飼料生物工程課程教學改革與創新

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摘要：飼料生物工程是一門理論和實際生產聯系比較強的基礎課程。本文通過分析飼料生物工程傳統教學模式下存在的問題，改變傳統的教學方法和手段，在教學手段、教學方法、考核評價等內容進行改革與教學模式創新，提高飼料生物工程教學質量。

關鍵詞：飼料生物工程；教學手段；改革；創新模式

隨著現代科學技術的不斷進步，生物技術在飼料工業方面的應用得到了迅速的發展，對飼料生物工程及相關學科的教學和研究具有重要影響。飼料生物工程課程具有課程內容范圍廣、理論結合實踐性強的特點，隨著生物技術、飼料工業技術不斷更新，生物技術在飼料業上的應用日益深入，若在教學中繼續采用“滿堂灌”的教學方式，只注重理論教學，對其章節之間相互聯系不夠深入，不能很好聯系實際，將影響教學質量和學生的學習效果。因此，須改革傳統教學手段和教學模式，在教學內容上增加案例教學和專題討論環節，加強引導學生建立各章節知識網絡，理論聯系實際提出解決問題的方法，以培養學生的綜合分析能力和創新意識。

一、飼料生物工程課程教學改革意義

“飼料生物工程”為動物科學（飼料科學與工程方向）專業的專業課程，該課程是以現代生物工程學為主要理論基礎，并以飼料科學的理論和實踐相互滲透不斷發展的一門創造性的新興學科。它是以飼料和飼料添加劑為對象，運用基因工程、細胞工程、酶工程、微生物工程（發酵工程）等的原理和技術手段，研究和開發新型的飼料資源和飼料添加劑（如功能微生物制劑、飼用酶制劑、免疫調節劑、生長調節劑等）的一門分支學科，最終達到提高飼料的轉化率、動物的生產性能以及減輕養殖業造成的環境污染。改變傳統飼料生物工程課程教學手段和教學模式，對高等學校教學建設以及加強學生獲取知識能力和創新精神的培養具有重要意義。第一，教學模式和教學手段的革新，有利于學科建設及院校自身的發展。如不對課程教學手段及模式進行創新，該學科就無法培養出社會所需要的人才，學生畢業后在行業競爭中就不具備明顯優勢。第二，對動物科學（飼料科學與工程方向）專業的學生進行教學手段改革及教學模式的創新，可以提高學生的職業競爭能力，把握就業機會。在面對飼料資源的缺乏、有待開發飼料資源、飼料的高效利用等問題，生物技術是解決問題的首要方法。我國養殖業的快速可持續發展迫切需要飼料生物技術的支持，飼料工業的技術升級和創新也迫切需要將飼料科學和生物技術二者有機結合的專業人才。教學手段和模式不改變就無法提升學生的專業技能水平，就無法確保學生在職位上起到引領作用，成為與時俱進的創新型人才。

二、改革前的教學方法及存在問題

1.傳統教學模式。在傳統的飼料生物工程教學中通常以課堂講授為主要方式，課堂討論和多媒體課件輔助教學。在教學內容上只是單向地向學生傳授飼料生物工程的知識，缺乏引導學生各章節知識體系以及理論知識與飼料業生產實際的聯系的建立。在課堂討論環節，討論的問題僅限于本章節內容，與其他章節和相關知識點的聯系不夠，如與動物微生物學、動物營養學、飼料科學、飼料添加劑學等學科關聯較少。在多媒體課件的使用上只是單一地講授飼料生物工程中的教學內容。在實驗教學中，教學的形式單一，實驗的過程只是按照具體的操作步驟進行操作。在考核模式上，期末閉卷考試成績占總成績的70%，實驗及平時成績占30%。

2.存在的問題。在傳統的教學方法下，教師只是單方面將知識傳授給學生，學生雖能夠很好地掌握理論知識，但在學生腦海中只是停留在概念上，并未凝聚在學生思維中。傳統教學模式需要改變的原因如下：第一，這門學科與其他基礎學科聯系較廣，在傳統的“一考定成敗”的考試模式下，不少學生對于基礎學科的掌握不扎實，這樣不容易建立學科之間的聯系；第二，多媒體教學雖然可以提供大量教學內容，但學生往往會成為課堂的抄寫員，無暇思考；第三，教學內容與飼料生物工程學科前沿技術和發展趨勢以及對國際最新研究成果及技術講解較少；第四，在傳統授課方式中，教師主導著課堂，與學生間的互動少，學生和老師之間的互動基本上是老師提出問題、學生回答，方式比較單一，對學生思維能力的啟發較弱；第五，在學生培養上，缺少對學生思維能力和分析問題能力的培養，以往的教學手段及考試模式培養的學生只知道理論知識，缺乏社會競爭力。

