遵循人才培養(yǎng)規(guī)律的生物學系列課程體系改革與實踐

王 芳, 王衍安, 李 濱, 郭興啟

(山東農(nóng)業(yè)大學 生命科學學院， 山東 泰安 271018)

遵循人才培養(yǎng)規(guī)律的生物學系列課程體系改革與實踐

王 芳, 王衍安, 李 濱, 郭興啟

(山東農(nóng)業(yè)大學 生命科學學院， 山東 泰安 271018)

在分析生物學基礎系列課程體系的基礎上,基于專業(yè)人才培養(yǎng)目標和社會需求,構(gòu)建了與現(xiàn)代生物學發(fā)展需求相適應的生物學基礎課程新體系。新的課程體系包括開放的理論課程體系、扎實的實驗課程體系,以及創(chuàng)新性的實踐教學體系。通過搭建“4個互通平臺”、采取差異化教學模式保障了課程體系的順利實施。實踐表明,改革后的課程體系明顯提高了學生的創(chuàng)新能力。

課程體系; 人才培養(yǎng); 互通平臺; 差異化教學模式; 創(chuàng)新能力

課程體系體現(xiàn)高等學校育人活動的指導思想,是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的有效載體,在保障和提高教學質(zhì)量方面發(fā)揮著關鍵作用[1]。目前很多高校,包括清華大學、復旦大學、南京大學、吉林大學等重點大學把生物學課程列為本科生的必修課或選修課,這反映了開設生物學課程是21世紀我國高等教育發(fā)展的需求。然而,傳統(tǒng)的生物學基礎課程體系存在如下問題：第一,我國大學長期實行專才教育,培養(yǎng)的人才專業(yè)口徑過窄,不能很好地適應社會的需求；第二,農(nóng)業(yè)院校紛紛提出用現(xiàn)代生物技術改造和提升傳統(tǒng)專業(yè)[2],而現(xiàn)有的教學內(nèi)容與用現(xiàn)代生物技術對傳統(tǒng)專業(yè)改造提升的發(fā)展需求不適應；第三,當今社會已進入信息化時代,打破時空界限的學習方式已經(jīng)成為現(xiàn)實,傳統(tǒng)的課程體系與新形勢下學生學習方式改變的新需求不適應。

為解決上述關鍵問題,依托作物生物學國家重點實驗室、農(nóng)業(yè)生物學國家級實驗教學示范中心等科研和教學平臺,對基礎生物學課程體系進行了系統(tǒng)性的改革,完善和優(yōu)化了課程設置的整體構(gòu)架,實現(xiàn)了課程結(jié)構(gòu)的模塊化和教學內(nèi)容的層次化[3-5]。新的課程體系通過“科研反哺教學、 教學促進科研、校企協(xié)作育人”的模式,搭建生物學系列教學平臺,采取了差異化教學模式,有效地滿足了生物學教學的多種需求,顯著提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量。

1 基于專業(yè)人才培養(yǎng)目標需求構(gòu)建基礎生物學課程體系

為增強專業(yè)適應性,學校先后于2003年、2007年和2010年對本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案進行了修訂[6]。在此過程中,對面向農(nóng)科、工科、理科等專業(yè)開設的生物學基礎課程進行深入的研究,全面分析農(nóng)學類各相關專業(yè)的人才培養(yǎng)目標及與其對應的職業(yè)崗位群需求,以及利用現(xiàn)代生物技術改造、提升傳統(tǒng)專業(yè)和新興農(nóng)業(yè)生物技術產(chǎn)業(yè)等對生物類課程知識和技能培養(yǎng)的需求,通過優(yōu)化和重組，形成了以突出學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標的生物學基礎課程新體系(見圖1)。該課程新體系具有鮮明的特點。

圖1 基礎生物學課程體系

1.1 優(yōu)化“平臺+選修”生物學理論課程體系

根據(jù)各專業(yè)學生必須掌握的核心理論知識,設置生物學基礎平臺課,包括“植物學”、“植物生理學”、“基礎生物化學”、“普通微生物學”、“細胞生物學”和“分子生物學”等6門課程,對這6門課程進行了優(yōu)化整合,在內(nèi)容上注重從宏觀到微觀,使相互之間既各有側(cè)重又彼此銜接,有效地避免了課程間的重復和脫節(jié)現(xiàn)象。

