王婧臻　王俊明　張靜　張杰　祝文興　王海勇　曹瑞文　郝魯江

摘 ?要：伴隨著生物技術(shù)的迅速發(fā)展，新理論、新技術(shù)不斷更新，其研究和應(yīng)用范圍變得更加廣泛，涉及到醫(yī)學(xué)、環(huán)境、農(nóng)業(yè)等學(xué)科，以及新形成的前沿交叉學(xué)科。這使得“現(xiàn)代生物技術(shù)概論”課程具有綜合性強、涉及面廣的特點，也為達到理想的授課效果增加了難度，給授課教師帶來了極大的挑戰(zhàn)。“現(xiàn)代生物技術(shù)概論”課程在不同類型和層次的院校均有開設(shè)，使用教材也不盡相同。作者結(jié)合自己的教學(xué)體會，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式等方面對課程改革進行了探討和總結(jié)，以期提高本課程的教學(xué)水平，同時為其他院校相關(guān)課程的開展提供參考。

關(guān)鍵詞：“現(xiàn)代生物技術(shù)概論”;教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)方式;校企合作教學(xué);考核方式

中圖分類號：G642 ? ? ? ?文獻標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2021）10-0139-04

Abstract： In the 21st century， new theories and technologies are constantly updating with the rapid development of biotechnology. The research and application of modern biotechnology is extensive and in-depth， involving medicine， environment， agriculture and other disciplines， as well as the newly formed interdisciplinary fields. Therefore， "Introduction of Modern Biotechnology" is a comprehensive course， which brings great challenges to the teaching of the course. Based on previous teaching experience， the author discusses and summarizes the curriculum reform from the aspects of teaching content and teaching mode in order to improve the teaching level and provide reference for the development of relevant course.

Keywords： "Introduction of Modern Biotechnology"; teaching content; teaching methods; teaching through school-enterprise cooperation; assessment method

現(xiàn)代生物技術(shù)始于20世紀(jì)70年代，是在分子生物學(xué)發(fā)展基礎(chǔ)上成長起來的。自1953年沃森和克里克兩位科學(xué)家對遺傳物質(zhì)核酸的結(jié)構(gòu)進行揭示，對生命的探索從細(xì)胞水平進入分子水平。隨著學(xué)科的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，生物技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前重要的學(xué)科領(lǐng)域。其研究內(nèi)容主要包括基因工程、細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)工程、發(fā)酵工程和酶工程等領(lǐng)域[1，2]，具有廣闊的應(yīng)用前景?，F(xiàn)代生物技術(shù)隨著不斷的創(chuàng)新和改進，在生物定向改造、揭示生命本質(zhì)、環(huán)境保護、疾病的治療和診斷等方面，開始發(fā)揮越來越重要的作用，逐漸進入了生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)競爭的新時代[3，4]。尤其在醫(yī)學(xué)方面，核酸疫苗的應(yīng)用、分子診斷技術(shù)與基因芯片診斷技術(shù)、基因工程藥物、干細(xì)胞以及納米技術(shù)治療等技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，對疾病的防治、診斷和治療成效顯著，有效的促進了醫(yī)學(xué)的發(fā)展，為人類健康做出了巨大的貢獻[5，6]。除了健康問題外，人類所面臨的其他諸多問題，例如糧食問題、生態(tài)環(huán)境保護和資源問題等的解決，都愈發(fā)依賴于現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展[7]。

“現(xiàn)代生物技術(shù)概論”是一門論述生物技術(shù)的原理以及生物科技在生產(chǎn)生活中應(yīng)用的課程，包括生命科學(xué)的前言和尖端學(xué)科，新發(fā)展、新技術(shù)和新結(jié)果。該課程專業(yè)知識結(jié)構(gòu)復(fù)雜、涉及面廣，交叉背景深，以分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)、免疫學(xué)、遺傳學(xué)、生理學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)等學(xué)科為支撐，結(jié)合了化學(xué)、化工、計算機、微電子等內(nèi)容，對授課教師和講授內(nèi)容的選擇上有較高的要求[8]。在教學(xué)的過程中，需要查閱大量的文獻資料，不斷充實和更新知識儲備豐富課堂內(nèi)容，才能把握學(xué)科前言和發(fā)展動態(tài)[9]。同時授課教師還需要與時俱進地不斷進行教學(xué)改革，搭建科學(xué)、有效的教學(xué)體系，不斷激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生們的創(chuàng)新思維能力、擴展知識面，不斷滿足當(dāng)前社會所需的高素質(zhì)生物技術(shù)人才是一項至關(guān)重要的任務(wù)[10，11]。因此，為適應(yīng)現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展和學(xué)生學(xué)習(xí)的需要，在“現(xiàn)代生物技術(shù)概論”課程的講授中對教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方式等方面進行了改革。使學(xué)生對現(xiàn)代生物技術(shù)的基本原理、應(yīng)用、新動向及將來的發(fā)展趨勢有一個初步的了解，擴大學(xué)生的知識面，拓寬視野，把生物技術(shù)知識和觀念潛移默化到他們的專業(yè)學(xué)習(xí)中。為學(xué)生在學(xué)習(xí)中能初步應(yīng)用生命科學(xué)和現(xiàn)代生物技術(shù)相關(guān)知識分析和解決自己本專業(yè)的問題提供幫助，并進一步激發(fā)學(xué)生對生物技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣，增加專業(yè)信心。

