“現(xiàn)代生物技術導論”課程教學改革實踐

朱云國 施華娟 汪燕芳 李珊 程舟

[摘 要]同濟大學為提高非生物類專業(yè)大學生的生命科學素養(yǎng)，基于通識教育和生命教育理念，從教學目標、教學內(nèi)容、教學方式方法和學生課程成績評價體系等方面，對“現(xiàn)代生物技術導論”全校公選課進行了教學改革。改革激發(fā)了學生的學習興趣，提高了學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力、溝通能力和表達能力等，受到了學生的歡迎。

[關鍵詞]生物技術;通識教育;生命教育;教學改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2020）09-0028-03

通識教育（general education）是國際高教界探討的重要課題，其目標是培養(yǎng)完整的人（又稱全人）[1]。通識教育首先是一種教育理念，其次才是一種人才培養(yǎng)模式。生命是教育的起點，生命和諧發(fā)展是教育的終極目標，教育的過程應該體現(xiàn)對生命的尊重和熱愛[2-3]。大學生自殺、傷人和虛度生命時有發(fā)生，這反映出部分大學生生命意識淡薄、生活態(tài)度消極。如果課程教學只以傳授知識和技能為重心，忽視對生命本真的關注和素養(yǎng)的培養(yǎng)，忽視價值觀的引導，學生就無法樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。強調(diào)生命教育，處處體現(xiàn)對生命的尊重和熱愛，引導學生尊重和珍惜生命、樹立遠大理想、堅定“四個自信”、正確認識時代責任和歷史使命、勇做奮進者和開拓者很重要也很有意義，而且有助于“立德樹人”目標的實現(xiàn)。

生物技術（biotechnology）也稱生物工程（bioengineering），是指通過一定的技術手段對生物有機體在分子、細胞或個體水平上進行設計操作，以改良物種質(zhì)量或生產(chǎn)特殊用途的生命大分子物質(zhì)等。以基因工程為核心的現(xiàn)代生物技術為解決人類面臨的重大問題，如糧食安全問題、健康問題、環(huán)境惡化和污染問題、能源短缺問題等提供了新的解決方案。它與微電子技術、新材料、新能源、航天技術等被認為是21世紀科學技術的核心。迅猛發(fā)展的生物技術既是社會經(jīng)濟發(fā)展的重要動力，也給我們的生活帶來了巨大的變化。

生命科學知識和素養(yǎng)教育是通識教育的重要組成部分，是高素質(zhì)人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。因此，生物技術應該作為通識教育不可或缺的核心板塊，應該是每一位大學生都必須擁有的知識體系[4]。我們?yōu)橥瑵髮W非生物類專業(yè)開設了“現(xiàn)代生物技術導論”公選課，來自文科、理科、工科、管理類、藝術類等不同學科不同專業(yè)的選課學生，因為受高中文理分科和高考指揮棒的影響，他們中學時期所掌握的生物學知識千差萬別。針對這些情況，我們基于通識教育和生命教育理念，對該課程進行了教學改革實踐。

一、教學目標和教學內(nèi)容的改革

課程教學的理念和目標是綱，綱舉目張。作為與專業(yè)教育相對應的概念，通識教育的目的在于“育人”而非“制器”，它所要培養(yǎng)的“完整的人”，主要是指人在一技之長以外，更要有博雅的情懷、通融的精神、深刻的思維能力與較強的社會責任意識[5]。教育絕非單純的文化傳遞，教育必須對人的一生的發(fā)展起到積極的引領作用。通過認真思考和教學實踐，基于通識教育和生命教育理念，針對專業(yè)背景、知識基礎和選課動機不同的非生物專業(yè)學生開設的“現(xiàn)代生物技術導論”公選課的教學目標有以下幾個：聯(lián)系生活實際，從身邊常用的相關產(chǎn)品和生物技術入手，介紹所用生物技術的原理和基本操作，讓非生物專業(yè)的學生了解生物技術的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和趨勢以及對人類社會發(fā)展的影響;培養(yǎng)學生熱愛生命、關愛自然、珍惜資源、保護環(huán)境，促進人與自然的和諧共生;讓學生感知并思考人類所面臨的嚴峻問題如人口問題、生態(tài)環(huán)境問題、健康問題、糧食問題和資源問題等，引導學生進行學科交叉思考、學習和實踐。

