加強內(nèi)涵建設(shè)，發(fā)揮“微生物學”課程的核心輻射作用

張興群，陳 婷，曹張軍，謝陽芬，鄧云霞，楊雪霞

(東華大學 化學化工與生物工程學院，上海 201620)

構(gòu)建課程構(gòu)成重點突出、核心課目引領(lǐng)明顯、教學內(nèi)容銜接得當?shù)膶I(yè)教學體系，是高校人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。為了適應(yīng)我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)對人才需求的變化以及工程教育專業(yè)認證的需要，我校(東華大學)以“提升素質(zhì)、強化基礎(chǔ)、突出重點、綜合施策”為指導(dǎo)思想，啟動了核心課程建設(shè)計劃，目的在于通過一批核心課程的凝練建設(shè)，從教學內(nèi)容、教學方法、教學團隊建設(shè)等方面進行改革，帶動課程教學質(zhì)量的整體提升，以培養(yǎng)滿足社會需要的人才[1]。專業(yè)核心課程是課程體系中居于核心位置且具有引領(lǐng)作用的課程或課程群，它與體系中其他部分形成內(nèi)在的有機聯(lián)系。本文通過梳理生物工程專業(yè)培養(yǎng)方案涉及課程，遴選出核心課程及課程群，并以“微生物學”課程為例，討論了核心課程建設(shè)對提高生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的意義。

一、 緊扣專業(yè)培養(yǎng)目標，認真梳理培養(yǎng)方案，遴選核心課程

教育部《高等學校本科生物工程專業(yè)規(guī)范(討論稿)》和《生物工程專業(yè)本科教學質(zhì)量國家標準(征求意見稿)》中均明確，生物工程本科專業(yè)依托的學科領(lǐng)域為生物工程，隸屬于工學的生物工程類(081800)[2]，包括基因工程、細胞工程、蛋白質(zhì)工程、微生物工程、生物分離工程等。生物工程產(chǎn)業(yè)化實現(xiàn)的關(guān)鍵是生物體系的應(yīng)用，微生物體系不僅是生物工程應(yīng)用最多的體系，而且其理論和實踐也對其他體系的應(yīng)用具有重要指導(dǎo)作用，這是遴選核心課程和制訂培養(yǎng)方案時必須首先考慮的。主干學科生命科學、化學和工程技術(shù)學之間的交叉融合是生物工程的重要特征。

我校于2002年設(shè)立了生物工程專業(yè)。該專業(yè)以我校傳統(tǒng)優(yōu)勢學科為特色，集生命科學、生物技術(shù)、紡織、材料等學科于一體，在把握人文素養(yǎng)、科學研究素養(yǎng)、實踐能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)有機統(tǒng)一的基礎(chǔ)上，確定了專業(yè)培養(yǎng)目標[3]。根據(jù)支撐培養(yǎng)目標的三個層次，即生命科學、生物技術(shù)和工程理念確定專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課和選修課，涉及的課程有“生物化學”“微生物學”“細胞生物學”“分子生物學”“生物工藝原理”“生物工程設(shè)備”“生物信息素養(yǎng)”“基因工程”“酶工程”“生物分離工程”等。根據(jù)這些課程在生物工程專業(yè)學生專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)中的權(quán)重、教學內(nèi)容的引領(lǐng)作用和支撐培養(yǎng)方案情況，將其劃分成三個核心課程群(如圖1所示)。

圖1 生物工程專業(yè)課程體系核心課程群

三個核心課程群的核心課程分別為“生物化學”“微生物學”“生物工藝原理”，其中“微生物學”課程不僅對微生物與發(fā)酵工程課程群有引領(lǐng)作用，而且由于其基本理論和基本實驗方法廣泛應(yīng)用于生物工程的方方面面，也對其他兩個課程群有一定引領(lǐng)作用。

二、 “微生物學”課程的重要性

1. 是生物工程專業(yè)課程體系中的支撐性課程

作為生物工程專業(yè)重要的支撐性課程，“微生物學”的研究思想、研究內(nèi)容、研究方法、研究手段乃至看問題的角度等都影響甚至指導(dǎo)著生物工程的理論與實踐。微生物是研究生命科學理論問題不可替代的研究材料，微生物學的發(fā)展極大地推進了人類對現(xiàn)代生命系統(tǒng)的理解和認識，其研究成果的應(yīng)用也極大地推進了生物工程的發(fā)展[4]；同時，微生物廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境保護等領(lǐng)域，是推進現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展的重要角色[5]。微生物學理論和研究方法廣泛應(yīng)用于包括基因工程、發(fā)酵工程、酶工程、細胞工程等在內(nèi)的現(xiàn)代生物工程的各個方面，如純培養(yǎng)技術(shù)、無菌技術(shù)、克隆篩選技術(shù)、顯微技術(shù)、微生物發(fā)酵技術(shù)等均是生物工程的依托技術(shù)。利用基因克隆技術(shù)構(gòu)建工程菌株實現(xiàn)高附加值的基因工程產(chǎn)品的發(fā)酵生產(chǎn)，更是涉及到一系列微生物技術(shù)的具體應(yīng)用，沒有微生物和微生物學就不可能有生物工程。顯然，“微生物學”是生物工程專業(yè)課程體系中的支撐性課程。

