生物工程專業(yè)核心課程群教學(xué)改革與創(chuàng)新
——基于工程教育專業(yè)認(rèn)證和一流課程建設(shè)

鐘俐

（新疆大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，新疆烏魯木齊 830049）

生物工程是以工科為主、工理結(jié)合的復(fù)合型專業(yè)。新疆大學(xué)生物工程專業(yè)在微生物育種、發(fā)酵產(chǎn)品的獲得與應(yīng)用等領(lǐng)域具有地方特色與優(yōu)勢，為自治區(qū)及內(nèi)地高校、企業(yè)、科研院所培養(yǎng)了大批優(yōu)秀專業(yè)人才。

工程教育專業(yè)認(rèn)證是國際通用的工程人才培養(yǎng)質(zhì)量保障制度[1]，課程體系是工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中最主要的一級指標(biāo)點(diǎn)之一，是支撐畢業(yè)要求、實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)、確保人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要保障[2]。教師可將本專業(yè)本科生的每一項畢業(yè)要求分解為幾個可評估的指標(biāo)點(diǎn)，設(shè)置3～5門課程，支撐各指標(biāo)點(diǎn)要達(dá)到的畢業(yè)要求，每門課程支撐1～3個畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)[3]，學(xué)生須修完規(guī)定學(xué)分才能達(dá)到畢業(yè)要求。

生物化學(xué)、微生物學(xué)是生物工程專業(yè)重要的學(xué)科通修課程，發(fā)酵工程、生物分離工程是重要的專業(yè)發(fā)展課程，它們共同組成專業(yè)核心課程群，在培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)基礎(chǔ)知識和生物工程分析與設(shè)計能力方面起著重要作用[4]。按照核心課程群支撐的畢業(yè)要求確定課程目標(biāo)，對課程目標(biāo)達(dá)成情況做出合理評價至關(guān)重要，是后續(xù)持續(xù)改進(jìn)教學(xué)方法及提升教學(xué)質(zhì)量的前提。

以往，這些課程以傳統(tǒng)教學(xué)模式為主，其優(yōu)點(diǎn)是能充分發(fā)揮教師的學(xué)科優(yōu)勢，知識系統(tǒng)化，教學(xué)效率高。但同時也存在一定的弊端，具體為：（1）學(xué)生學(xué)習(xí)處于相對被動狀態(tài)，無法充分調(diào)動內(nèi)動力和自覺性不足的學(xué)生的積極性與主動性；（2）強(qiáng)調(diào)學(xué)生對基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，造成學(xué)生高分低能現(xiàn)象；（3）按統(tǒng)一模式培養(yǎng)，不利于培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維和能力的復(fù)合型人才；（4）過多強(qiáng)調(diào)教師主動施教作用，忽略了作為學(xué)習(xí)主體的學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性[5]。

綜上所述，傳統(tǒng)教學(xué)方式無法適應(yīng)和滿足生物工程專業(yè)學(xué)生的能力培養(yǎng)和發(fā)展要求。因此，針對專業(yè)特色，積極變革與創(chuàng)新核心課程群中的教學(xué)模式、課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)活動，改進(jìn)教學(xué)方式、教學(xué)組織與教學(xué)評價，提高教育教學(xué)質(zhì)量，是亟待解決的重要問題。

新疆大學(xué)生物工程專業(yè)近年以工程教育專業(yè)認(rèn)證和一流課程建設(shè)為契機(jī)，在核心課程群改革與創(chuàng)新方面進(jìn)行了以下幾方面的探索與實(shí)踐。

1 教學(xué)改革與創(chuàng)新的內(nèi)容

1.1 課程體系改革與創(chuàng)新

根據(jù)應(yīng)用型生物工程專業(yè)培養(yǎng)計劃和能力特點(diǎn)，構(gòu)建以“認(rèn)知模塊+培訓(xùn)模塊+實(shí)踐模塊”為核心的創(chuàng)新、優(yōu)化的課程體系。新版培養(yǎng)方案中的課程體系側(cè)重全面訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力和社會發(fā)展能力。具體為：（1）以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為出發(fā)點(diǎn)，分模塊完善課程體系。理論與實(shí)驗有機(jī)融合，互相銜接，成為一個整體。不同課程的相關(guān)理論運(yùn)用到生物制造與工藝設(shè)計過程，為“以就業(yè)為導(dǎo)向，以技能為基礎(chǔ)，培育應(yīng)用型創(chuàng)新型高技能人才”[6]的目標(biāo)奠定良好的基礎(chǔ)。（2）重構(gòu)知識框架。力求在基本知識掌握、學(xué)科交叉與實(shí)踐技能拓展的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題和實(shí)際動手與創(chuàng)新能力[7]；通過重構(gòu)人才培養(yǎng)體系與框架，解決基本技能培養(yǎng)和創(chuàng)新發(fā)展能力的問題，有力提升了人才培養(yǎng)質(zhì)量。