根據(jù)不同專業(yè)所需的方向必備知識,構(gòu)建方向選修課平臺,旨在滿足不同專業(yè)學生的特殊需求和個性化發(fā)展需求,目前主要開設包括“生命科學進展”、“發(fā)育生物學”、“生物信息學”等選修課程,保證了教學內(nèi)容的先進性和開放性。

在對生物學知識體系的優(yōu)化解析的基礎上,通過基礎平臺課滿足學科大類人才的基本培養(yǎng)和學生全面發(fā)展的共性需求,體現(xiàn)學校“厚基礎,寬口徑”的培養(yǎng)要求;通過方向選修課,學生掌握方向必備知識,實現(xiàn)人才的分流,滿足個性化發(fā)展的需求。同時,為了進一步拓展學生的國際化視野,在打造精品課程的同時,借助選修課平臺開設了“細胞生物學”、“生物化學”和“分子生物學”等課程的雙語教學,這不僅使學生及時了解生物學科國內(nèi)外最新研究進展,而且也培養(yǎng)和激發(fā)了學生的創(chuàng)新意識。另外,設置了社會或企業(yè)知名人士的講座課程,聘請了保齡寶生物股份有限公司、山東榮豐食用菌有限公司、濟南農(nóng)科院等10余個企事業(yè)單位的高級工程師作為兼職教師,定期給學生作報告、講課等,并嚴格制定了教學計劃,加強了學生社會實踐能力的培養(yǎng),使培養(yǎng)的人才更加符合社會經(jīng)濟發(fā)展的需求。

1.2 構(gòu)建“基礎+方向選修”生物學實驗課程體系

為了使培養(yǎng)的大學生適應快速發(fā)展的生命科學的需要,依據(jù)學校的發(fā)展目標和定位,在立足于給學生打下寬厚的生物學基礎知識的同時,還必須掌握利用現(xiàn)代生物技術提升和改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)科學的實驗技能[6-8]。在對生物學技能體系優(yōu)化分析的基礎上,根據(jù)學生必須掌握的3種技能:基本技能、綜合技能、專業(yè)技能,將學生實驗分為基礎實驗和方向選修實驗,按照實驗內(nèi)容特點,構(gòu)建與理論課程相契合的生物學實驗課程新體系。重視學生的邏輯思維和整體思維培養(yǎng),將“植物學”、“植物生理學”、“基礎生物化學”、“普通微生物學”、“分子生物學”等5門課程的實驗內(nèi)容優(yōu)化整合構(gòu)成“生物科學基礎實驗課程”,將320個實驗項目整合為80多個實驗項目,按內(nèi)容的基礎性、連貫性、系統(tǒng)性及其類型特點進行排列,形成從微觀到宏觀、從組織水平到細胞水平、再到分子水平的實驗教學新體系。其中基礎實驗內(nèi)容參照相關理論教學進度及植物生長發(fā)育期的變化,分別在4個學期實施,針對不同專業(yè)的培養(yǎng)要求,實驗內(nèi)容的`側(cè)重有所區(qū)別。

新的實驗教學體系,強化了學生的系統(tǒng)訓練,提高了學生的實踐創(chuàng)新能力。

1.3 開展多樣化的第二課堂創(chuàng)新實踐活動

充分利用作物生物學國家重點實驗室、農(nóng)業(yè)生物學國家級實驗教學示范中心等國家級科研和教學平臺,發(fā)揮生物學一級學科博士學位授予點和5個二級學科博士學位授予點的學科優(yōu)勢,依托教師的科研項目,開展第二課堂創(chuàng)新活動,建成了3個社團、設立了2類項目、開展了1個大賽,形成了多樣化的第二課堂創(chuàng)新實踐活動。

