食品生物技术课程教学方法改革的探索

徐文生 王启要

摘  要：本文以食品科学与工程相关专业本科生课程《食品生物技术》课程教学为 研究对象。针对传统教学中存在填鸭式教学的问题，结合作者多年来一线教学的实践经验，采用优化调整课程结构，通过思维导图和文献阅读将学生的课前复习、课堂上课和课后复习等过程中有机结合起来的方法，有效地提高了学生的学习效率和学习兴趣，使学生的学习自主性得到充分发挥，从而激发学生课程的学习兴趣和积极性，有效地提高了学生食品生物技术课程的学习质量。

关键词：食品生物技术  改革  思维导图  文献阅读

中图分类号：G643                              文献标识码：A                   文章编号：1674-098X（2020）08（a）-0233-04

Abstract： This paper takes the teaching of Food Biotechnology as the object of study for undergraduates majoring in food science and engineering. In view of the cramming teaching problems in traditional teaching， combined with the practice of the author for many years frontline teaching experience， optimize the adjustment of curriculum structure.Through mind mapping and literature reading， students' pre-class review， in-class review and after-class review are organically combined， which effectively improves students' learning efficiency and interest.It can give full play to students' learning autonomy， stimulate students' learning interest and enthusiasm， and effectively improve students' learning quality of food biotechnology course.

Key Words： Food biotechnology; Reform; Mind mapping; Literature reading

《食品生物技术》课程是为了适应生物技术在食品工业领域应用的快速发展而建立起来的一门学科，主要内容涉及基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等在食品工业领域应用的知识和技能，是我院食品质量与安全专业和酿酒工程专业必修的一门主干课程。食品生物技术涉及的知识面非常广泛，知识的综合性也非常强，是一门既有抽象的理论知识，又具有很强的实践应用性的理论与实践高度结合的学科[1-2]。由于食品生物技术内容比较广泛，各个章节相对独立，衔接性不强而显得相互孤立，给教师的教学带来了一定的困难[3]。按照传统的填鸭式教学方式，课堂进程都是围绕教师的讲授为中心展开，形成教师课堂灌输课本知识，学生听课记笔记的单向教学模式。学生的学习兴趣和学习的主动性、积极性都没有充分发挥出来，课堂教和学都显得枯燥乏味[4]。目前我院《食品生物技术》安排讲课课时只有24学时，如何在有限的时间内让学生理解和掌握《食品生物技术》的基本理论知识，对教师的教学是一种很大的挑战。因此，对《食品生物技术》的课堂教学改革势在必行。

1  理论课程结构的调整

食品生物技术理论学时安排为24学时，课时具体安排是绪论安排2学时、基因工程8学时，发酵工程8学时，酶工程、细胞工程、蛋白质工程合4学时，学生课程论文分组演讲讨论2学时。在课程讲解上，结合本学院专业特点，以分子生物学为基础，以基因工程和发酵工程为核心模块进行讲解。

在绪论讲解过程中，以生物技术发展、特别是现代分子生物学的发展为主线，通过对现代生物技术历史发展的重大事件的讲授，介绍和复习关于基因的复制、转录、翻译及其基因表达等内容，及其限制性内切酶、连接酶、PCR等基本原理。最后以人工改造纤维素酶为例，利用流程图的形式，将基因工程、蛋白质工程、细胞工程、发酵工程、酶工程等内容串在一个实验流程中，讲解食品生物技术中五大工程技术间的相互关系。

课程内容主要以基因工程和发酵工程为主，基因工程内容主要按照基因组或质粒DNA的提取纯化、限制性内切酶、连接酶、基因的扩增（主要是PCR）、感受态细胞的制备及转化、电泳检测等单元操作的进行讲解。发酵工程则是对发酵工程的原理和在酿造食品中的应用进行一些个例的详细讲解。在基因工程和发酵工程的教学讲解过程中，涉及到酶工程、蛋白质工程和细胞工程的内容穿插到里面一起进行讲解，而在蛋白质工程、酶工程和细胞工程的课时则讲解一些彼此联系较少的内容。将生物工程的下游技术和食品安全检测的内容分别整合到发酵工程和基因工程的操作单元内讲解。经过知识结构和知识的调整，知识模块间的逻辑关系更加合理、銜接更加紧密，有利于教师的教学和学生的学习。

