基于OBE 理念的基因工程課程教學改革探索

李 慧 韓 卓 李運濤

（蚌埠學院食品與生物工程學院，安徽蚌埠 233030）

自新工科概念提出后，應用型本科院校逐步改變辦學思路、辦學方式、人才定位和人才目標，為國家培養(yǎng)高素質復合型工程技術人才。按照新工科人才培養(yǎng)要求，地方院校進行了教學理念和方法的改革與探索。例如，引入成果導向教育理念（Outcomebased education,OBE）修訂人才培養(yǎng)方案以及改革課程教學。OBE是以學生為中心，以成果為目標，聚焦于學習后收獲的成果，強調學習目標的一種教育理念，也是工程教育專業(yè)認證的核心理念。目前，OBE教育理念已在高校生物專業(yè)中被推廣應用，取得了較好的成效[1]。如鞏慧玲等[2]以OBE 教學理念對細胞工程課程進行教學探索和實踐，融入創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)教育，實現(xiàn)學生素質與能力的培養(yǎng)；翁春躍等[3]以OBE為導向，通過翻轉課堂的教學設計，鍛煉和培養(yǎng)學生自主學習能力。

基因工程以遺傳學、生物化學和分子生物學等學科為基礎，引入工程學的概念，通過周密的實驗設計，高效率地達到預期的目標[4]。隨著相關技術的發(fā)展，基因工程在醫(yī)、農、林、牧、漁等行業(yè)中得到越來越廣泛的應用。本研究基于OBE 教學理念與專業(yè)特點，經過不斷摸索，從教學內容、教學設計、考核方式方面對基因工程課程教學進行改革，旨在提高學生的自主學習能力、創(chuàng)新能力、科學素質，為培養(yǎng)高水平應用型人才奠定基礎。

1 修訂教學大綱，設計教學內容

基因工程課程是一門集現(xiàn)代遺傳學、現(xiàn)代分子生物學、微生物學、生物化學和生物信息學等生命科學前沿學科于一體的理論性和實踐性很強的課程[5]?；蚬こ桃殉蔀樯镱悓I(yè)的核心專業(yè)課程。為提升生物工程專業(yè)教學質量，以成果為導向，結合專業(yè)人才培養(yǎng)方案與畢業(yè)要求指標，遵循“三位一體”的教育理念，修訂基因工程教學大綱，以培養(yǎng)學生的知識目標、能力目標和素質目標要求為依據(jù)，設置課程目標，劃分教學模塊，設計合理的教學方式和評價方法，提高教學大綱的編制質量。

基因工程教學內容繁雜、知識點多，為了能在限定課時內完成教學目標，要求對課程內容進行精簡，突出重點。經過對比多本教材，選用湖南師范大學袁婺洲編著的《基因工程》（第二版）一書作為教材，其知識點相對完整，內容分為兩大部分：一部分以基因工程基本操作為主線展開介紹，包括工具酶、工具載體、目的基因的制備、轉化、篩選鑒定等基礎知識；另一部分通過基因工程實例展開介紹，包括轉基因生物、基因治療、基因功能研究。由于熱門領域發(fā)展迅速，研究成果不斷更新，教材內容無法做到實時更新，需要將文獻資料及時加入教案，使理論與實踐結合更加緊密。每章內容需要結合基因工程發(fā)展前沿知識，在24 學時理論授課中，強調基因工程涉及的民生問題，如轉基因，基因治療等，以增強教學過程趣味，提高課程效果。在課程內容改革上，能做到從實際需要出發(fā)，推陳出新，改進內容體系，精選和豐富內容。

2 改變教學方法，凸顯以學生為中心

以OBE 為導向，將智慧課堂教學模式應用于基因工程課程中提高學生的學習效率。課堂教學采用線上線下混合式教學方式，充分調動學生的學習積極性和學習熱情，創(chuàng)造提前預習和課后自習的條件，課堂上以小組討論或提問等方式活躍課堂氛圍，從而改進傳統(tǒng)灌輸式教學中的不足，使學生從被動接受轉變?yōu)橹鲃訉W習。

根據(jù)知識點策劃、拍攝、制作相應的教學視頻，不斷提高多媒體課件的制作水平，增加多媒體課件的互動性，以利于網上教學與輔導。努力創(chuàng)造條件或爭取用多媒體講授實驗課，課件要突出生物過程的動態(tài)過程，圖文并茂，生動活潑，同時將一些相關的最新研究成果分享給學生，讓學生及時了解基因工程的發(fā)展進展。

2.1 課前準備

教師利用配套教材視頻以及學習通平臺的數(shù)據(jù)資源庫查找課程相關資料，高質量完成備課；除教師外，學生也需要利用學習通預習新內容。

2.2 課中授課

課堂教學模式是智慧課堂的關鍵所在，在實際課堂中，重點體現(xiàn)課堂的互動性，培養(yǎng)學生的學習能力，提高教學質量。課程中采用多種教學手段，通過云平臺資源豐富學習內容，通過智慧屏點名方式讓學生回答問題，提高課堂趣味性和學生參與度[6]。