1.2 教學(xué)模式改革與創(chuàng)新

改變單純以教師課堂PPT講授為主的教學(xué)方式，根據(jù)不同課程的培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)特點(diǎn)，打造課程教學(xué)新模式。把講授型教學(xué)、討論型教學(xué)與自主式教學(xué)方式有機(jī)融合，有效調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性[8]。采取“以問題為導(dǎo)向”的教學(xué)方法，引入討論式學(xué)習(xí)，通過探討理論和實(shí)踐中的具體問題，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)造性思維。比如生物化學(xué)教學(xué)，采用BOPPPS教學(xué)模式[9]，以教學(xué)目標(biāo)為靶向，以案例為切入點(diǎn)，以學(xué)生為核心，教學(xué)全程包括“導(dǎo)入、目標(biāo)任務(wù)、前測、互動、后測、小結(jié)”6個環(huán)節(jié)，從引發(fā)學(xué)生的好奇心開始，教師課前以目標(biāo)引導(dǎo)和小測試了解學(xué)生的知識儲備狀況；教學(xué)過程中與學(xué)生互動；課后通過測試了解學(xué)生對課堂知識的掌握情況，引導(dǎo)并要求學(xué)生完成課程小結(jié)。教學(xué)全過程簡潔清晰，由淺入深，以內(nèi)容開始，以小結(jié)收尾，教學(xué)環(huán)節(jié)連貫緊湊，通過組合手段循序漸進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)及綜合運(yùn)用專業(yè)知識的能力。發(fā)酵過程、生物分離工程等課程采取與企業(yè)合作的方式，通過“云教學(xué)”方法采集和實(shí)時傳輸企業(yè)和車間的生產(chǎn)情況，真實(shí)、直觀、有效。

1.3 教學(xué)內(nèi)容改革與創(chuàng)新

（1）精密安排課程內(nèi)容。結(jié)合不同課程的特點(diǎn)，進(jìn)行學(xué)科的融合和拓展，使課程群內(nèi)不同課程內(nèi)容更加系統(tǒng)化；（2）密切貼近生活,緊扣前沿研究進(jìn)展。在課程中引入與實(shí)際生產(chǎn)生活有關(guān)的知識，例如，針對飲料“六個核桃”，引導(dǎo)學(xué)生利用蛋白質(zhì)定量和定性分析方法，設(shè)計實(shí)驗，確認(rèn)飲料中蛋白質(zhì)總量。

1.4 課程組織改革與創(chuàng)新

根據(jù)學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握程度及學(xué)生成績，分階段滾動式實(shí)施分層教育，設(shè)置實(shí)驗班（學(xué)生基礎(chǔ)知識扎實(shí)，接受能力強(qiáng)，學(xué)習(xí)效率高，成績優(yōu)秀）和平行班（學(xué)生基礎(chǔ)知識掌握水平一般，成績中等），教師在了解學(xué)情的基礎(chǔ)上，突出備課的層次性，因材施教，教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上根據(jù)不同學(xué)生的知識水平和學(xué)習(xí)特征，采用任務(wù)分層、指導(dǎo)分層、考核分級等方式組織教學(xué)活動，有助于實(shí)驗班學(xué)生超能力、超水平發(fā)揮，也有利于充分挖掘平行班學(xué)生的潛力，提高平行班學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

1.5 課堂教學(xué)變革和創(chuàng)新

（1）充分利用雨課堂智慧教學(xué)工具[10]及其他線上教學(xué)資源[11]。對教學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，幫助任課教師開展精準(zhǔn)教學(xué)。（2）思政入課程、進(jìn)課堂。為貫徹執(zhí)行“思政教育元素要有機(jī)融合進(jìn)專業(yè)課教學(xué)體系中”的育人要求[12]，專業(yè)課程在教學(xué)大綱中加入了思政教育的要求，將思政內(nèi)容以潤物細(xì)無聲的形式融入教學(xué)，激勵學(xué)生為祖國強(qiáng)盛而努力學(xué)習(xí)的堅定信念。（3）教師科研成果進(jìn)課堂。利用科研成果激發(fā)學(xué)生學(xué)有所用、學(xué)以致用的成就感及繼續(xù)深造的信心。（4）自制微視頻+慕課資源，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。制作生物化學(xué)綜合設(shè)計性實(shí)驗?zāi)秸n視頻，新入職教師在實(shí)踐教學(xué)中發(fā)揮了重要作用。

