“海洋生物技术”实践教学改革探索

黄萌萌　费辉　代琦　盛清　孙聪　韩兵男　潘建义

摘要：实践课程是生物技术类专业的重要教学环节，同时也是新世纪生物创新型人才的培养需求。为规范专业选修课程的发展、保证教学质量及提高教学水平，笔者在本专业新开设的海洋生物技术课程中，开展了一系列理论—实践相结合的教学改革活动。包括课程内容优化、突出“海洋领域”特色、增加课外实践活动等。在此过程中，期望改变传统僵化的单一理论教学模式、探索海洋生物实践课程的新型教学过程，培养一批基础知识扎实、实践动手能力强、综合素质高的优质人才。关键词：海洋生物技术；实践教学；教学改革；人才培养模式中图分类号：G642.0

文献标志码：A

文章编号：1674-9324（2018）20-0104-04 21世纪人类社会面临着人口剧增、资源匮乏、环境恶化三大问题的严峻挑战。随着陆地资源的日益减少，开发海洋，向海洋索取资源变得日益迫切。在此背景下海洋生物技术应运而生。顾名思义，海洋生物技术是运用海洋生物学与工程学的原理和方法，利用海洋生物或生物代谢过程生产有用的生物制品或定向改良海洋生物遗传特性的综合性科学技术。2016年，《海洋生物技术》作为一门专业选修课，开始在我校（浙江理工大学）面向生命科学学院海洋生物资源专业本科生授课。经过两年的教学实践和探索，笔者所在教学团队在教学内容、教学方式、考核要求等三个方面开展一系列教学改革，构建了“海洋背景鲜明、理论实践结合、多维教学评价”的新型教学体系。一、海洋生物技术课程面临的问题高等教育的发展对本科教学提出了更高要求，特别是如何提高学生动手能力和团队协作能力是目前亟待解决的教学关键问题。实践教学环节是高等学校整个教学过程中的重要组成部分，是培养高素质创新人才的重要环节，也是提高大学生实践能力和创新能力的重要手段。《教高2007[2]号》文件明确指出：“高度重视实践环节，提高学生实践能力……理工农医类专业一般不应少于总学分（学时）的25%”[1]。因此，全国各类高校都加大了实践教学的力度，并且不断改进实践教学方法[2-7]。但是在实际操作过程中，仍然存在实践基地薄弱、实践活动类型单一、理论教学和实践教学环节脱节等，最终教学结果与本科生动手实践和团队协作能力培养目标相距甚远。随着现代生物技术的迅速发展，社会对生物技术类专业人才的需求已经发生轉变：由单一理论型人才转向应用复合性人才的需求。用人单位在人才的引进和聘用上也越来越倾向于实践能力强、具有一定团队协作和创新精神的人才。本校生命科学学院海洋资源开发技术专业的培养要求中，也明确指出：“具有海洋生物资源研究、开发利用和保护的实践或实训经历”。可以说实践活动是《海洋生物技术》课程的必备教学环节。《海洋生物技术》的铺垫课程包括：《海洋生物学》、《生物化学》和《分子生物学》等。但与以上基础课程不同，《海洋生物技术》最大的特点是侧重介绍开发利用海洋生物资源的最新技术方法、强调理论教学和实践操作的有机结合、强调学生团结协作和动手操作能力的培养。在2015—2016学年的授课过程中，笔者通过调查问卷、课后谈话等方式，获得选修该课程的学生的反馈意见（图1）。调查内容包括：课程知识点范围、课程深度、PPT讲稿内容，以及对课程的期待等多项内容。如图1所示，《海洋生物技术》课程具有知识体系繁冗、知识点错综复杂、理论枯燥、知识更新快等难点，再加上教师和学生的个人因素及教材、教法的影响，导致本课程教学中存在以下三个亟待改善的问题。1.学生对本课程缺乏兴趣度。作为一门新开课程，《海洋生物技术》缺乏现成的教学内容可以借鉴，使用的教材是教师自编教材，因此前期的教学工作处于摸索阶段；加上部分学生认为专业选修课不重要，认为海洋生物技术与一般生物技术并无太大区别。由于学生的学习兴趣不高，课下自主学习动机不足，往往不能事先进行有效预习，最终仅依靠课堂上被动接受教师的讲解，教学效果不佳。