李經(jīng)緯 徐秀紅 張萬萍

[摘 要] 生物技術(shù)是極具應(yīng)用價值的主流科學(xué)技術(shù)之一，已與多領(lǐng)域形成學(xué)科交叉融合，非生物學(xué)科專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)“生物技術(shù)導(dǎo)論”具有重要意義。主要討論在線上線下混合教育模式理念下，以解決非生物學(xué)科專業(yè)課程教學(xué)問題、提升教學(xué)質(zhì)量、拓展學(xué)生生物學(xué)及生物科學(xué)技術(shù)相關(guān)理論基礎(chǔ)、培養(yǎng)跨學(xué)科創(chuàng)新思維為目的，通過闡述課程開課意義、教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題，列舉混合教育模式主要內(nèi)容和線上公共課資源，討論混合教育模式對該課程教學(xué)革新的意義及具體改革措施，以期提升教學(xué)質(zhì)量，達到預(yù)期培養(yǎng)目的。

[關(guān)鍵詞] 高等教育;非生物類專業(yè)課程教學(xué);生物技術(shù)導(dǎo)論;線上線下混合教育模式

[基金項目] 2020年度貴州大學(xué)培育項目“抗/感型蘿卜與根腫菌互作的代謝組研究”（貴大培育〔2019〕41號）;2021年度貴州省科技計劃項目“褪黑素影響蘿卜與鏈格孢菌互作的功能研究”（黔科合基礎(chǔ)-ZK 〔2021〕一般153）

[作者簡介] 李經(jīng)緯（1989—），女，湖南湘西人，博士，貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院講師，主要從事園藝植物生物技術(shù)研究;徐秀紅（1980—），女，安徽宣城人，博士，貴州大學(xué)煙草學(xué)院副教授，主要從事分子生物學(xué)研究;張萬萍（1970—），女，貴州貴陽人，博士，貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院教授，主要從事蔬菜育種與栽培研究。

[中圖分類號] G642.0 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）15-0061-04 [收稿日期] 2021-09-17

高等教育質(zhì)量的提升是國家綜合實力提升的重點，高校教學(xué)質(zhì)量與科研力量是國家綜合競爭力的重要標(biāo)志。根據(jù)當(dāng)前社會發(fā)展需求，直面當(dāng)前高校課程建設(shè)中的短板，開處方式地踐行改革以提高教學(xué)質(zhì)量，是充分發(fā)揮育人職能、踐行高校教育工作職責(zé)的前提[1]。生物技術(shù)是當(dāng)代及未來最具發(fā)展?jié)摿Φ目茖W(xué)技術(shù)之一。同時，生物技術(shù)革新進展與安全程度，在一定程度上代表著人類科學(xué)綜合技術(shù)和文明發(fā)展水平。在高等教育中，“生物技術(shù)導(dǎo)論”作為全校公選課，向全校學(xué)生普及生物技術(shù)基礎(chǔ)知識和前沿進展，是學(xué)生了解生物、探索世界、拓寬眼界、跨界創(chuàng)新的重要窗口，對非專業(yè)學(xué)生開放具有重要意義。我們應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+”思維創(chuàng)新教學(xué)模式，針對“生物技術(shù)導(dǎo)論”教學(xué)難點和痛點進行改革，有效利用課堂和課余時間，培養(yǎng)師生互動，最大限度提升課程教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生對世界認(rèn)知，激發(fā)跨學(xué)科研究思維和科研潛力。本研究主要探討利用線上線下混合教育模式提升“生物技術(shù)導(dǎo)論”課程教學(xué)質(zhì)量的方法與途徑。

