饲料生物工程课程教学改革与创新

摘要：饲料生物工程是一门理论和实际生产联系比较强的基础课程。本文通过分析饲料生物工程传统教学模式下存在的问题，改变传统的教学方法和手段，在教学手段、教学方法、考核评价等内容进行改革与教学模式创新，提高饲料生物工程教学质量。

关键词：饲料生物工程；教学手段；改革；创新模式

随着现代科学技术的不断进步，生物技术在饲料工业方面的应用得到了迅速的发展，对饲料生物工程及相关学科的教学和研究具有重要影响。饲料生物工程课程具有课程内容范围广、理论结合实践性强的特点，随着生物技术、饲料工业技术不断更新，生物技术在饲料业上的应用日益深入，若在教学中继续采用“满堂灌”的教学方式，只注重理论教学，对其章节之间相互联系不够深入，不能很好联系实际，将影响教学质量和学生的学习效果。因此，须改革传统教学手段和教学模式，在教学内容上增加案例教学和专题讨论环节，加强引导学生建立各章节知识网络，理论联系实际提出解决问题的方法，以培养学生的综合分析能力和创新意识。

一、饲料生物工程课程教学改革意义

“饲料生物工程”为动物科学（饲料科学与工程方向）专业的专业课程，该课程是以现代生物工程学为主要理论基础，并以饲料科学的理论和实践相互渗透不断发展的一门创造性的新兴学科。它是以饲料和饲料添加剂为对象，运用基因工程、细胞工程、酶工程、微生物工程（发酵工程）等的原理和技术手段，研究和开发新型的饲料资源和饲料添加剂（如功能微生物制剂、饲用酶制剂、免疫调节剂、生长调节剂等）的一门分支学科，最终达到提高饲料的转化率、动物的生产性能以及减轻养殖业造成的环境污染。改变传统饲料生物工程课程教学手段和教学模式，对高等学校教学建设以及加强学生获取知识能力和创新精神的培养具有重要意义。第一，教学模式和教学手段的革新，有利于学科建设及院校自身的发展。如不对课程教学手段及模式进行创新，该学科就无法培养出社会所需要的人才，学生毕业后在行业竞争中就不具备明显优势。第二，对动物科学（饲料科学与工程方向）专业的学生进行教学手段改革及教学模式的创新，可以提高学生的职业竞争能力，把握就业机会。在面对饲料资源的缺乏、有待开发饲料资源、饲料的高效利用等问题，生物技术是解决问题的首要方法。我国养殖业的快速可持续发展迫切需要饲料生物技术的支持，饲料工业的技术升级和创新也迫切需要将饲料科学和生物技术二者有机结合的专业人才。教学手段和模式不改变就无法提升学生的专业技能水平，就无法确保学生在职位上起到引领作用，成为与时俱进的创新型人才。

二、改革前的教学方法及存在问题

1.传统教学模式。在传统的饲料生物工程教学中通常以课堂讲授为主要方式，课堂讨论和多媒体课件辅助教学。在教学内容上只是单向地向学生传授饲料生物工程的知识，缺乏引导学生各章节知识体系以及理论知识与饲料业生产实际的联系的建立。在课堂讨论环节，讨论的问题仅限于本章节内容，与其他章节和相关知识点的联系不够，如与动物微生物学、动物营养学、饲料科学、饲料添加剂学等学科关联较少。在多媒体课件的使用上只是单一地讲授饲料生物工程中的教学内容。在实验教学中，教学的形式单一，实验的过程只是按照具体的操作步骤进行操作。在考核模式上，期末闭卷考试成绩占总成绩的70%，实验及平时成绩占30%。

2.存在的问题。在传统的教学方法下，教师只是单方面将知识传授给学生，学生虽能够很好地掌握理论知识，但在学生脑海中只是停留在概念上，并未凝聚在学生思维中。传统教学模式需要改变的原因如下：第一，这门学科与其他基础学科联系较广，在传统的“一考定成败”的考试模式下，不少学生对于基础学科的掌握不扎实，这样不容易建立学科之间的联系；第二，多媒体教学虽然可以提供大量教学内容，但学生往往会成为课堂的抄写员，无暇思考；第三，教学内容与饲料生物工程学科前沿技术和发展趋势以及对国际最新研究成果及技术讲解较少；第四，在传统授课方式中，教师主导着课堂，与学生间的互动少，学生和老师之间的互动基本上是老师提出问题、学生回答，方式比较单一，对学生思维能力的启发较弱；第五，在学生培养上，缺少对学生思维能力和分析问题能力的培养，以往的教学手段及考试模式培养的学生只知道理论知识，缺乏社会竞争力。

