生物技术相关课程建设的比较研究

—以悉尼科技大学“生物技术”课程为例

   关婉怡，张翠璐，李清扬，赵宝华  

河北师范大学生命科学学院，河北，石家庄，050024

[摘  要]“生物技术”课程是生物技术专业的重要课程，对于培养高素质创新型专业人才发挥着重要作用。为了进一步提高教学质量，观摩了悉尼科技大学的“生物技术”课程教学。通过结合我国相关课程的教学实际，对悉尼科技大学“生物技术”课程的教学体系进行了分析和总结思考。在此基础上，从教学方式、教学中运用的方法、考核方式、师资队伍等方面与我国部分高校的相关课程进行了比较研究，为我国“生物技术”相关课程建设提供良好的借鉴和启示。

[关键词]生物技术；课程建设；混合式教学；案例式教学；项目式教学

[基金项目]：2021年度河北省高等教育教学改革研究项目“生物科学‘真知实验班’科教融合与创新人才培养模式的探索与实践”（2021GJJG124）；2021年度河北师范大学“微生物学”课程思政示范课程；2022年度河北师范大学“微生物学（双语）”在线开放课程【编号无】。

[作者简介]：关婉怡（1983-），女，汉，山东济南，博士，河北师范大学生命科学学院，副教授，研究方向为糖生物化学；李清扬（1992-），女，汉，河北石家庄，博士，河北师范大学生命科学学院，讲师，研究方向为微生物学；赵宝华（1967-），男，汉，河北故城，博士，河北师范大学生命科学学院，教授（通讯作者），研究方向为分子细菌学。

[中国分类号]：G642.0   [文献标识码]：A   

“生物技术”课程是近几年发展起来的，理论指导实践的课程。由于相关行业发展较快，培养的学生应该具备良好的主动性、实践性与创造性，传统的“填鸭式”“满堂灌”教学在一定程度上不利于学生相关素质的培养。借助与课程相关的案例组织教学过程，可以鼓励学生进行独立思考，教学相长；以学生为主体完成一个与课程相关的项目，可以在过程中提高学生的自主学习能力、团队合作能力、实践创造能力等。如何培养出适应社会需求的学生是值得思考的问题。

悉尼科技大学是一所以工、商、法学、教育、科技为主的综合性大学，2023年THE世界年轻大学（建校时间不足50年）排名中，该校为世界第九、澳大利亚第一。“生物技术”课程属于该校生物技术专业的核心课程，凭借独特的教学形式，为社会输送了大量的专业人才。河北师范大学与悉尼科技大学合作开展了生物技术专业的本科教育项目，观摩了悉尼科技大学的“生物技术”课程，结合我国相关课程的教学实施，对相关“生物技术”课程的教学体系进行了分析和思考。

1 悉尼科技大学“生物技术”课程建设与特色

“生物技术”是悉尼科技大学为本科二年级学生开设的课程，主要教授现代生物技术及其应用，涉及食品生物技术、医学生物技术、环境生物技术以及商业生物技术等内容。其中食品生物技术部分主要通过在线学习的方式进行，医学生物技术主要通过讲座课与辅导课，以及实验课的方式进行；环境生物技术通过实践课进行教学；而商业生物技术部分则是要求学生以团队形式，完成一个生物技术产品从构思到宣传推广的一系列模拟工作，由业界专家对产品计划进行评估。

课程主要包括四种不同的授课形式：讲座课（lecture，共8课时）、辅导课（tutorial，共9课时）、实践课（practical，共12课时）和工作坊（workshop，共25课时）。这四种授课形式的实施并不都是线下进行的，而是十分注重线上线下式混合。食品生物技术这一专题的知识较为简单，学生容易理解，全部通过线上方式进行学习和考核，而课程中较难的专题则通过线下的讲座课、辅导课和工作坊，综合运用案例式教学及项目式教学等方式达到学习效果。为了评价教学效果，根据各专题学习内容的特点，课程采用了在线测验、课堂表现、实验报告和项目完成情况等多样化的评价方式。上述工作的完成离不开强大的师资队伍，既有教师对整个课程体系的规划和对课程内容的教学实施，也有专利审核、政策管理、企业等领域的业内专家指导项目的完成，保证了课程的实施质量。