一、“生物技術(shù)導(dǎo)論”開設(shè)意義

（一）課程教授內(nèi)容及重要性

“生物技術(shù)導(dǎo)論”是一門面向非生物學(xué)專業(yè)學(xué)生的全校性公選課，授課內(nèi)容主要包括生物技術(shù)的概念、特點及發(fā)展歷史，五大工程（基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程、酶工程和蛋白質(zhì)工程）的概念、應(yīng)用實例和發(fā)展前景，生物技術(shù)與農(nóng)業(yè)、食品、能源、人類健康、環(huán)境的關(guān)系和應(yīng)用技術(shù)，以及相關(guān)倫理安全和發(fā)明保護。其涉及學(xué)科多、綜合性強、應(yīng)用領(lǐng)域廣，且正處于快速發(fā)展階段，是當(dāng)代和未來科學(xué)發(fā)展的主流技術(shù)之一。生物技術(shù)除了涉及抽象的基因重組、克隆、遺傳改良、體細胞克隆、疾病革新治療，還涉及生活必備品的生產(chǎn)、清潔工程的構(gòu)建和環(huán)境污染的處理等各領(lǐng)域，是一門極具實際應(yīng)用性的學(xué)科[2]，對非生物學(xué)專業(yè)學(xué)生了解世界科技革新進展、社會發(fā)展趨勢和本專業(yè)創(chuàng)新拓展方向等具有重要意義。

（二）作為全校公選課的意義

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)最重要的特征即多學(xué)科交叉融合，而生物技術(shù)是其中重要的組成部分，認(rèn)識生物技術(shù)是認(rèn)識現(xiàn)代社會發(fā)展趨勢、暢享未來世界的重要途徑。前期學(xué)習(xí)的生物知識已經(jīng)不能滿足解決大學(xué)教育中各學(xué)科中生物工程相關(guān)問題的需求。隨著高等教育教學(xué)改革不斷深入，以及現(xiàn)代社會對畢業(yè)生要求不斷提高，“生物技術(shù)導(dǎo)論”面向非生物學(xué)類各專業(yè)本科學(xué)生開放勢在必行。隨著全球科技的快速發(fā)展和行業(yè)競爭的不斷加強，更多各領(lǐng)域?qū)I(yè)人才加入與生命科學(xué)交叉學(xué)科的研究中來，如計算機專業(yè)學(xué)生通過學(xué)習(xí)本課程可加深對生物信息學(xué)的理解，便于生物芯片和智能計算機的設(shè)計和開發(fā);建筑、機械等專業(yè)學(xué)生可在產(chǎn)品中引入仿生學(xué)概念;資源專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)知識，有利于生物能源的開發(fā);材料專業(yè)的學(xué)生了解生物大分子則有利于開發(fā)生物材料新產(chǎn)品[3]。

二、非生命科學(xué)專業(yè)“生物技術(shù)導(dǎo)論”教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題

（一）教學(xué)現(xiàn)狀

通過本門課的學(xué)習(xí)，非生物專業(yè)學(xué)生能夠加深對轉(zhuǎn)基因、基因編輯、體細胞克隆、生物信息學(xué)、工程菌開發(fā)、發(fā)酵食品制作開發(fā)、仿生技術(shù)、人造生物材料、生物醫(yī)藥和污染的生物治理等內(nèi)容的理解。本門課主要以課堂講授為主，少數(shù)高校設(shè)置實驗課時，考核方式以課程論文或開卷考試為主。授課過程中，理論教學(xué)、實驗課堂和生活實踐結(jié)合有限，多種模式開展有待提升。

（二）存在問題

1.概念和原理理解困難。作為專業(yè)性較強、知識面較廣的課程，“生物技術(shù)導(dǎo)論”涉及五大工程所有知識點、應(yīng)用案例和發(fā)展前沿。對生物專業(yè)學(xué)生而言，開設(shè)生物技術(shù)相關(guān)課程前需完成如生理、生物化學(xué)和分子生物學(xué)等課程學(xué)習(xí)。而對于全校公選課而言，往往2～4個學(xué)時需要簡要說明一門專業(yè)選修課的內(nèi)容，如：第二章基因工程的內(nèi)容涵蓋“分子生物學(xué)”及相關(guān)課程內(nèi)容，對非專業(yè)學(xué)生而言，知識廣度豐富，縱深較大，橫深較廣，學(xué)生難以在課堂上吸收。