三、饲料生物工程课程教学手段改革

在教学手段上改进传统的多媒体教学方式，利用现代化的网络技术搜集整理饲料生物工程与生产实际相联系的视频，如：在“发酵工程在饲料中的应用”章节课程讲授中，播放生物饲料发酵操作过程的视频；在基因工程技术原理章节，利用多媒体播放基因克隆的视频，使学生更加直观理解基因克隆的过程。同时，利用网络技术搜集饲料生物工程学科前沿知识，补充课堂教学内容，扩宽学生的知识面。例如，利用多媒体教学手段，运用PPT、图片等形式，加入利用宏基因组学技术获得牛瘤胃微生物基因信息后，筛选DNA、克隆、转化、表达、酶活性测定及对粗饲料的降解实验的应用等研究成果的展示，通过图文并茂和深入浅出的讲解引发学生的求知欲和科研兴趣。在实验教学中，改变实验教学模式，将科研成果实验充实到实验教学中，通过向学生介绍科研成果所做的实验，使学生了解科研成果的取得是建立在许多基础实验之上的，以培养学生的科研意识。例，在从环境中分离产淀粉酶菌株以及菌株初步鉴定的方法实验中，向学生说明此实验就是验证宏基因组学所筛选目的基因的实验之一。同时，在实验课程中，教师准备好实验所需材料，要求学生在课下完成实验设计，包括实验目的、实验原理、实验步骤等，熟悉实验仪器及其设备的应用，在实验结束后提交实验报告，让学生知其然更知其所以然。如PCR扩增技术及方法和凝胶电泳分析技术实验，在实验过程中为学生提供不同来源的DNA，增加实验的对比性，提高学生实验的积极性，同时为了避免各实验小组相互借鉴，对实验进行分组和组间的操作评比，理论结合实际，增强学生自身素质的同时也激发了他们的学习兴趣。

四、教学方法及创新模式

在改变传统饲料生物工程教学模式，提高学生在课堂教学中的参与性，增强学生对本门课程与动物生理学、动物生物化学、动物微生物学、动物营养学、饲料科学、饲料添加剂学等学科知识内容的联系的前提下，对传统教学模式单一的讲授方式进行改进，根据课程章节内容选择有针对性的教学方法。

1.案例教学法和讨论式教学法结合创新模式。案例教学法不同于传统教学方法的形式，通过引导学生思考、反问、讨论等多种沟通方法与教师进行沟通和交流，能极大地提高学生分析问题和解决问题的能力[1]。教师选取与生产实际结合较为密切的内容进行案例教学，将学生引入生产实际中，从中思考问题和解决问题，培养学生的自主思维能力。例如：酶工程及饲用酶制剂章节中，先向学生讲解酶工程和酶制剂的相关概念，在此基础上讲解植酸酶的应用案例，提出问题，如植酸酶的功能及基本特性、植酸酶在饲料业的应用、影响植酸酶作用的因素等。之后，组织学生进行5—10分钟的分组讨论，并在小组内选出一名代表发表意见。最后，由教师进行总结和点评。讨论式教学法和案例教学相结合的方式对培养学生主动学习、分析和解决问题的能力以及独立思考能力和逻辑思维能力是非常有效的[2]。使学生无论是在课上，还是在课外，都能够积极主动去学习，让学生参与到课堂讨论之中，能使学生的注意力集中在课堂之上，认真分析问题以及在头脑中搜寻专业知识，增强专业知识的运用能力。

2.通过任务式专题讨论教学法模式，培养学生创新意识。任务式教学法是在建构主义教学理论基础上建立的一种教学方法，以“学生为中心，任务为主线，教师为主导”，让学生在一个典型任务驱动下进行学习[3]，引起学生探索问题欲望，认真寻找解决问题的答案。再以任务组织教学，让学生在任务履行过程中，以参与、体验、互动、交流、合作的学习方式，充分发挥学习者自身的认知能力，调动他们已有的知识资源，在实践中感知、认识，提高学生综合素质。如向学生布置“基于生物工程技术的饲料（饲料添加剂）生物资源的开发和应用专题讨论”任务，让学生分成2—3人学习小组的模式，让学生在小组内讨论选用相应饲料和饲料添加剂进行开发，设计一套方案，制成PPT，其中的内容包括：选取的饲料或饲料添加剂的现状，对存在的问题进行分析，问题拟采用什么方法解决，选用的方法技术的原理，达到的效果或目标分析等。在专题讨论课程中每组派代表进行5—8分钟的讲解，其他小组提出问题，主讲人进行解答，教师对其内容进行点评，作为一部分考核成绩。课程完成后，针对专题讨论的内容按照云南农业大学学报的格式完成课程论文的写作，培养学生查阅文献、PPT制作、讲解及论文写作一系列的能力。通过这种教学方法，使学生从被动接受学习转变到主动学习，提高了学生分析解决问题和理论联系实际的能力，启发和培养学生的创新思维。

