“现代生物技术导论”课程教学改革实践

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　　[摘 要]同济大学为提高非生物类专业大学生的生命科学素养，基于通识教育和生命教育理念，从教学目标、教学内容、教学方式方法和学生课程成绩评价体系等方面，对“现代生物技术导论”全校公选课进行了教学改革。改革激发了学生的学习兴趣，提高了学生的创新意识、创新能力、沟通能力和表达能力等，受到了学生的欢迎。
　　[关键词]生物技术;通识教育;生命教育;教学改革
　　[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2020）09-0028-03
　　通识教育（general education）是国际高教界探讨的重要课题，其目标是培养完整的人（又称全人）[1]。通识教育首先是一种教育理念，其次才是一种人才培养模式。生命是教育的起点，生命和谐发展是教育的终极目标，教育的过程应该体现对生命的尊重和热爱[2-3]。大学生自杀、伤人和虚度生命时有发生，这反映出部分大学生生命意识淡薄、生活态度消极。如果课程教学只以传授知识和技能为重心，忽视对生命本真的关注和素养的培养，忽视价值观的引导，学生就无法树立正确的世界观、人生观和价值观。强调生命教育，处处体现对生命的尊重和热爱，引导学生尊重和珍惜生命、树立远大理想、坚定“四个自信”、正确认识时代责任和历史使命、勇做奋进者和开拓者很重要也很有意义，而且有助于“立德树人”目标的实现。
　　生物技术（biotechnology）也称生物工程（bioengineering），是指通过一定的技术手段对生物有机体在分子、细胞或个体水平上进行设计操作，以改良物种质量或生产特殊用途的生命大分子物质等。以基因工程为核心的现代生物技术为解决人类面临的重大问题，如粮食安全问题、健康问题、环境恶化和污染问题、能源短缺问题等提供了新的解决方案。它与微电子技术、新材料、新能源、航天技术等被认为是21世纪科学技术的核心。迅猛发展的生物技术既是社会经济发展的重要动力，也给我们的生活带来了巨大的变化。
　　生命科学知识和素养教育是通识教育的重要组成部分，是高素质人才培养的重要环节。因此，生物技术应该作为通识教育不可或缺的核心板块，应该是每一位大学生都必须拥有的知识体系[4]。我们为同济大学非生物类专业开设了“现代生物技术导论”公选课，来自文科、理科、工科、管理类、艺术类等不同学科不同专业的选课学生，因为受高中文理分科和高考指挥棒的影响，他们中学时期所掌握的生物学知识千差万别。针对这些情况，我们基于通识教育和生命教育理念，对该课程进行了教学改革实践。
　　一、教学目标和教学内容的改革
　　课程教学的理念和目标是纲，纲举目张。作为与专业教育相对应的概念，通识教育的目的在于“育人”而非“制器”，它所要培养的“完整的人”，主要是指人在一技之长以外，更要有博雅的情怀、通融的精神、深刻的思维能力与较强的社会责任意识[5]。教育绝非单纯的文化传递，教育必须对人的一生的发展起到积极的引领作用。通过认真思考和教学实践，基于通识教育和生命教育理念，针对专业背景、知识基础和选课动机不同的非生物专业学生开设的“现代生物技术导论”公选课的教学目标有以下几个：联系生活实际，从身边常用的相关产品和生物技术入手，介绍所用生物技术的原理和基本操作，让非生物专业的学生了解生物技术的发展历史、现状和趋势以及对人类社会发展的影响;培养学生热爱生命、关爱自然、珍惜资源、保护环境，促进人与自然的和谐共生;让学生感知并思考人类所面临的严峻问题如人口问题、生态环境问题、健康问题、粮食问题和资源问题等，引导学生进行学科交叉思考、学习和实践。
　　教学目标明确后，需要运用相应的教学内容和教学手段去实现。通识教育课程与教材建设大都处于探索和发展阶段，许多教师还在使用原有的专业课教材。由于教学目标和要求不同，因此原有的专业课教材必然不适用于通识教育。通过比较我们发现由德国莱因哈德·伦内贝格（Reinhard Renneberg）教授所著，杨毅、陈慧、王健美所译的《生物技术入门（中文版）》，用幽默、通俗易懂的文字和大量史实般的图片，为我们介绍了生物技术的发展历程、原理与应用，涉及生物技术的核心内容与多个分支领域[6]。与普通教科书不同的是，该书作者结合历史、经济、政治、军事、文学、艺术等人类文明的各个方面，介绍了生物技术发展史上的名人轶事，并对很多问题进行了颇为深入的讨论。这本书图文并茂、深入浅出、引人入胜并极富启发性，非常适合作为通识课教材或入门书籍，因此我们选择此书作为“现代生物技术导论”公选课的参考教材。