2.課程涉及知識面較廣，師資配備困難?！吧锛夹g(shù)導(dǎo)論”中所涉及的五大工程又可細分為各個子專題，如廣義的基因工程可分為動植物的轉(zhuǎn)基因、分子標(biāo)記、基因編輯、基因組學(xué)和信息學(xué)等內(nèi)容;細胞工程則涉及細胞生物學(xué)、動物的單細胞克隆技術(shù)、植物的組織培養(yǎng)和種質(zhì)的中長期保存等內(nèi)容。龐大的知識體量要求任課教師具有扎實而廣泛的知識背景。要求1～2名任課教師完全熟悉課程所有知識點具有較大難度，如植物學(xué)背景的教師對動物和微生物上的研究涉獵有限;具有食品科學(xué)背景的教師在講授發(fā)酵工程和食品生產(chǎn)相關(guān)內(nèi)容上較輕松，涉及生物技術(shù)與環(huán)境治理方面內(nèi)容時，則理論基礎(chǔ)稍顯欠缺[4]。

3.實驗課程開設(shè)困難。生物學(xué)專業(yè)中，農(nóng)林及生命科學(xué)專業(yè)學(xué)生主要進行基因工程、細胞工程、蛋白質(zhì)工程相關(guān)實驗操作，食品科學(xué)專業(yè)學(xué)生主要以基因工程和發(fā)酵工程實驗為主，而針對全校公選課學(xué)生則極少開設(shè)實驗課程?！吧锛夹g(shù)導(dǎo)論”課程涉及五大工程理論和應(yīng)用諸多內(nèi)容，選修學(xué)生背景知識參差不齊，對各實驗原理和方法理解程度不一，且實驗準(zhǔn)備周期長，需要進行操作培訓(xùn)，流程較復(fù)雜，部分實驗試劑具有一定的毒副作用，對教師能力要求較高，非專業(yè)學(xué)生操作難度較大。

4.考核方式較為單一。為生物專業(yè)本科學(xué)生制定相關(guān)基礎(chǔ)課程和專業(yè)選修課程的教學(xué)大綱時，會充分考慮學(xué)生“動腦”和“動手”環(huán)節(jié)設(shè)置，安排25%～40%實驗、實踐學(xué)時，最終成績通常由課堂成績、期末卷面成績和實驗實踐成績?nèi)糠纸M成，考核方式相對豐富、公正。而在全校公選課教學(xué)大綱設(shè)置中，由于實驗實踐開展難度大，幾乎不設(shè)置“動手”環(huán)節(jié)，考核方式以課程論文考查或試卷考試為主，容易出現(xiàn)不理想的考核結(jié)果。

5.思想政治教育較難融合?；谏鲜鰡栴}，當(dāng)前教學(xué)中多囿于基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)，教師在教授過程中在創(chuàng)新思維和人文思想教育方面重視度普遍不夠，課程中設(shè)置的思想政治教育元素有限，而學(xué)生也很難理解現(xiàn)代生物科技發(fā)展前沿和教學(xué)設(shè)計中的思想政治教育元素，最終引起學(xué)時浪費和教學(xué)質(zhì)量不高等問題。

三、線上線下混合教育模式的內(nèi)容

把傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢和網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的優(yōu)勢相結(jié)合，教師發(fā)揮引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過程的主導(dǎo)作用，學(xué)生體現(xiàn)作為學(xué)習(xí)過程主體的主動性、積極性與創(chuàng)造性，是線上線下混合教育模式的重點內(nèi)容[5]，具體包括：學(xué)習(xí)理論、學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)方式的混合[6]。

混合教育模式的主要特征為：采用“線上”和“線下”兩種途徑開展教學(xué);“線上”為輔，必不可少，“線下”為主，深入教學(xué);充分發(fā)揮“線上”和“線下”兩種教學(xué)模式的優(yōu)勢，重構(gòu)傳統(tǒng)課堂教學(xué)。首先，借鑒或建設(shè)線上教學(xué)資源供學(xué)生預(yù)習(xí)，前移課堂;其次，重點建設(shè)線下課程，課堂教學(xué)查漏補缺;最后，課堂后及時完成線上線下評估，保證教與學(xué)雙向反饋。另外，學(xué)生在課堂中或課堂后可實時對教師教學(xué)質(zhì)量進行評價，幫助教師及時改善教學(xué)內(nèi)容和方式[7]。