2.教学方式不够创新。目前针对多数海洋生物基础课，传统的、以教师为中心的、“一言堂”式教学法还是占据主流。虽然在之前的教学实践过程中也使用了多媒体、视频等教学手段，但是学生依然处于被动接受的地位，学生的主观能动性被严重忽视。3.教学内容过于陈旧，缺乏配套的实践教学环节。在教学过程中，笔者发现可参考的教材多局限于普遍的生物技术，而没有重点突出各类生物技术在海洋生物中的实际应用；另外，该课程亟需匹配实验课和实践环节。通过实践教学和实验操作教学的有机结合，能够有效提高学生的听课积极性，增加学生对核心知识的掌握程度。二、海洋生物技术课程教学改革内容为了解决以上教学问题，笔者拟结合教学实践环节，在以下三个方面进行教学改进（图2）。1.确定教学内容，完善教学体系。确定海洋生物技术实践内容。参考书目包括《生物技术在海洋生物资源开发中的应用》、《海洋生物技术研究进展》等，以及相关的最新生物技术中外学者论著和研究型文章。根据学院最新的课程课时安排，计划在新一轮教学中增加12课时的实验课程，并组织一次与海洋技术相关的课外实习活动。通过以上教学内容，逐步培养并提高学生理论结合实践和动手操作能力。课内实验课的选择重点是能够涵盖海洋生物开发的代表性技术。主要包括：近海滩涂资源的开发及利用、海洋藻类资源及生物技术、海水养殖动物疾病诊断、海洋微生物活性物质的分离鉴定。同时淘汰内容陈旧、方法落后的实验项目，充实综合型、设计型、开发型的实验项目。针对不同的实验项目，形成“实验演示—基础实验—自主实验—野外实验”等四级教学要求。以上四级教学要求的详细内容为：①实验演示。教师演示实验操作，学生了解相关知识点，不要求进行实验操作。要求最低，主要培养学生的认知学习能力。②基础实验。教师演示实验操作，学生在实验室内分组完成实验，撰写实验报告。要求一般，主要培养学生的实验技能学习能力。③自主实验。教师演示实验操作，学生在完成基础实验基础上，独立设计后续及衍生实验。要求较高，主要培养学生的独立学习能力。④野外试验。学生利用实验室操作能力，在野外分组或独立开展相关实验操作。要求最高，主要培养学生的自主学习能力。在确定教学内容的基础上，创建教师指导下的、以学生为主体的探究式教学方法，在教学中培养学生的创新能力，把研究融进教学。完善教学体系：妥善处理好实践教学内容中“教师传授学习”、“自主综合学习”和“创新研究型学习”三个层次关系，在此基础上，构建新的教学体系。2.在实践教学环节中突出“海洋领域”背景，注重学生在实践教学环节中的参与度。由于本门课程的教学任务侧重于海洋背景，因此在具体的课程设计中，相关生物技术的具体操作步骤不必过分深入介绍。更多的部分放在某项技术在海洋领域的具体应用，以及应用前景（部分热门方向或者学生感兴趣的方向，可以重点讲解或者让学生设计课程，参与实践教学过程）。另一方面，教师充分利用问卷调查和课外学生访谈。在每次教学活动前，教师根据学生的基础和教学要求，通过访谈形式了解学生需要详细讲解的重难点。在实验过程中强调学生的实验操作规范，以及仪器的使用方法。通过实验活动综合培养学生的实验思路、实验设计能力、数据分析能力、观察能力、自主学习和表达能力。最后，教师应当以研促教，跟踪最新科研进展，总结并完善本课程的实践教学内容。教师应不断加强国内外学术交流，把握学科前沿动态，将最新的海洋生物技术成果纳入实践教学过程中，并向学生做针对性的介绍。在实践教学过程中，把学生置于教学过程的中心，注重学生参与学习的过程，充分发挥教师的主导地位和学生的主体地位；注重在教学过程中融合学科知识与研究方法，提倡和鼓励学生带着问题进行讨论，提倡教学培养目标的多元化，发挥学生的创造性，在实践过程中培养学生的创新能力和创新思维。在实际教学进程中，每次实验课前，任课教师安排时间请同学们选择感兴趣的代表性技术方法，重点进行讲解。