2.3 課后復習

基因工程智慧課堂模式下，課后可以實現(xiàn)以下功能。

2.3.1 作業(yè)布置和作業(yè)批改的個性化和碎片化 教師利用學習通試題庫給學生發(fā)送章節(jié)作業(yè)，學生在平臺上提交作業(yè)，教師可以隨時批改，及時反饋，讓學生及時了解作業(yè)完成情況，教師也可以將零散的時間利用起來，減輕集中批改大量作業(yè)的工作負擔。

2.3.2 準確的數(shù)據(jù)分析 利用學習通等平臺對學生學習情況進行整體（點名、課堂參與度、章節(jié)學習頻率、作業(yè)完成情況）分析評價，及時將結果推送給師生，達到實時反饋的目的。

2.3.3 針對性輔導 由于學生的差異性和對知識掌握程度的不同，課后階段教師通過數(shù)據(jù)分析，通過平臺向學生推送教學資源，讓學生復習回顧課堂重難點；同時針對學生學習中存在的問題在平臺上進行解答，打破傳統(tǒng)教學模式中時間和空間的限制，提高學生課后學習效率[6]。

2.3.4 交流和共享 課后教師可以擴展教學資源，讓學生課后隨時隨地實現(xiàn)對知識的鞏固，學生可以分享學習心得，解決個人難題，提高交流能力和自主學習能力。具體智慧課堂的設計思路如圖1所示。

圖1 基因工程智慧課堂教學設計思路

3 以成果為導向合理設計實驗教學

在理論課的基礎上設置了12課時的實驗課，為突出“以學生為本”的現(xiàn)代教育教學理念，將傳統(tǒng)實驗改為設計綜合試驗訓練項目（目的基因的獲取、轉化篩選、純化蛋白等內容），不僅能夠有效檢驗學生實驗設計、技術操作和數(shù)據(jù)分析的能力，而且能夠借助科研項目制的訓練方式幫助學生養(yǎng)成良好的科研態(tài)度及科研習慣。

為有效提升學生的創(chuàng)新能力，教師可以適當?shù)貫閷W生提供參與科研實驗的機會；同時，積極指導學生申報本專業(yè)方向大學生“三創(chuàng)”項目，組建學生團隊參加“挑戰(zhàn)杯”、互聯(lián)網+、全國大學生生命科學競賽等各級各類賽事。通過系統(tǒng)科研和賽事訓練，提高學生對課程的學習興趣，提升專業(yè)能力，培養(yǎng)鉆研精神[7]。

4 融入思政元素，提高科學素養(yǎng)

基因工程課程作為一門理工類學科專業(yè)課，要培養(yǎng)學生探索未知、追求真理、勇攀科學高峰的責任感和使命感。讓學生學會用辯證唯物主義觀點和方法認識問題、分析問題和解決問題，注重學生世界觀和科學觀的塑造、科學思維方法的訓練、工匠精神的培養(yǎng)、愛國主義情懷的激發(fā)、愛國情和強國志的樹立，以自覺行動投入中華民族偉大復興的奮斗之中。對基因工程課程的思政元素進行具體設計：①緒論，以諾貝爾獎獲得者講解基因工程發(fā)展歷程，激發(fā)學生熱愛科學，樹立為祖國強盛奮斗終身的理想信念；②工具酶和載體，體現(xiàn)工匠精神；③目的基因獲取體現(xiàn)情感元素，增強學生學習的自信心；④大腸桿菌基因工程，體現(xiàn)“疫情”元素；⑤酵母基因工程體現(xiàn)新科技元素；⑥植物基因工程體現(xiàn)新農科元素；⑦基因工程安全性，樹立健康中國責任感，從而增強學生對所學專業(yè)的認同感和社會責任感，最終讓學生無論在校期間還是在工作中都能不忘初心、牢記使命。

5 重視過程性評價，優(yōu)化考核方式

課程考核采取過程性考核和終結性考核相結合的方式，注重知識的應用和分析、解決問題能力的考核。教學團隊在過程性考核上設計出勤率20%、課堂考核（回答問題加分制10%）、完成課后作業(yè)30%、課程實驗40%，以多種形式考察學生對知識的掌握程度，過程性評價總分數(shù)占到總成績30%，這種方法可以提高學生日常學習效率，而不是考前突擊。在終結性考核中，減少死記硬背題型，增加設計性、實驗性試題，以便合理評估學生對知識靈活應用的能力。通過完善課程考核評價機制，推動學生學習能力和學業(yè)成果的提升。通過對課程教學全過程監(jiān)管，科學分析學生的學習情況，為學生學習提供幫助，為后續(xù)的教學提供依據(jù)。

6 結語

以OBE 為導向的智慧課堂教學模式對教師和學生提出了更高的要求，同時以產出導向為思路提升實驗教學和工程能力的提升，課堂教學中融入思政教育，提高學生素質與能力，為學生以后從事生物工程相關行業(yè)提供知識能力儲備。