新形势下生物技术专业培养模式改革的思考

［摘 要］ 为了适应新形势下生物技术专业理论与实践相结合的培养模式，以大连民族大学生物技术专业为例，从理论课程教学、实验课程教学和实践实习类课程教学三个方面进行了探讨，将信息技术与传统教学充分融合，探索线上线下混合式教学新模式。基于雨课堂平台，通过“课前准备—课堂讲授—课后巩固”三个环节的课程教学体系，将线上线下教学的特色和优势有机融合，以期激发学生的自主学习能力，提高学生的学习效率和教师的教学成效，为新形势下生物技术专业培养模式的改革提供参考。

［关键词］ 生物技术专业；雨课堂；线上线下融合；培养模式；教改实践

［基金项目］ 2019年度大连民族大学本科教育教学改革研究与实践项目（重点项目）“‘理论+实践+竞赛’一体化的生物技术专业创新培养模式研究与实践”（ZD201925）

［作者简介］ 金 华（1971—），女（朝鲜族），吉林龙井人，博士，大连民族大学环境与资源学院教授，主要从事植物逆境生理与分子生物学研究；孙婧靓（1992—），女，辽宁大连人，博士，大连民族大学环境与资源学院讲师（通信作者），主要从事植物逆境分子生物学研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）18-0061-04 ［收稿日期］ 2022-06-17

近年来，以转基因技术、微生物发酵技术和生物制药技术为主要内容的现代生物技术迅猛发展，给人们的生产和生活方式带来巨大变革。生物制药、生物能源、生物材料等新兴领域的发展对生物技术领域人才有着强烈的需求［1］。高校生物技术专业以理学为主，与众多相关学科交叉融合发展，旨在培养知识面广、视野开阔、具有严谨逻辑思维和扎实生物专业技能的应用复合型人才。

自2020年以来，各大高校纷纷使用多样的在线教学工具开展了线上教学工作，在一定程度上推进了我国高等教育教学由传统的课堂教学模式向教育信息化迈进，促进了高校教育教学的改革，但同时也使生物技术专业人才培养面临更大的挑战［2］。生物技术人才培养需要理论与实践紧密结合，以大连民族大学生物技术专业为例，除了理论课程教学外，学生还需通过实验课、认知实习等大量实践教学提升自身的实践创新能力。而线上教学的局限性使得这些实践课程无法开展，阻碍了学生深入实验室、工厂、企业等场所进行实际动手能力的锻炼，加剧了生物技术专业应用复合型人才培养的困难。

鉴于当前的形势，如何充分利用“互联网+”资源，发挥线上教学优势，丰富课堂教学模式，兼顾线下教学特色，有效开展理论和实践教学工作，将线上线下有机融合，是对新形势下生物技术专业培养模式优化与改革的新思考。

一、理论课程教学方法的改革

大连民族大学生物技术专业理论课大多采用传统课堂讲授的方式进行授课，在授课过程中，教师与学生面对面交流，能够与学生进行很好的互动，接收学生的实时反馈，并针对学生存在的问题及时做出回应。2020年，理论课的授课方式转为线上，为理论课程教学带来了很大挑战。

（一）线上教学的弊端和优势

线上教学需要师生长时间使用手机、电脑等电子设备，因此，教学过程易受到硬件和网络稳定性影响。为保证网络通畅，在授课过程中教师和学生通常会关闭摄像头，这就导致师生之间失去了面对面交流的机会，教师无法在第一时间掌握学生对知识的接受情况，学生也无法及时进行反馈，从而使得教学过程处于一种“双盲”状态，影响学生学习的积极性，使学生很难集中注意力［3］。

虽然线上教学具有上述弊端，但与线下教学相比仍存在许多优势。首先，线上教学不受时间和空间的限制，学生可以随时随地进行课程学习。其次，线上的教学资源为学生课后复习提供了便利，学生可以反复观看课程回放查漏补缺，提高学习效果。此外，学生可以充分利用互联网上丰富多样的学习资源，拓宽学科视野，满足自身的不同学习需求［4］。

针对线上和线下教学的不同特点和优势，结合生物技术专业对人才培养的具体要求，我们建立了雨课堂与腾讯会议联动的线上线下混合教学模式。

（二）雨课堂与腾讯会议联动的线上线下混合教学模式

新版雨课堂实现了与腾讯会议的有效联动，教师可以通过雨课堂直接唤醒腾讯会议窗口，借助屏幕共享展示课件；教师和学生也可以直接在腾讯会议中使用雨课堂的随机点名、答题、板书、弹幕等互动功能，实现师生之间课前、课中、课后的全方位互动。通过线上线下融合教学，教师能够将课件、视频、慕课等多种形式的教学资源全覆盖推送［5-6］。