2 对国内外相关课程的启示

通过对悉尼科技大学“生物技术”课程建设的全息透视，发现该课程建设具有五大特点：混合式教学、案例式教学、项目式教学、多元化过程考核以及融合化师资队伍。下面就从这五个方面与国内相关课程进行比较，希望对我国相关课程建设提供良好的借鉴。

第一，适切性设计混合式教学

传统教学模式以课堂讲授为主，线下课时有限，限制了教学的深度和广度。近年来，基于网络教学平台（MOOC、SPOC等），越来越多的课程开始采取多样的线上线下混合式教学方式。

福建医科大学在“生物技术制药”课程中，依托线上资源和自主研发的虚拟仿真实验平台等开展线上线下混合式教学。课前教师利用学习平台发布预习任务和学习要求，根据学生对线上任务的完成情况调整课堂主要讲授的内容，课后学生利用学习平台完成章节的课后作业。多元化过程考核的结果显示，采用混合式教学后，学生的成绩有明显提升^[1]。

悉尼科技大学“生物技术”课程中，食品生物技术主题的内容包括面包的制作和酿酒，这些内容学生相对熟悉，因此通过在线视频课和查看文字资料的方式学习，并用开卷在线测试评估学习情况。医学生物技术专题的部分内容较难，教师就采用辅导课的方式，课前在线上提供课程相关资料，学生需要查阅并完成相应的作业，带着产生的疑问及课程的难点在线下辅导课中得到解答。

对比发现，两者主要有三个方面的异同。（1）从比例来看：福建医科大学的课程设置中线上学习的比例较小。而悉尼科技大学的课程设置中，易于自学的主题全部通过在线学习进行，而较难的主题线上学习的比例仅占一小部分。（2）从内容来看：福建医科大学的课程线上发布的是预习任务以及课后复习资料，而悉尼科技大学的课程中易自学主题的学习内容和考核内容都在线上发布。（3）线上线下的衔接方式：福建医科大学和悉尼科技大学的混合式教学实践都表现为，教师会根据课前学生的线上学习情况调整线下教学的内容，提高了线下课程教学的效率。

在课前、课中、课后的教学全过程将线上与线下学习有机结合，一方面充分培养了学生自主学习的能力，另一方面可以在有限的课时内，更高效地带领学生进行运用、分析、综合、评价等高层次的认知活动，有助于学生深度学习，使专业课的教学更加立体。

第二，嵌入开展案例式教学

“学以致用”是我们的教学目标，我们希望培养出的学生具备应用知识解决实际问题的能力。“用以促学”能够将所学知识用于实际问题的解决，将极大地提升学生学习的获得感^[2]，进一步激发学生的学习内驱力。案例式教学生动具体，容易激起学习兴趣，有利于培养学生学习并运用知识的能力。而教师在过程中扮演的角色是组织者与激励者，并不是传统教学中“填鸭式”传输知识的人^[3]。

山东科技大学的“现代生物技术”课程以案例教学的模式组织教学，例如教师给出题目“淀粉酶基因的克隆与表达”，学生需要在教师的指导下，查阅相关资料设计实验。实践表明，案例教学模式对培养学生的整体科研能力较好^[4]。

悉尼科技大学在进行医学生物技术的教学时，针对基因治疗这个知识点，按由易到难的顺序依次给出几种不同的病例，让学生逐一分析是否可采用基因治疗的方式。通过步步深入的案例式教学让学生对基因治疗的适用范围及策略的选用有所理解。

比较可见，山东科技大学的案例式教学嵌入方式与悉尼科技大学相似，为了使学生理解一个知识点或者某一内容，将案例贯彻课程全程，围绕案例引导学生思考，进而完成相应知识点的学习。不过，案例式教学的嵌入方式比较灵活，只要有助于学生对相应理论知识理解和应用，可在课前、课中甚至课后作业中的一个或多个阶段有机嵌入。