　　通过实践我们认识到，通识教育和专业教育的侧重点应该不同。我们根据教学目标，以《生物技术入门（中文版）》教材为蓝本，将教学内容的重点放在生物技术与食品、生物技术与环境、生物技术与人类健康、生物技术与农业、生物技术与能源等方面。这些教学内容贴近生活实际，与我们的生活密切相关，能引起学生的共鸣和好奇，从而激发学生的学习兴趣。我们还与时俱进，有选择性地穿插介绍与大纲内容相关的最新科技进展（如重要刊物的重大发现，世界主流媒体评出的科技十大进展等）和重要科学奖（如诺贝尔奖、拉斯克奖、盖尔德纳基金国际奖、科学突破奖、未来科学奖等）。教学的重点不再是“生物技术”本身是什么、为什么、如何操作等，而是这些技术有何优缺点，能解决什么问题，给我们的生产、生活带来了哪些影响，对社会发展起到了怎样的推动作用，将来可能的发展方向等。生物技术涉及分子生物学、生物化学、遗传学、生理学、病理学、生物信息学、理学、工科、管理学等学科的交叉，所以我们非常重视有利于不同专业学生产生共鸣的交叉融合的教学，这也有助于培养学生的跨学科创新思维。
　　由生物技术驱动的BT产业发展迅猛，在未来经济和社会的发展中将起到引领作用。以发达国家为主的各国政府纷纷制定国家战略，美国发布《国家生物经济蓝图》，德国发布生物经济战略。为抢占生物技术的制高点，日本将“绿色技术创新和生命科学的创新”作为国家的重点战略，并积极推动生物技术产业的发展。我国也于2017年1月发布了《“十三五”生物产业发展规划》。为激发学生学习和创业的热情，我们在教学内容上还穿插介绍生物技术产业的发展情况以及世界相关优秀公司的创业和成长过程，并告诉学生创立一家世界著名的生物技术公司，带动相关产业發展，与获得诺贝尔奖一样对社会贡献巨大。 　　二、教学方式方法改革
　　课堂教学活动效果是决定教学质量的一个关键因素。高校学生在互联网时代获得知识的渠道和方式更多样也更碎片化。传统的“填鸭式”“布道式”满堂灌教学，师生交流和互动很少，学生被动接受、主观能动性差，难以激发学生学习兴趣、培养学生探索精神，早已不适应现代高校教学发展的需要。
　　“对分课堂”是复旦大学张学新教授根据国内大学课堂的现状、基于心理学规律并结合传统课堂和讨论式课堂各自的优势提出的课堂改革新模式[7]。其核心理念是把一半课堂时间分配给教师进行讲授，另一半时间分配给学生以讨论的形式进行交互式学习[7]。类似于传统课堂，对分课堂强调教师讲授在先、学生学习在后[7]。类似于讨论式课堂，对分课堂强调生生、师生互动，鼓励自主学习[7]。对分课堂的关键创新在于把讲授与讨论时间错开，让学生在中间有一周时间自主安排学习进行个性化的内化吸收[7]。对分课堂把教学分为在时间上分隔清晰的三个过程，分别为讲授（presentation）、内化吸收（assimilation）和讨论（discussion） [7]。对分课堂教学模式因为针对性强、可操作性好、教学效果提升明显，自2014年推出以来被很多教师关注和实践并发表了不少相关研究成果。
　　“现代生物技术导论”公选课也进行了对分课堂教学实践。教师在第一节绪论课上介绍和解释对分课堂模式的关键点和实施方案。每周两节课，前一节课用于讨论上一章节内容，后一节课由教师讲解新章节的内容。教师根据教学目标精心选择每章的教学内容和组织方式，介绍教学内容的框架、基本概念、重点、难点和重要应用， 精心设置问题，引导学生自主学习教材。教师基本上不向学生提问，也不组织讨论，单向讲授。课后一周时间让学生独立自学教材和课件PPT，内化吸收，写好读书笔记。要求学生把读书笔记看作在学习、理解章节内容过程中的助记和概要[8]，并在理解的基础上写出“亮闪闪”、“帮帮我”和“考考你”。“亮闪闪”即总结自己的学习体会和感悟，至少一条;“帮帮我”即自己想不明白的问题，用于讨论时求教于别人，至少一个;“考考你”即自己懂了，但觉得别人可能没懂的问题，用于挑战别人，至少一个。读书笔记的形式不限，但要求是学生自己努力思考后的想法，且简明扼要，A4纸一面即可，最多两面，在下次课上课前两天提交。在下次课的第一节课，留约一半时间给学生四人一组讨论各自的“亮闪闪”、“帮帮我”和“考考你”，分享各自的学习心得，相互答疑，并回答老师每章节精心设计的问题;另外的一半时间则由教师组织全班讨论，对小组讨论中存在的疑难问题进行解答，最后做本章总结和点评，及时反馈和评价学习，鼓励学生提出创新性想法。
　　对分课堂结合讲授式和讨论式课堂的优点，以培养学生的核心素养为目标，培养和锻炼学生的创造性思维、批判性思维、沟通与合作能力，深受学生欢迎。学生的求知欲和可塑性是很强的，只要能引起学生注意、激发学生兴趣，他们就能适应并积极参与其中。讨论过程中若出现冷场或讨论范围过大等问题，教师要及时启发或缩小讨论范围。
