石 菁

(甘肃农业大学 农学院,甘肃 兰州 730070)

农学专业人才培养目标旨在培养符合国民经济建设和现代农业发展需要的综合性创新人才,这些人才应具备德智体美全面发展的能力,掌握坚实的作物生产理论知识和扎实的实践技能,应具有良好创新意识和熟悉现代生物技术、信息技术的能力;能在农学及相关领域从事作物生产与规划、作物遗传改良、农业生物技术、农村区域发展与产业化管理经营等工作。《生物技术概论》是农学类专业的一门专业素质教育课程,旨在普及现代科学技术知识和培养高素质人才。课程有以下目标:首先,思政教育培养学生学农爱农的情怀,增强专业自信心;其次,思维导图使学生高效掌握生物技术包括的五类工程的基本原理、技术和方法;最后,专题汇报、项目式学习活动让学生深入了解国内外生物技术各领域的历史、现状和未来发展方向,拓展知识面与视野、培育综合素养。

一、挖掘生物技术所蕴含的特有思政元素,自然融入教学内容

(一)引导学生“爱我所选”——学农就要爱农

农科专业学生“学农不爱农”现象普遍,农科专业的学生普遍存在对本专业认知上的偏见和对从事农业相关工作的意愿和专业认同度不高的问题,这可能是由历史传统、社会观念、家庭期望、价值认同等原因造成的。并且,通过这几年我们的调查问卷来看,涉农专业大学生毕业从事农业相关工作的意愿和专业认同度都很低。针对这种情况,应该通过思想意识的引导和价值观的培育,让农科专业大学生真正了解农业,找到自己兴趣和专业结合点,提升专业自豪感,这是我们农学专业教师教书育人所要解决的首要问题,这也是本课程努力挖掘思政元素、对学生进行启蒙的根本动机。因此,我们应该在教学中引导学生认识农业产业的重要性,鼓励学生到实际田间去了解农业,促进学生进行真正的实操环节。同时,教师应该引导学生树立正确的人生观、价值观,加强对农业产业的认同感和向心力。这样,我们才能使农科专业学生真正地了解农业,热爱农业,发挥专业技能,为农业产业的发展做出贡献。

(二)育人先育心,教书和育人协同

在《生物技术概论》的教学过程中,授课教师秉承着“学农、爱农、知农”的价值观,这是课题组一年来新加入的一项学生培养目标。《生物技术概论》作为一门综合性极强的学科,应用范围很广。为了帮助学生更好地理解和融会贯通所学内容,可以在课程教学中寻找与专业伦理、家国情怀、国际视野、创新思维等相关德育元素的“触点”和“融点”[1]。结合学习内容穿插本学科领域杰出校友的科研成就、省内身边的毕业学子在农业、种业领域的创业成就、以及当下发生的关于农产品进出口贸易、粮食价格波动等时事热点问题,农业部对粮食安全提升到政治战略高度等内容(表1),从而建立学生对专业的信心,正所谓,浇花要浇根,育人要育心。学生的学科自信心建立稳固了,对课堂活动的参与自然也会表现出更积极的兴趣。

表1 《生物技术概论》融入课程思政元素设计表

(三)思政元素发挥“润物无声”的功能

课程思政是在高校非思政课程教学中挖掘思政元素和资源。生物技术概论思政(德育)目标是通过生物技术基本理论的学习帮助学生更好地认识生命、尊重生命,并建立正确的人生观、价值观、科研观[2][3]。了解生物技术在农业生产领域中的应用情况,树立粮食安全意识,牢记“食品安全关系中华民族未来”,落实好食品安全战略,从而帮助应对当前面临的挑战。针对学生普遍存在对农科专业学习热情不高,毕业后涉农就业的比例偏低,农业人才不断流失这样的困境,建立农科学生专业自信心和自豪感是非常必要的。如在本课程开篇绪论中讲到生物技术在解决人类所面临的三大危机、五大问题中的作用,并提到“中国是农业大国,民以食为天,食以粮为安”。粮食安全事关国家稳定,通过回顾脱贫攻坚取得的成绩和广大农村基层工作人员在其中发挥的中坚力量,以及习近平总书记在黑龙江省考察时的讲话:“中国人要把饭碗端在自己手里,而且要装自己的粮食。”我们引导学生思考如何应对粮食安全,出路在科技,也就是“地怎么种,培育优良的品种”的问题,从而自然引申到本节重点-生物技术育种,即如何通过科技手段提高农产品的品质和产量,从而实现粮食安全。