教學目標明確后，需要運用相應的教學內(nèi)容和教學手段去實現(xiàn)。通識教育課程與教材建設大都處于探索和發(fā)展階段，許多教師還在使用原有的專業(yè)課教材。由于教學目標和要求不同，因此原有的專業(yè)課教材必然不適用于通識教育。通過比較我們發(fā)現(xiàn)由德國萊因哈德·倫內(nèi)貝格（Reinhard Renneberg）教授所著，楊毅、陳慧、王健美所譯的《生物技術入門（中文版）》，用幽默、通俗易懂的文字和大量史實般的圖片，為我們介紹了生物技術的發(fā)展歷程、原理與應用，涉及生物技術的核心內(nèi)容與多個分支領域[6]。與普通教科書不同的是，該書作者結(jié)合歷史、經(jīng)濟、政治、軍事、文學、藝術等人類文明的各個方面，介紹了生物技術發(fā)展史上的名人軼事，并對很多問題進行了頗為深入的討論。這本書圖文并茂、深入淺出、引人入勝并極富啟發(fā)性，非常適合作為通識課教材或入門書籍，因此我們選擇此書作為“現(xiàn)代生物技術導論”公選課的參考教材。

通過實踐我們認識到，通識教育和專業(yè)教育的側(cè)重點應該不同。我們根據(jù)教學目標，以《生物技術入門（中文版）》教材為藍本，將教學內(nèi)容的重點放在生物技術與食品、生物技術與環(huán)境、生物技術與人類健康、生物技術與農(nóng)業(yè)、生物技術與能源等方面。這些教學內(nèi)容貼近生活實際，與我們的生活密切相關，能引起學生的共鳴和好奇，從而激發(fā)學生的學習興趣。我們還與時俱進，有選擇性地穿插介紹與大綱內(nèi)容相關的最新科技進展（如重要刊物的重大發(fā)現(xiàn)，世界主流媒體評出的科技十大進展等）和重要科學獎（如諾貝爾獎、拉斯克獎、蓋爾德納基金國際獎、科學突破獎、未來科學獎等）。教學的重點不再是“生物技術”本身是什么、為什么、如何操作等，而是這些技術有何優(yōu)缺點，能解決什么問題，給我們的生產(chǎn)、生活帶來了哪些影響，對社會發(fā)展起到了怎樣的推動作用，將來可能的發(fā)展方向等。生物技術涉及分子生物學、生物化學、遺傳學、生理學、病理學、生物信息學、理學、工科、管理學等學科的交叉，所以我們非常重視有利于不同專業(yè)學生產(chǎn)生共鳴的交叉融合的教學，這也有助于培養(yǎng)學生的跨學科創(chuàng)新思維。

由生物技術驅(qū)動的BT產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，在未來經(jīng)濟和社會的發(fā)展中將起到引領作用。以發(fā)達國家為主的各國政府紛紛制定國家戰(zhàn)略，美國發(fā)布《國家生物經(jīng)濟藍圖》，德國發(fā)布生物經(jīng)濟戰(zhàn)略。為搶占生物技術的制高點，日本將“綠色技術創(chuàng)新和生命科學的創(chuàng)新”作為國家的重點戰(zhàn)略，并積極推動生物技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。我國也于2017年1月發(fā)布了《“十三五”生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》。為激發(fā)學生學習和創(chuàng)業(yè)的熱情，我們在教學內(nèi)容上還穿插介紹生物技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況以及世界相關優(yōu)秀公司的創(chuàng)業(yè)和成長過程，并告訴學生創(chuàng)立一家世界著名的生物技術公司，帶動相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展，與獲得諾貝爾獎一樣對社會貢獻巨大。

