付暢　井樂剛　甄鑫　郭東林

摘要：生物經(jīng)濟戰(zhàn)略地位的提高給生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了新的契機，使生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展對高質(zhì)量生物技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的需求變得更加迫切?！吧锕こ滔掠渭夹g(shù)實驗”課程對生物技術(shù)人才的培養(yǎng)起著重要的支撐作用。本文探索了“生物工程下游技術(shù)實驗”課程的混合式教學(xué)模式，立足于“學(xué)生中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進”的教學(xué)理念，通過整合與優(yōu)化線上線下教學(xué)資源，設(shè)計與組織線上線下教學(xué)活動，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提高對生物技術(shù)人才培養(yǎng)的支撐度。

關(guān)鍵詞：生物工程下游技術(shù)；實驗教學(xué)；混合式教學(xué)；教學(xué)模式

Exploration and Practice of Hybrid Experimental Teaching Mode

of Downstream Processing of Biotechnology

Fu Chang Jing LegangZhen XinGuo Donglin

College of Life Science and Technology，Harbin Normal UniversityHeilongjiangHarbin150025

Abstract：The improvement of the strategic position of the bioeconomy brings fresh opportunities to the development of the biotechnology industry，which makes the demand for high-quality biotechnology innovation and entrepreneurship talents become more urgent.The experimental course of downstream processing of biotechnology plays an essential supporting role in the training of biotechnology talents.This paper explores the hybrid experimental teaching mode of downstream processing of biotechnology，based on the "student-centered，outcome-orientated and continuous improvement" teaching concept，by integrating and optimizing the online and offline teaching resources，designing and organizing the online and offline teaching activities to improve the students' study effect and the support for biotechnology talent cultivation.

Keywords：Downstream Processing of Biotechnology； experimental teaching； hybrid teaching； teaching mode

教育信息化改革催生了混合式學(xué)習(xí)概念的提出，混合式學(xué)習(xí)的研究為混合式教學(xué)的開展建立了基礎(chǔ)［1］，并促進了混合式教學(xué)的快速發(fā)展。混合式教學(xué)將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和傳統(tǒng)課堂教學(xué)兩者的優(yōu)勢結(jié)合起來，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，突出學(xué)生的中心主體地位，旨在實現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的提升。相對于傳統(tǒng)課堂教學(xué)來說，混合式教學(xué)使學(xué)習(xí)環(huán)境得到了延伸，學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)活動得到了拓展。具體來說，混合式教學(xué)具有三重內(nèi)涵，在教學(xué)環(huán)境上將線上教學(xué)和面對面課堂教學(xué)混合；在教學(xué)資源上將線上教學(xué)資源和線下教學(xué)資源混合；在學(xué)習(xí)活動上將線上學(xué)習(xí)活動和線下學(xué)習(xí)活動混合。豐富的學(xué)習(xí)資源的獲得和學(xué)習(xí)活動的開展，促進了學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高，有助于促進學(xué)生建構(gòu)的知識系統(tǒng)的廣度和深度，促進學(xué)生能力的提高和素質(zhì)的提升。

生物經(jīng)濟戰(zhàn)略地位的提高給生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了新的契機，使生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展對高質(zhì)量生物技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的需求變得更加迫切。生物工程下游技術(shù)是生物技術(shù)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的必經(jīng)之路，“生物工程下游技術(shù)”課程是生物技術(shù)專業(yè)的核心專業(yè)課，以從原料中對目的物質(zhì)進行提取分離、加工精制、制成生物技術(shù)產(chǎn)品為主線，旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握生物工程下游技術(shù)的理論基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)，為從事生物工程下游技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)用奠定專業(yè)知識基礎(chǔ)和能力基礎(chǔ)?！吧锕こ滔掠渭夹g(shù)實驗”課程對生物技術(shù)人才的培養(yǎng)起著重要的支撐作用。為適應(yīng)和滿足生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展對生物技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量的需求，本文探索了“生物工程下游技術(shù)實驗”課程的混合式教學(xué)模式，立足于“學(xué)生中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進”的教學(xué)理念，通過整合與優(yōu)化“生物工程下游技術(shù)實驗”課線上線下教學(xué)資源，設(shè)計與組織線上線下教學(xué)活動，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提高對生物技術(shù)人才培養(yǎng)的支撐度。

一、“生物工程下游技術(shù)實驗”教學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀

“生物工程下游技術(shù)實驗”課程在各高校中的開設(shè)普遍較晚，但近年來各高校在“生物工程下游技術(shù)實驗”課程的教學(xué)中做出了很多的探索與改革。在教學(xué)內(nèi)容上跟蹤學(xué)科前沿，進行選擇與優(yōu)化［2］，采用綜合性實驗教學(xué)模式［3-4］，與科研相結(jié)合的策略［3］，應(yīng)用視頻演示法［5］、問題驅(qū)動教學(xué)法［6］、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法［7］等多種教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