　　三、学生课程成绩评价体系改革
　　对学生课程成绩进行评价是课程教学的重要组成部分，其目的在于通过考核全面评价学生的学习情况，以评促学。美国大学通识教育课程主要考核学生是否掌握基本技能，是否具备超越精神、批判性思维和创造性思维，这与其通识教育理念即注重引导学生全面发展是一致的[5-9]。我们改变以往主要通过期末考试评定成绩的做法，实施多层次、全时段覆盖的综合评价体系。上课考勤和平时讨论环节的表现占总评成绩的30%，每章节的读书笔记占40%，期末课程论文（要求学生选择一个教学内容，查找资料，自拟题目，结合自己的专业背景或学习体会，写一篇3000字左右的小论文）占30%。这样改革有助于督促学生平时认真学习，充分利用好每节课，不要只在考试前临时抱佛脚。把评价的重点放在学生的学习态度和热情、创新能力、沟通能力、表达能力和探索能力等而不是知识点的死记硬背上，并且将评价及时反馈给学生，以进一步激发学生的学习兴趣和形成正反馈。
　　四、总结
　　生物技术已成为引领未来经济和社会发展的战略性高科技。继信息产业之后，生物技术产业将成为新的主导产业，深刻影响人类社会生活方式和经济发展模式。生命是教育的起点，也是教育的目的。教育的本质是使教育饱含生命的关怀。通识教育旨在培养积极参与社会生活、有社会责任感、全面发展的社会的人和国家的公民，旨在培养“全人”[10]，也是一种文化熏陶和人格养成的教育。通识教育和生命教育理念有助于完善学生的知识结构、培养学生的健全人格，有助于培养高素质的社会主义建设者和接班人，为实现中华民族伟大复兴添砖加瓦。
　　生命科学类课程在国内外高校的通识教育中占有重要的地位。生命科学既是清华大学、北京大学、上海交通大学和复旦大学等国内高校也是哈佛大学、牛津大学、东京大学等国外高校通识教育的重要模塊。这些课程探讨包括生命的形式与起源、人类的进化与疾病、生物的适应与环境改变等，为学生理解自然、生命与人类生活等提供生命视角。有调查报告指出，中国大学生的生命科学素养发展并不均衡，他们在拒绝毒品、无偿献血等方面的认知水平较高，而在关爱动物、辅助生殖伦理等方面的认知水平较低。因此，应重视培养和提高我国大学生的生命科学素养，加强其生命科学素养通识教育。
　　同济大学“现代生物技术导论”公选课，主要面向非生物类专业学生，旨在通过介绍经典的和最新的生命科学知识与技术，探讨生物多样性保护与生态安全、转基因技术与食品安全、遗传与优生、肿瘤和不孕不育等有关生命科学知识，提高非生物类专业学生的生命科学素养，使其尊重和珍惜生命，为其健康生活和优生等给予正确的指导。我们在通识教育和生命教育理念的指导下，对这门课程的教学目标、教学内容、教学方式方法和成绩评价体系等方面进行了教学改革实践。改革激发了学生的学习兴趣，提高了学生的创新意识、创新能力、沟通能力和表达能力等，受到了学生的欢迎。本文对此进行了总结，希望能给高校通识教育课程教学起到抛砖引玉的作用。
　　[ 参 考 文 献 ]
　　[1] 陈向明.对通识教育有关概念的辨析[J].高等教育研究，2006，27（3）：64-68.
　　[2] 冯建军.生命教育与生命统整[J].教育理论与实践，2009，29（22）：8-11.
　　[3] 吴伟花.论高校生命教育的伦理意蕴[J].教育理论与实践，2012，32（12）：6-8.
　　[4] 吕红，余垚，刘明秋.“改变生活的生物技术”通识教育课程建设的探索与实践[J].高校生物学教学研究（电子版），2014，4（2）：26-28.
　　[5] 郭新红，何晓晓，周玲，等.通识教育核心课程现代生物技术与人类生活的教学改革实践[J].生物学杂志，2016，34（6）：110-112.
　　[6] 莱因哈德·伦内贝格.生物技术入门[M].中文版.杨毅，陈慧，王健美，译.北京：科学出版社，2009.
　　[7] 张学新.对分课堂：大学课堂教学改革的新探索[J].复旦教育论坛，2014，12（5）：5-10.
　　[8] 刘明秋.“对分课堂”教学模式在微生物学教学中的应用[J].微生物学通报，2016，43（4）：730-734.
　　[9] 李楠.美国大学通识教育课程考核的特点及其对我国高校思想政治理论课考试改革的启示[J].思想理论教育导刊，2011，18（5）：65-69.
　　[10] 曹阳，张霞，高捷，等.通识教育中生命科学素养教育初探[J].高校生物学教学研究（电子版），2011，1（1）：16-20.
　　[责任编辑：庞丹丹]
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