一、現(xiàn)代生物技術(shù)概論課程特點和教學(xué)意義

生物技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用范圍更是非常廣泛，因此“現(xiàn)代生物技術(shù)概論”課程的內(nèi)容涉及面廣，包括諸多的基礎(chǔ)理論知識、研究成果和生活生產(chǎn)應(yīng)用，涉及環(huán)境科學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)等許多學(xué)科，不同學(xué)科之間的內(nèi)容相互交叉形成諸多的交叉學(xué)科[12]。因此，為適應(yīng)生物技術(shù)的快速發(fā)展、為學(xué)生提供前沿的科學(xué)知識，該課程對教師的理論知識水平有非常高的要求，需要教師有較高的理論基礎(chǔ)和較好的科研能力，同時還要有一定的實踐經(jīng)驗[13]。

“現(xiàn)代生物技術(shù)概論”是為我校生物技術(shù)專業(yè)三年級學(xué)生開設(shè)的一門選修課程，根據(jù)生物技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)要求設(shè)立[14]。本課程要求學(xué)生在掌握微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)和遺傳學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)知識之上，明確現(xiàn)代生物技術(shù)的基本概念、基本原理和基本操作技術(shù)，并以理論知識為基礎(chǔ)了解專業(yè)發(fā)展的前沿內(nèi)容，主要包括新技術(shù)、新方法和新成果，這對鞏固所學(xué)專業(yè)知識、擴展知識面、拓寬視野和綜合能力的提高具有重要的作用。學(xué)生在該門課程的學(xué)習(xí)中，不僅能夠?qū)W習(xí)到新的基礎(chǔ)理論知識，還需要了解生物技術(shù)的實際應(yīng)用和研究熱點。同時為學(xué)生認(rèn)識到生物技術(shù)學(xué)科的重要性，激發(fā)學(xué)生探索生物科學(xué)的興趣，學(xué)好生物學(xué)打好扎實的基礎(chǔ)。

二、改革實踐

為適應(yīng)科學(xué)發(fā)展的需要，同時也為了滿足學(xué)生的興趣愛好和特長發(fā)揮，“現(xiàn)代生物技術(shù)概論”作為一門專業(yè)選修課以介紹先進科學(xué)技術(shù)和最新科技成果為主，來擴大學(xué)生的知識面。對此在“現(xiàn)代生物技術(shù)概論”課程講授中，進行了以下的改革和實踐：

（一）教學(xué)內(nèi)容的開放

“現(xiàn)代生物技術(shù)概論”內(nèi)容廣泛，與生物技術(shù)相關(guān)的交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科發(fā)展也非常的迅猛。因此，以傳統(tǒng)的教科書作為教材，知識和技術(shù)內(nèi)容相對陳舊，主要側(cè)重于理論基礎(chǔ)和技術(shù)原理，前沿的技術(shù)和理論知識無法及時的整理到教材中，不能夠滿足生物技術(shù)的發(fā)展速度。將最新成果引入教學(xué)，不僅能夠豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生了解和掌握最新生物技術(shù)，還能拓展學(xué)生的知識面，并提高創(chuàng)新思維能力和解決科學(xué)難題的能力。

