“生物反應(yīng)工程”線上線下一流課程的建設(shè)與實(shí)踐

蔣麗威，駱 鷹，2，唐武飛，2，唐冬芳，2，廖云輝，2*

（1.湖南科技學(xué)院 湖南 永州 425199；2.湖南省生物質(zhì)資源綜合開(kāi)發(fā)利用工程技術(shù)研究中心 湖南 永州 425199）

“生物反應(yīng)工程”是一門(mén)理論性和應(yīng)用型都很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課程，要求學(xué)生掌握生物化學(xué)過(guò)程基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)掌握過(guò)程化控制理論知識(shí)的專(zhuān)業(yè)技能。為學(xué)生畢業(yè)后從事生物反應(yīng)工程領(lǐng)域的教學(xué)、研究、技術(shù)創(chuàng)新等打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

“生物化工虛擬教研室”匯聚信息與計(jì)算機(jī)科學(xué)、文化產(chǎn)業(yè)管理與理學(xué)等學(xué)科專(zhuān)業(yè)成員，以省級(jí)線上線下一流課程“生物反應(yīng)工程”為核心，打造線上線下一流精品課程。摸索并提出“三面導(dǎo)向+三層加強(qiáng)”的模式，調(diào)整課程體系、內(nèi)容、教學(xué)方法，將理論應(yīng)用于實(shí)踐，堅(jiān)持教學(xué)科研并重，以教學(xué)帶動(dòng)科研工作，以科研促進(jìn)教學(xué)的發(fā)展，達(dá)到“科研反哺教學(xué)”的效果。如圖1（p129）所示。

圖1 “生物反應(yīng)工程”課程與教學(xué)改革要解決的重點(diǎn)問(wèn)題

1 “三面導(dǎo)向”

“三面導(dǎo)向”即根據(jù)“需求導(dǎo)向”調(diào)整課程體系、根據(jù)“就業(yè)導(dǎo)向”調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、根據(jù)“能力導(dǎo)向”調(diào)整教學(xué)方法。

1.1 根據(jù)“需求導(dǎo)向”調(diào)整課程體系

課程的教學(xué)質(zhì)量關(guān)乎大學(xué)的育人能力。課程體系的升級(jí)改造是教學(xué)效果提升的必需品。為此，“生物化工虛擬教研室”根據(jù)教學(xué)“需求導(dǎo)向”提出“專(zhuān)業(yè)情感教育+三創(chuàng)合一知識(shí)群+產(chǎn)學(xué)研合作培養(yǎng)平臺(tái)+經(jīng)典方法與過(guò)程評(píng)價(jià)”于一體的課程體系。

1.1.1 注重專(zhuān)業(yè)情感教育

相比一味地照本宣科，只注重專(zhuān)業(yè)知識(shí)講解、忽略情感思想態(tài)度與社會(huì)價(jià)值觀滲透的老師，學(xué)生更需要的是一個(gè)能帶領(lǐng)其進(jìn)入生物反應(yīng)工程行業(yè)、激發(fā)其對(duì)生物反應(yīng)工程形成濃厚興趣的領(lǐng)路人?！皬?fù)讀機(jī)”式的存在，只會(huì)降低學(xué)生上課的積極性，形成“人在心不在”的局面。注重專(zhuān)業(yè)情感培養(yǎng)，會(huì)增加教師與學(xué)生之間的情感聯(lián)系，提高學(xué)生對(duì)于生物工程等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的喜愛(ài)程度。引導(dǎo)學(xué)生喜愛(ài)“生物反應(yīng)工程”課程，避免、減少因?qū)?zhuān)業(yè)前景失去信心或因?qū)W不會(huì)而放棄的現(xiàn)象發(fā)生。例如，改變照教科書(shū)“填鴨式”地教育方法，利用線上線下相結(jié)合的方法讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)；在課堂中添加幽默詼諧的內(nèi)容；將課程知識(shí)與社會(huì)生活相連接。促使學(xué)生在放松的課堂環(huán)境中，感受到“生物反應(yīng)工程”課程的奇妙。同時(shí)，專(zhuān)業(yè)課中滲透思政教育是實(shí)現(xiàn)學(xué)校全過(guò)程、全方位、全員育人的重要途徑?！吧锘ぬ摂M教研室”響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，堅(jiān)持黨的教育方針，高度重視教師與學(xué)生的思想政治建設(shè)工作，將政治教育融入課堂教育中，培養(yǎng)“德智體美勞”全面發(fā)展的大學(xué)生。

