姚璐曄　徐兵　周靜亞　徐忠傳　蘇永春

摘 要： 《生物反應(yīng)工程》是生物工程專業(yè)的學(xué)位必修課，在教學(xué)中注重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已有專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際生產(chǎn)中的問題。采用研究性教學(xué)思路，指導(dǎo)學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)內(nèi)容，在知識(shí)傳授過程中，完成問題答案的尋找。通過研究性教學(xué)的實(shí)施，學(xué)生對(duì)本門課程的學(xué)習(xí)積極性提高，學(xué)習(xí)效果顯著增強(qiáng)；同時(shí)有意識(shí)地將所學(xué)專業(yè)知識(shí)與實(shí)際生產(chǎn)相聯(lián)系，符合學(xué)?！皯?yīng)用型人才”培養(yǎng)要求。

關(guān)鍵詞： 生物反應(yīng)工程 研究性教學(xué) 應(yīng)用型人才培養(yǎng) 教學(xué)效果

當(dāng)前，大學(xué)生的“就業(yè)難”與企業(yè)的“用工荒”現(xiàn)象并存，供求矛盾日益尖銳，說明學(xué)生在學(xué)校學(xué)到的知識(shí)與企業(yè)所需的工程實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)，不能實(shí)際應(yīng)用。而多數(shù)企業(yè)不愿意承擔(dān)應(yīng)屆大學(xué)生崗前培訓(xùn)的社會(huì)責(zé)任，希望招聘進(jìn)來即能頂崗的專業(yè)技術(shù)人才。為適應(yīng)社會(huì)需求，應(yīng)用型人才應(yīng)運(yùn)而生。應(yīng)用型人才既不同于理論基礎(chǔ)寬厚的學(xué)術(shù)型人才，更不同于職業(yè)技能型人才，它是介于學(xué)術(shù)型人才和技能型人才之間的一種復(fù)合型人才[1]。在這一背景下，作為地方本科院校的常熟理工學(xué)院開始轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)模式，走應(yīng)用型人才培養(yǎng)道路。

在學(xué)校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的大前提下，對(duì)部分專業(yè)課程的教學(xué)建設(shè)改革勢(shì)在必行，《生物反應(yīng)工程》是其中一門立項(xiàng)改革的課程。它是一門生物工程的專業(yè)學(xué)位課程；以生物化學(xué)、微生物學(xué)、物理化學(xué)等課程為基礎(chǔ)，運(yùn)用工學(xué)知識(shí)發(fā)展而來的一門綜合性專業(yè)必修課程。由于這門課程涉及高等數(shù)學(xué)、化工原理、物理化學(xué)等難度較大的學(xué)科，學(xué)生在學(xué)習(xí)中普遍反映難以掌握，考試成績一度出現(xiàn)班級(jí)平均分不及格現(xiàn)象。針對(duì)這些情況，課程組成員通過與學(xué)生溝通交流，在內(nèi)容的選擇、重點(diǎn)知識(shí)的講解方式上做出調(diào)整，引入研究性教學(xué)思路。

本文通過對(duì)課程的研究性教學(xué)實(shí)踐和考試情況的分析，對(duì)教學(xué)過程中的方式方法進(jìn)行歸納總結(jié)，并在此基礎(chǔ)上探索、完善研究性教學(xué)方法。

一、《生物反應(yīng)工程》研究性教學(xué)實(shí)踐探索

1.教材的準(zhǔn)備

由于本校之前開設(shè)的工科類課程很少，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于本門課程的資料大多針對(duì)研究型大學(xué)的學(xué)生，因此適用于本校學(xué)生教學(xué)的參考資料有限，也沒有合適的教材。學(xué)生普遍反映原教材知識(shí)內(nèi)容太多，無法把握重點(diǎn)內(nèi)容，無從下手。因此，組織編寫一部完整的，集知識(shí)性、科學(xué)性、系統(tǒng)性于一體，同時(shí)適合本校學(xué)生學(xué)習(xí)能力的教材勢(shì)在必行。

