《海洋生物技术》课程的教学改革探索

郝凌云

(深圳大学生命与海洋科学学院， 深圳 518060)

海洋覆盖地球表面积70%以上， 蕴含上亿种生物，是一个巨大的资源宝库。 合理开发和利用海洋生物资源能够为人类所面临的全球性挑战如资源匮乏、能源危机、环境污染等提供解决方案。 海洋生物技术兴起于20世纪80年代末， 旨在通过现代生物技术对海洋生物进行研究， 对其遗传特性进行改良特别是经济品种的性状改良， 并开发对人类和社会经济发展有用的生物产品，提供相应技术服务。 海洋生物技术是近年来的研究热点之一， 也是世界各海洋大国竞争的焦点之一。 发展海洋技术能够为保障海洋生产力、 促进海洋生物资源的可持续开发和利用提供解决方案。 广东省是我国海洋经济发展的核心区之一，深圳市政府也着力发展海洋科技、建设海洋城市。 因此，在地方院校面向海洋科学及生物技术专业的学生开设海洋生物技术作为专业选修课， 不仅能够帮助学生拓宽知识面、 掌握多种生物技术在科研领域的应用， 了解国内外海洋生物技术的研究现状、热点及未来方向，同时也符合本地教育需求，对培养专业领域人才具有重要意义。

海洋生物技术作为海洋生物学与现代生物技术的交叉学科，涉及基因工程、蛋白质工程、细胞工程、发酵工程、 海水养殖病害的诊断和防治等多学科内容，知识覆盖面较广。 目前该课程的教授面临的主要问题包括：1） 课程的部分知识要点在其他生物专业课如分子生物学和细胞生物学等课程中已经涉及，导致部分学生特别是大三的学生在学习过程中容易丧失注意力，不够重视；2）该课为纯理论课程，缺少实践环节， 生物技术专业的学生对于海洋生物缺乏了解，难以产生共鸣，导致课堂活跃度不够，气氛沉闷；3） 学生在学习过程中依然存在缺乏主观能动性的问题，对于知识的掌握停留在理论阶段，不会主动进行延伸思考，导致理论学习和实践应用的脱节。 因此，如何在有限的教学周期内突出教学重点、提高教学质量、 培养真正能够学以致用的创新性人才是授课老师所面临的挑战。

为了让学生能够充分理解并掌握分子生物学、生物化学及细胞生物学等领域的经典和前沿生物技术的原理、操作流程及其在海洋生物科研中的应用，笔者结合课程目标及近三年来个人的教学体会，在优化教学内容、 改进教学方法和手段以及改革考核方式方面进行了初步的探索和创新，构建了“海洋特色突出、理论和科研应用结合、颠倒课堂、综合性考核”的新型教学体系，取得了较好的教学效果，能够进一步发挥学生的主观能动性， 培养符合本地发展需求的复合型人才。

1 优化教学内容，突出课程重点

海洋生物技术涉猎学科范围广泛， 知识体系较为复杂，该课目前没有专门的参考教材。 笔者主要参考王梁华、焦炳华等主编的《生物技术在海洋生物资源开发中的应用》。 本书知识体系相对全面，分章节对各个学科的技术如基因工程、 细胞工程、 蛋白工程、发酵工程等进行了介绍，同时汇总了海洋生物技术领域最新的科研成果， 是比较适合这门课的参考书之一。 笔者还参考了《生物技术概论》(第四版)、《生物技术在海洋生物资源开发中的应用》《海洋生物技术研究进展》等教材，最终根据教学大纲及实际授课需要，形成了六个章节作为《海洋生物技术》的授课内容，主要偏重于生物技术在海洋环境监测及保护、疾病诊断及防治、 品种改良以及海洋生物资源开发中的应用。 同时，引入最新科研发现和新闻，增加学生的兴趣度， 例如介绍最新发现的能够降解塑料垃圾的海洋微生物、目前鉴定的最大的海洋细菌、源自于海洋活性天然产物的抗肿瘤药物等。 这些鲜活的实例能够激发学生的兴趣， 拓宽视野和知识面。 此外，引入科研文献对理论知识进行补充，从而将课堂上讲解的不同生物技术串联起来， 帮助学生建立科研思路，学会综合运用所学技术解决实际问题。 例如在讲解海水养殖病害的诊断和防治时， 通过分析几篇最新文献， 让学生系统了解如何综合运用细胞培养技术、分子杂交技术等对病害种类进行初步判断，并对病原进行分离、 纯化以及分子生物学及生物化学鉴定，进一步研发相应的防治技术和产品，最终达到病害防治的目的。 这样不仅能够增加课程的深度，还能帮助学生学以致用，将理论和实践有机结合。

