在OBE教學理念指導下“酶工程”混合式教學改革探索

李 蓉

（大連工業(yè)大學 生物工程學院，遼寧 大連 116034）

2016年12月7日在全國高校思想政治工作會議上習近平總書記指出，辦好我國高校，辦出世界一流大學，必須牢牢抓住全面提高人才培養(yǎng)能力這個核心點［1］。次年在召開的高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會及新工科建設研討會上，提出了通過產(chǎn)業(yè)需求優(yōu)化工科專業(yè)結構對已有工科專業(yè)提出新的要求，且以培養(yǎng)多樣化、創(chuàng)新型卓越工程科技人才為我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國際競爭提供智力和人才支撐作為目標的新工科建設［2-3］。OBE理念以學生學習成果和能力達成為導向，反向設計并制定合理的教學目標，優(yōu)化教學內(nèi)容及設計、教學方法等內(nèi)容，再通過多維度考核方式對學生的學習成果和能力達能情況進行合理性評價，分析教學中的問題并進行持續(xù)改進［4］。這種教學理念正符合目前教育改革中所提出的培養(yǎng)工程科技人才并提高人才培養(yǎng)能力的要求。

隨著網(wǎng)絡和數(shù)字信息技術的發(fā)展，線上線下混合式教學模式逐漸被關注［5］。與傳統(tǒng)的教學模式相比，混合式教學首先基于慕課或自建在線課堂，在20%～50%的教學時間內(nèi)組織學生運用數(shù)字化教學軟件在線上自主學習，提高學生自主學習能力；再結合線下授課開展翻轉課堂，將課堂交給學生，讓其主動查閱與專業(yè)相關的文獻及材料，提高學生的學習興趣；最后通過多維度的考核方式對學生的學習成果及能力達成進行評價。教育部啟動一流本科課程建設，并單獨設立“國家級線上線下混合式一流課程”類別，意在鼓勵高校和教師開展相關的理論研究和實踐探索，由此推動高?！罢n堂革命”，落實“以學習為中心”的教育理念［6］。

“酶工程”是食品及生物工程類專業(yè)的重要課程之一，是以酶學性質(zhì)及其制備為基礎，對酶進行有針對性的合理改性以實現(xiàn)酶試劑生產(chǎn)及工程應用的應用型學科［7］。目前酶試劑已被普遍應用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品及能源等多個領域，用于替代傳統(tǒng)化學催化方法，實現(xiàn)綠色環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展的工程應用［8］。為滿足生物工程人才能力培養(yǎng)需要，提高學生的綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力，培養(yǎng)應用型人才，在以學生為中心、產(chǎn)出為導向的教育理念指導下有針對性地對“酶工程”教學模式進行線下線上混合式的教學改革成為必然要求。

一、“酶工程”線上線下混合式教學課程建設

（一）課程目標

傳統(tǒng)教育模式下課程目標的設立基于知識內(nèi)容，片面強調(diào)教學目標即教師對學生理論知識掌握情況的期望?；贠BE學習產(chǎn)出模式下的課程目標更關注學生的學習成果，強調(diào)學生通過課題學習所獲得的能力，關注學生成長和專業(yè)能力提升。在OBE理念指導下基于本校生物工程專業(yè)學生的畢業(yè)要求指標點制定“酶工程”的課程目標（見表1）。本課程支撐了“1.工程知識”和“7.環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展”2項畢業(yè)要求中的3個指標點。明確通過課程學習培養(yǎng)學生利用所學的酶學基礎知識、酶生產(chǎn)及改造應用的專業(yè)系統(tǒng)理論知識，用于解決自己今后在生產(chǎn)實踐、科研中所遇到的專業(yè)問題，以提升學生專業(yè)知識的綜合性應用能力；培養(yǎng)學生可持續(xù)發(fā)展意識及在工程實踐中關注、理解和評價環(huán)境保護問題及經(jīng)濟可持續(xù)、生態(tài)可持續(xù)、人類社會可持續(xù)問題的能力。

表1 “酶工程”課程目標對畢業(yè)要求指標點的支撐

（二）優(yōu)化混合式教學內(nèi)容設計

基于OBE教學理念指導下的“酶工程”課程目標對其知識體系進行解構。以科學出版社郭勇主編的《酶工程》作為主要授課教材，將教學內(nèi)容整合為三個模塊，如圖1，構建“酶工程”課程的知識框架。從知識、能力和素質(zhì)三個方面將每一個模塊的教學內(nèi)容拆解、細化為知識點。綜合學生學情、知識點特征、知識點的難易程度等因素針對每一個知識點選擇適合的教學方法。例如：對于酶工程的基本概念框架中的酶性質(zhì)及催化特點、酶分類及酶動力學活性基礎知識，可以采用線下教學方式幫助學生建立酶工程相關的基礎知識框架；而對于酶工程的應用教學內(nèi)容可以采用線上自主學習結合線下分組討論，引導學生理解酶制劑在工業(yè)上的應用，并運用酶工程相關的基礎知識，評價酶制劑在應用中的性質(zhì)。