二、教學方式方法改革

課堂教學活動效果是決定教學質(zhì)量的一個關鍵因素。高校學生在互聯(lián)網(wǎng)時代獲得知識的渠道和方式更多樣也更碎片化。傳統(tǒng)的“填鴨式”“布道式”滿堂灌教學，師生交流和互動很少，學生被動接受、主觀能動性差，難以激發(fā)學生學習興趣、培養(yǎng)學生探索精神，早已不適應現(xiàn)代高校教學發(fā)展的需要。

“對分課堂”是復旦大學張學新教授根據(jù)國內(nèi)大學課堂的現(xiàn)狀、基于心理學規(guī)律并結(jié)合傳統(tǒng)課堂和討論式課堂各自的優(yōu)勢提出的課堂改革新模式[7]。其核心理念是把一半課堂時間分配給教師進行講授，另一半時間分配給學生以討論的形式進行交互式學習[7]。類似于傳統(tǒng)課堂，對分課堂強調(diào)教師講授在先、學生學習在后[7]。類似于討論式課堂，對分課堂強調(diào)生生、師生互動，鼓勵自主學習[7]。對分課堂的關鍵創(chuàng)新在于把講授與討論時間錯開，讓學生在中間有一周時間自主安排學習進行個性化的內(nèi)化吸收[7]。對分課堂把教學分為在時間上分隔清晰的三個過程，分別為講授（presentation）、內(nèi)化吸收（assimilation）和討論（discussion） [7]。對分課堂教學模式因為針對性強、可操作性好、教學效果提升明顯，自2014年推出以來被很多教師關注和實踐并發(fā)表了不少相關研究成果。

“現(xiàn)代生物技術導論”公選課也進行了對分課堂教學實踐。教師在第一節(jié)緒論課上介紹和解釋對分課堂模式的關鍵點和實施方案。每周兩節(jié)課，前一節(jié)課用于討論上一章節(jié)內(nèi)容，后一節(jié)課由教師講解新章節(jié)的內(nèi)容。教師根據(jù)教學目標精心選擇每章的教學內(nèi)容和組織方式，介紹教學內(nèi)容的框架、基本概念、重點、難點和重要應用， 精心設置問題，引導學生自主學習教材。教師基本上不向?qū)W生提問，也不組織討論，單向講授。課后一周時間讓學生獨立自學教材和課件PPT，內(nèi)化吸收，寫好讀書筆記。要求學生把讀書筆記看作在學習、理解章節(jié)內(nèi)容過程中的助記和概要[8]，并在理解的基礎上寫出“亮閃閃”、“幫幫我”和“考考你”?！傲灵W閃”即總結(jié)自己的學習體會和感悟，至少一條;“幫幫我”即自己想不明白的問題，用于討論時求教于別人，至少一個;“考考你”即自己懂了，但覺得別人可能沒懂的問題，用于挑戰(zhàn)別人，至少一個。讀書筆記的形式不限，但要求是學生自己努力思考后的想法，且簡明扼要，A4紙一面即可，最多兩面，在下次課上課前兩天提交。在下次課的第一節(jié)課，留約一半時間給學生四人一組討論各自的“亮閃閃”、“幫幫我”和“考考你”，分享各自的學習心得，相互答疑，并回答老師每章節(jié)精心設計的問題;另外的一半時間則由教師組織全班討論，對小組討論中存在的疑難問題進行解答，最后做本章總結(jié)和點評，及時反饋和評價學習，鼓勵學生提出創(chuàng)新性想法。

對分課堂結(jié)合講授式和討論式課堂的優(yōu)點，以培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)為目標，培養(yǎng)和鍛煉學生的創(chuàng)造性思維、批判性思維、溝通與合作能力，深受學生歡迎。學生的求知欲和可塑性是很強的，只要能引起學生注意、激發(fā)學生興趣，他們就能適應并積極參與其中。討論過程中若出現(xiàn)冷場或討論范圍過大等問題，教師要及時啟發(fā)或縮小討論范圍。