四、混合教育模式對非專業(yè)“生物技術(shù)導(dǎo)論”教學(xué)革新的意義

2018年，教育部《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》中提出需積極推廣混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂，構(gòu)建線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式。線上預(yù)習(xí)更有利于基礎(chǔ)欠佳的非生物專業(yè)學(xué)生接收生命科學(xué)資訊、理解生物技術(shù)與自身專業(yè)的結(jié)合方式，構(gòu)想跨學(xué)科融合的新機制和新方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。生物技術(shù)的線上資源中通常包含大量的實驗操作視頻，學(xué)生通過觀看實驗視頻，模擬操作，可更直接、更具象地建立對生物技術(shù)科學(xué)的認(rèn)知，從而緩解實驗教學(xué)開展難的壓力。另外，備課時廣泛引用線上資源亦可有效幫助授課教師擴展自身知識面。線下互動式教學(xué)鼓勵學(xué)生與授課教師交互式教與學(xué)，可有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，減少學(xué)生因灌輸式教育產(chǎn)生的問題。該模式的雙向評估性質(zhì)更系統(tǒng)地了解學(xué)生對知識點的掌握程度，以評估結(jié)果作為平時成績更具系統(tǒng)性和合理性。

五、“生物技術(shù)導(dǎo)論”相關(guān)線上公共課程資源

慕課上的相關(guān)資源有：上海交通大學(xué)周選圍教授等主講的“生物技術(shù)概論”、復(fù)旦大學(xué)呂紅教授主講的“改變生活的生物技術(shù)”及鄭州師范學(xué)院楊玉珍教授主講的“現(xiàn)代生物技術(shù)概論”;Coursera（www.coursera.org）上的相關(guān)課程資源有： 曼徹斯特大學(xué)Turner 教授等開設(shè)的Industrial Biotechnology、伊坎西奈山醫(yī)學(xué)院Lyengar 博士開設(shè)的System Biology and Biotechnology、馬里蘭大學(xué)Leger 教授主講的Genes and the Human（from behavior to biotechnology）、加利福尼亞圣地亞哥大學(xué)Mayfield 教授等主講的Algae Biotechnology 等。

六、混合教育模式改革“生物技術(shù)導(dǎo)論”教學(xué)的具體措施

（一）線上投放預(yù)習(xí)資料和測評試題，前置課堂

授課教師通過制作、借鑒、拉取和共享課程相關(guān)資料，通過雨課堂和超星學(xué)習(xí)通等平臺，在開課前發(fā)放至班級群，學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)，以自主學(xué)習(xí)或小組合作討論等形式完成資料閱讀或視頻課程學(xué)習(xí)，并完成預(yù)習(xí)測評。教師通過查看資料學(xué)習(xí)進度及測評結(jié)果，梳理該課程的重點、難點及共同性問題，提前做好相應(yīng)的課件，準(zhǔn)備教輔材料。

（二）線下打造精品課堂，強調(diào)互動

教師在課堂上加強重點、難點知識和概念的講解，削弱背景知識的介紹，同時針對學(xué)生存在的共性問題進行答疑，在有限的課時內(nèi)放大教學(xué)效果。學(xué)生可通過授課平臺發(fā)送“彈幕”，直接向教師提問，或發(fā)起課堂討論。教師也可隨時組織學(xué)生分組討論，將課堂與實踐相結(jié)合，鼓勵學(xué)生參與研究，或向班級群發(fā)起線上問答或投票，實時監(jiān)測教學(xué)成效。

（三）線上完成課后測試及教學(xué)反饋，促進教改

學(xué)生需在規(guī)定時間內(nèi)完成課后練習(xí)，對本章節(jié)課程教學(xué)提出意見和建議，教師通過測試結(jié)果評估線下教學(xué)中知識點數(shù)量設(shè)置和學(xué)時分配的合理性，也可通過學(xué)生對教學(xué)質(zhì)量的反饋及時調(diào)整教學(xué)方式，同時在不占用線下學(xué)時的前提下及時反饋測評成績。