我校于2004年起開始在2002級生物技術(shù)專業(yè)開設(shè)“生物工程下游技術(shù)實驗”課程，現(xiàn)已完成18輪實驗課教學(xué)循環(huán)。在前期的教學(xué)改革中我們建立了以目標(biāo)物質(zhì)大腸桿菌堿性磷酸酯酶的分離純化為主線的創(chuàng)新綜合實驗教學(xué)體系，通過綜合性大實驗?zāi)K培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力，通過開放性實驗教學(xué)模塊培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，通過演示性實驗教學(xué)模塊培養(yǎng)學(xué)生的規(guī)范化操作能力［4］，形成了自己的特色，取得了較好的成效。但面對當(dāng)前生物經(jīng)濟的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，我們現(xiàn)有的教學(xué)模式距離時代發(fā)展對生物技術(shù)人才提出的新需求尚有較大距離。雖然我們采用了創(chuàng)新綜合實驗教學(xué)體系，但在傳統(tǒng)的實驗課教學(xué)模式下，教學(xué)中通常先講解實驗的目的、原理及操作過程和操作要點，然后指導(dǎo)學(xué)生完成操作過程，最后對學(xué)生基于實驗結(jié)果撰寫的實驗報告進行評價。這樣的教學(xué)模式雖然能夠加深學(xué)生對理論知識的理解、訓(xùn)練學(xué)生的操作技能、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，但是對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、探索精神、高階思維能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練仍然欠缺，導(dǎo)致學(xué)生在實驗課的實踐情境下能夠遷移運用原理和技術(shù)，但在新的實踐情境下分析問題和解決問題的能力仍然薄弱。近年來，混合式教學(xué)模式的應(yīng)用在課程教學(xué)中激發(fā)出新的活力。因此，我們探索了將混合式教學(xué)模式應(yīng)用于“生物工程下游技術(shù)實驗”課程的教學(xué)，在實踐中落實“學(xué)生中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進”的教學(xué)理念，以進一步提高“生物工程下游技術(shù)實驗”課程的教學(xué)效能，為生物技術(shù)人才培養(yǎng)提供更有力的支撐，滿足生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展對生物技術(shù)人才的需求。

二、“生物工程下游技術(shù)實驗”教學(xué)中混合式教學(xué)的設(shè)計與實踐

從時代發(fā)展的新需求出發(fā)定位課程的教學(xué)目標(biāo)；從混合式教學(xué)的內(nèi)涵出發(fā)；從教學(xué)環(huán)境、教學(xué)資源、教學(xué)活動方面進行“生物工程下游技術(shù)實驗”課程的混合式教學(xué)設(shè)計與實踐。

（一）“生物工程下游技術(shù)實驗”教學(xué)目標(biāo)的分階定位

布魯姆將教育目標(biāo)分為六個層次：記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價、創(chuàng)造。我們在此基礎(chǔ)上將這六個層次歸為三個進階階段，初級階段的目標(biāo)為記憶和理解，中級階段的目標(biāo)為應(yīng)用和分析，高級階段的目標(biāo)為評價和創(chuàng)造。根據(jù)這三個進階階段細(xì)化定位“生物工程下游技術(shù)實驗”課程的教學(xué)目標(biāo)，按照從易到難，從初級到高級的順序，遵循教育規(guī)律和學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律，循序漸進地培養(yǎng)學(xué)生掌握知識、發(fā)展能力、提升素質(zhì)。

（二）整合與優(yōu)化“生物工程下游技術(shù)實驗”課線上線下教學(xué)資源

1.將原有的教學(xué)資源升級轉(zhuǎn)化為線上教學(xué)資源

將“生物工程下游技術(shù)實驗”教學(xué)大綱、實驗指導(dǎo)轉(zhuǎn)化為線上資源，在實驗指導(dǎo)上加注系列問題，以問題引導(dǎo)和驅(qū)動學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)。將已錄制完成的“生物工程下游技術(shù)實驗”過程示范操作視頻和實驗儀器使用示范操作視頻剪輯加工，轉(zhuǎn)化為線上微課資源。