針對現(xiàn)有的問題，應(yīng)改變原有教學(xué)的局限性，將教學(xué)的內(nèi)容更多的向前沿方向滲透，將各學(xué)科知識整合到整個教學(xué)過程中。在課程開展的過程中，采用了專題式講課方式，每個專題都設(shè)定一個主題，圍繞研究熱點、熱門技術(shù)以案例的形式進行專題講座，包含相關(guān)的技術(shù)和理論知識。每2個課時為一個專題，所有的專題涵蓋了基因工程、細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)工程和酶工程等領(lǐng)域方面。按照每個專題所講述的內(nèi)容準(zhǔn)備課堂講義，并提前發(fā)給學(xué)生進行預(yù)習(xí)。這種專題講解的學(xué)習(xí)方式不但能夠豐富學(xué)生的知識面，學(xué)生還能夠掌握更多的生物技術(shù)的前沿?zé)狳c、發(fā)展趨勢。在課程講授中，發(fā)現(xiàn)和利用一些神秘、顯著的自然現(xiàn)象和科學(xué)技術(shù)的熱點問題，引導(dǎo)、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并運用啟發(fā)式的教學(xué)方法，始終讓學(xué)生帶著問題思考，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性。例如在基因工程方面，著重介紹了CRISPR技術(shù)，從其發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)階段的應(yīng)用，以及其在全球生物學(xué)研究中的火熱程度和其引發(fā)的CRISPR/Cas9的專利之爭，熱門技術(shù)的介紹和趣味性引發(fā)了學(xué)生極大的學(xué)習(xí)興趣，課堂效果非常好。同時針對基因編輯所產(chǎn)生的爭論問題，在講授時也組織學(xué)生對“現(xiàn)代生物技術(shù)對人類之利與弊”進行思考和討論，讓學(xué)生對現(xiàn)代生物技術(shù)的安全問題和倫理道德問題有初步的認(rèn)識。學(xué)生們也重新認(rèn)識了現(xiàn)代生物技術(shù)是一把雙刃劍，對整個生物技術(shù)的發(fā)展也有更加客觀和理性的態(tài)度。除了新技術(shù)外，我們也對傳統(tǒng)的生物技術(shù)進行了講述，例如酵母菌。酵母菌作為一種常見的微生物，在傳統(tǒng)和現(xiàn)代生物技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用，在專題中對酵母菌在現(xiàn)在工業(yè)生物技術(shù)中的應(yīng)用進行了詳細(xì)的介紹，包括菌種改良和發(fā)酵應(yīng)用等等。在傳統(tǒng)的研究方向之外，課程中還增加了交叉學(xué)科所涉及的內(nèi)容——微流控芯片。交叉學(xué)科內(nèi)容的增加讓學(xué)生的視野不僅僅局限在傳統(tǒng)的生物專業(yè)上，認(rèn)識到學(xué)科背景寬泛的重要性，除了專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，其他相關(guān)專業(yè)的知識也能為自己的專業(yè)發(fā)展提供助力。

（二）多教師共同授課的模式

以專題式講授課程受教師專業(yè)背景、科研經(jīng)歷和實踐的影響較大，要求教師既具備復(fù)合型的知識結(jié)構(gòu)，同時又要具備專業(yè)知識，單靠一個人難以深入的掌握如此廣范圍的知識內(nèi)容和專業(yè)技術(shù)。因此，穩(wěn)定和高素質(zhì)的師資隊伍是完成上述教學(xué)工作的基礎(chǔ)。這不僅要求教師具備扎實的理論功底，同時具備較高的科研技能。

我們根據(jù)不同教師的專業(yè)背景課教學(xué)科研經(jīng)歷，每一個專題由一個相關(guān)背景的老師負(fù)責(zé)講授，這種方式能夠把相關(guān)的知識和技能講述得更加清楚，每一個專題具體的授課方式由任課教師決定。幫助學(xué)生更加深入和廣泛的了解生物技術(shù)前景，培養(yǎng)學(xué)生對學(xué)科和專業(yè)的認(rèn)識，這樣的授課方式也得到了班內(nèi)學(xué)生的一致好評。學(xué)生普遍反饋，在專題的講授中會運用到微生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)等課程中的知識，這使得原來出現(xiàn)在課本中的理論知識能夠同生產(chǎn)應(yīng)用和科學(xué)前沿相結(jié)合，既鞏固了理論知識也對于學(xué)習(xí)到的前沿技術(shù)的具體應(yīng)用有了更加深刻的理解。這使得學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到了調(diào)動，同時對自己的專業(yè)也更有信心。尤其是在涉及交叉學(xué)科方面內(nèi)容的講授時，專業(yè)背景老師講授的優(yōu)勢最為突出。在課程微流控芯片講授時，涉及到生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、流體、電子、材料等學(xué)科背景，從事該方向的老師介紹起來更加的深入、仔細(xì)，并且作為實驗一線的老師，在上課時該名老師將自己實驗室制作的微流控芯片給同學(xué)進行傳閱，使學(xué)生對微流控技術(shù)有了更加直觀和深入的了解。很多同學(xué)在課后也同授課教師進行交流，去實驗室進行了參觀和學(xué)習(xí)，對該研究方向表現(xiàn)出了極大的興趣。多教師的講述也為更加豐富的課程內(nèi)容增加了可能性。