1.1.2 三創(chuàng)合一知識(shí)群

互聯(lián)網(wǎng)興起的時(shí)代下，手機(jī)和電腦成了我們生活的一部分。迎合青年學(xué)生手機(jī)不離身、喜歡在手機(jī)上聊天的習(xí)慣，將學(xué)生集中到一個(gè)群聊進(jìn)行交流，有利于學(xué)生進(jìn)行線上交流討論，提高創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)意能力。

1.1.3 產(chǎn)學(xué)研合作培養(yǎng)平臺(tái)

高校在教學(xué)內(nèi)容上更新不及時(shí)、偏重理論教學(xué)，使得學(xué)生實(shí)際操作能力不理想、動(dòng)手能力不強(qiáng)，很難使產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，只有適當(dāng)和企業(yè)合作，實(shí)現(xiàn)校企資源的互換，才能將理論應(yīng)用于實(shí)踐，培養(yǎng)高質(zhì)量人才，并使產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。

“生物化工虛擬教研室”依托湖南省生物質(zhì)資源綜合開(kāi)發(fā)利用工程技術(shù)研究中心與省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育基地平臺(tái)，充分利用電子信息、理學(xué)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院的專(zhuān)任教師資源，開(kāi)展生物質(zhì)全新利用的創(chuàng)新課程開(kāi)發(fā)，生物多肽制藥的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)研發(fā)、開(kāi)展跨學(xué)科課程建設(shè)及專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的教育教學(xué)交流活動(dòng)、學(xué)科交叉開(kāi)展服務(wù)“鄉(xiāng)村振興”等工作。聯(lián)合學(xué)生參與項(xiàng)目，幫助農(nóng)民實(shí)現(xiàn)資源的合理利用。目前，團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)學(xué)生榮獲全國(guó)競(jìng)賽獎(jiǎng)項(xiàng)等10 余項(xiàng)，指導(dǎo)大學(xué)生參與完成的成果在一區(qū)Top期刊等發(fā)表高水平論文成果10余篇。學(xué)生親身融入產(chǎn)學(xué)研的整個(gè)過(guò)程，增強(qiáng)了參與感與成就感，提高了動(dòng)手實(shí)踐能力。

1.1.4 經(jīng)典方法與過(guò)程評(píng)價(jià)

為面對(duì)疫情帶來(lái)的影響，課程由純線下授課改為線上線下相結(jié)合的授課方法。課程組教師每年都會(huì)根據(jù)最新學(xué)生學(xué)習(xí)反饋情況及時(shí)更新課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)資源。目前，課程內(nèi)現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)（6 個(gè)），在線學(xué)習(xí)視頻（210個(gè)）、在線多媒體課件（3 個(gè)）、在線題庫(kù)（484 個(gè)）、章節(jié)測(cè)試與考試改革試卷（35 套）、實(shí)物模擬（45 個(gè)）、3D 模型展示動(dòng)畫(huà)（30 個(gè)）、文獻(xiàn)資料（50 篇）等系列資料庫(kù)。此外，教師根據(jù)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)特征以及教學(xué)目標(biāo)和能力培養(yǎng)的需要，選擇上述資源應(yīng)用于課前、課中或課后等不同階段。同時(shí)引進(jìn)質(zhì)量管理中的PDCA 循環(huán)，做到有規(guī)劃、有實(shí)施、有考核、有實(shí)踐。如圖2（p130）所示。

圖2 PDCA 循環(huán)

對(duì)于課程過(guò)程評(píng)價(jià)采用期末考試、出勤、課堂表現(xiàn)、書(shū)寫(xiě)案例分析報(bào)告、階段性測(cè)試相結(jié)合的綜合評(píng)定方法。如圖3 所示。

圖3 課程評(píng)定因素

課程最終成績(jī)?cè)u(píng)定方法如下：總成績(jī)（100 分）=期末考試成績(jī)（60%）+出勤（10%）+課堂表現(xiàn)（10%）+書(shū)寫(xiě)案例分析報(bào)告（10%）+階段性測(cè)試（10%）。具體構(gòu)成信息如表1所示。

表1 “生物反應(yīng)工程”成績(jī)?cè)u(píng)定構(gòu)成信息

1.2 根據(jù)“就業(yè)導(dǎo)向”調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

在湖南科技學(xué)院，生物反應(yīng)工程授課對(duì)象為生物工程專(zhuān)業(yè)大學(xué)三年級(jí)學(xué)生，他們已經(jīng)具有了一定的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，熱衷于網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)，注意力時(shí)間短，能動(dòng)性強(qiáng)，并且已經(jīng)感受到就業(yè)壓力。

