基于工程認(rèn)證達(dá)成度評價的微生物學(xué)實驗課程的教學(xué)及考核模式改革

陸海霞 張蕾 朱軍莉 梁新樂

2016年，我國成為華盛頓協(xié)議正式成員。2018年，浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院開展專業(yè)認(rèn)證，將工程認(rèn)證所倡導(dǎo)的三大理念落實到人才培養(yǎng)體系中，推進(jìn)工程教育質(zhì)量持續(xù)提升。2020年，經(jīng)學(xué)校申請、自評、專業(yè)類認(rèn)證委員會審核、專家組現(xiàn)場考查、結(jié)論審議等程序，食品與生物工程學(xué)院食品科學(xué)與工程專業(yè)（以下簡稱“食工專業(yè)”）首次認(rèn)證并一舉通過。

專業(yè)工程認(rèn)證注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，實驗教學(xué)是主要方式之一。微生物學(xué)實驗作為微生物課程體系中必不可少的一部分，是微生物學(xué)、分子生物學(xué)等生命學(xué)科研究的基礎(chǔ)，是學(xué)生對理論知識的理解和延伸，是理論與實踐結(jié)合的紐帶，是培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題能力的載體，有助于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，對培養(yǎng)具備工程思維和能力的人才具有重要作用。本文對食工專業(yè)基于工程認(rèn)證達(dá)成度評價的微生物學(xué)實驗課程的教學(xué)及考核模式改革進(jìn)行了綜述。

一、專業(yè)工程認(rèn)證角度

的微生物學(xué)實驗課程認(rèn)知

專業(yè)認(rèn)證的重要作用體現(xiàn)在強(qiáng)化培養(yǎng)過程，通過規(guī)范培養(yǎng)過程來得到良好的培養(yǎng)結(jié)果，從而使畢業(yè)生具備12項核心能力，便于其畢業(yè)后從事專業(yè)工作。

1.專業(yè)工程認(rèn)證對課程的要求。根據(jù)中國工程教育專業(yè)認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)的要求，工程認(rèn)證專業(yè)應(yīng)建立面向產(chǎn)出（OBE理念）的課程體系合理性評價和課程質(zhì)量評價的機(jī)制，對課程目標(biāo)達(dá)成度做出評價，并能根據(jù)結(jié)果改進(jìn)教學(xué)過程。簡言之，專業(yè)工程認(rèn)證機(jī)制是通過“評估”“反饋”“持續(xù)改進(jìn)”這三個關(guān)鍵步驟來實現(xiàn)的，其核心在于培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，要求學(xué)生能基于科學(xué)原理思考問題、分析問題、解決問題。

專業(yè)工程認(rèn)證機(jī)制中的“評估”主要包括對課程設(shè)置和學(xué)生能力的評估。前者主要針對培養(yǎng)目標(biāo)的合理性、課程體系及質(zhì)量、考核的合理性等進(jìn)行評價；后者主要是通過過程評價保證學(xué)生畢業(yè)時達(dá)到畢業(yè)要求。

“評估”是為了“持續(xù)改進(jìn)”，在建立完善的評價體系基礎(chǔ)上，將評估結(jié)果反饋給課程組教師，用以評判課程設(shè)置是否符合本專業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的現(xiàn)狀，學(xué)生學(xué)習(xí)本課程后是否能提高工程實踐能力，達(dá)到畢業(yè)要求，這些都是后續(xù)課程調(diào)整和改進(jìn)的指導(dǎo)方向。

2.專業(yè)工程認(rèn)證中微生物學(xué)實驗課程的教學(xué)目標(biāo)和指標(biāo)點。食工專業(yè)微生物學(xué)實驗課程的教學(xué)目標(biāo)是通過理論教學(xué)和實驗訓(xùn)練，使學(xué)生具備如下能力：能夠掌握研究和應(yīng)用微生物的主要方法與技術(shù)，包括經(jīng)典的、常規(guī)的以及現(xiàn)代的方法與技術(shù)，具有從事相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)理論研究與實際生產(chǎn)應(yīng)用的微生物學(xué)實驗技能；能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對復(fù)雜的食品工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計與開展實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)，并通過信息綜合得到合理、有效的結(jié)論。課程指標(biāo)點為：學(xué)生依據(jù)實驗方案，能夠正確選用先進(jìn)的技術(shù)手段或試驗儀器設(shè)備，安全地開展實驗研究，獲取有效的實驗數(shù)據(jù)。

3.課程現(xiàn)狀與專業(yè)工程認(rèn)證的偏離。結(jié)合工程認(rèn)證的基本要求，微生物學(xué)實驗課程在教學(xué)方面尚有不足以支撐課程指標(biāo)點的欠缺之處。一是教學(xué)模式落后。之前，該課程的教學(xué)模式是教師講解、演示，學(xué)生機(jī)械模仿，這種灌輸式培養(yǎng)導(dǎo)致師生互動不足，無法引導(dǎo)學(xué)生建立科學(xué)的思維方式、提高主觀能動性。此外，學(xué)生每周僅完成單個實驗內(nèi)容且次序隨校歷時間調(diào)整，導(dǎo)致課程內(nèi)容關(guān)聯(lián)度低，不利于培養(yǎng)學(xué)生使用工程知識有體系地研究、分析、解決問題的能力。二是考核方式不科學(xué)。成績考核是檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)成果與能力的方式和體現(xiàn)，是督促學(xué)生自覺學(xué)習(xí)的必要手段。2018年之前，食工專業(yè)微生物學(xué)實驗課程的成績評定主要由以下兩部分組成：實驗報告，占總成績40%；期末理論考試，占總成績60%。這種評價體系存在很大的問題，比如，部分學(xué)生會抄襲實驗報告，成績不能準(zhǔn)確反映學(xué)生的實際水平，平時成績區(qū)分度低；期末重點考察學(xué)生的實驗理論，有的學(xué)生雖然總評成績合格，但操作技能不過關(guān)。