由于案例是实际生活或生产实践中遇到的问题，与传统教学方法相比，案例式教学可提高学生运用所学知识解决实际问题的能力^[3]。案例式教学充分体现了“学”“用”结合，有助于激发学习兴趣^[5]，也有助于培养具备实践能力的人才^[6]。

第三，适时开展项目式教学

生物技术专业的课程旨在培养能将理论与实践相结合并能解决实际问题的人才，传统授课方式显然不利于学生实践能力的培养。项目式教学是指在教师指导下，以学生为主体完成一个与课程专业内容相关的项目，学生在此过程中可提高自主学习能力、团队合作能力与创新实践能力等，为将来进入相关企业、提前适应未来工作岗位打下良好的基础。

郑州大学的“微生物发酵技术”课程中，教师向学生介绍乳酸的发酵工艺以及发酵的菌种后，发布项目任务，即“企业中如何生产有机酸”，项目小组需要通过查阅文献等确定菌种的选择、发酵生产工艺及产物分离纯化等项目方案，之后需要对本组方案进行阐述和最后的实施，教师根据学生汇报情况和项目完成情况等对学生初步评定^[7]。

悉尼科技大学“生物技术”课程在商业生物技术专题运用了项目式教学模式，在教师的逐步引导下，学生以团队形式完成一个原创性生物技术产品从构思到推向市场商业宣传的全过程模拟。过程中，学校教师邀请多位校外专业人士，就产品的专利申报、监管要求、市场价值、宣传内容等方面进行评估，最后由学生模拟推介本组产品，推介的情况作为本部分的考核成绩。

由以上两门课程的项目式教学实施可以看出，开展项目式教学是有前提的，应在学生掌握了一定理论知识的基础上适时开展。郑州大学的“微生物发酵技术”课程，开展项目任务前，教师已讲授所需的理论知识，悉尼科技大学“生物技术”课程在进行项目式教学前，学生已完成生物技术基础理论的学习，具备一定的将理论转化为生物产品的能力。同时，实施项目式教学的内容也是有选择的，需要学生运用高阶思维进行实践转化的内容，以及解决复杂的工程技术问题，才更适合进行项目式教学。

第四，多元化过程考核

运用科学的手段对学生进行测量与评价，发现其学习中的优势与不足，不仅有利于教师有针对性地教学，更能促进学生的发展与进步。考核的“多元化”是指评价主体多样，除了教师评价学生，还有学生互评和自评。考核的“多样”指评价方式不同，单一的期末闭卷考试属于终结性评价，对学生下一阶段学习的指导作用微乎其微；与之形成对比的是，过程考核即形成性评价能够对课程学习的全过程进行监测。

河北师范大学的“现代生物技术”课程的考核方式多样，由课堂表现、阶段测验、专题汇报以及期末考试（有条件开卷）组成。其中，课堂表现和阶段测验都能反映出学生的学习情况，教师及时的反馈有助于学生学习效果的提升；专题汇报为表现性评价，汇报成绩由学生自评、学生互评和教师评价组成，学生参与评价有助于学生深入地参与学习过程；期末有条件的开卷考试允许学生携带不超过5张A4纸的资料，而考试题目重点考察学生运用知识解决问题的能力，而不是简单的对知识的识记或再现能力。

悉尼科技大学“生物技术”课程采用了阶段测验、案例分析、实验报告和完成项目的方式进行考核，能够多角度考核学生对不同专题的学习效果。其中，实践课有医学生物技术和环境生物技术两个专题，学生需要对第一个专题的实验报告进行自我评估，教师针对实验报告的情况给学生反馈，学生应根据教师给出的反馈更好地完成第二个专题的实验报告。

由上述情况可以看出，评价方式多元化有助于更全面地评价学生的学习情况，过程考核有助于督促学生在课程全过程认真学习，而通过有关联的考核形式实现“考核——反馈——提升”的反馈闭环将发挥课程考核对学习的促进作用。