結(jié)合授課對(duì)象特征，將課程全部由教師線下授課調(diào)整為線上線下相結(jié)合授課的方法。課前，教師利用微信、qq或?qū)W習(xí)通平臺(tái)發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)。學(xué)生自行進(jìn)行接收，按照相應(yīng)的要求完成預(yù)習(xí)任務(wù)。上課時(shí)，教師就預(yù)習(xí)任務(wù)進(jìn)行抽查，并講解重點(diǎn)、疑難點(diǎn)，同時(shí)利用學(xué)習(xí)通簽到、搶答、盲選功能調(diào)動(dòng)課堂氛圍，增加課堂趣味性。課后，再將難懂的知識(shí)點(diǎn)拍成視頻上傳至學(xué)習(xí)通平臺(tái)。學(xué)生可通過(guò)平臺(tái)反復(fù)觀看，教師可通過(guò)平臺(tái)數(shù)據(jù)獲取學(xué)生掌握情況，并及時(shí)督促。

1.3 根據(jù)“能力導(dǎo)向”調(diào)整教學(xué)方法

近年來(lái)，生物工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，生物工程專(zhuān)業(yè)招生人數(shù)也隨之?dāng)U大。但學(xué)生就業(yè)時(shí)往往出現(xiàn)相對(duì)過(guò)?，F(xiàn)象，與此同時(shí)，企業(yè)鮮少招到心儀的人才。出現(xiàn)這種現(xiàn)象，是因?yàn)楦叩仍盒Ｅ囵B(yǎng)的生物工程專(zhuān)業(yè)人才素質(zhì)和質(zhì)量與生物工程產(chǎn)業(yè)的要求之間存在較大差距。高等院校人才培養(yǎng)多注重理論，而企業(yè)卻更想要綜合型應(yīng)用型人才。

根據(jù)這一需要，湖南科技學(xué)院“生物化工虛擬教研室”以產(chǎn)學(xué)研合作培養(yǎng)平臺(tái)，將全部理論知識(shí)課調(diào)整為理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，采取線上線下相結(jié)合的授課方式，將難懂問(wèn)題拍成視頻以供學(xué)生反復(fù)觀看。將教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)化、聚集化。同時(shí)，表現(xiàn)優(yōu)秀的同學(xué)可以進(jìn)入教師實(shí)驗(yàn)室，跟隨教師做項(xiàng)目。在條件允許的情況下，學(xué)生可以在教師指導(dǎo)下與相關(guān)企業(yè)合作項(xiàng)目，學(xué)生畢業(yè)后也可進(jìn)入相關(guān)企業(yè)工作等。如圖4（p131）所示。

圖4 校內(nèi)校外教學(xué)改革循環(huán)模式圖

2 “三層加強(qiáng)”

“三層加強(qiáng)”主要是該課程通過(guò)增加仿真實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)及參觀學(xué)習(xí)三個(gè)層次加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐和學(xué)習(xí)思考能力，強(qiáng)化學(xué)生“將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐”的能力，突出應(yīng)用型學(xué)生的培養(yǎng)特色。同時(shí)，“生物化工虛擬教研室”開(kāi)啟黨建活動(dòng)，定期開(kāi)展“理論聯(lián)系實(shí)際”的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，堅(jiān)持社會(huì)主義辦學(xué)方向，將“三全育人、五育并舉”的立德樹(shù)人舉措落實(shí)到“生物化工虛擬教研室”，以培養(yǎng)“德才兼?zhèn)?、自?qiáng)不息”的大學(xué)生。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)5 年的教學(xué)改革實(shí)踐，“生物反應(yīng)工程”線上線下一流課程的建設(shè)與實(shí)踐已初見(jiàn)成效。一是提出“三面導(dǎo)向+三層加強(qiáng)”模式，針對(duì)學(xué)生需求、就業(yè)壓力、實(shí)踐能力“對(duì)癥下藥”。二是注重專(zhuān)業(yè)感情培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，構(gòu)建三創(chuàng)合一知識(shí)群，提高學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)意能力，搭建產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)，讓學(xué)生解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，提高自主學(xué)習(xí)意愿。三是通過(guò)“三層加強(qiáng)”模式，讓能力再次得到加強(qiáng)，培養(yǎng)適應(yīng)生物反應(yīng)工程行業(yè)、企業(yè)需求、學(xué)生和社會(huì)滿意度高的應(yīng)用創(chuàng)新型人才。