2  课堂教学方法改革

除了课程教学结构进行调整外，我们对课堂教学模式的改革也进行了大胆的尝试，主要有以下几个方面。

2.1 思维导图在课堂教学中的应用

思维导图是20世纪60年代由英国人Tony Buzan提出的一种大脑思维可视化工具。通过围绕一个中心议题建立从中央向四周放射的关联的分支，用关键词、颜色、图形等对各个分支进行标识，把各级主题的关系用相互隶属和相关的层级图表现出来，建立一个有序的发散思维图，对思维过程进行导向和记录[5-6]。

课堂教学是我国高校人才培养模式和教育体系构建的关键与核心，传统的课堂教学是以教师讲课为主，课堂的教学内容和教学进度完全由教师把控，学生只能被动接受，在讲解复杂而抽象的内容时，学生难以跟上教师的教学进程。思维导图特别适合将复杂的问题简单化，有利于学生理解和参与课堂教学的进程。通过将思维导图引入到学生课前预习、课堂讨论学习、课后复习的各个阶段，可以极大地提高学生的学习效率和自主学习的积极性。

（1）课前预习阶段，要求学生先通读预习内容，提炼出讲课内容的重点、难点和关键点找出关键词及其它们间的逻辑关系，并以一定的层次和分类方法展示在一张纸上。学生通过预习并绘制思维导图将基本内容浓缩到一张纸上，既消除了学生学习的畏难情绪，也理顺了教材内容的逻辑关系，便于课堂上深入学习教师讲解的课堂内容，积极参与课堂上教师设置的话题的讨论，活跃课堂气氛。同时学生在预习过程中也可以发现以往学习中存在的问题和不足，及时进行复习。

（2）在课堂学习阶段，先用10min对上节课的内容进行复习，边复习边引导学生回答的同时导入新课。在新课讲解的过程中，针对一些重点、难点或关键点通过设置问题的方式，让学生6～8人一组进行讨论，学生在讨论过程中需要先对问题进行分解，然后每人对分解出来的各个分支分配给不同的人进行回答，对讨论过程中涉及到课本外或遗忘的知识点，学生可以通过手机查阅补充，最后绘制出思维导图。每节课也点3～4组上来通过思维导图对提出的问题讲解自己的看法。为确保每组人人参与讨论，每组在讲解过程中每人讲解自己完成的那部分，学生在讲解过程中，教师和其他组的同学可以随时对他们的讲解进行提问和质疑，通过有针对性地回答老师和同学的问题，进行交锋辩论，提高同学们对相关问题理解的广度和深度。对于课堂涉及到的重难点问题，经过教师讲解、小组讨论和讨论结果展示演讲等过程，同学们加深了对所学知识的系统掌握，开拓了学生的发散性思维和创新性思维。

（3）课后复习阶段，食品生物技术课程的概念多，知识点繁杂，受时间限制每节课的内容涵盖了教材十几页的内容，每天需要花费大量的时间去消化和吸收课堂内容，对学生的学习是一个沉重的负担。为了帮助同学复习课堂内容及其各个章节的知识点，每次利用课堂最后10min采用思维导图的形式，带着学生去复习当天课堂上所讲的内容，帮助同学们增强记忆，也便于同学们充分理解各个章节的知识点。同学们在课后复习过程中，可以结合教师讲解内容、课后思维导图、小组讨论等内容对其预习绘制的思维导图进行进一步完善，对当天所学知识进行系统的回顾。

2.2 文献阅读

将思维导图作为一种高效学习的方式导入课堂，可以有效地提高学生的学习效率，提高学生对书本知识的归纳总结能力并对周边知识有所拓展。但课程教材一般几年才会修订一次，而食品生物技术领域的研究成果却在不断更新中，如果学习仅仅局限于教材，学生很难把握本专业领域当前的热点话题，学生的学习空间也受到了极大限制，影响学生学习专业的积极性[7]。因此，我们在教学中有意思识地引入文献阅读研讨的内容，引导学生阅读食品生物技术领域的基础研究文献，特别是关于当前专业领域的一些热点问题的研究论文，让学生掌握研究论文的基本要素并初步掌握阅读方法和技巧，提高学生自我主动学习的能力，既培养了学生严谨的科研思维和批判性思维，也激发了学生的学习兴趣和科研兴趣[8-9]。