三、飼料生物工程課程教學手段改革

在教學手段上改進傳統的多媒體教學方式，利用現代化的網絡技術搜集整理飼料生物工程與生產實際相聯系的視頻，如：在“發酵工程在飼料中的應用”章節課程講授中，播放生物飼料發酵操作過程的視頻；在基因工程技術原理章節，利用多媒體播放基因克隆的視頻，使學生更加直觀理解基因克隆的過程。同時，利用網絡技術搜集飼料生物工程學科前沿知識，補充課堂教學內容，擴寬學生的知識面。例如，利用多媒體教學手段，運用PPT、圖片等形式，加入利用宏基因組學技術獲得牛瘤胃微生物基因信息后，篩選DNA、克隆、轉化、表達、酶活性測定及對粗飼料的降解實驗的應用等研究成果的展示，通過圖文并茂和深入淺出的講解引發學生的求知欲和科研興趣。在實驗教學中，改變實驗教學模式，將科研成果實驗充實到實驗教學中，通過向學生介紹科研成果所做的實驗，使學生了解科研成果的取得是建立在許多基礎實驗之上的，以培養學生的科研意識。例，在從環境中分離產淀粉酶菌株以及菌株初步鑒定的方法實驗中，向學生說明此實驗就是驗證宏基因組學所篩選目的基因的實驗之一。同時，在實驗課程中，教師準備好實驗所需材料，要求學生在課下完成實驗設計，包括實驗目的、實驗原理、實驗步驟等，熟悉實驗儀器及其設備的應用，在實驗結束后提交實驗報告，讓學生知其然更知其所以然。如PCR擴增技術及方法和凝膠電泳分析技術實驗，在實驗過程中為學生提供不同來源的DNA，增加實驗的對比性，提高學生實驗的積極性，同時為了避免各實驗小組相互借鑒，對實驗進行分組和組間的操作評比，理論結合實際，增強學生自身素質的同時也激發了他們的學習興趣。

四、教學方法及創新模式

在改變傳統飼料生物工程教學模式，提高學生在課堂教學中的參與性，增強學生對本門課程與動物生理學、動物生物化學、動物微生物學、動物營養學、飼料科學、飼料添加劑學等學科知識內容的聯系的前提下，對傳統教學模式單一的講授方式進行改進，根據課程章節內容選擇有針對性的教學方法。

1.案例教學法和討論式教學法結合創新模式。案例教學法不同于傳統教學方法的形式，通過引導學生思考、反問、討論等多種溝通方法與教師進行溝通和交流，能極大地提高學生分析問題和解決問題的能力[1]。教師選取與生產實際結合較為密切的內容進行案例教學，將學生引入生產實際中，從中思考問題和解決問題，培養學生的自主思維能力。例如：酶工程及飼用酶制劑章節中，先向學生講解酶工程和酶制劑的相關概念，在此基礎上講解植酸酶的應用案例，提出問題，如植酸酶的功能及基本特性、植酸酶在飼料業的應用、影響植酸酶作用的因素等。之后，組織學生進行5—10分鐘的分組討論，并在小組內選出一名代表發表意見。最后，由教師進行總結和點評。討論式教學法和案例教學相結合的方式對培養學生主動學習、分析和解決問題的能力以及獨立思考能力和邏輯思維能力是非常有效的[2]。使學生無論是在課上，還是在課外，都能夠積極主動去學習，讓學生參與到課堂討論之中，能使學生的注意力集中在課堂之上，認真分析問題以及在頭腦中搜尋專業知識，增強專業知識的運用能力。

2.通過任務式專題討論教學法模式，培養學生創新意識。任務式教學法是在建構主義教學理論基礎上建立的一種教學方法，以“學生為中心，任務為主線，教師為主導”，讓學生在一個典型任務驅動下進行學習[3]，引起學生探索問題欲望，認真尋找解決問題的答案。再以任務組織教學，讓學生在任務履行過程中，以參與、體驗、互動、交流、合作的學習方式，充分發揮學習者自身的認知能力，調動他們已有的知識資源，在實踐中感知、認識，提高學生綜合素質。如向學生布置“基于生物工程技術的飼料（飼料添加劑）生物資源的開發和應用專題討論”任務，讓學生分成2—3人學習小組的模式，讓學生在小組內討論選用相應飼料和飼料添加劑進行開發，設計一套方案，制成PPT，其中的內容包括：選取的飼料或飼料添加劑的現狀，對存在的問題進行分析，問題擬采用什么方法解決，選用的方法技術的原理，達到的效果或目標分析等。在專題討論課程中每組派代表進行5—8分鐘的講解，其他小組提出問題，主講人進行解答，教師對其內容進行點評，作為一部分考核成績。課程完成后，針對專題討論的內容按照云南農業大學學報的格式完成課程論文的寫作，培養學生查閱文獻、PPT制作、講解及論文寫作一系列的能力。通過這種教學方法，使學生從被動接受學習轉變到主動學習，提高了學生分析解決問題和理論聯系實際的能力，啟發和培養學生的創新思維。