（四）線上、線下成績相結(jié)合，完善考評機制

將線上預(yù)習(xí)進度、評測完成情況和反饋意見，作為學(xué)生平時成績考核指標(biāo)，與線下試卷考核成績相結(jié)合，建立完善的考評機制。

七、教學(xué)改革的效果與評價

通過實施以上混合式教育模式的措施，學(xué)生提升了對“生物技術(shù)導(dǎo)論”課程中重點、難點知識和概念的掌握，對該門課程作為全校公選課的意義有了進一步理解，增進了教與學(xué)兩方的相互促進與輔助。線上線下混合式教育模式在有限課時內(nèi)增加理論課程內(nèi)容和容量的同時為學(xué)生提供了線上實驗觀摩和體驗的機會，一定程度上解決了學(xué)時與內(nèi)容不匹配、缺少實驗機會等問題。同時，授課教師亦可以通過線上資源提升自身知識儲備，在課堂上更流暢地與學(xué)生展開互動。課前線上預(yù)習(xí)生物技術(shù)應(yīng)用實例與科技革新相關(guān)報道，成為學(xué)生提高對思想政治教育內(nèi)容理解的有效途徑。另外，作業(yè)提交、批改、師生答疑及對教學(xué)質(zhì)量評價均可直接線上完成，教師可更便捷地進行教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整，完善考核機制的同時，減少教學(xué)環(huán)節(jié)的課時占用比例。

綜上所述，利用線上線下混合教育模式，可較好解決“生物技術(shù)概論”教學(xué)中存在的主要問題，有效提升課程教學(xué)質(zhì)量，為成功解決非生物專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)障礙提供了一條可行的改革途徑。

參考文獻

[1]潘傳英，李曉，鄭以，等.農(nóng)林高校《細胞生物學(xué)》課程教學(xué)改革與探索[J].家畜生態(tài)學(xué)報，2019（12）：97-99+102.

[2]李忠琴，關(guān)瑞章.開設(shè)生物技術(shù)概論選課的教學(xué)實踐[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2012，29（6）：124-128.

[3]宋思揚，左正宏.生物技術(shù)概論[M].5版.北京：科學(xué)出版社，2020：1-12.

[4]周亞平，王斌，金衛(wèi)根.生命科學(xué)導(dǎo)論課程教學(xué)中存在的問題及解決對策[J].東華理工大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2012，31（2）：172-174.

[5]何克抗.從Blending Learning看教育技術(shù)理論的新發(fā)展（上） [J].中國電化教育，2004（3）：5-10.

[6]朱長江，李書剛，胡中波.在數(shù)學(xué)文化課程中引進優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源開展混合式教學(xué)的探索與實踐[J].數(shù)學(xué)教育學(xué)報，2016，25（4）：30-31.

[7]楊柳，曹殿波.基于混合學(xué)習(xí)理念的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計研究[J].中國教育信息化，2017（4）：3.

Reflections on the Teaching Reform of “Introduction to Biotechnology” for Non-Biological Majors under the Online and Offline Mixed Education Mode

LI Jing-weia，b， XU Xiu-honga，c， ZHANG Wan-pinga，b

（a.Vegetable Research Academy; b. Agricultural College; c. Tobacco College， Guizhou University， Guiyang， Guizhou 550025， China）

Abstract： Biotechnology is one of the mainstream science and technology with great application value. It has formed interdisciplinary integration with many fields. It is of great significance for non-biological majors to study the course of Introduction to Biotechnology. Here， in order to solve the teaching problems of this course， to improve the teaching quality， to expand the theoretical basis of biology and biological technology of other majors， and to cultivate interdisciplinary innovative thinking under the online and offline mixed education mode， by clarifying the significance， teaching status and existing problems of the present course， and by declaring the main contents of the mixed education model and online public course resources， this paper discusses the significance of curriculum teaching innovation and reform measures of the mixed education model for Introduction to Biotechnology， so as to improve the teaching quality and meet the training expectations.

Key words： higher education; course teaching for non-biological majors; Introduction to Biotechnology; online and offline mixed teaching mode