自編教材有其優(yōu)勢(shì)，那就是內(nèi)容的新穎性和實(shí)踐性較強(qiáng)，教學(xué)內(nèi)容較為靈活[2]。由于所有教學(xué)內(nèi)容都需要任課教師長期的知識(shí)積累、搜集、匯總而成，在自編教材的過程中，任課老師會(huì)根據(jù)當(dāng)今學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)和前沿知識(shí)，通過專業(yè)期刊、學(xué)術(shù)文獻(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)資源大量查閱，靈活選取教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)更與時(shí)俱進(jìn)和貼近現(xiàn)實(shí)行業(yè)的現(xiàn)狀。

2.研究性教學(xué)的思路

《生物反應(yīng)工程》是一門工學(xué)學(xué)科，教學(xué)的主要目的在于引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已有生物學(xué)知識(shí)，運(yùn)用數(shù)學(xué)手段建立模型，計(jì)算解決生產(chǎn)實(shí)際中的問題；因此，它是一門鏈接專業(yè)基礎(chǔ)和實(shí)際應(yīng)用的學(xué)科。在應(yīng)用型人才培養(yǎng)的大環(huán)境下，該課程教授的成功與否至關(guān)重要。

圖1 研究性教學(xué)的基本思路

課程的研究性教學(xué)思路如圖1所示，以專業(yè)培養(yǎng)要求和企業(yè)需求為大背景，根據(jù)本校學(xué)生的實(shí)際特點(diǎn)，量身制定教學(xué)大綱；在此基礎(chǔ)上，制訂教學(xué)計(jì)劃、課件和教案。采用自編教材進(jìn)行課堂教學(xué)，同時(shí)指定相關(guān)參考書，拓寬學(xué)生對(duì)學(xué)科的認(rèn)知度，提高其對(duì)專業(yè)的熟識(shí)度。整個(gè)教學(xué)過程穿插隨機(jī)提問、課后作業(yè)布置講評(píng)、課堂測(cè)驗(yàn)和課后輔導(dǎo)；注重與學(xué)生的交流，及時(shí)得到準(zhǔn)確的教學(xué)反饋信息。基于之前的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，研究性課堂教學(xué)已經(jīng)實(shí)施，后續(xù)重點(diǎn)將進(jìn)行考試改革，旨在將死記硬背的應(yīng)試轉(zhuǎn)變?yōu)殪`活掌握的工科考試，使學(xué)生真正領(lǐng)悟工科知識(shí)；繼續(xù)貫徹研究性教學(xué)思路，同時(shí)達(dá)到“應(yīng)用型人才”培養(yǎng)要求。

3.研究性教學(xué)的實(shí)施

研究性教學(xué)作為一種以問題為中心的教學(xué)，意味著這種教學(xué)是創(chuàng)生性的，而不是按部就班的過程。教學(xué)并不只是教師把預(yù)先設(shè)計(jì)的、屬于教師知識(shí)范圍之中的知識(shí)圖景有效地、按部就班地傳輸給學(xué)生的過程，而是在師生既有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)的相互溝通的基礎(chǔ)上尋找、發(fā)現(xiàn)問題，借助于一定的新知識(shí)傳授，師生共同謀求解決問題的辦法，在師生的積極交流與合作中，共同走上思想問題之路[3]。教師不是傳聲筒，而是一個(gè)帶有理智的與學(xué)生平等的個(gè)體，參與到超越簡(jiǎn)單知識(shí)傳授的、深層次的、充滿問題的教學(xué)情景的創(chuàng)造性建構(gòu)之中。以“均相酶催化反應(yīng)”的米氏方程為例實(shí)施研究性教學(xué)，如圖2所示。

圖2 以“均相酶催化反應(yīng)”的米氏方程為例的研究性教學(xué)