3.考核模式。倡导“立足过程，促进发展”的评价理念，在考核评价指标上改变以往只关注认知指标的评价，改变期末考试“一考定终身”的考试评价方式，注重对学生学习态度、知识应用能力、创新能力的考核评价。将培养学生良好的专业素养贯穿教学和考核评价整个过程，激励学生的学习主动性和积极性，制定适合课程要求的考核评价体系，合理评定学生成绩。结合“饲料生物工程”专业课程的自身特点，采用过程考核和课程论文考核相结合的方式，将课程考核贯穿课程教学的全过程。考核评价体由4部分组成，其中课程论文占30%，专题讨论（PPT）占30%，实验成绩占30%，平时成绩/考勤占10%；最终成绩以100分计。这种过程考核模式能够有效提高学生的学习积极性和学习效果。对教师来说，增强与学生之间的互动性，能够实时掌握教学效果，完善教学内容和教学方法。对学生而言，可以培养其分析问题和解决问题的能力以及创新性思维能力。

五、传统教学模式比较

与传统教学模式相比，改变了“满堂灌”的教学模式，使学生成为教学的主体，教师主导教学过程，起到引导学生发现问题和解决问题的作用，使学生课堂上与教师的互动性、参与性及学习的积极性都得到了提高，无论在课上还是在课外，学生都能主动学习。在教学内容上，现代化网络技术及多媒体技术的应用在丰富教学内容的同时，还提高了饲料生物工程课程中如“基因工程技术原理”（基因工程技术，细胞工程）章节中基因克隆技术重点和难点的教学效果，使学生能够更直观了解技术的原理及其要点。在实验教学中，改善饲料生物工程传统的实验教学中简单的实验过程，增加学生对实验整体的把握，如实验的准备环节、PCR扩增技术实验器材使用、实验的注意事项等。教师在此过程中提供指导，提高了学生的实验技能操作能力。与此同时将科研实验与教学实验的联系引入实验教学，使学生在心理层面有做好实验的动力，提高实验教学效果的同时还激发了学生的科研意识。在教学方法上，改变过去以讲授为主的教学方式，采用案例教学和讨论式结合教学方法，以及任务式专题讨论教学法。通过不同的教学方法向学生传授知识，改变传统教学中学生学习思维单一化的局面，促进学生的多角度学习思维能力。教学中案例的引入，突破了学生在理论知识及思维方式的局限性，能够深刻体会理论知识在实际生产中的应用。在任务式专题讨论教学法中，学生通过自行搜集和查阅资料，制作与讲解PPT，在这个过程中，提高了学生自主解决问题的能力，增长学生的课外知识阅读量，学生掌握饲料生物工程知识内容的系统完整性得到补充。在这种教学模式下，教师和学生之间的互动显著增加，在案例的引导下，学生脑海中的问题会逐渐增加，但随着教学过程的继续进行，学生会在其中得到自己所需要的答案，提高学生分析解决问题的能力。针对内容比较简单的章节，学生通过自学的方式能掌握大部分内容的课程，采用任务式教学方法，如生物饲料添加剂，学生通过教师布置的问题，不但提高学生查阅资料的能力，还提高了学生自己解决问题的能力。在学生学习接受能力上，改革后的教学模式更加符合学生的思维过程，教学内容更贴近饲料生物工程的实际应用情况。

参考文献：

[1]杨光富,张宏菊.案例教学:从哈佛走向世界———案例教学发展历史研究[J].外国中小学教育,2008,(06):1-5.

[2]赖绍聪,华洪.课程教学方式的创新性改革与探索[J].中国大学教学,2013,(1):30-32.

[3]彭玉红.手术室临床教学的难点及其对策[J].齐鲁护理杂志,2010,16(20):107-108.

作者:冷静 杨舒黎 鲁琼芬 张春勇 杨明华 单位:云南农业大学动物科学技术学院