（三）校企合作教學(xué)

在當(dāng)今激烈的競爭環(huán)境中，探索符合生物產(chǎn)業(yè)所需要的人才培養(yǎng)模式，是實現(xiàn)學(xué)校教學(xué)的職能之一。生物技術(shù)是一門理論和應(yīng)用并重的綜合性課程，但在傳統(tǒng)教學(xué)理念影響下，高校教學(xué)很少將企業(yè)的需求作為講授導(dǎo)向，教師也缺少生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，這使得講授的內(nèi)容和人才的培養(yǎng)與社會的需求脫節(jié)，對學(xué)生在畢業(yè)后工作道路選擇和繼續(xù)求學(xué)的方向上帶來不利影響。校企合作的教學(xué)模式能夠為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)提供有效的途徑。

在“現(xiàn)代生物技術(shù)概論”課程的講授中，也邀請了行業(yè)中的專家介紹企業(yè)當(dāng)中使用到的新的解決方案、新型儀器設(shè)備和先進方法等內(nèi)容。這樣的講授提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生對生物技術(shù)在現(xiàn)實生產(chǎn)流程和發(fā)展趨勢上有了更加深入的了解，能夠更加直接的解決學(xué)生在理論課程學(xué)習(xí)過程中的一些疑惑。例如在授課中，從企業(yè)請來了技術(shù)人員為學(xué)生講解“微生物菌落挑選、菌株篩選及分析鑒定方案”。在原有的微生物課學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過微生物菌落挑選、篩選和鑒定的方法，知道微生物菌種是進行生物制造的核心，同時也了解該過程工作量大，需要大量的重復(fù)性工作。而企業(yè)的技術(shù)人員則為學(xué)生帶來了高通量篩選方法，所介紹的儀器和配套方案為有效控制篩選成本和提高工作效率有極大的幫助，將學(xué)生所學(xué)的基礎(chǔ)知識和現(xiàn)實生產(chǎn)實踐結(jié)合，在鞏固了原有知識的同時也讓學(xué)生認(rèn)識到知識需要在實踐中不斷的活學(xué)活用。在介紹新技術(shù)方案的同時，也邀請了公司的技術(shù)支持人員為學(xué)生介紹新知識——表觀遺傳學(xué)。表觀遺傳學(xué)在20世紀(jì)80年代逐漸興起，現(xiàn)在已經(jīng)成為全球研究的一個熱點，而我校教師的研究涉及相關(guān)知識較少，因此從生物公司邀請了專門提供表觀遺傳學(xué)整體項目設(shè)計、實施服務(wù)的技術(shù)人員，從表觀遺傳的發(fā)展史開始介紹，為學(xué)生系統(tǒng)的介紹了表觀遺傳學(xué)的內(nèi)容。學(xué)生在授課中了解到，很多與經(jīng)典孟德爾遺傳法則不相符的生命現(xiàn)象都可以用表觀遺傳學(xué)進行解釋，同時表觀遺傳學(xué)所包括的DNA甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化以及蛋白修飾等內(nèi)容也是課本中未曾涉及到的。尤其是當(dāng)介紹到表觀基因組研究也為癌癥和其他復(fù)雜疾病打開新的研究思路時，學(xué)生們表現(xiàn)出了極大的興趣。通過和企業(yè)人員的直接交流，使學(xué)生所學(xué)的知識得到了沉淀的同時也能與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，在豐富學(xué)生視野的同時，為學(xué)生在后期的就業(yè)和繼續(xù)教育上提供了方向。

（四）多元化的考核方式

針對“現(xiàn)代生物技術(shù)概論”這門課的授課特點，我們采取兩種考核方式相結(jié)合，即期末考試成績占70%，平時成績占30%。期末考試采取課程論文的形式，傳統(tǒng)的課程論文一般由任課教師指定題目，在本課程的論文學(xué)生可以在所講授的專題中選擇自己感興趣的方向撰寫課程論文。與傳統(tǒng)指定論文題目相比，學(xué)生的論文內(nèi)容更加的豐富，內(nèi)容更加的深厚，可以看出是學(xué)生認(rèn)真查找材料、仔細(xì)研讀和撰寫的。并且在論文寫作的過程中授課老師也經(jīng)常會收到學(xué)生咨詢專業(yè)問題，這說明在寫作的過程，學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與文獻資料、學(xué)生與老師之間形成了知識傳遞和交流的狀態(tài)，發(fā)揮了主觀能動性，讓學(xué)生將課堂所學(xué)的知識融會貫通，提高分析問題與解決問題的能力。