（1）摘要阅读：将学生按6～8人进行分组，教师依据教学内容涉及的一些重点问题，给每组提供一篇研究论文并讲解论文的主要框架，如标题、作者及其单位、摘要及其关键词、前言、正文、结论、参考文献等及其在文献中的作用。要求学生重点阅读文献的摘要。文献摘要包括文献的核心内容，浓缩了作者研究的目的意义、方法、结果、结论等内容，是我们快速筛选相关研究文献方式。学生通过阅读教师给定文献的摘要及其指定的1～2个关键词，根据文献提供关键词进行组合在有关数据库中检索出几篇相关度较高的高水平文章并进一步阅读相关文章的摘要，每个组的同学根据自己的兴趣分配进一步拓展文献的阅读范围。要求每个同学根据自己分配的方向至少检索出5篇相关度较高的高水平论文阅读摘要。通过摘要阅读使学生快速了解相关研究课题领域的前沿进展，从而拓展学生的学术视野和思维。

（2）论文精读：通过文献的摘要阅读和论文精读训练，可以帮助学生通过自主查阅文獻，掌握相关专业的基础知识、前沿知识和科研方法。通过对某一领域不同作者文献的阅读，可以了解并掌握抽象的概念或复杂的实际操作，及其深入研究不同的方法和途径，提出自己的研究观点和研究方法。

为了更好地帮助学生掌握论文精读的方法，要求每组的同学每人从自己筛选的五篇论文中选择一篇进行精读，在文献阅读过程中需要解决：①作者要解决哪些科学问题？②提出这些科学问题的背景是什么？③文献作者按照怎样的逻辑关系设计了哪些实验？④文献研究获得了什么实验结果？⑤这些实验结果有哪些是与前人的研究结果相同的？有哪些是不同的？⑥文献作者获得了什么重要结论？⑦文献作者的重要创新点在哪里？⑧文献引用了哪些重要文献？⑨你对文献的哪部分最感兴趣或感到困惑？在相关问题上作者引用的文献是哪几篇？并谈谈你的看法[10]。

每个同学对照提纲完成文献阅读后进行小组讨论，讨论过程中要求对照前面9个问题找出他们的解决相同或不同科学问题采用的研究角度和研究方法有什么不同点和相同点;他们的哪些不同的实验是从不同的角度解决相同的问题，它们之间能否相互替换？

在文献阅读过程中，学生阅读过程中遇到问题可以随时举手提问，教师根据学生问题的不同采用个别回答或引导全班讨论的方式来进行解决;对有些文献中学生感到困惑的地方，通过引导学生进一步扩大文献检索、阅读范围，通过自主阅读解决相关问题。

（3）总结和汇报：每个组无论是摘要阅读或论文精读均要求每人写出总结报告，要求是文献摘要阅读写出一篇大约500字的阅读总结报告，而论文精读写出3000字左右的总结报告交教师，教师针对每个同学的报告批改打分作为平时成绩存档，同时结合学生在报告写作过程中存在主要问题的不同，采用个别指导或课堂统一讲解的方式反馈给学生。

小组汇报采用PPT的方式，小组成员进行分工合作完成PPT的内容在班上进行汇报，教师和其他同学在他们汇报过程中可以随时进行提问和质疑，由汇报的同学进行有针对性的回答，小组其他成员可以进行补充，同学间可以就每一问题进行交锋辩论。最后由教师结合小组汇报文献的内容进行总结发言及点评，对同学在文献阅读过程中对内容理解有误或是需要深入理解的问题，结合自己的阅读心得体会谈谈自己的看法等[11-15]。

3  结语

针对《食品生物技术》教学过程中存在的问题，除了合理统筹安排课程教学内容外，通过改革教学方法，在课堂上运用思维导图和文献阅读的方法对学生进行训练，取得了良好的教学效果。思维导图的运用可以理清学生学习新课程的思路，在运用思维导图学习过程中，可以使大量枯燥的学习内容通过关键词、线条和颜色等进行具体化和可视化，使学生对新课程的掌握更加全面系统、更清晰和有条理性，极大地提高了同学们的学习兴趣和学习热情。而文献阅读可以帮助学生更好地掌握相关专业的基础知识、前沿知识和科研方法，通过了解作者如何将一个枯燥、抽象的科学问题转化为一种具体的解决方法，而获得通过自主学习的方式灵活运用所学理论基础知识解释较为复杂科学问题的能力。这同时也对教师提出了更高的要求，要求教师不断更新教学内容，关注和更新相关专业领域的研究热点和研究进展知识，不断提高自身的教学和科研业务水平。因此需要在教师、学生和教学管理人员的共同努力下不断改进教学方法，提高教学质量。

参考文献

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