以OBE為導向的研究生《微生物學技術》課程教學改革與探索
——以浙江工業(yè)大學為例

(浙江工業(yè)大學 生物工程學院，浙江 杭州 310014)

面對新一輪科技革命、產業(yè)變革的挑戰(zhàn)和國家現(xiàn)代化發(fā)展的歷史機遇，2017年以來教育部積極推進新工科建設，推進工程教育改革，旨在助力高等教育強國建設，培養(yǎng)多樣化、卓越型工程科技人才。研究生教育作為延續(xù)大學本科階段學習的更深層次的專業(yè)教育，如何在新工科背景下根據未來工程人才的素質能力要求進行人才培養(yǎng)事關研究生工程教育變革的關鍵所在?；趯崿F(xiàn)學生特定學習產出的教育模式(Outcomes-Based Education，OBE)是一種以學生為中心，以學習產出為導向，強調學習目標達成情況的重要教育理念，也是工程教育專業(yè)認證的核心理念[1-2]。本文在新工科和研究生課程改革背景下，通過對研究生教學中存在的問題分析，以《微生物學技術》課程為案例，在OBE為導向的教學設計、教學方式、評價體系三個方面探討課程教學的創(chuàng)新改革。

一、研究生課程教學中的問題

課程教學永遠是學校教學中培養(yǎng)人才的主要陣地之一，與過去相比，近幾年研究生課程教學也在日益完善[3-4]，但是在導向學習產出的培養(yǎng)過程中，還是存在以下四個方面的問題。

(1)教學內容相對滯后。在國外一流高校，面向研究生的課程學時飽滿，注重學生課外投入。教師一般會列出課程所涉及的主要知識領域的教材，包括該領域的起源到最新的動向[5]，結合每周數(shù)量不菲的作業(yè)，研究生需要把所有的資料進行深度閱讀、理解和凝練，知識內化吸收。而在我國研究生教學過程中，教師會指定一本教材展開教學，研究生理論知識陳舊，其中甚至存在與本科階段的學習課程和內容相重復的問題，從而出現(xiàn)導致學生學習懈怠，學術視野狹窄等問題。(2)課堂教學方式單一。在我國研究生教學中，高校教師忙于科研工作和職稱評審，對教學投入少，教學改革創(chuàng)新動力不足。沒有真正了解學生需求和學習興趣點，學生簡單傾聽“被動式學習”，教學模式墨守成規(guī)，不能激發(fā)學生的創(chuàng)新意識。(3)考核方式不合理。以美國為例，研究生期末考試成績僅占總分的一部分，考核重在平時，每周都會有數(shù)量不菲的作業(yè)和嚴格的課堂考核，研究生在課外需要花費數(shù)倍以上時間完成教師布置的任務，每份作業(yè)和考核都會如實的計入總成績，甚至部分大學碩士的及格平均分在80分以上，如果低于這個分數(shù)則會面臨留校察看甚至開除的處分。為防止研究生作業(yè)抄襲舞弊，美國多數(shù)大學還采用網頁專門程序系統(tǒng)，以供教師嚴格監(jiān)控比對，研究生如有抄襲情況輕則掛科，重則開除。嚴格的考評制度促使研究生必須全力以赴才能獲得課程學分，促進了良好學風建設和創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。相比之下，我國研究生的課程多采用閉卷考試或者遞交課程論文的方式進行考核，考核模式單一，不能有效激發(fā)學生學習欲望，也無法客觀評價學生綜合能力、科研素養(yǎng)和創(chuàng)新思維活躍度。同時，個別研究生撰寫出一篇沒有太大研究價值的“灌水”小論文，對這種行為教師又不能有很好的手段去辨別和進行嚴厲的處置，反而助長了研究生學術不端行為。(4)忽視對研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。創(chuàng)新是新工科建設和人才培養(yǎng)的靈魂，創(chuàng)新能力不僅是個人素質的本質體現(xiàn)，更是卓越工程科技人才的核心素養(yǎng)。與國外一流高校將培養(yǎng)學生自學能力和創(chuàng)新意識作為教學的核心理念相比，我國研究生教學注重知識傳授，輕能力培養(yǎng)，研究生表現(xiàn)出基礎理論知識比較扎實，但學術視野不開闊，在科研創(chuàng)新過程中表現(xiàn)出思維不活躍，創(chuàng)新魄力欠缺等弊端[4-6]。