依托相關學科建立的“百奧微生物科技協(xié)會”、“飛動植物協(xié)會”和“植物科學協(xié)會”3個學生學術社團,激勵學生參加開放實驗、創(chuàng)新訓練等,社團學生開發(fā)了校園電子植物志、菌種資源庫和泰山蟲草產(chǎn)品等一系列成果產(chǎn)品,增強了學生的創(chuàng)新能力;2類項目包括大學生SRT項目和第二課堂創(chuàng)新項目,項目安排學生在二年級開始選題,進行課題研究,實現(xiàn)科學研究與課程學習相結(jié)合,有效地促進了學生綜合能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng);每年一屆的生物化學實驗技能大賽檢驗了學生對生物學基礎實驗的掌握和運用效果,提高了學生學習和研究生物學的興趣。

2 搭建生物學教學“4個互通平臺”

2.1 搭建“生物學基礎教學互通平臺”,滿足生物學基礎教學需求

根據(jù)我校3個生物類專業(yè)和30個非生物類專業(yè)的基礎生物學課程需求,搭建“生物學基礎教學互通平臺”。基于對33個專業(yè)的基礎平臺課的教學內(nèi)容分析,打破原有的教學知識體系和實踐教學體系,建立以知識模塊為基本教學單元、以學生單項技能與綜合能力培養(yǎng)為核心、課程間既各有側(cè)重又彼此銜接的“生物學基礎教學互通平臺”,有效地避免課程間的重復和脫節(jié)現(xiàn)象。

對非生物專業(yè)開設的課程,其教學目標是向非生物專業(yè)本科生介紹生命科學的基本體系及最新研究進展,使學生能夠更好地獲得生命科學領域的系統(tǒng)知識結(jié)構(gòu),進而為建構(gòu)自身專業(yè)知識體系和完善知識結(jié)構(gòu)奠定良好的基礎[9]。基于這一要求,對非生物專業(yè)開設的生物學基礎課程顯然不能照搬生物專業(yè)的知識體系,因此,將課程設置的知識體系劃分成以下知識結(jié)構(gòu)板塊:生命活動基本單位——細胞;生命延續(xù)的本質(zhì)——遺傳與變異;生命的自組織與自我調(diào)控——涵蓋生物體的系統(tǒng)組成、信息傳遞及處理的基本知識;宏觀生命世界及其生存規(guī)則;生命科學與分類的可持續(xù)發(fā)展。通過這些板塊,有利于學生更好、更快地了解和掌握現(xiàn)代生命科學的基本知識體系,有效滿足不同專業(yè)的生物學基礎教學需求。

2.2 搭建“生物學基礎教學與專業(yè)課程體系互通平臺”,滿足學校33個專業(yè)的需求

分析新形勢下現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對人才培養(yǎng)的需求變化和各專業(yè)的人才培養(yǎng)方案,基于各專業(yè)對生物學課程的目標定位和教學內(nèi)容需求分析和各專業(yè)對應職業(yè)崗位群或未來發(fā)展方向的知識結(jié)構(gòu)與能力需求分析,分類確定不同專業(yè)的教學重點和技能培養(yǎng)側(cè)重點,制定相應的教學標準,構(gòu)建與專業(yè)研究和發(fā)展對應的知識庫、案例庫,突出了生物類專業(yè)與生命科學進展、生物信息學、基因組學、發(fā)育生物學等模塊方向課的有效對接,突出現(xiàn)代農(nóng)業(yè)最新成果在植物生產(chǎn)、動物生產(chǎn)和資源環(huán)境等非生物類專業(yè)教學中的引用,搭建“生物學基礎教學與專業(yè)課程體系互通平臺”,實現(xiàn)了基礎生物學與專業(yè)知識學習間的無縫對接。

2.3 搭建“生物學基礎課程教學和生物科學研究互通平臺”,實現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)

主要采取3種措施:

(1) 教學團隊與科研團隊相結(jié)合。科研一線的教授堅持為本科生授課。學院讓教授,特別是知名教授為本科生上課,國家“973”首席專家張憲省教授、國家級教學名師王曉云教授和鄭成超教授等7位泰山學者均為生物類和非生物類專業(yè)講授生物學基礎課程。