2. 是生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標實現(xiàn)的核心課程

“微生物學”課程基本知識和基本實驗技能的學習和掌握可以為其他專業(yè)課學習奠定牢固基礎(chǔ)。構(gòu)建以“微生物學”為核心課程的課程群直接關(guān)系到生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。審視“微生物學”課程所涉及的內(nèi)容，可以明顯看出生物工程專業(yè)培養(yǎng)方案中相當一部分課程都是微生物學內(nèi)容的延伸和拓展。例如：“生物工藝原理”的工藝流程確定、工藝參數(shù)優(yōu)化的要求是為了滿足微生物的生長和相關(guān)產(chǎn)物的產(chǎn)生；“生物工程設(shè)備”的選型和設(shè)計也必須以微生物生長為前提，厭氧發(fā)酵罐是為厭氧微生物設(shè)計的，好氧發(fā)酵設(shè)備的服務(wù)目標是微生物的好氧代謝；“生物分離工程”的分離目標大多是微生物發(fā)酵代謝的產(chǎn)物等。此外，分子生物學研究所采用的方法、技術(shù)和手段大多來自微生物技術(shù)。紡織材料的生物處理、抗菌功能纖維等的開發(fā)以及綠色染整、生態(tài)紡織等也都與微生物學聯(lián)系密切。因此，要達到生物工程專業(yè)的培養(yǎng)目標，就必須加強微生物學基本知識的學習和基本技能的培養(yǎng)。

3. 是發(fā)揮引領(lǐng)作用的保證

微生物學涉及的內(nèi)容十分廣泛，研究對象豐富多樣，必須加強“微生物學”課程的內(nèi)涵建設(shè)。創(chuàng)新教學模式，整合教學內(nèi)容，優(yōu)化教學方法和手段，在強化微生物學基本概念的基礎(chǔ)上，根據(jù)學科結(jié)構(gòu)的整體需要和微生物學的發(fā)展，拓展教學內(nèi)容，形成以“微生物學”為核心的課程群。按照突出微生物生物工程應(yīng)用的原則編排教學內(nèi)容，針對生物工程的工學屬性及微生物生產(chǎn)過程中的共性問題，結(jié)合實際生產(chǎn)涉及的微生物理論和工程學基礎(chǔ)概念，圍繞現(xiàn)代微生物生產(chǎn)過程的單元操作原理，賦予微生物生物過程以工程學的意義，精選案例，從個性抽象出共性，以共性指導(dǎo)個性。

根據(jù)學科發(fā)展脈絡(luò)和核心課程需要修訂完善教學大綱，以人才素質(zhì)培養(yǎng)為目標模塊化教學內(nèi)容。將“微生物學”課程內(nèi)容分為以下7個模塊：(1)微生物學的發(fā)展和方法論(實驗技術(shù)原理與應(yīng)用)；(2)各類細胞型微生物、非細胞型微生物形態(tài)、結(jié)構(gòu)；(3)微生物生理與代謝；(4)微生物生態(tài)與環(huán)境應(yīng)用；(5)微生物系統(tǒng)分類與多樣性特征；(6)微生物在生物技術(shù)研究、人類工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢；(7)現(xiàn)代分子微生物專題討論。

在實踐教學中，引入研究型實驗教學方法。(1)以問題為導(dǎo)向，理論與實踐密切結(jié)合：采取理論(教師講解)—實踐(學生實驗)—理論(教師、學生共同討論、提高)—再實踐(學生自主設(shè)計實驗)的方法。(2)自主實驗設(shè)計：教師提出任務(wù)，學生在教師的指導(dǎo)下完成實驗設(shè)計方案并自主完成實驗。