二、以OBE為導向的《微生物學技術》教學優(yōu)勢

浙江工業(yè)大學作為一所高等工科院校，在與國際專業(yè)工程教育相接軌的建設工作中，先后已有制藥工程、環(huán)境工程、生物工程等多個專業(yè)通過工程教育專業(yè)認證，為推動高等工程教育改革做出了積極的貢獻。

新工科建設對人才培養(yǎng)理念和課程教學改革提出了新挑戰(zhàn)，OBE理念引入研究生教學上雖然比較少見，但無論是就專業(yè)自身特色和培養(yǎng)目標，還是OBE教學理念所能達到的教學效果而言，都是非常必要的。通過對研究生能力調查和測試，學習效果的跟蹤以及研究生導師的反饋，OBE教育理念的引入對教與學，研究生學術素養(yǎng)、創(chuàng)新自信等內在素質的提升都有良好促進作用，為新工科背景下高效提升人才培養(yǎng)質量提供了一條可行途徑。

首先，科學設計的教學內容，幫助研究生掌握核心專業(yè)知識。研究生不再僅僅依賴教師的課堂講授，通過課外資料閱讀、整理、吸納完成課外的延伸學習，課上通過教師重點難點的講授實現(xiàn)知識的內化，從淺表學習到深層學習掌握一定難度的核心專業(yè)內容，拓展科學知識的廣度和深度，建構專業(yè)知識體系。

其次，多樣化的教學活動有助于問題的分析與解決、復雜工程問題的研究，有助于訓練研究生使用現(xiàn)代工具進行繼承與創(chuàng)新，培養(yǎng)自主學習與終身學習的能力。教學活動中蘊含的思維碰撞和觀點交鋒使教與學富有生機和活力，研究生學會了如何運用所學的知識和實驗技能解決具體科研問題，拉近了與科研創(chuàng)新、學科前沿的距離，營造了自由探究、活躍學術思想、促進創(chuàng)新思維的氛圍，激發(fā)了學生大膽探索、勇于創(chuàng)新的精神。

最后，多角度綜合評價把評估與教學緊密結合在一起，自始至終貫穿于整個教學活動，提高了研究生的學習參與度和積極性，達成學習產出客觀合理評估，有效地促進和診斷學習效果。

三、以OBE為導向的《微生物學技術》創(chuàng)新教學對策

《微生物學技術》是一門專業(yè)性、實踐性和探索性很強的專業(yè)核心課程，為生物工程、環(huán)境工程、微生物學等專業(yè)研究生傳授科學研究所需的微生物學技術理論和前沿知識，研究生在該領域上的學術視野和創(chuàng)新能力有助于今后的研究。OBE理念倡導以學習產出驅動實現(xiàn)教學活動和學習產出評價，《微生物學技術》教學中將OBE理念引入進行教學過程設計，并制定相應的教學評價體系。

(一)科學設計教學內容

視野開闊是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標之一，因此教學內容要富有挑戰(zhàn)性。結合教學實際，《微生物學技術》課程通過科學設計，圍繞“理論、方法、案例、研討”設置了理論基礎、應用技術、學科前沿和專題研討四個模塊(見表1)，并加大研究生課外投入來幫助掌握核心專業(yè)知識，拓寬學科視野。以微生物學和分子生物學實驗基礎理論為切入點，銜接本科和研究生的專業(yè)知識理論體系，便于學生理解相關知識點；再進一步圍繞“微生物中的基因操作技術、組學技術、質譜分析技術”三大技術，展開微生物學技術領域核心專業(yè)知識的深度學習；結合教師對專業(yè)領域最新學科前沿的分析解讀展開案例教學，引導研究生把握學科發(fā)展動態(tài)；最后以其所學、所思、所感、所悟進行獨立專題研討，循序漸進完成知識的生成過程。

表1 《微生物學技術》課程設計

(二)多樣化教學活動

研究生作為更加成熟的個體，大多數(shù)具備了本領域的學術理論知識和科學研究能力，這決定了研究生具有和教師進行研究對話的基本技能，也決定了研究生課程教學可更為開放和自由。課程根據教學內容設計多樣化的教學活動，讓學生成為課堂的積極建設者，幫助學生新知識的內化吸收。