1.6 教學(xué)評價方式改革與創(chuàng)新

（1）以學(xué)情分析貫徹和體現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)理念。將學(xué)情分析貫穿核心課程群課程教學(xué)過程與結(jié)果評價，學(xué)情分析包括學(xué)生性格特點(diǎn)、需求及興趣、學(xué)習(xí)效果與結(jié)果分析等。學(xué)情分析是教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”教學(xué)活動的立足點(diǎn)，是體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”教育理念的核心環(huán)節(jié)[13]。（2）結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證對生物工程專業(yè)核心課程群中的專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)核心課程進(jìn)行課程目標(biāo)和畢業(yè)要求達(dá)成度分析，為持續(xù)改進(jìn)教學(xué)方法提供數(shù)據(jù)支撐。

1.7 教師隊伍改革與創(chuàng)新

根據(jù)課程教學(xué)對師資的需求，本專業(yè)每年引進(jìn)一定數(shù)量具有博士學(xué)位和科研素養(yǎng)良好的青年教師。近幾年，學(xué)院陸續(xù)聘請了一批生物工程相關(guān)的企事業(yè)單位管理和技術(shù)研發(fā)人員作為校外兼職導(dǎo)師，這些兼職導(dǎo)師具有較高的學(xué)術(shù)造詣和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗，能為學(xué)生實(shí)操訓(xùn)練提供專業(yè)的指導(dǎo)。兼職導(dǎo)師還參與學(xué)生培養(yǎng)方案的制定與修訂，對學(xué)科建設(shè)、專業(yè)發(fā)展等有很好的促進(jìn)作用。

2 具體實(shí)施過程

（1）研討并制定課程的教學(xué)改革方案，明確課程的改革重點(diǎn)和難點(diǎn)；（2）2021年生物化學(xué)課程獲批自治區(qū)一流本科課程，2022年微生物學(xué)和發(fā)酵工程兩門課程獲批校級“金課”；（3）推進(jìn)生物工程專業(yè)工程教育專業(yè)認(rèn)證；（4）對授課班級開展問卷調(diào)查，及時反饋意見，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行優(yōu)化，對課程方案進(jìn)行調(diào)整，對教學(xué)過程的教和學(xué)進(jìn)行分析、總結(jié)和交流。

3 成果及實(shí)踐運(yùn)用情況

（1）提高了教師的教學(xué)水平，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與主觀能動性；（2）已建設(shè)2門校級“金課”，在建1門校級“金課”，在建1門自治區(qū)一流本科課程；（3）制作完成2門專業(yè)課慕課，并應(yīng)用到教學(xué)中；（4）教師鐘俐2021獲得首屆全國高校教師教學(xué)創(chuàng)新大賽校級一等獎。

4 特色與創(chuàng)新點(diǎn)

（1）人才培養(yǎng)模式：生物工程專業(yè)既注重學(xué)生對生物學(xué)基礎(chǔ)知識的掌握，也強(qiáng)調(diào)以設(shè)備和工藝為核心的工科特征；（2）教學(xué)活動：通過運(yùn)用數(shù)字化背景下的網(wǎng)絡(luò)資源與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)新模式，增強(qiáng)了學(xué)生在資源獲取、課前準(zhǔn)備、課后拓展、信息化技術(shù)運(yùn)用等方面的能力，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣[14]；（3）教學(xué)評價：通過全新的“教、學(xué)、做、評”一體化教學(xué)評價方式，對核心課程培養(yǎng)目標(biāo)、課程內(nèi)容、課程評估以及實(shí)施進(jìn)行綜合評價。這些評價方法及經(jīng)驗和成效，為生物工程專業(yè)的教學(xué)改革研究、探索、發(fā)展和持續(xù)改進(jìn)積累了經(jīng)驗。

通過上述生物工程專業(yè)核心課程群的教學(xué)改革和創(chuàng)新，提高了學(xué)生對理論知識的實(shí)踐運(yùn)用能力，為同類高校生物工程專業(yè)教學(xué)和發(fā)展提供了可借鑒的經(jīng)驗。