對(duì)于學(xué)生已有知識(shí)“酶的特點(diǎn)”，采用課前作業(yè)的形式讓學(xué)生溫故知新，通過資料查找，了解酶在工業(yè)中的應(yīng)用。工業(yè)化生產(chǎn)講究低成本、高效率，因此，學(xué)生很容易聯(lián)想到生物制劑酶與傳統(tǒng)化工催化劑相比，其具體優(yōu)勢(shì)如何顯現(xiàn)，而數(shù)據(jù)的表現(xiàn)更加直觀。隨之引入基于穩(wěn)態(tài)學(xué)說的米氏方程的推導(dǎo)。這是大綱規(guī)定的重點(diǎn)內(nèi)容，因此，除了正常的課堂教學(xué)外，還采用課后作業(yè)及當(dāng)堂測(cè)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)此的理解及掌握。米氏方程的應(yīng)用可用于解釋之前的問題，并隨之引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)際生產(chǎn)中借鑒米氏方程的后續(xù)推導(dǎo)獲得工藝參數(shù)。整個(gè)教學(xué)過程一環(huán)扣一環(huán)，學(xué)生始終帶著問題學(xué)習(xí)，提高其學(xué)習(xí)新知識(shí)的興趣；通過反復(fù)講解及做題，幫助學(xué)生鞏固新學(xué)知識(shí)，并加以實(shí)際應(yīng)用。因此，學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性明顯提高，教學(xué)效果顯著。

4.研究性教學(xué)的效果

目前，國內(nèi)對(duì)教師的課堂講授效果和對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的檢測(cè)大都是通過期末考試實(shí)現(xiàn)的。期末考試可以把每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果量化，也是學(xué)?？荚u(píng)教師和學(xué)生最直觀、公正的方法。對(duì)本校生物工程專業(yè)2009級(jí)、2010級(jí)和2011級(jí)，共224位學(xué)生的本門課程期末考試成績進(jìn)行了分析，結(jié)果如表1所示。

表1 2009級(jí)、2010級(jí)和2011級(jí)生物工程專業(yè)《生物反應(yīng)工程》考試成績分析

從表1可以看出，隨著研究性教學(xué)的實(shí)施，學(xué)生考試成績整體呈上揚(yáng)趨勢(shì)，且分值分布趨于合理的正態(tài)分布，平均分的標(biāo)準(zhǔn)差縮小，表明實(shí)施的研究性教學(xué)思路具有正確性，效果顯著。但是，從分析表中可以發(fā)現(xiàn)，達(dá)到優(yōu)良的學(xué)生比例并不高（<12%），說明學(xué)生缺乏靈活運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力，而這是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重點(diǎn)，這一問題有待后續(xù)教學(xué)的調(diào)整解決。

二、《生物反應(yīng)工程》研究性教學(xué)后續(xù)探討

在前期教學(xué)實(shí)踐中，《生物反應(yīng)工程》的研究性教學(xué)已取得了一定成效；帶著問題進(jìn)行教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)答案，極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和自主性；對(duì)于公式的繁瑣推導(dǎo)，學(xué)生也由一開始的恐懼害怕到后期的順利掌握，達(dá)到期末考試成績普遍提高。同時(shí)，學(xué)生對(duì)于自己專業(yè)的認(rèn)識(shí)逐漸清晰，能夠根據(jù)企業(yè)市場(chǎng)需求及自身特點(diǎn)規(guī)劃今后的就業(yè)發(fā)展，體現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)宗旨。

在對(duì)試卷情況的分析中，不難發(fā)現(xiàn)學(xué)生靈活運(yùn)用已有知識(shí)解決實(shí)際問題的能力欠缺。為此，在后期探索中，除了加強(qiáng)課堂教學(xué)的引導(dǎo)，重點(diǎn)應(yīng)放在考試的改革上；將原本單一知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)試轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)用綜合知識(shí)解決問題的工科考試，考試形式也會(huì)向半閉卷轉(zhuǎn)變。應(yīng)發(fā)揮考試指揮棒的作用，引導(dǎo)學(xué)生不再死記硬背知識(shí)，而是通過自行查閱資料、運(yùn)用已有學(xué)科知識(shí)，分析、解決實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，真正達(dá)到學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。

參考文獻(xiàn)：

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基金項(xiàng)目：常熟理工學(xué)院教學(xué)建設(shè)項(xiàng)目——研究性課程建設(shè)

項(xiàng)目編號(hào)：jxnh2014017