新形勢下生物技術(shù)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(yīng)新形勢下生物技術(shù)專業(yè)理論與實踐相結(jié)合的培養(yǎng)模式，以大連民族大學(xué)生物技術(shù)專業(yè)為例，從理論課程教學(xué)、實驗課程教學(xué)和實踐實習(xí)類課程教學(xué)三個方面進(jìn)行了探討，將信息技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)充分融合，探索線上線下混合式教學(xué)新模式。基于雨課堂平臺，通過“課前準(zhǔn)備—課堂講授—課后鞏固”三個環(huán)節(jié)的課程教學(xué)體系，將線上線下教學(xué)的特色和優(yōu)勢有機(jī)融合，以期激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和教師的教學(xué)成效，為新形勢下生物技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)模式的改革提供參考。

［關(guān)鍵詞］ 生物技術(shù)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(xué)本科教育教學(xué)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(shù)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(xué)環(huán)境與資源學(xué)院教授，主要從事植物逆境生理與分子生物學(xué)研究；孫婧靚（1992—），女，遼寧大連人，博士，大連民族大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院講師（通信作者），主要從事植物逆境分子生物學(xué)研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)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(zhuǎn)基因技術(shù)、微生物發(fā)酵技術(shù)和生物制藥技術(shù)為主要內(nèi)容的現(xiàn)代生物技術(shù)迅猛發(fā)展，給人們的生產(chǎn)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(lǐng)域的發(fā)展對生物技術(shù)領(lǐng)域人才有著強(qiáng)烈的需求［1］。高校生物技術(shù)專業(yè)以理學(xué)為主，與眾多相關(guān)學(xué)科交叉融合發(fā)展，旨在培養(yǎng)知識面廣、視野開闊、具有嚴(yán)謹(jǐn)邏輯思維和扎實生物專業(yè)技能的應(yīng)用復(fù)合型人才。

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

鑒于當(dāng)前的形勢，如何充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”資源，發(fā)揮線上教學(xué)優(yōu)勢，豐富課堂教學(xué)模式，兼顧線下教學(xué)特色，有效開展理論和實踐教學(xué)工作，將線上線下有機(jī)融合，是對新形勢下生物技術(shù)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(xué)方法的改革

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

（一）線上教學(xué)的弊端和優(yōu)勢

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

雖然線上教學(xué)具有上述弊端，但與線下教學(xué)相比仍存在許多優(yōu)勢。首先，線上教學(xué)不受時間和空間的限制，學(xué)生可以隨時隨地進(jìn)行課程學(xué)習(xí)。其次，線上的教學(xué)資源為學(xué)生課后復(fù)習(xí)提供了便利，學(xué)生可以反復(fù)觀看課程回放查漏補(bǔ)缺，提高學(xué)習(xí)效果。此外，學(xué)生可以充分利用互聯(lián)網(wǎng)上豐富多樣的學(xué)習(xí)資源，拓寬學(xué)科視野，滿足自身的不同學(xué)習(xí)需求［4］。

針對線上和線下教學(xué)的不同特點和優(yōu)勢，結(jié)合生物技術(shù)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(xué)模式。

（二）雨課堂與騰訊會議聯(lián)動的線上線下混合教學(xué)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(xué)生也可以直接在騰訊會議中使用雨課堂的隨機(jī)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(xué)，教師能夠?qū)⒄n件、視頻、慕課等多種形式的教學(xué)資源全覆蓋推送［5-6］。

結(jié)合線上教學(xué)的特點和雨課堂軟件的多種互動功能，我們建立了“課前準(zhǔn)備—課堂講授—課后鞏固”三個環(huán)節(jié)的課程教學(xué)體系。在每個環(huán)節(jié)中，教師和學(xué)生分別完成不同的任務(wù)，以提升教師教學(xué)的成效與學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。下面以“生物化學(xué)”課程中脂質(zhì)相關(guān)內(nèi)容的講解為例進(jìn)行介紹。

