基于OBE 理念的微生物工程課程目標(biāo)達(dá)成度評價方法

田亞紅，劉 輝，張小樂，唐紅梅

（1.華北理工大學(xué)，河北 唐山 063210；2.唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 唐山 063299）

2021年2月，教育部印發(fā)的《普通高等學(xué)校本科教育教學(xué)審核評估實(shí)施方案（2021—2025年）》要求扭轉(zhuǎn)不科學(xué)教育評價導(dǎo)向，確保人才培養(yǎng)中心地位和本科教育教學(xué)核心地位，要強(qiáng)化學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)[1]。當(dāng)前，我國本科課程評價往往以教師的教學(xué)效果為中心，忽視學(xué)生的獲得，其評價模式反映課程目標(biāo)達(dá)成度的客觀性不強(qiáng)。成果導(dǎo)向教育（Outcomes-Based Education，OBE）本質(zhì)是基于目標(biāo)達(dá)成度的一種教育理念，廣泛應(yīng)用于國際工程教育認(rèn)證，成為了工程教育改革的標(biāo)桿[2]。

微生物工程課程是華北理工大學(xué)生物技術(shù)專業(yè)的核心課程，涉及生物化學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)、化工原理等多個學(xué)科的交叉，在實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的過程中起著關(guān)鍵的支撐作用。為科學(xué)衡量人才培養(yǎng)質(zhì)量[3]，課程組以評價學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出為中心，深化評價方法，為課程評價改革提供重要參考依據(jù)[4]。

1 課程目標(biāo)與評價標(biāo)準(zhǔn)

1.1 課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的關(guān)系

課程評價的目的不能局限于教師的教學(xué)效果，更應(yīng)評價學(xué)生學(xué)習(xí)課程的產(chǎn)出，使其能夠應(yīng)有效支撐畢業(yè)要求，滿足企業(yè)崗位的需求。課程組教師通過走訪以唐山啤酒廠發(fā)酵菌種培育、工藝優(yōu)化、滅菌等崗位入手，通過調(diào)研分析崗位所需“知識、能力、素質(zhì)、思政”要求，結(jié)合生物技術(shù)專業(yè)畢業(yè)要求，反向設(shè)計并確立微生物工程課程應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)，以及支撐畢業(yè)要求二級指標(biāo)點(diǎn)，見表1。

表1 課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的關(guān)系

1.2 評價標(biāo)準(zhǔn)與課程目標(biāo)的關(guān)系

課程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是否符合預(yù)期，需要有具體的評價標(biāo)準(zhǔn)作為載體[5]。為實(shí)現(xiàn)評價目的，課程組按微生物發(fā)酵工藝過程要求，將課程目標(biāo)按照發(fā)酵菌種、培養(yǎng)基、滅菌與除菌、發(fā)酵工藝控制、發(fā)酵動力學(xué)等教學(xué)模塊，設(shè)計評價要點(diǎn)，檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出效果，構(gòu)建評價標(biāo)準(zhǔn)與課程目標(biāo)的邏輯關(guān)系。如表2所示。

表2 評價標(biāo)準(zhǔn)與課程目標(biāo)的對應(yīng)表

1.3 評價計分方式

評價標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性在一定程度上決定課程目標(biāo)的達(dá)成的準(zhǔn)確性和客觀性[6]。課程組將微生物工程課程目標(biāo)達(dá)成度的評價劃分為平時任務(wù)完成成績和期末考試成績兩部分，其中平時任務(wù)包括知識識記情況、參數(shù)計算情況和實(shí)驗(yàn)完成情況，按照課堂表現(xiàn)、作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報告三部分，占總成績的40%，期末考試成績占總成績的60%。課程成績構(gòu)成與課程目標(biāo)的關(guān)系，如表3所示。

表3 課程成績構(gòu)成與課程目標(biāo)達(dá)成的對應(yīng)關(guān)系

課程目標(biāo)達(dá)成度具體計算方法如公式（1）、（2）所示。根據(jù)公式 （1）、（2），且考慮平時成績、期末考試成績在總評成績中的權(quán)重系數(shù)，分別獲得課程分目標(biāo) 1、2、3、4的達(dá)成度 D1、D2、D3、D4及課程總目標(biāo)達(dá)成度 DZ，計算公式見（3）-（7），具體參數(shù)見表4。