平時成績主要包括課堂出勤、課堂提問考核和課程反饋。課堂出勤指學(xué)生上課期間（包括理論課和實驗課）是否遲到、早退、曠課等情況，以及課堂上是否遵守課堂紀(jì)律等。課堂提問考核指學(xué)生在課堂上對教師提出的問題的回答情況，主要考查學(xué)生的思考能力和與教師的互動情況。課程反饋主要是要求學(xué)生在課程結(jié)束后，寫一份對整個課程的總結(jié)，包括對課程內(nèi)容的評價，希望了解的方向和學(xué)習(xí)的內(nèi)容，學(xué)生對于課程的反饋和評價是課程下一步改進的方向。

作為選修課來講，考核的目的不僅是為了檢測學(xué)生對所學(xué)知識的掌握情況，更重要的是調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動性，在一定的選擇范圍內(nèi)讓學(xué)生自由發(fā)揮，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性。科學(xué)的考核方式除了證明學(xué)生學(xué)習(xí)效果外，還培養(yǎng)了學(xué)生的探索精神及對科學(xué)研究的興趣。

三、結(jié)束語

現(xiàn)代生物技術(shù)概論是一門綜合性強、知識面廣的學(xué)科，伴隨著生物技術(shù)的快速發(fā)展給課程的講授增加了新的難度和挑戰(zhàn)。并且隨著生物新技術(shù)在生活中的涌現(xiàn)，學(xué)生需要了解和學(xué)習(xí)更多的知識，拓展自己的知識面，豐富知識的儲備。這就要求在授課內(nèi)容、授課方式等方面進行不斷的改善，同時授課教師要不斷關(guān)注新的研究進展，不斷學(xué)習(xí)新的應(yīng)用技術(shù)、更新補充教學(xué)內(nèi)容，才能使整個課程內(nèi)容更加的充實和豐富。力求把枯燥的生物技術(shù)理論講授的生動易懂，讓學(xué)生易于理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和專業(yè)興趣。通過優(yōu)化“現(xiàn)代生物技術(shù)概論”課程教學(xué)體系，為學(xué)生提供了更加豐富的講授內(nèi)容，增加了學(xué)生對理論知識的理解和技術(shù)應(yīng)用，讓學(xué)生更深一步了解生物技術(shù)的應(yīng)用范圍，同時也提高學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)識和信心。教學(xué)改革和實踐需要師生的共同努力，在經(jīng)驗尋求改革和創(chuàng)新，期望通過教學(xué)改革和實踐不斷提升教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平，為社會輸出更多更優(yōu)秀的現(xiàn)代生物技術(shù)方面的專業(yè)人才，促進我國生物技術(shù)行業(yè)的發(fā)展和進步。

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基金項目：該論文受到2019年度中國輕工業(yè)聯(lián)合會教育工作分會課題“科教融合背景下生物技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新人才‘2+1+1培養(yǎng)模式的構(gòu)建”（編號：QGJY2019030）;2019年山東省研究生教育優(yōu)質(zhì)課程“工業(yè)微生物遺傳與育種實驗”（編號：SDYKC19121）;2019年山東省線上線下混合式一流課程“微生物學(xué)”（編號：2019-443）;2016年度齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）教研項目“生物工程專業(yè)課虛擬仿真資源的開發(fā)建設(shè)與應(yīng)用”（編號：201648）;2016年度齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）專業(yè)核心課程建設(shè)項目“生物技術(shù)專業(yè)核心課程群”（編號：2016H07）;2019年度齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）教研項目“虛擬仿真金課建設(shè)的關(guān)鍵難點問題及解決策略研究——以‘生物技術(shù)綜合實驗為例”（編號：2019yb56）;2020年度齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）教學(xué)改革和教學(xué)研究線上教育專項招標(biāo)項目“‘微生物學(xué)實驗虛擬仿真金課建設(shè)”（編號：2020zd01）的支持

作者簡介：王婧臻（1990-），女，漢族，山東濟南人，博士，講師，研究方向：環(huán)境微生物基因功能解析及蛋白功能。

通訊作者：郝魯江（1972-），男，漢族，山東煙臺人，博士，副教授，研究方向：微生物生物技術(shù)。