(2) 教學內(nèi)容中體現(xiàn)學科發(fā)展前沿,將科研成果融入本科教學。教學團隊都是長期工作在科研第一線的成員,近5年來,教學團隊的成員主持了100多項國家級、省部級以及橫向合作項目,已形成了穩(wěn)定的、特色鮮明的生物學研究方向。因此在生物學課程教學中,各位教師常常用自己的科研成果豐富理論教學和實驗教學的內(nèi)容,使專業(yè)知識的教學跟上學科的發(fā)展。

(3) 加強實踐環(huán)節(jié)訓練,吸收學生加入科研團隊。通過舉辦生物學學術沙龍活動,邀請在各自研究領域做出了突出貢獻的專家、教授給學生介紹生物學發(fā)展前沿知識以及他們自己的科研成果;帶領學生參觀工作在科研一線教授的實驗室,讓他們切實感受科研氛圍。每年我院的作物生物學重點實驗室都接受部分本科生進入實驗室學習、訓練、參加實驗室研究團隊,通過將這些本科生的工作納入到研究生管理工作中統(tǒng)一管理,與研究生一起定期進行問題討論、工作匯報、研究報告,從而對他們的文獻閱讀能力、科研思維能力以及研究工作的總結(jié)能力進行綜合訓練與培養(yǎng)。對于特別優(yōu)秀的學生,安排一些合適的研究項目讓其獨立完成,既擴展了學生的視野,更培養(yǎng)了他們獨立思維和創(chuàng)新能力。

2.4 搭建“應用生物技術教學科研與地方服務互通平臺”,服務地方求發(fā)展

與服務地方經(jīng)濟建設相結(jié)合,拓寬建設渠道,搭建“應用生物技術教學科研與地方服務互通平臺”。該平臺面向服務地方、突出行業(yè)特色的培養(yǎng)體系，注重引入科研成果和地方經(jīng)濟建設急需項目，注重校企合作,解決生產(chǎn)實際問題,搭建實踐訓練企業(yè)操作平臺,建立了12個集“科研服務—實習—就業(yè)”于一體的實踐基地,重點建設了生物技術檢測、生物工藝學、乳品益生菌、植物組織培養(yǎng)與快繁,以及生物肥料研發(fā)等5個校企合作實驗室;構(gòu)建校企聯(lián)合培養(yǎng)的“預就業(yè)”模式,校友參與“預就業(yè)”課程體系建設,突出行業(yè)特色培養(yǎng)，提升學生就業(yè)能力;畢業(yè)論文選題與教師科研相結(jié)合,注重解決企業(yè)實際問題。通過生物學課程體系改革,目前,已形成了良好的校企合作育人的新機制。

3 采用差異化教學模式

差異化教學模式是一種嶄新的、實用性很強的教學模式,強調(diào)教學不僅要為學生打好全面發(fā)展的基礎,而且要在自身基礎上,使學生個性潛能得到最大發(fā)揮[10-12]。為此,生物學教學采取了差異化教學模式,從教師的教學觀念、教學方式方法、教學內(nèi)容等方面進行了改革。

首先,教師要掌握生物學相關領域的知識,成為多學科、多領域的實踐者,這樣才能指導學生探索和實踐,開展學生的個性化培養(yǎng)。其次,根據(jù)專業(yè)設置,結(jié)合生物學教學體系,考慮不同專業(yè)方向及未來就業(yè)去向,按照基本需求或較高要求組織教學內(nèi)容,供不同專業(yè)的學生根據(jù)需要或興趣選修,滿足不同專業(yè)特殊需求或?qū)W生個性化發(fā)展需求,促進多學科整體水平提高。最后,將學生劃分層次培養(yǎng),從課堂教學、實驗教學到課外實踐,采取分層次推進,通過實驗教學了解學生的差異,對于基礎不牢固的學生,在課外實踐活動中,加強這類學生的基本技能訓練。對于實驗操作熟練,并且生物學研究興趣濃厚的學生,可提供題目,讓學生自行設計實驗,提高學生的創(chuàng)新能力。

