容是有選擇性的，需要學(xué)生能夠運用高階思維進行實踐轉(zhuǎn)化，以及解決復(fù)雜的工程技術(shù)問題，才更適合進行項目式教學(xué)。

（四）多元化過程考核

運用科學(xué)的手段對學(xué)生進行測量與評價，發(fā)現(xiàn)其學(xué)習(xí)中的優(yōu)勢與不足，不僅有利于教師有針對性地教學(xué)，更能促進學(xué)生的發(fā)展與進步?？己说亩嘣侵冈u價主體多樣，除了教師評價學(xué)生，還有學(xué)生互評和自評。考核的“多樣”是指評價方式不同，單一的期末閉卷考試屬于終結(jié)性評價，對學(xué)生下一階段學(xué)習(xí)的指導(dǎo)作用微乎其微；與之形成對比的是，過程考核即形成性評價能夠?qū)W(xué)生課程學(xué)習(xí)的全過程進行監(jiān)測。

河北師范大學(xué)的“現(xiàn)代生物技術(shù)”課程的考核方式多樣，由課堂表現(xiàn)、階段測驗、專題匯報及期末考試（有條件開卷）組成。其中，課堂表現(xiàn)和階段測驗都能反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，教師及時的反饋有助于學(xué)生學(xué)習(xí)效果的提升；專題匯報為表現(xiàn)性評價，匯報成績由學(xué)生自評、學(xué)生互評和教師評價組成，學(xué)生參與評價有助于學(xué)生深入?yún)⑴c學(xué)習(xí)過程；期末有條件的開卷考試允許學(xué)生攜帶不超過5張A4紙的資料，考試題目重點考查學(xué)生運用知識解決問題的能力，而不是簡單的對知識的識記或再現(xiàn)能力。

悉尼科技大學(xué)“生物技術(shù)”課程采用了階段測驗、案例分析、實驗報告和完成項目等方式進行考核，能多角度地考核學(xué)生對不同專題的學(xué)習(xí)效果。其中，實踐課有醫(yī)學(xué)生物技術(shù)和環(huán)境生物技術(shù)兩個專題，學(xué)生需要對第一個專題的實驗報告進行自我評估，教師針對實驗報告的情況給學(xué)生反饋，學(xué)生根據(jù)教師給出的反饋能更好地完成第二個專題的實驗報告。

由上述情況可以看出，評價方式多元化有助于更全面地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，過程考核有助于督促學(xué)生在課程全過程認(rèn)真學(xué)習(xí)，而通過有關(guān)聯(lián)的考核形式實現(xiàn)“考核—反饋—提升”的反饋閉環(huán)，將發(fā)揮課程考核對學(xué)習(xí)的促進作用。

（五）融合化配備師資隊伍

教師是產(chǎn)教融合最大的支撐點，目前在國內(nèi)課程建設(shè)中，理論導(dǎo)師和實踐導(dǎo)師兼?zhèn)涞摹半p師型”教師隊伍建設(shè)普遍缺失，所以教師隊伍建設(shè)十分重要。在悉尼科技大學(xué)的“生物技術(shù)”課程中，師資隊伍是多元化的。除了國內(nèi)常見的由不同教師負(fù)責(zé)不同專題的教學(xué)之外，在商業(yè)生物技術(shù)專題中，涉及專利申報、監(jiān)管要求、市場宣傳等知識的學(xué)習(xí)與應(yīng)用部分，課程負(fù)責(zé)教師均邀請了行業(yè)及商界專業(yè)人士進入課堂講授相關(guān)知識，有助于彌補大學(xué)教師對行業(yè)了解不足的缺陷，使學(xué)生獲得更好的學(xué)習(xí)體驗。同時，行業(yè)及商界專業(yè)人士將對學(xué)生策劃項目的最終展示進行評價，在此過程中，學(xué)生將有更多機會與業(yè)內(nèi)人士接觸并展示自己，這種接觸對學(xué)生將來的就業(yè)會產(chǎn)生積極的影響。

結(jié)語

目前生物技術(shù)在人類社會的可持續(xù)發(fā)展中，顯現(xiàn)出了巨大優(yōu)勢，社會對生物類研發(fā)應(yīng)用型人才的需求量也在逐年增加。在社會日新月異的發(fā)展背景下，只有不斷開展教育實踐改革，不斷探索適合的教學(xué)模式，才能實現(xiàn)生物技術(shù)相關(guān)課程持續(xù)發(fā)展的效果。多例實踐證明，開展案例式教學(xué)與項目式教學(xué)等，能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的科研思維與動手實踐能力，有助于相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)。今后，教學(xué)團隊將進一步探索完善生物技術(shù)相關(guān)課程的教學(xué)體系，為培養(yǎng)應(yīng)用型人才而努力。

致謝

感謝河北師范大學(xué)“現(xiàn)代生物技術(shù)”課程授課教師劉昕曄對該課程考核方式的討論。

參考文獻

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Comparative Study on the Construction of Biotechnology Related Courses： Taking the Biotechnology Course at University of Technology Sydney as an Example

GUAN Wan-yi， ZHANG Cui-lu， LI Qing-yang， ZHAO Bao-hua

（College of Life Sciences， Hebei Normal University， Shijiazhuang， Hebei 050024， China）

Abstract： The Biotechnology course is an important course for biotechnology majors， which plays an important role in cultivating high-quality and innovative professionals. In order to further improve the quality of teaching， the teaching of the Biotechnology course of the University of Technology Sydney （UTS） was observed. Combined with the teaching practice of relevant courses in China， this paper analyzes and summarizes the teaching system of Biotechnology course of UTS. On this basis， this paper compares and studies the relevant courses of some universities in China from the aspects of teaching methods， assessment methods， and teaching staff， so as to provide a good reference and inspiration for the construction of Biotechnology related courses in China.

Key words： Biotechnology; curriculum construction; blended teaching; case-based teaching; project-based teaching