1.問題引導式教學。教師提綱挈領提出問題，學生基于課前資料自學和思考，通過討論的形式解決問題并生成新問題。教師首先提出“如何從土壤中篩選、分離、鑒定某一具有特定功能微生物”，學生通過課前資料閱讀和準備，課堂上在教師引導下，依照科學研究的順序解決這一問題。另外，教師還結合復雜問題拆分的方式，通過“轉化的概念”這個問題的提出，進一步引出“如何操作實驗？”“可能會出現(xiàn)哪些問題？”“出現(xiàn)這些問題的原因和解決方案是什么？”最后引申出“轉化在微生物學乃至生命科學中的實踐意義”，從這些問題的探討和解疑，抽絲剝繭，從理論到實踐，幫助學生問題意識的培養(yǎng)，批判反思習慣的養(yǎng)成，提高分析問題和解決問題的能力。

2.案例式教學。教師針對課程知識點進行案例設計，通過課前自學，研究生對案例中所涵蓋的信息進行挖掘，并完成教師布置的相關作業(yè)。例如，教師結合科研實踐和具體案例，引導學生在掌握CRISPR/Cas9系統(tǒng)的概念和基本操作方法的同時，思考如何利用CRISPR/Cas9工具在細菌基因組上進行基因替換、刪除、定點突變和插入，實現(xiàn)CRISPR/Cas9技術在微生物研究中的應用。案例教學有效地幫助學生掌握和利用現(xiàn)代工具的能力，同時通過對案例中研究思路萌發(fā)、發(fā)展進程以及成功實現(xiàn)的探討，達到了啟發(fā)和開闊學術思維的目的，幫助學生汲取科學思想精華，搭建科研框架，從而逐漸凝練出自己的科研思路。

3.專題研討式教學。在專題研討教學中，進行“猜想——反駁”設計，基于已掌握的理論知識、實踐經驗、科學研究成果和試驗手段，學生由猜想開始，由已知推測未知，將最新技術和現(xiàn)代工具結合到具體科研項目中，進行實驗預測和猜想。不同專業(yè)研究生根據研究方向設計具有專業(yè)特征的專題，教師作為主持人引導和把握研討節(jié)奏，學生進行專題匯報和主題研討，其他同學針對主題展開討論質疑，匯報人針對質疑進行案例舉證和反駁，討論中質疑，探究中解疑，驗證實驗可行性，將方案討論至最合理。當然，教師在專題研討前需要與主講的學生進行有效溝通和指導，指導選擇契合專業(yè)背景和培養(yǎng)目標的專題，避免出現(xiàn)材料陳舊、錯誤觀點繁多的專題，提高課堂效能。專題研討教學具有一定的挑戰(zhàn)性，通過在相關知識啟示下萌生的聯(lián)想、猜想、反駁和發(fā)現(xiàn)，激發(fā)出學生探究和發(fā)現(xiàn)新事物的精神，加強學生進行科學研究的內在動機，有助于正確的創(chuàng)新科研思維的形成。

(三)多角度綜合評價

OBE教育理念要求客觀合理的“評估學習產出”，這對教學和特定能力的培養(yǎng)起到積極有效的促進作用。依據這一原則，改進了原有的“課程論文”的考核模式，采用了課內課外多角度評價，從課前學習診斷、課外讀書報告、課程表現(xiàn)、專題匯報和專題論文這五個方面來綜合評價學習效果和教學效果。教師開課前布置任務，要求學生閱讀相關文獻資料，并進行“專業(yè)素養(yǎng)診斷”，考核學生的現(xiàn)有知識儲備水平和技能運用能力，從而教師有針對性地改善和調整教學策略，合理安排課程內容，避免教學中的重復低效率。同時，為監(jiān)督和合理評估學生自學效果，要求學生根據教學設計的案例和研討專題提交對應的讀書報告和專題論文，教師對學生提交的讀書報告和專題論文都要嚴格把關，杜絕抄襲剽竊現(xiàn)象。課堂教學活動中，要求每位學生人人有發(fā)言，發(fā)言有內容有質量，課程助教會對每次教學活動中學生參與程度、發(fā)言時長、發(fā)言內容與質量等進行統(tǒng)計和評價。在專題研討中還會根據研究生匯報內容、舉證情況、辯證過程和專題論文質量等進行評價。最終總評成績包括課前學習診斷(10%)+課堂表現(xiàn)(10%)+讀書報告(40%)+專題匯報(20%)+專題論文(20%)。

《微生物學技術》課程的創(chuàng)新教學對教師和學生也提出了更高的要求，研究生需要進行角色轉變，變“被動學習模式”為“主動研究模式”，將更多的時間投入學習；教師需要付出更多的時間和精力，加大教學上的投入，結合中國特色的文化背景和時代特征，進行教學內容、教學活動等方面的精心準備和創(chuàng)新改革，同時對教師的專業(yè)知識儲備、實踐水平和科研能力提出了更高的要求。