结合线上教学的特点和雨课堂软件的多种互动功能，我们建立了“课前准备—课堂讲授—课后巩固”三个环节的课程教学体系。在每个环节中，教师和学生分别完成不同的任务，以提升教师教学的成效与学生学习的主动性。下面以“生物化学”课程中脂质相关内容的讲解为例进行介绍。

1.课前准备环节。课前准备环节包括教师课程教学资源的准备和学生自主学习两部分。通过对“生物化学”课程教学大纲与知识体系的深入分析，教师总结课程的重点与难点，结合视频、图片、链接等多样化的教学资源制成预习课件；学生通过预习课件，进行自主学习，了解教学内容和计划，并在雨课堂中标注“不懂”的内容，在课堂讲授时着重注意教师对“不懂”内容的讲解，以提高学习效率。

2.课堂讲授环节。教师通过雨课堂直接唤醒腾讯会议窗口，开启云录制，通过屏幕共享展示课件，并提醒学生签到。在讲授新知识前，通过软件发布习题，比如：脂质的分类有哪些？饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的区别是什么？借此了解学生的预习情况，并查看学生标注“不懂”的内容，及时调整教学进度。课上，学生通过雨课堂的弹幕、投稿等功能与教师进行实时互动，参与课堂讨论，教师通过随机点名、发布测验等功能检验学生的学习情况，第一时间对学生的疑问给予反馈［7］。为激发学生的学习兴趣，在授课过程中，教师要注重将枯燥乏味的知识与生活实际结合。比如，动脉粥样硬化是哪些因素引发的？在日常饮食中我们该注意什么？蛋糕中使用的植物奶油真的比动物奶油更健康吗？学生带着问题去听课，更容易理解复杂难懂的生化概念和知识。课程结束前，教师针对课程内容发布限时随堂测试，并借助雨课堂的后台数据了解学生的答题情况，进行有针对性的讲解答疑，加深学生对课程内容的理解。

3.课后巩固环节。教师根据课堂讲授和随堂测验答题情况，结合课程知识点，通过雨课堂发布课后作业，批阅后统计成绩并反馈给学生。学生可以在课后随时回看录播课程对知识进行复习，全面掌握课程内容；同时，可以与教师进行在线讨论，弥补课堂时间有限、交流沟通机会少的缺陷，有助于教学效果的进一步提高［4］。

二、实验课程教学方法的改革

实验课是生物技术专业教学内容中不可或缺的一环，以大连民族大学生物技术专业为例，为了培养学生的动手操作能力及严谨的科研思维，开设了“植物生理学实验”“分子生物学实验”“微生物学实验”等课程。传统的实验课程都是线下进行，教师先讲解实验目的、原理和步骤，再指导学生开展实验。而线上教学给实验课程的授课带来了巨大困难，学生无法走进实验室亲自动手操作，很大程度上打击了学生的积极性，也使实验课程教学成效甚微。为了能够保证实验课程教学的顺利开展，我们对实验课程教学方法进行了改革。

课前，教师进行课前动员，将课程内容和形式介绍给学生；分组完成后，通过雨课堂将实验目的、原理、内容步骤等以视频、动画、课件等多种形式发布，并布置学习任务以督促学生提前完成课程内容的预习［5］。如果条件允许，教师可以提前录制实验的全部流程，并融合网上的资源课程形成特定的资源包，不论是线下教学还是线上教学，都可以作为学习资源发给学生学习参考。

课上，教师根据雨课堂后台提供的学生课前预习情况，有针对性地讲解和示范实验的重点内容，对学生提出的问题进行答疑，并采用虚拟仿真技术辅助实验课程教学。虚拟现实系统不仅可以仿真创建和模拟实验室的真实场景，让学生仿佛置身在实验室中，熟悉实验环境、实验仪器和试剂药品，而且能够使学生随时随地进行仿真实验的模拟训练，从仪器参数的设定到每一种试剂的添加，全方位模拟实验的真实操作过程［8］。课程结束后，教师在雨课堂平台发布练习题，并要求学生在线提交实验报告，综合习题和实验报告的完成情况，给出实验课的最终成绩。每堂实验课结束后，教师要及时了解学生对课程讲授形式和内容的反馈，及时调整教学进度和教学方法，从而达到预期的教学目标。