二、发挥思维导图的优点,有机融入用于课程教学前、中、后

(一)生物技术概论理论部分内容涉及面广、原理抽象,学生理解困难

《生物技术概论》是自然科学领域中涵盖范围最广的学科之一,现代生物技术体系中所包含了基因工程、细胞工程、发酵工程以及酶和蛋白质工程等繁杂内容。然而,这些专业知识对于学生而言普遍较为抽象难懂,使得很多学生很难将它们融会贯通。尤其是基因工程原理更是被学生普遍反映为抽象且难以理解的内容[4]。因此,学生常常缺乏深入探究的动力,进而影响对该课程的兴趣。在这种情况下,如何消除学生学习过程中的顾虑和思想负担,建构每个学生自己掌握知识的框架体系,让学生在掌握课程基础知识的同时,还能有效地提高分析问题和解决问题的能力,这是教师需要解决的首要问题。

《生物技术概论》涉及众多理论知识及其在不同领域的应用,通过学科思维导图优化教学活动,让学生习得一种高效的思维方法,这种思维方法可以应用于学习新知、记录笔记和复习,从而提高学习效率。

(二)将思维导图教学模式代入生物技术体系原理及理论章节的教学中

思维导图融入课程教学内容的具体开展环节包括三个阶段:①课前预习阶段:教师将下节讲授内容以思维导图形式从在线学习平台发送学生,学生以思维导图为框架预学课程内容的难点和重点;②课后反思整理阶段:一章的学习内容结束后教师布置作业,学生手绘或利用软件绘制思维导图,并在教师推送的思维导图框架基础上进行填充,完成后提交到学习平台;③期末复习阶段:期末考试复习时,学生以绘制思维导图的形式将一学期所学课程内容全面串联和总结,并从不同的角度构建完整的生物技术五大工程的知识网络体系[5]。此外,还选取了大量科研项目实验中与所讲授内容对应的照片,形象地辅助学生理解抽象原理,提高学生的学习兴趣和参与度。这种方式既能够激发学生的学习热情,又能够提高他们对所学知识的理解和记忆效果。

三、引入有趣的教学手段和方法,让学生积极参与课堂活动

(一)学生自主学习兴趣不高,不能学以致用、联系专业、规划未来

在教学中可以感受到学生对于接触生命科学领域最新的前沿进展的热情,这也是生物技术的魅力所在。但在课堂教学和师生互动问答中,如何持续地培养学生主动积极关注国际国内生命科学前沿动态、拥有成长型思维、理性思考自身学习能力、乐于分享、有效沟通、流畅表达等能力却是一个具有挑战性的问题。实际上,这些能力都有助于学生在学习中找到生物技术与本专业的结合点,并将其融合到专业知识体系中,为后续专业课程的学习以及今后从事与生物技术相关行业科研和工作打下良好的基础。因此,如何真正实现这样的能力提升,这是当前需要深入探讨的问题。教学过程中,教师的角色是学生学习的助手,教师可在课堂讲授前提供课程内容重点预学知识点、查阅相关学习资料的方法和网站资源给学生,给学生布置自学和预学任务,上课之前学生必须完成预学任务,教师抽查学习情况,计为过程性考核的一项成绩。如此一来,有了充分发挥学生主观能动性的预学环节后,学生便带着自学成果和学习疑惑来到课堂,讲台不再单纯是教师主讲,已成为师生共同探讨问题的阵地。

(二)师生讨论互动式教学模式在生物技术应用章节的教学中广泛展开

为了更全面、准确地评价学生的知识掌握和运用、理性思考和知识转化的能力。在生物技术应用篇章节的教学中,采用了多维度考核的方式,如互动式、专题式、案例式的教学模式,有问答讨论、交流辩论、学生PPT展示等活动,并结合过程性考核改革建立了课程考核评价体系。实施过程为:①课前准备活动:在课程开始之前,将学生划分为小组,并通过优慕课教学平台提前发布学习任务和教学资源。对于一个大主题下的每个小组,可以选择自己感兴趣的方向,查找最近的研究进展和成果。培养学生的自主学习习惯的同时,也能增加学生之间的互动和协作。②课堂参与式学习活动:在课堂上,学习小组内每位同学可以提议一个与学习内容相关的研究主题,经过教师审核后,确定研究主题。小组成员进行阶段性的学习进展汇报,并在研究结束后展示学习成果或作品[6]。小组之间进行互评交流并现场打分,在整个过程中教师可以更好地了解学生感兴趣、敏感的主题,学习难点在哪里,并适时给予指导,最后,师生互动、教师总结。