三、學生課程成績評價體系改革

對學生課程成績進行評價是課程教學的重要組成部分，其目的在于通過考核全面評價學生的學習情況，以評促學。美國大學通識教育課程主要考核學生是否掌握基本技能，是否具備超越精神、批判性思維和創(chuàng)造性思維，這與其通識教育理念即注重引導學生全面發(fā)展是一致的[5-9]。我們改變以往主要通過期末考試評定成績的做法，實施多層次、全時段覆蓋的綜合評價體系。上課考勤和平時討論環(huán)節(jié)的表現(xiàn)占總評成績的30%，每章節(jié)的讀書筆記占40%，期末課程論文（要求學生選擇一個教學內(nèi)容，查找資料，自擬題目，結(jié)合自己的專業(yè)背景或?qū)W習體會，寫一篇3000字左右的小論文）占30%。這樣改革有助于督促學生平時認真學習，充分利用好每節(jié)課，不要只在考試前臨時抱佛腳。把評價的重點放在學生的學習態(tài)度和熱情、創(chuàng)新能力、溝通能力、表達能力和探索能力等而不是知識點的死記硬背上，并且將評價及時反饋給學生，以進一步激發(fā)學生的學習興趣和形成正反饋。

四、總結(jié)

生物技術已成為引領未來經(jīng)濟和社會發(fā)展的戰(zhàn)略性高科技。繼信息產(chǎn)業(yè)之后，生物技術產(chǎn)業(yè)將成為新的主導產(chǎn)業(yè)，深刻影響人類社會生活方式和經(jīng)濟發(fā)展模式。生命是教育的起點，也是教育的目的。教育的本質(zhì)是使教育飽含生命的關懷。通識教育旨在培養(yǎng)積極參與社會生活、有社會責任感、全面發(fā)展的社會的人和國家的公民，旨在培養(yǎng)“全人”[10]，也是一種文化熏陶和人格養(yǎng)成的教育。通識教育和生命教育理念有助于完善學生的知識結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)學生的健全人格，有助于培養(yǎng)高素質(zhì)的社會主義建設者和接班人，為實現(xiàn)中華民族偉大復興添磚加瓦。

生命科學類課程在國內(nèi)外高校的通識教育中占有重要的地位。生命科學既是清華大學、北京大學、上海交通大學和復旦大學等國內(nèi)高校也是哈佛大學、牛津大學、東京大學等國外高校通識教育的重要模塊。這些課程探討包括生命的形式與起源、人類的進化與疾病、生物的適應與環(huán)境改變等，為學生理解自然、生命與人類生活等提供生命視角。有調(diào)查報告指出，中國大學生的生命科學素養(yǎng)發(fā)展并不均衡，他們在拒絕毒品、無償獻血等方面的認知水平較高，而在關愛動物、輔助生殖倫理等方面的認知水平較低。因此，應重視培養(yǎng)和提高我國大學生的生命科學素養(yǎng)，加強其生命科學素養(yǎng)通識教育。

同濟大學“現(xiàn)代生物技術導論”公選課，主要面向非生物類專業(yè)學生，旨在通過介紹經(jīng)典的和最新的生命科學知識與技術，探討生物多樣性保護與生態(tài)安全、轉(zhuǎn)基因技術與食品安全、遺傳與優(yōu)生、腫瘤和不孕不育等有關生命科學知識，提高非生物類專業(yè)學生的生命科學素養(yǎng)，使其尊重和珍惜生命，為其健康生活和優(yōu)生等給予正確的指導。我們在通識教育和生命教育理念的指導下，對這門課程的教學目標、教學內(nèi)容、教學方式方法和成績評價體系等方面進行了教學改革實踐。改革激發(fā)了學生的學習興趣，提高了學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力、溝通能力和表達能力等，受到了學生的歡迎。本文對此進行了總結(jié)，希望能給高校通識教育課程教學起到拋磚引玉的作用。

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[責任編輯：龐丹丹]