通过虚拟仿真实验，能够让学生有更好的沉浸式体验，大大提升学生的学习兴趣，起到良好的教学效果［9］。学生在完成虚拟仿真实验后，可以进一步分组进入实验室进行真实的实验训练，加深学生对实验内容的理解和掌握，提高实验课程教学质量。

三、实践实习类课程教学方法的改革

为了能够适应社会对生物技术专业人才的需求，培养具有严谨逻辑思维和较强实践能力的应用型人才，大连民族大学生物技术专业开设了一系列实践实习类课程，例如“植物认知实习”“认识实习”（参观大连森茂现代农业有限公司、大连珍奥集团等）和“生产实习”（参观大连盖世健康食品有限公司、浙江歌礼药业），让学生走进工厂和企业，了解生物技术在实际生活中的应用，激发学生对专业的热爱以及学习积极性，将理论与实践进一步融合。

2020年，部分学生无法按时返校，在校学生也很难按照计划开展实践实习类课程。为了保证实践类课程教学质量，对实践实习类课程的线上线下融合教学模式进行了改革。

（一）“植物认知实习”课程

作为生物技术专业的一门重要的实践类课程，“植物认知实习”一直受到师生的高度重视。传统的“植物认知实习”课程一般是由本专业相关授课教师和外聘指导教师共同带队，于仙人洞国家级自然保护区实习基地开展包括学习植物分类、了解植物标本制作等在内的一系列教学活动，以培养学生的沟通协作能力和动手创新能力。新形势下，“植物认知实习”教学模式亟须将线上线下教学有机融合，以保证实习的成效。

首先，教师进行线上学习资源包的准备，由实习基地指导教师录制仙人洞国家级自然保护区内多种植物资源的讲解视频作为主要的线上课程，对植物分类、生理特性、标本制作方法等内容进行介绍，此外，教师准备了课件、视频、慕课等多种形式的课程资源，通过线上平台推送给学生自主学习。完成线上学习后，学生以小组为单位，在校园自主开展植物识别活动，利用碎片化时间进行学习［10］。在认知植物的过程中，小组成员共同拍摄照片和视频，并采集不同植物的根、茎、叶、花、果实等不同组织进行标本制作；通过查阅资料，对拍摄照片和采集到的植物进行分类鉴定，最后通过小组汇报的形式展示植物野外实习成果［3］。教师根据学生的汇报内容进行讲解和评价，并对“植物认知实习”课程进行总结；在条件允许的情况下，教师再组织学生在校园内或学校周边开展植物认知活动，以充分调动学生的积极性，让学生更具有参与感，在保证实习顺利开展的同时，培养了学生的团队协作能力和自主探究能力。

（二）“认识实习”与“生产实习”课程

对于参观生物公司和制药公司的“认识实习”和“生产实习”课程，由于特殊情况，学生虽然不能走进工厂和企业亲身感受和学习，但仍然可以通过多途径、多渠道和多方法保证线上实习的质量，让学生提前了解各个行业领域人才所需具备的技能及工厂企业运转的流程，掌握职业信息，从而有选择、有针对性地提升自身能力和素养，为未来的职业选择奠定基础。

另外，校方可以与相关企业合作录制视频，介绍企业基本信息、业务范围、工艺制作流程、重要设备的运行原理、操作方法等，并使用虚拟仿真技术加以辅助教学，让学生足不出户对企业的运营和整个生产过程有整体的认知［11-12］。此外，邀请企业中的顶尖技术人员直播授课，介绍实际应用中的前沿技术，弥补教师纸上谈兵的不足，将课本知识与实践有机结合。根据工厂和企业实际生产中所使用的生物技术，在条件允许的情况下，教师组织学生进入实验室开展相关的小实验，巩固和深化所学知识与技能。通过线上线下混合式教学，有助于将课堂中所学的理论知识与生物技术相关行业的需求接轨，培养出企业真正需要的专业人才。

结语

生物技术专业是一个需要理论教学与实践教学相结合的应用型专业，在新形势背景下，线上线下混合式教学已然成为必然选择，如何利用“互联网+”资源、多样化的线上教学平台及虚拟仿真技术将线上教学的优势最大化，同时兼顾线下教学良好的沟通互动模式，保质保量地完成教学任务，激发学生的自主探究能力和实践能力是高校教师共同面临的挑战。在当前形势下，学校需要加大对在线教学设备硬件的投入，构建完善的线上教学平台，教师需要不断加强业务水平，提升相关技能，通过线上线下融合的“理论+实验+实践”教学，培养更多优秀的生物技术产业人才。