此时，随后教师进行点评及补充，加深同学们对相关生物技术的认识。本课程的教学理论部分共计16周32课时，实验教学部分共计6周12课时，另外拟组织课外实践一次。在以上三种教学活动中，均组织学生自由分组，并引导学生针对每节课的内容依次进行相关内容的课程报告，每次报告10分钟，要求小组成员在预习相应章节后讨论确定报告的具体题目，然后查找文献，制作PPT并演讲。小组成员接受其他组的质疑，最后由其他组为该小组打分（根据内容呈现、表达效果等）。在此过程中培养学生的动手操作能力和团结协作精神。组织课外教学实践活动，向学院请示课外实践环节的可行性。在保证实践过程安全性基础上，就近选择场地进行实践教学活动。根据前期调研结果，拟选取宁波（宁波奉化臭皮匠水厂养殖场、宁波大学海洋学院等）或舟山（朱家尖近海滩涂、浙江大学海洋学院等）作为室外实践活动的场地（图3）。在此期间保障教学质量和学生安全。以上课外实践活动旨在培养学生海洋生物资源理论基础、创新精神和实践能力，掌握常见海洋藻类资源、动物资源、微生物资源，掌握采集样品的基本实验方法和实践技能，学习生物活性物质的分离、制备方法。使学到的基础知识与实践紧密结合。3.提倡教学方法手段的多样性，构建多维度的教学评价。合理利用现有的多媒体技术进行教学实践活动。大力推进网上教学数据库的建设进度。本课程采用舒课平台（专为校园定制的课堂小助手，帮助教师和学生们解决课堂与课下的小烦恼，使课堂更轻松，使学习更快乐！）帮助师生发起课前预习、上课签到、课下学习材料分享、学生反馈学习问题、作业的布置、作业的提交及评改，甚至还能查询学生的空余时间，约学生面谈并交流教与学的关系。合理利用微信、QQ群等途径进行预习通知和课后沟通，及时解答学生在学习过程中产生的疑问。鼓励学生以小组的形式针对每次的理论课程和实践课程重点做内容汇报，培养学生对本课程的自主学习能力和团队协作精神。教师应改变单一的成绩考核办法，全面考查学生思维的创新性、见解的差异性等指标，关注学生平时的学习过程，将学生自我评价、小组合作评价和教师评价有机结合起来。考核的内容除了期末试卷外，还应涵盖教学课件、课上发表及答疑表现、学生在实验课和实践活动中的表现。最终实现多维度的教学评价体系，期末卷面成绩不超过总成绩的60%。另外，实践活动（海洋藻类生物技术实习、海洋动物生物技术实习、海洋微生物生物技术实习）成绩按下表的分配比例进行评分。三、结语通过以上教学改革内容，逐步提高学生的学习兴趣和本门课程的教学质量，激发学生研究、探索与海洋资源开发利用领域相关问题的欲望，为学生的高层次后续学习和终身学习奠定基础，培养学生的自主学习、探究创新的兴趣和能力，实现“从以教为主向以学为主转变、以课堂教学为主向课内外结合转变、以终结性评价为主向形成性评价为主转变”。这正是我校课堂教学改革的目标，也是所有教师的努力方向。参考文献：[1]教育部.教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见[教高[2007]2号].[2]孙翰昌.生物技术专业实践教学的改革与实践[J].现代农业科技，2010，（8）：21-22.[3]焦豫良，陈静，沈善瑞，房耀维，刘姝.海洋生物综合利用实验教学改革探讨[J].现代农业科技，2015，（11）：336-337.[4]马翠萍，武杰，石超，詹天荣，孙伟.海洋生物学教学改革初探[J].中国科教创新导刊，2009，（28）：121.[5]魏士平，苏新.海洋生物学实践改革初探[J].中国地质教育，2007，16（1），47-49.[6]朱明.创新教育在海洋生物教学中的渗透，中国教育现代化，2004，（1）：33-34.[7]徐加涛，吴建新.海洋生物学时间教学改革与探索[J].考试周刊，2011，（57）：19-21.