表4 課程目標(biāo)達(dá)成度計算參數(shù)一覽表

2 課程評價方式

有效的評價方式能夠促進(jìn)評價目的的達(dá)成。課程組依據(jù)評價內(nèi)容設(shè)計覆蓋知識、計算和設(shè)計的相關(guān)題目，分類分層組建考核不同能力和知識的試題庫，一方面通過單元模塊作業(yè)進(jìn)行線下評價學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出效果，另一方面線上隨機(jī)組合題目，通過階段測驗(yàn)進(jìn)行線上學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出效果評價。此外，設(shè)計土壤微生物菌種選育等單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)和酸奶發(fā)酵工藝優(yōu)化等綜合實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行線下評價；開發(fā)啤酒發(fā)酵工藝、維生素C發(fā)酵工藝等非標(biāo)答案的綜合發(fā)酵案例，上傳超星學(xué)習(xí)通平臺，對發(fā)酵動力參數(shù)的設(shè)計和計算進(jìn)行線上學(xué)習(xí)產(chǎn)出效果的評價。線上線下相結(jié)合的評價方式引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析、創(chuàng)造性的解決問題，學(xué)生通過反復(fù)練習(xí)和實(shí)驗(yàn)，使其學(xué)習(xí)產(chǎn)出更加符合課程目標(biāo)。

3 課程評價的結(jié)果與分析

3.1 “微生物工程”課程目標(biāo)評價樣本

課程組以華北理工大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院2019級生物技術(shù)專業(yè)24名學(xué)生為樣本進(jìn)行課程目標(biāo)達(dá)成度評價。

3.2 結(jié)果分析

3.2.1 課程目標(biāo)總體達(dá)成度分析

課程目標(biāo)總體達(dá)成度如圖1所示。課程目標(biāo)1達(dá)成度為0.903、課程目標(biāo)2達(dá)成度為0.765、課程目標(biāo)3達(dá)成度為0.731、課程目標(biāo)的達(dá)成度為0.84，課程總目標(biāo)達(dá)成度為0.81，均大于預(yù)期達(dá)成度0.7，評價結(jié)果為達(dá)成。然而，從不同課程目標(biāo)的達(dá)成度對比分析可知，課程目標(biāo)3 的達(dá)成度最低，勉強(qiáng)合格，故課程目標(biāo)3為達(dá)成短板，表明學(xué)生的發(fā)酵設(shè)計能力和創(chuàng)新應(yīng)用意識相對較弱，后續(xù)通過加強(qiáng)案例講解和進(jìn)一步融合新興發(fā)酵技術(shù)等途徑鍛煉學(xué)生高級思維，激發(fā)學(xué)生高階認(rèn)知能力。

圖1 微生物工程課程目標(biāo)總體達(dá)成度情況

3.2.2 學(xué)生個體課程目標(biāo)達(dá)成情況分析

課程目標(biāo)1達(dá)成度如圖2所示。課程目標(biāo)1主要考察學(xué)生的微生物工程菌種選育、種子擴(kuò)大培養(yǎng)、培養(yǎng)基等教學(xué)模塊的基本原理和基礎(chǔ)知識。其達(dá)成度為0.903，全部學(xué)生均達(dá)到預(yù)期水平（0.7），說明學(xué)生對微生物工程的基本原理及基本概念掌握較好。

圖2 課程目標(biāo)1達(dá)成度

課程目標(biāo)2達(dá)成度如圖3所示。該部分主要考察學(xué)生菌種的選育、發(fā)酵工藝、對數(shù)殘留定律及發(fā)酵動力學(xué)等工藝技術(shù)，具備分析和解決發(fā)酵異常分析等復(fù)雜問題的高級思維和初步能力。達(dá)成度平均值為 0.765，表明學(xué)生運(yùn)用工程應(yīng)用知識技術(shù)分析解決實(shí)際問題的能力一般，仍需加強(qiáng)。從圖3 中可知，有3名學(xué)生課程目標(biāo)2 的能力目標(biāo)沒有達(dá)成，表明該學(xué)生知識運(yùn)用能力不足，獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力不強(qiáng)，有必要單獨(dú)指導(dǎo)，進(jìn)而提高其對知識的綜合運(yùn)用能力。