3.考核模式。倡導“立足過程，促進發展”的評價理念，在考核評價指標上改變以往只關注認知指標的評價，改變期末考試“一考定終身”的考試評價方式，注重對學生學習態度、知識應用能力、創新能力的考核評價。將培養學生良好的專業素養貫穿教學和考核評價整個過程，激勵學生的學習主動性和積極性，制定適合課程要求的考核評價體系，合理評定學生成績。結合“飼料生物工程”專業課程的自身特點，采用過程考核和課程論文考核相結合的方式，將課程考核貫穿課程教學的全過程。考核評價體由4部分組成，其中課程論文占30%，專題討論（PPT）占30%，實驗成績占30%，平時成績/考勤占10%；最終成績以100分計。這種過程考核模式能夠有效提高學生的學習積極性和學習效果。對教師來說，增強與學生之間的互動性，能夠實時掌握教學效果，完善教學內容和教學方法。對學生而言，可以培養其分析問題和解決問題的能力以及創新性思維能力。

五、傳統教學模式比較

與傳統教學模式相比，改變了“滿堂灌”的教學模式，使學生成為教學的主體，教師主導教學過程，起到引導學生發現問題和解決問題的作用，使學生課堂上與教師的互動性、參與性及學習的積極性都得到了提高，無論在課上還是在課外，學生都能主動學習。在教學內容上，現代化網絡技術及多媒體技術的應用在豐富教學內容的同時，還提高了飼料生物工程課程中如“基因工程技術原理”（基因工程技術，細胞工程）章節中基因克隆技術重點和難點的教學效果，使學生能夠更直觀了解技術的原理及其要點。在實驗教學中，改善飼料生物工程傳統的實驗教學中簡單的實驗過程，增加學生對實驗整體的把握，如實驗的準備環節、PCR擴增技術實驗器材使用、實驗的注意事項等。教師在此過程中提供指導，提高了學生的實驗技能操作能力。與此同時將科研實驗與教學實驗的聯系引入實驗教學，使學生在心理層面有做好實驗的動力，提高實驗教學效果的同時還激發了學生的科研意識。在教學方法上，改變過去以講授為主的教學方式，采用案例教學和討論式結合教學方法，以及任務式專題討論教學法。通過不同的教學方法向學生傳授知識，改變傳統教學中學生學習思維單一化的局面，促進學生的多角度學習思維能力。教學中案例的引入，突破了學生在理論知識及思維方式的局限性，能夠深刻體會理論知識在實際生產中的應用。在任務式專題討論教學法中，學生通過自行搜集和查閱資料，制作與講解PPT，在這個過程中，提高了學生自主解決問題的能力，增長學生的課外知識閱讀量，學生掌握飼料生物工程知識內容的系統完整性得到補充。在這種教學模式下，教師和學生之間的互動顯著增加，在案例的引導下，學生腦海中的問題會逐漸增加，但隨著教學過程的繼續進行，學生會在其中得到自己所需要的答案，提高學生分析解決問題的能力。針對內容比較簡單的章節，學生通過自學的方式能掌握大部分內容的課程，采用任務式教學方法，如生物飼料添加劑，學生通過教師布置的問題，不但提高學生查閱資料的能力，還提高了學生自己解決問題的能力。在學生學習接受能力上，改革后的教學模式更加符合學生的思維過程，教學內容更貼近飼料生物工程的實際應用情況。

參考文獻：

[1]楊光富,張宏菊.案例教學:從哈佛走向世界———案例教學發展歷史研究[J].外國中小學教育,2008,(06):1-5.

[2]賴紹聰,華洪.課程教學方式的創新性改革與探索[J].中國大學教學,2013,(1):30-32.

[3]彭玉紅.手術室臨床教學的難點及其對策[J].齊魯護理雜志,2010,16(20):107-108.

作者:冷靜 楊舒黎 魯瓊芬 張春勇 楊明華 單位:云南農業大學動物科學技術學院