1.課前準(zhǔn)備環(huán)節(jié)。課前準(zhǔn)備環(huán)節(jié)包括教師課程教學(xué)資源的準(zhǔn)備和學(xué)生自主學(xué)習(xí)兩部分。通過對“生物化學(xué)”課程教學(xué)大綱與知識體系的深入分析，教師總結(jié)課程的重點與難點，結(jié)合視頻、圖片、鏈接等多樣化的教學(xué)資源制成預(yù)習(xí)課件；學(xué)生通過預(yù)習(xí)課件，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，了解教學(xué)內(nèi)容和計劃，并在雨課堂中標(biāo)注“不懂”的內(nèi)容，在課堂講授時著重注意教師對“不懂”內(nèi)容的講解，以提高學(xué)習(xí)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(xué)生簽到。在講授新知識前，通過軟件發(fā)布習(xí)題，比如：脂質(zhì)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(xué)生的預(yù)習(xí)情況，并查看學(xué)生標(biāo)注“不懂”的內(nèi)容，及時調(diào)整教學(xué)進(jìn)度。課上，學(xué)生通過雨課堂的彈幕、投稿等功能與教師進(jìn)行實時互動，參與課堂討論，教師通過隨機(jī)點名、發(fā)布測驗等功能檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，第一時間對學(xué)生的疑問給予反饋［7］。為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)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(jié)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(xué)生帶著問題去聽課，更容易理解復(fù)雜難懂的生化概念和知識。課程結(jié)束前，教師針對課程內(nèi)容發(fā)布限時隨堂測試，并借助雨課堂的后臺數(shù)據(jù)了解學(xué)生的答題情況，進(jìn)行有針對性的講解答疑，加深學(xué)生對課程內(nèi)容的理解。

3.課后鞏固環(huán)節(jié)。教師根據(jù)課堂講授和隨堂測驗答題情況，結(jié)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(xué)生。學(xué)生可以在課后隨時回看錄播課程對知識進(jìn)行復(fù)習(xí)，全面掌握課程內(nèi)容；同時，可以與教師進(jìn)行在線討論，彌補(bǔ)課堂時間有限、交流溝通機(jī)會少的缺陷，有助于教學(xué)效果的進(jìn)一步提高［4］。

二、實驗課程教學(xué)方法的改革

實驗課是生物技術(shù)專業(yè)教學(xué)內(nèi)容中不可或缺的一環(huán)，以大連民族大學(xué)生物技術(shù)專業(yè)為例，為了培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲兴季S，開設(shè)了“植物生理學(xué)實驗”“分子生物學(xué)實驗”“微生物學(xué)實驗”等課程。傳統(tǒng)的實驗課程都是線下進(jìn)行，教師先講解實驗?zāi)康摹⒃砗筒襟E，再指導(dǎo)學(xué)生開展實驗。而線上教學(xué)給實驗課程的授課帶來了巨大困難，學(xué)生無法走進(jìn)實驗室親自動手操作，很大程度上打擊了學(xué)生的積極性，也使實驗課程教學(xué)成效甚微。為了能夠保證實驗課程教學(xué)的順利開展，我們對實驗課程教學(xué)方法進(jìn)行了改革。

課前，教師進(jìn)行課前動員，將課程內(nèi)容和形式介紹給學(xué)生；分組完成后，通過雨課堂將實驗?zāi)康摹⒃怼?nèi)容步驟等以視頻、動畫、課件等多種形式發(fā)布，并布置學(xué)習(xí)任務(wù)以督促學(xué)生提前完成課程內(nèi)容的預(yù)習(xí)［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(wǎng)上的資源課程形成特定的資源包，不論是線下教學(xué)還是線上教學(xué)，都可以作為學(xué)習(xí)資源發(fā)給學(xué)生學(xué)習(xí)參考。

課上，教師根據(jù)雨課堂后臺提供的學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況，有針對性地講解和示范實驗的重點內(nèi)容，對學(xué)生提出的問題進(jìn)行答疑，并采用虛擬仿真技術(shù)輔助實驗課程教學(xué)。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(xué)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(xué)生隨時隨地進(jìn)行仿真實驗的模擬訓(xùn)練，從儀器參數(shù)的設(shè)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(jié)束后，教師在雨課堂平臺發(fā)布練習(xí)題，并要求學(xué)生在線提交實驗報告，綜合習(xí)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(jié)束后，教師要及時了解學(xué)生對課程講授形式和內(nèi)容的反饋，及時調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)方法，從而達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。

通過虛擬仿真實驗，能夠讓學(xué)生有更好的沉浸式體驗，大大提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，起到良好的教學(xué)效果［9］。學(xué)生在完成虛擬仿真實驗后，可以進(jìn)一步分組進(jìn)入實驗室進(jìn)行真實的實驗訓(xùn)練，加深學(xué)生對實驗內(nèi)容的理解和掌握，提高實驗課程教學(xué)質(zhì)量。