2 改进教学方法，运用多种教学手段

2.1 多媒体展示和传统板书相结合

本课选课学生多为大学二年级， 尚未接触微生物学、基因工程等课程，因此对于一些生物技术特别是分子生物学技术的原理理解较为吃力。 因此在授课时增加多媒体教学手段，通过视频、动画模拟演示帮助学生更加直观地理解某项技术。例如，在讲到荧光定量PCR时， 可以通过播放动画展示如何对DNA分子进行荧光标记， 以及荧光阈值和扩增循环的关系等。还可以通过播放相关实验视频，让学生了解该项技术的具体操作是怎样的，用到哪些仪器，以及与当下的社会需求如新冠病毒核酸检测的相关性。 通过这些方式，使得原本晦涩的技术变得具象化，有助于加深学生的理解和记忆。此外，为了避免学生的视觉疲劳、进一步增加师生互动，在某些重点知识的讲授过程中，可以通过板书的形式进一步讲解，放慢速度，给予学生提问和讨论的时间，使他们能够充分吸收并消化相关知识。

2.2 建立“以学生为主体、教师行辅助和引导”的教学模式

在授课过程中，教师以引导为主，帮助学生建立基于解决问题的学习模式。通过精心设计问题，引发学生的思考从而使他们更容易接受新的知识点。 例如在讲到转基因生物反应器时，先提出问题，通过引入具体例子引出为什么需要转基因生物反应器， 它和转基因生物的区别在于什么。 此外，通过增加开放式问题、启发式问题， 培养学生从发现问题——主动思考——设计实验解决问题的能力。注重科研与教学的融合，将科研思维引入到教学过程中，全面提升教学质量。

2.3 增加翻转课堂，培养学生自主学习能力

在教学方式上引入翻转课堂的形式。将学生进行分组，由每组学生介绍一项常用生物技术作为教学内容的补充，例如酵母双杂交技术、噬菌体表面展示技术、基因沉默技术等。由学生自行查找相关文献，介绍该技术的相关原理、流程以及在海洋生物科研领域的应用， 而教师在这一过程中仅起到辅助和引导的作用，充分培养学生们自主学习、团队合作以及思考问题、查阅文献的能力。 教师在这一过程中要注意及时调节课堂氛围，适时通过提问调动全班学生学习和讨论的热情。 在翻转课堂的考核环节，建立以学生为主体的打分方式，由每组学生对汇报组从内容、格式、演讲、问答等不同环节进行综合评价。此外，教师对于学生的汇报成果要给予及时的总结和肯定，并给出相应指导意见。通过这些措施充分培养学生自主学习的能力，激发学生的学习潜力和创造性。

3 采用综合性的考核方式

为了更加客观的评判学生对课程的掌握程度和学习能力，增加过程性考核的比重，将考核分成五个部分，包括考勤（5%）、课堂参与度（10%）、随堂测验（25%）、分组PPT汇报（20%）以及期末考试（40%）。 每节课开始前先对上次所学内容进行回顾提问，提高学生注意力，进一步巩固所学知识点。 同时在授课过程中，通过提问诱导学生积极思考，避免被动填鸭式的教学效果。 例如在介绍RNA的提取时，可以提问为什么RNA酶在人类唾液、皮肤表面等普遍存在，引导学生回想之前所学人类病毒分类的相关知识。这样一方面可以有助于老师及时了解学生的学习效果，另外一方面可以调动学生学习的积极性。 此外，进一步优化考试题型。 以往期末考试的主要题型分为填空题、判断题、简答题及问答题。由于是闭卷考试，将近半数的题目仍为考察技术原理和基本概念，在应用能力的考察方面有所欠缺。 因此对考试题型进行优化，增加主观题如论述题、实验设计题的比例，允许学生带限定的学习资料和笔记进场，目的是为了考核学生综合性地运用多种生物技术解决特定问题的能力，避免通过死记硬背某些原理也能回答题目的现象。这样更能促进学生“学以致用”，有利于综合素质的培养。

4 结语

教学改革是一个持续的不断推陈出新的过程，改革措施可涵盖教学理念、内容、模式、课件的制作、考核方式等多项内容。 对《海洋生物技术》理论课程的教学改革仍需进一步的探索， 需要授课老师不断提高自身的业务水平，查阅相关领域的科研文献，持续更新知识体系。 对于《海洋生物技术》的课程教学及考核模式改革的探索和实践， 将有助于提高学生的综合学习能力， 为社会培养具有实际解决问题能力的创新性人才。