圖1 “酶工程”課程知識框架

（三）確定混合式教學方法

課程教學過程中可靈活運用多種教學方法。線下授課可以運用以下教學方法：（1）以學生為中心采用啟發(fā)式、問題導向式教學模式進行課程教學引導，激發(fā)學生的學習興趣；（2）布置主題作業(yè)，以翻轉課堂小組討論形式進行文獻查閱、PPT制作及講解專業(yè)技術問題，提高學生的參與度；（3）傳統(tǒng)的教師授課方式。線上授課可以運用以下教學方法：（1）采用費曼學習法，課前線上提供學習資料讓學生自學，并引導學生用思維導圖的方式歸納總結所學知識點；（2）應用授課軟件中的線上測試和問卷方式，實時關注學生在學習過程對重點和難點知識的把握程度及理解誤區(qū)，及時講解糾正；（3）通過發(fā)起環(huán)境安全、碳中和及醫(yī)藥制劑等社會熱點問題線上討論，幫助學生理解這些問題及探討解決這些問題所需具備的專業(yè)理論知識，開展課程思政。

（四）制定線上線下多維考核評價方式

基于OBE理念，課程考核應更關注學生在學習過程中所獲得的學習成果及能力，關注學生成長和專業(yè)能力提升。本課程采用考勤、平時作業(yè)、文獻調(diào)研及小組討論等線上線下混合式過程考核方式對學生的學習過程進行形成性評價（40%），與期末閉卷考核（60%）相結合，綜合評價學生對專業(yè)理論知識的掌握及運用程度，同時評價學生的專業(yè)知識與科學素養(yǎng)。其中，出勤（10%），使用課堂簽到及線上任務點完成統(tǒng)計；平時作業(yè)及測試（10%），在教學過程中引入超星學習通線上工具發(fā)起作業(yè)、章節(jié)的測驗等，即時檢驗學生的課堂學習效果；文獻調(diào)研及小組討論（20%），以小組形式選擇主題作業(yè)，通過主題研討提高學生的自主學習能力，通過同學互評形成學生之間的正向激勵和加強學習交流深度，通過在線答疑加強學生與教師之間的溝通。

二、“酶工程”課程質(zhì)量評價與持續(xù)改進

每個學期進行課程結算，根據(jù)表2中的考核方式對課程目標達成度進行計算，評價值達到0.65為課程目標達成。通過每個課程目標達成情況對本課程質(zhì)量進行評價，分析教學過程中的短板，改進教學方式。“酶工程”課程線上線下混合授課已完成一輪運行，從學生成績、課程質(zhì)量評價到學生評價反饋多角度評估課程改革成效。評估結果顯示，學生成績有顯著的提高，3個課程目標達成評價值由之前的0.785、0.696和0.730提高到0.865、0.759和0.784。這表明，“酶工程”課程采用混合式教學模式后，學生所獲得學習成果及能力有所提高，且有助于學生調(diào)研能力、分析和解決工程問題能力的提高。學生反饋：混合式教學時間更靈活，可以讓不同的學生個體根據(jù)自己的學習情況來合理分配時間自主學習；同時文獻調(diào)研及小組討論增加了學生的學習興趣，提高了學生的參與度，提升了學生對專業(yè)知識的綜合性應用能力。

表2 課程目標達成情況評價的權重分配

盡管課程改革取得了一定的成效，但也出現(xiàn)了一些新問題，如學生線上聽課不專心，容易受到外界因素的干擾；線上授課時師生之間的互動性不強等。因此，擬在后續(xù)的課程建設中從以下幾個方面進行改進：（1）增加線上課堂中學生的參與度，例如教師增加提問、討論的次數(shù)等；（2）建立學生學習質(zhì)量監(jiān)督評價機制，及時根據(jù)學生的反饋意見，對課程內(nèi)容及授課方式進行優(yōu)化；（3）進一步將課程思政元素融入課程教學過程中，針對環(huán)境安全、CO2合成淀粉及醫(yī)藥制劑等社會熱點問題，結合課程知識點，幫助學生理解這些問題所涉及的專業(yè)理論知識，以及解決這些問題的技術路徑，促使學生更深層次、更多維度地理解這些問題。