2.建設(shè)新的線上教學(xué)資源

建立實驗室安全知識線上考核題庫，學(xué)生考核合格后才可以進行實驗操作。建立“生物工程下游技術(shù)實驗”基本知識、原理、操作要點等靶向初階記憶理解目標(biāo)的線上考核題庫，用于檢測學(xué)生自主學(xué)習(xí)的薄弱之處，有針對性地在線下課堂上強化講解。建立實驗技能考核題庫，通過與線下實驗技能考核結(jié)合對學(xué)生掌握技能的情況進行評價。將“生物工程下游技術(shù)實驗”的關(guān)鍵知識點制作新的微課資源，包括細(xì)胞破碎方法及原理、固液分離技術(shù)及原理、變性法去除雜蛋白的原理、鹽析沉淀原理、透析除鹽原理、離子交換原理、凝膠過濾層析原理、柱層析的原理和主要步驟，供學(xué)生課前在線上自主學(xué)習(xí)，教師在線答疑，輔導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。

3.線下教學(xué)資源

線下對實驗過程示范操作視頻和實驗儀器使用示范操作視頻進行再利用，學(xué)生可以隨時再查看操作示范視頻，指導(dǎo)自主操作。教師對關(guān)鍵操作環(huán)節(jié)進行重點指導(dǎo)。

（三）設(shè)計與組織“生物工程下游技術(shù)實驗”課線上線下教學(xué)活動

按照不同階段的教學(xué)目標(biāo)，實施基于混合式教學(xué)的進階式實驗教學(xué)活動（表1）。在實踐中充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，充分實現(xiàn)學(xué)生的中心主體地位，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生主動探究的科學(xué)精神，提升學(xué)生分析問題和解決問題的能力與實踐創(chuàng)新能力，提高生物技術(shù)下游技術(shù)實驗課程的教學(xué)效能和生物技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

三、混合式教學(xué)模式在生物工程下游技術(shù)教學(xué)中的實踐效果

在“生物工程下游技術(shù)實驗”教學(xué)中采用混合式教學(xué)模式后，“生物工程下游技術(shù)實驗”課程的教學(xué)效果明顯提升。采用線上/線下混合式教學(xué)模式的班級實驗成績明顯高于采用傳統(tǒng)教學(xué)模式的班級以及全程線上授課的班級，成績在優(yōu)秀和良好的分布比例也高于后兩者。學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、探究精神和協(xié)作精神都得到了增強。學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)結(jié)合教師的線上輔導(dǎo)答疑完成了記憶、理解層次的學(xué)習(xí)目標(biāo)。線下，教師對學(xué)生測試反饋出的學(xué)習(xí)薄弱點進行強化講解和關(guān)鍵操作環(huán)節(jié)的糾錯指導(dǎo)，學(xué)生完成實踐操作過程，并應(yīng)用技術(shù)原理對實踐操作結(jié)果和條件優(yōu)化進行分析討論，使應(yīng)用能力和分析能力得到了提升。在此基礎(chǔ)上，在學(xué)生小組設(shè)計、個人課程設(shè)計等課程任務(wù)的驅(qū)動下進一步發(fā)展了高階的評價和創(chuàng)造能力?！吧锕こ滔掠渭夹g(shù)實驗”課程目標(biāo)的達成度達到并超過了預(yù)期水平，學(xué)生自我評價認(rèn)為，通過課程學(xué)習(xí)較好地實現(xiàn)了課程目標(biāo)，教師和學(xué)生的評價一致。

結(jié)語

生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展迫切需要高質(zhì)量的生物技術(shù)人才，“生物工程下游技術(shù)實驗”課程對生物技術(shù)人才的培養(yǎng)起著重要的支撐作用?；旌鲜浇虒W(xué)能將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和傳統(tǒng)課堂教學(xué)兩種教學(xué)方式的優(yōu)勢結(jié)合起來，促進教學(xué)效果的提高。我們設(shè)計并實踐了生物工程下游技術(shù)混合式教學(xué)模式，通過教學(xué)目標(biāo)的分階定位，整合與優(yōu)化線上線下教學(xué)資源，設(shè)計與組織線上線下教學(xué)活動，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果以及對生物技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量的支撐度。

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基金項目：哈爾濱師范大學(xué)高等教育教學(xué)改革研究一般研究項目“基于混合式教學(xué)的生物工程下游技術(shù)進階式實驗教學(xué)模式的研究”（編號：XJGY2020035）；黑龍江省高等教育教學(xué)改革研究一般研究項目“基于OBE理念的生物工程下游技術(shù)進階式實驗教學(xué)模式的研究”（編號：SJGY20200381）；黑龍江省新農(nóng)科研究與改革實踐項目“生物技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)農(nóng)林牧新型人才的改革與實踐”

作者簡介：付暢（1974—），女，滿族，黑龍江人，博士，副教授，研究方向：植物分子生物學(xué)。