第五，融合化配备师资队伍

教师是产教融合最大的支撑点，目前在国内课程建设中，理论导师和实践导师兼备的双师型教师队伍建设普遍缺失，所以教师队伍建设十分重要。在悉尼科技大学的“生物技术”课程中，师资队伍是多元化的。除了国内常见的由不同教师负责不同专题的教学之外，在商业生物技术专题中，涉及专利申报、监管要求、市场宣传等知识的学习与应用部分，课程负责教师均邀请了行业及商界专业人士进入课堂讲授相关知识，有助于弥补大学教师对行业了解不足的缺陷，以使学生得到最好的学习体验。同时，行业及商界专业人士也将对学生策划项目的最终展示进行评价，在此过程中，学生将有更多机会与业内人士接触并展示自己，这种接触对学生将来的就业也会产生积极的影响。

3  结语

目前生物技术在人类社会的可持续发展中，显现出了巨大优势，社会对生物类研发应用型人才的需求量也在逐年增加。在社会日新月异发展的背景下，只有不断开展教育实践改革，不断探索适合的教学模式，才能达到生物技术相关课程持续发展的效果。多例实践证明，开展案例式教学与项目式教学等，能够有效地激发学生的学习兴趣，提升学生科研思维与动手实践的能力，有助于相关专业人才的培养。今后，教学团队将进一步探索完善“生物技术”相关课程的教学体系，为培养应用型人才而努力。

致谢

感谢河北师范大学“现代生物技术”课程授课教师刘昕晔对该课程考核方式的讨论。

[参考文献]

[1] 杨倩，陈晓乐，吴莺，等. 新工科背景下沉浸式线上线下混合式教学效果分析——以“生物技术制药”课程为例[J]. 福建医科大学学报（社会科学版），2021，22（6）：60‒62.

[2] 史影，章骥，史锋，等. 生物化学实验线上线下混合式教学建设与实践[J]. 生物工程学报，2023，39（3）：1260‒1268.

[3] 段中学. 案例教学的优越性[J]. 新课程（教育学术），2012（5）：114.

[4] 李慧娟，崔志芳，韩秋霞等. 《现代生物技术》综合设计性实验教学模式的探讨——以基因工程实验为案例[J]. 轻工科技，2012，28(09)：157-158+160.

[5] 黎婉婷，庞启华，张松. 线上线下混合式教学中微生物学项目式讨论课的实践与评价——以“微生物生态学”章节为例[J]. 高校生物学教学研究（电子版），2022，12（2）：29‒33.

[6] 徐春兰，尚晓娅，牛卫宁. 新工科背景下基于OBE教学模式的生物化学课程改革探索[J]. 科教导刊，2022（29）：123‒125.

[7] 王伟宸，王玉珏，黄俊，等. 生物技术专业《微生物发酵技术》项目式教学改革与探索[J]. 科技风，2022（2）:115‒117.

Comparative Study on the Construction of Biotechnology Related Courses

—Taking the 'Biotechnology' course at University of Technology Sydney as an example

GUAN Wan-yi，ZHANG Cui-lu，LI Qing-yang，ZHAO Bao-hua

College of Life Sciences, Hebei Normal University, Shijiazhuang, Hebei, 050024

[Abstract] The "Biotechnology" course is an important course for biotechnology majors, which plays an important role in cultivating high-quality and innovative professionals. In order to further improve the quality of teaching, the teaching of the "Biotechnology" course of the University of Technology Sydney (UTS) was observed. Combined with the teaching practice of relevant courses in China, this paper analyzes and summarizes the teaching system of "Biotechnology" course of UTS. On this basis, this paper compares and studies the relevant courses of some universities in China from the aspects of teaching methods, assessment methods, and teaching staff, so as to provide a good reference and inspiration for the construction of "Biotechnology" related courses in China.

[Keywords] Biotechnology; Curriculum construction; Blended teaching; Case-based teaching; Project-based teaching