四、教学创新效果及成果

(一)学生上课时的精神风貌大有转变,专业自豪感有所增强

课程教学中,授课老师通过引导学生关注中国乃至全球农业技术研发现状,让他们了解国家生物技术农业的战略,并明白国家大力投资育种是实现种业强国梦这样的背景后,提高了学生对自己专业的认同感和学习积极性,让思政元素悄然融入科学知识的传授过程中,真正发挥润物无声的功能[7]。在课堂互问答环节中,可以感觉到学生的参与度和积极性有很明显地提高。例如,在课堂上,在讲到种子是农业的“芯片”论中美贸易战影响农产品进出口课题时,有学生在课堂交流中说道:“通过了解中美贸易战对农产品进出口的影响这个课题,了解了大豆、玉米这两大作物我国育种的现状后,深刻感受到作为育种人的品质和所肩负的责任。只有依靠科技育种,才能实现真正的农业高质量发展,保障国家粮食安全。而我们作为农学、种子专业的学生,需要不断学习和探索,为实现种业强国梦贡献自己的力量。”这位同学的发言充分说明了本课程对学生的影响,让他们对自己所学的专业和未来有了更深刻的认识和理解,可以看出,思政教育的确是不但能增加课程教学的趣味性,激发了学生的探究兴趣,还有效推动了课堂内容的延伸拓展[8]。

(二)思维导图以清晰的脉络如播放电影般在学生脑海中构建出系统的知识网络

课程教学中,将思维导图全程融入教师教学和学生学习过程,助力学生理清零碎知识点之间的脉络关联,解决了大量知识点记忆困难问题。以基因工程这一章为例,使用思维导图概括基因工程“切、结、转、增、筛、鉴、表”技术路线所有相关知识点(见图1),不仅调动了学生学习的兴趣和积极性,也减轻了学生期末考试复习压力[9]。从试卷的成绩来看,学生对基础知识的掌握情况明显优于前几届学生,如果考核方式不变,该门课程学生期末考试成绩的平均分为79.08分,较上一届高出3.2分。此外,在上学期实施思维导图融入教学的2020级种子专业学生中,以匿名调查问卷的方法对教学效果进行了客观和全面的评估。问卷以学习驱动力、自主学习能力、知识点的掌握和复习效率、教学模式以及思维导图应用6个维度展开,共回收32份匿名问卷,调查结果显示,90%的学生已经将思维导图应用到了各门课程课堂笔记记录中,98%的学生认为思维导图提升了学习效能,期末复习效率也得到提高。

图1 基因工程思维导图

(三)互动讨论、专题式汇报的教学模式受学生欢迎

在近两年的教学中,项目式学习、辩论与讨论、专题研究汇报这样的教学模式更多地融入课堂,同时教研室通过课程组教师进行教学观摩、教师自我评价反思教学效果、集体备课研讨、邀请督导点评、向学生发放问卷调查这些形式,对教学活动更有效地开展提出了建议和意见。课程教学结束后,通过对学生成绩、教学模式满意度、激发学习兴趣方法、自我学习能力提高等多个维度进行考察,每个维度设置不同响应梯度并赋值,统计学生在这种教学模式应用前与应用后的响应数值,利用SPSS26统计软件进行t检验(表2)。

表2 教学模式应用前后学生的响应

统计结果发现这种创新的教学模式在《生物技术概论》课程中取得了良好的效果。检验结果显示:在《生物技术概论》课程中应用这种创新的教学模式,学生的学习自主性、教学模式满意度和学习兴趣激发方面有极显著的提高(P≤0.01),同时也在一定程度上提高了末考成绩(0.01≤P≤0.05)。这表明这种新的教学模式可以更好地激发学生的学习兴趣,提高学生学习效率。在今后的教学中,我们将继续探索更加有效的教学模式和方法,不断完善课程教学体系,提高学生的专业素养和实践能力。同时,也会加强与其他学科的交叉融合,拓展学生的知识视野和思维方式,促进他们在未来的职业道路上取得更大的成功。

五、结语

总体来说,《生物技术概论》课程教学改革紧紧围绕“德育思政打根基、思维导图建体系和教学活动拓能力”的育人目标,采用“效果导向”的教学设计理念,进行多种线上线下探究思考、讨论互动为主的教学模式,加深师生之间的互动交流。我们始终相信,教人先育心,教师多站在学生的角度去思考,赢得学生信任,良好的师生关系亦是学生主动完成学习任务的源泉和动力。在教学过程中,注重培养学生的自主学习能力和实践能力,引导学生开展专题研究、项目式学习、辩论与讨论等多种学习形式,以激发学生的探究欲望和创新意识。同时,在教学活动中,加强授课教师与学生的互动交流,鼓励学生表达个人观点,多角度思考问题,从而帮助他们更好地理解和掌握所学知识。总之,课程教学改革旨在提高学生专业认同感,引导学生干一行爱一行;充分运用思维导图这个有效的学习记忆工具,帮助学生轻松学习课程理论知识;通过多种教学模式和方法,激发学生的学习兴趣和探究热情,在丰富有趣的课堂活动中培养学生的综合素养。