三、實踐實習(xí)類課程教學(xué)方法的改革

為了能夠適應(yīng)社會對生物技術(shù)專業(yè)人才的需求，培養(yǎng)具有嚴(yán)謹(jǐn)邏輯思維和較強(qiáng)實踐能力的應(yīng)用型人才，大連民族大學(xué)生物技術(shù)專業(yè)開設(shè)了一系列實踐實習(xí)類課程，例如“植物認(rèn)知實習(xí)”“認(rèn)識實習(xí)”（參觀大連森茂現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司、大連珍奧集團(tuán)等）和“生產(chǎn)實習(xí)”（參觀大連蓋世健康食品有限公司、浙江歌禮藥業(yè)），讓學(xué)生走進(jìn)工廠和企業(yè)，了解生物技術(shù)在實際生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生對專業(yè)的熱愛以及學(xué)習(xí)積極性，將理論與實踐進(jìn)一步融合。

2020年，部分學(xué)生無法按時返校，在校學(xué)生也很難按照計劃開展實踐實習(xí)類課程。為了保證實踐類課程教學(xué)質(zhì)量，對實踐實習(xí)類課程的線上線下融合教學(xué)模式進(jìn)行了改革。

（一）“植物認(rèn)知實習(xí)”課程

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

首先，教師進(jìn)行線上學(xué)習(xí)資源包的準(zhǔn)備，由實習(xí)基地指導(dǎo)教師錄制仙人洞國家級自然保護(hù)區(qū)內(nèi)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(biāo)本制作方法等內(nèi)容進(jìn)行介紹，此外，教師準(zhǔn)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(xué)生自主學(xué)習(xí)。完成線上學(xué)習(xí)后，學(xué)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(jìn)行學(xué)習(xí)［10］。在認(rèn)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(jìn)行標(biāo)本制作；通過查閱資料，對拍攝照片和采集到的植物進(jìn)行分類鑒定，最后通過小組匯報的形式展示植物野外實習(xí)成果［3］。教師根據(jù)學(xué)生的匯報內(nèi)容進(jìn)行講解和評價，并對“植物認(rèn)知實習(xí)”課程進(jìn)行總結(jié)；在條件允許的情況下，教師再組織學(xué)生在校園內(nèi)或?qū)W校周邊開展植物認(rèn)知活動，以充分調(diào)動學(xué)生的積極性，讓學(xué)生更具有參與感，在保證實習(xí)順利開展的同時，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力和自主探究能力。

（二）“認(rèn)識實習(xí)”與“生產(chǎn)實習(xí)”課程

對于參觀生物公司和制藥公司的“認(rèn)識實習(xí)”和“生產(chǎn)實習(xí)”課程，由于特殊情況，學(xué)生雖然不能走進(jìn)工廠和企業(yè)親身感受和學(xué)習(xí)，但仍然可以通過多途徑、多渠道和多方法保證線上實習(xí)的質(zhì)量，讓學(xué)生提前了解各個行業(yè)領(lǐng)域人才所需具備的技能及工廠企業(yè)運轉(zhuǎn)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(chǔ)。

另外，校方可以與相關(guān)企業(yè)合作錄制視頻，介紹企業(yè)基本信息、業(yè)務(wù)范圍、工藝制作流程、重要設(shè)備的運行原理、操作方法等，并使用虛擬仿真技術(shù)加以輔助教學(xué)，讓學(xué)生足不出戶對企業(yè)的運營和整個生產(chǎn)過程有整體的認(rèn)知［11-12］。此外，邀請企業(yè)中的頂尖技術(shù)人員直播授課，介紹實際應(yīng)用中的前沿技術(shù)，彌補(bǔ)教師紙上談兵的不足，將課本知識與實踐有機(jī)結(jié)合。根據(jù)工廠和企業(yè)實際生產(chǎn)中所使用的生物技術(shù)，在條件允許的情況下，教師組織學(xué)生進(jìn)入實驗室開展相關(guān)的小實驗，鞏固和深化所學(xué)知識與技能。通過線上線下混合式教學(xué)，有助于將課堂中所學(xué)的理論知識與生物技術(shù)相關(guān)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(jié)語

生物技術(shù)專業(yè)是一個需要理論教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合的應(yīng)用型專業(yè)，在新形勢背景下，線上線下混合式教學(xué)已然成為必然選擇，如何利用“互聯(lián)網(wǎng)+”資源、多樣化的線上教學(xué)平臺及虛擬仿真技術(shù)將線上教學(xué)的優(yōu)勢最大化，同時兼顧線下教學(xué)良好的溝通互動模式，保質(zhì)保量地完成教學(xué)任務(wù)，激發(fā)學(xué)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(dāng)前形勢下，學(xué)校需要加大對在線教學(xué)設(shè)備硬件的投入，構(gòu)建完善的線上教學(xué)平臺，教師需要不斷加強(qiáng)業(yè)務(wù)水平，提升相關(guān)技能，通過線上線下融合的“理論+實驗+實踐”教學(xué)，培養(yǎng)更多優(yōu)秀的生物技術(shù)產(chǎn)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