圖3 課程目標(biāo)2達(dá)成度

課程目標(biāo)3達(dá)成度情況如圖4所示。課程目標(biāo)3的平均達(dá)成度為0.731，僅1名學(xué)生課程目標(biāo)3達(dá)成度高于 0.9，為優(yōu)秀；6 名學(xué)生達(dá)成度 0.8-0.89，為良好；7名學(xué)生0.7-0.79，達(dá)到預(yù)期學(xué)習(xí)效果；8名學(xué)生達(dá)成度為0.6-0.69，為合格；2名學(xué)生目標(biāo)3的達(dá)成度低于0.6，不合格。分析結(jié)果表明學(xué)生規(guī)范化設(shè)計和綜合創(chuàng)新應(yīng)用能力欠缺，有待加強(qiáng)。

圖4 課程目標(biāo)3達(dá)成度

課程目標(biāo)4達(dá)成度如圖5所示。該部分主要考察學(xué)生秉承堅持的職業(yè)素質(zhì)，道德標(biāo)準(zhǔn)，團(tuán)隊合作意識，科研精神等，其評價達(dá)成度為0.84，僅1名同學(xué)低于預(yù)期目標(biāo)值（0.7），表明學(xué)生基本能以專業(yè)素質(zhì)認(rèn)識應(yīng)用微生物工程，整體較好。此部分內(nèi)容考核占比較少，考核形式上較為單一，今后應(yīng)適當(dāng)增加此項(xiàng)考核內(nèi)容的比例和考核形式，全面客觀的對學(xué)生進(jìn)行評價。

圖5 課程目標(biāo)4達(dá)成情況

3.3 持續(xù)改進(jìn)

3.3.1 本次授課過程中存在的不足及原因分析

由于本課程考核內(nèi)容包括生物化學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)、化工原理等多個學(xué)科知識，且工程實(shí)踐性較強(qiáng)。非標(biāo)答案評價內(nèi)容占比較高，有一定難度，學(xué)生得分較低，說明部分學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)不夠扎實(shí)，特別是Monod方程及雙倒數(shù)法求解的基本概念不太清楚，工程計算能力較薄弱，今后應(yīng)加大對學(xué)生的工程知識應(yīng)用能力和系統(tǒng)方案設(shè)計能力的培養(yǎng)。

3.3.2 改進(jìn)建議及措施

針對以上問題，課程組在以后的考核中將針對菌種選育、發(fā)酵工藝控制及優(yōu)化發(fā)酵動力學(xué)參數(shù)等重難點(diǎn)模塊，在采用案例法+項(xiàng)目法等有效的教學(xué)方法的同時，進(jìn)一步優(yōu)化和更新習(xí)題庫和案例庫，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的綜合能力和高級思維。此外，在以后的教學(xué)過程中，課程組還將加強(qiáng)前沿知識的融入，進(jìn)一步融合新興發(fā)酵技術(shù)，鍛煉學(xué)生高級思維，激發(fā)學(xué)生高階認(rèn)知能力。

3 結(jié)語

微生物工程課程組以滿足崗位工作需求為目的，構(gòu)建課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的邏輯關(guān)系，設(shè)計評價內(nèi)容和評價標(biāo)準(zhǔn)，開展線上線下相結(jié)合的評價手段，為有效實(shí)施課程評價提供路徑與思路，有效促進(jìn)了課程目標(biāo)的達(dá)成。教學(xué)實(shí)踐表明，基于OBE理念的微生物工程課程設(shè)計與目標(biāo)達(dá)成評價，能夠科學(xué)評價學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出，評價結(jié)果對因材施教具有指導(dǎo)意義，能夠及時發(fā)現(xiàn)教師、學(xué)生兩個主體的不足，進(jìn)而持續(xù)改進(jìn)課程建設(shè)與教學(xué)，進(jìn)而支撐畢業(yè)要求。