另外,注重選擇適宜的教材,滿足各專業(yè)差異化教學需求。對生物類專業(yè)的學生,采取英文原版教材,對非生物類學生,根據(jù)自己的英語水平采取選修的方式。以專業(yè)知識傳授為核心,循序漸進地實施生物學相關課程雙語教學。

4 取得的教學效果

實踐證明,以知識能力培養(yǎng)為核心重構(gòu)的基礎生物學課程體系,為學生打下了寬厚的生物學基礎。在全校國家級特色專業(yè)中,以生物學基礎系列課程為專業(yè)基礎課的9個農(nóng)科專業(yè)被評為國家級特色專業(yè);學校遴選出的10個山東省名校建設工程重點建設專業(yè),其中8個是以生物學基礎系列課程為專業(yè)基礎課的專業(yè)。近3年來,學校立項的“國家級創(chuàng)新性實驗計劃項目90項,國家級創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新項目125項”,與生物學有關的項目達到65%,學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力明顯提升,涌現(xiàn)出了一批以崔剛同學為代表的創(chuàng)業(yè)骨干。

崔剛自主研發(fā)生物產(chǎn)品,畢業(yè)前創(chuàng)辦濟南普朗特生物科技有限公司,畢業(yè)后成立農(nóng)業(yè)技術服務中心,無償為百姓提供技術指導和農(nóng)產(chǎn)品推廣。該公司通過ISO9001認證,年銷售收入 1020 萬元,目前正投資300萬元建設植物組培工廠。謝思惠同學依托所學專業(yè)返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè),創(chuàng)建了大學生創(chuàng)業(yè)園,帶動當?shù)剞r(nóng)民致富,以優(yōu)異成績榮獲2012年“全國就業(yè)創(chuàng)業(yè)優(yōu)秀個人”,受到國務院表彰,事跡被“火炬之光”等媒體宣傳,獲高新區(qū)“優(yōu)秀創(chuàng)業(yè)者”等榮譽,成為創(chuàng)業(yè)標兵、 “中國青年‘五四’獎章”獲得者。農(nóng)學類、食品工程類專業(yè)學生中約有20%的畢業(yè)論文在生物學相關學術刊物上公開發(fā)表,有的論文還被SCI、EI、ISTP等收錄。

通過教學改革有效打通了農(nóng)學類專業(yè)學生的畢業(yè)通道,畢業(yè)生可以對口做研發(fā)、繼續(xù)深造、進行生物教學或者轉(zhuǎn)行其他管理部門,連續(xù)6年畢業(yè)生就業(yè)率穩(wěn)中有升,提高了整體辦學水平,涉農(nóng)專業(yè)生源質(zhì)量也大幅提高。

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Reform and practice of biology curriculum system based on talent training rules

Wang Fang, Wang Yan’an, Li Bin, Guo Xingqi

(College of Life Science, Shandong Agricultural University, Taian 271018, China)

Through the analysis of the biological basis series curriculum system,based on the goal of talent cultivation and social demand, this article puts forward to build a new the biological basis curriculum system to adapt to the development of modern biology demand.The new curriculum system includes the open theory curriculum system, the solid experiment curriculum system, and the innovative practice teaching system.Through constructing “four exchange platform,” adopting the differential teaching mode to ensure the successful implementation of the curriculum system.Practices show that after the reform of the course system, the innovative ability of students is increased obviously.

curriculum system; personnel training; exchange platform; different teaching mode; innovative ability

2014- 11- 07

山東農(nóng)業(yè)大學生物化學與分子生物學系列課程國家級教學團隊建設項目(TS11544)；山東農(nóng)業(yè)大學教學研究課題“本科生創(chuàng)新型實驗課程建設的問題與對策”(201222)

王芳(1971—)，女，山東肥城，碩士，高級實驗師，研究方向為教育教學管理.

E-mail：wf62892036@163.com

G642.0

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1002-4956(2015)6- 0017- 04