4. 是課程群相關(guān)課程內(nèi)容的有機銜接

遵循“學科交叉融合、共促進、共發(fā)展”的原則，努力形成從宏觀到微觀、從理論探索到實踐應(yīng)用、從基礎(chǔ)研究到生物工程高新技術(shù)開發(fā)的培養(yǎng)體系，圍繞核心課程構(gòu)建課程群。對微生物學知識點和內(nèi)容結(jié)構(gòu)進行梳理，對于在內(nèi)容上與“微生物學”課程關(guān)聯(lián)度比較高的課程，如“代謝調(diào)控”“生物工藝原理”“免疫學”“微生物學大型實驗”“分子生物學”“發(fā)酵工程實驗”“生物工程大型實驗”等課程的教學內(nèi)容進行優(yōu)化，刪除重復(fù)部分，突出重點和特色，做好課程間的銜接，以保證核心課程群知識的系統(tǒng)、連貫、有序。由原先追求單門課程知識內(nèi)容的完整和嚴密，轉(zhuǎn)變?yōu)樽非蠛诵恼n程群系統(tǒng)內(nèi)部互動，使群內(nèi)各課程由相對獨立轉(zhuǎn)變?yōu)榛ハ嘭炌?，課程內(nèi)容由互相重疊轉(zhuǎn)變?yōu)榛ハ嘌a充。同時對教學方法和教學手段進行了全面改革，將研究型教學貫穿于課堂理論教學、實驗教學及綜合創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)，提高教學效果。

三、 建設(shè)教學水平高、結(jié)構(gòu)合理的教學團隊

高水平的教學團隊建設(shè)是保證微生物學核心課程群教學質(zhì)量的有效機制[6]。按核心課程群整合教師資源，基于課程模塊的性質(zhì)，遵循“重組師資、發(fā)揮特長、共建課程、共享資源”的原則，以核心課程團隊作為基本的教學人力單元，合理搭配不同層次教師，逐步形成穩(wěn)定且優(yōu)勢互補的以“微生物學”為核心課程，包括“基因工程”“代謝調(diào)控”“生物工藝原理”“免疫學”“微生物實驗技術(shù)”“分子生物學”“發(fā)酵工程實驗”“生物工程大型實驗”等課程任課教師在內(nèi)的教學團隊。團隊中還包括具有生產(chǎn)經(jīng)驗的工程技術(shù)人員，以加強課程的實踐性和工程性。

充分發(fā)揮教學團隊在微生物核心課程群建設(shè)中的互補、協(xié)作與創(chuàng)新作用。教學團隊以提高人才培養(yǎng)質(zhì)量為核心，定期就教學理論或?qū)嵺`主題進行教學研究活動，交流教學體會，優(yōu)化人才培養(yǎng)模式。經(jīng)過一段時間的實踐，團隊成員的教學水平和科研能力明顯提高，尤其是加快了青年教師的成長。通過統(tǒng)籌兼顧、合理安排，保證每門課程至少有2名專任教師，其中1名為課程的責任教師，同時要求每名教師參加1～2門課程的教學活動。由于教學團隊成員的學緣結(jié)構(gòu)多樣、知識背景多元，極大地拓展了團隊教師的適應(yīng)性和知識面，豐富了教學思想，拓寬了教學視野，優(yōu)化了教學資源，提高了教學水平，也促進了“微生物學”課程教學質(zhì)量的持續(xù)提升。教學團隊的建立也為教師指導(dǎo)下以學生為主體的研究型教學模式提供了可能，實現(xiàn)了教學模式由教學型向研究型轉(zhuǎn)變，真正實現(xiàn)了以學生為中心，啟發(fā)學生創(chuàng)新思考，提高學習興趣，強化學習過程，突出了以“知識探究、能力建設(shè)、人格養(yǎng)成”為核心的人才培養(yǎng)理念。

四、 結(jié)語

以我校核心課程建設(shè)為契機，通過整合優(yōu)化“微生物學”課程內(nèi)涵，更好地發(fā)揮其作為核心課程的引領(lǐng)與輻射作用。注重微生物課程體系的整體性，變追求單門課程知識內(nèi)容的完整嚴密為核心課程群系統(tǒng)內(nèi)部課程的互動，使群內(nèi)課程相對獨立轉(zhuǎn)變?yōu)榛ハ嘭炌?、互相補充和相輔相成。通過加強核心課程內(nèi)涵建設(shè)和教學團隊建設(shè)，對于培養(yǎng)專業(yè)素質(zhì)完備，適應(yīng)現(xiàn)代社會經(jīng)濟和科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的合格人才發(fā)揮了重要作用并取得了明顯成效。以核心課程群為目標導(dǎo)向優(yōu)化調(diào)整教學團隊，通過多樣性學緣結(jié)構(gòu)、多元化知識背景團隊教師之間的深度交流，自身特長得到充分發(fā)揮，大幅度提升了課程群的教學效果。