二、基于工程認(rèn)證要求的課程反向設(shè)計

為了培養(yǎng)學(xué)生基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法研究、解決復(fù)雜工程問題的能力，微生物學(xué)實驗課程組教師通力協(xié)作，持續(xù)開展課程改革，最終提升了教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力、自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和解決復(fù)雜工程問題的能力打下了扎實基礎(chǔ)。

1.做好課程設(shè)計，改革授課模式。課程設(shè)計是提升教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵，包括教學(xué)理念、教學(xué)目標(biāo)、授課內(nèi)容、教學(xué)計劃、考核方式等內(nèi)容。在“以學(xué)生為中心”理念的指導(dǎo)下，課程組教師將微生物學(xué)實驗課程的教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化組合為五大模塊：（1）基本操作訓(xùn)練，包括玻璃器皿的清洗、包扎和干熱滅菌、顯微鏡的使用、培養(yǎng)基的配制和濕熱滅菌、細(xì)菌的分離、接種和培養(yǎng)等。（2）形態(tài)觀察，包括細(xì)菌染色鑒定及形態(tài)觀察、放線菌培養(yǎng)及形態(tài)觀察、酵母菌形態(tài)觀察和計數(shù)、霉菌培養(yǎng)和形態(tài)觀察等。（3）微生物生理生化實驗，包括糖發(fā)酵實驗、大分子物質(zhì)水解實驗。（4）衛(wèi)生學(xué)檢驗實驗，包括食品中大腸菌群和菌落總數(shù)的測定。（5）微生物的應(yīng)用，包括酸奶的發(fā)酵和甜酒釀的制作等。

同時，課程組利用線上資源制作了實驗操作教學(xué)視頻、理論知識點小視頻、教學(xué)課件等，并上傳至課程平臺，要求學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)，節(jié)省下來的時間在課上用來完成一個模塊中的2-3個實驗操作練習(xí)，以增強(qiáng)學(xué)生的動手能力。

教師還會把學(xué)生分成10-12個小組，讓各組之間進(jìn)行實驗理論知識競答，小組各自準(zhǔn)備題目，每次課上兩組互相提問，問題不得重復(fù)，答對加分，答錯扣分；如有爭議，則雙方辯論，四位無關(guān)同學(xué)和教師做裁判，贏方獲得積分，輸方不扣分。這種方式能讓學(xué)生主動參與到教學(xué)中來，不僅能開闊學(xué)生的視野和思維、加強(qiáng)學(xué)生之間的協(xié)作和團(tuán)隊精神，還能增加理論知識學(xué)習(xí)的趣味性。最重要的是，教師可以根據(jù)問答情況及時了解學(xué)生對實驗理論的掌握程度，重點講授學(xué)生覺得困難的知識點，做到針對性教學(xué)。

實踐發(fā)現(xiàn)，通過這些調(diào)整可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，更符合食工專業(yè)工程認(rèn)證中的課程指標(biāo)點要求。

2.改革考核方式，科學(xué)、合理地評價教學(xué)指標(biāo)點達(dá)成度。合理的成績評定標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)容更能激發(fā)學(xué)生的積極性，微生物學(xué)實驗課程的考核應(yīng)更注重考察學(xué)生的實踐能力和實驗綜合素養(yǎng)。因此，教學(xué)組對考核方式進(jìn)行了如下改革：（1）實驗報告由總成績的40%減少至10%。（2）增加平時實驗中的操作技能考核，對模塊一、二的實驗內(nèi)容進(jìn)行個人單獨考察，對其他實驗?zāi)K進(jìn)行2人小組考察，二者綜合作為平時操作成績，占總成績的30%。（3）實驗操作能力是實驗課的考察重點，期末考試改為單人操作技能測試，占總成績的50%。（4）增加小組理論知識競賽積分，占總成績的10%。

通過改變考核方式和內(nèi)容，進(jìn)行實時、有效的差別化評價，可以提高平時成績區(qū)分度，對學(xué)生能力發(fā)展做出正確、合理評估，并引導(dǎo)學(xué)生參與教學(xué)過程、開辟參與途徑、強(qiáng)化師生互動，激勵學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

實施教改后，食工專業(yè)近3年共170人的微生物學(xué)實驗課程畢業(yè)要求指標(biāo)點達(dá)成度均在0.65以上，考試成績分布如圖1所示。從圖1可以看出，學(xué)生期末操作考成績逐年提高，高分考生占比越來越高，21級操作考分?jǐn)?shù)達(dá)80分以上的考生超過年級專業(yè)總?cè)藬?shù)的65%。越來越多的學(xué)生平時上課積極參與課堂交流，實驗安全和衛(wèi)生意識良好、操作標(biāo)準(zhǔn)，實驗報告書寫規(guī)范，對實驗結(jié)果分析正確、問題闡述準(zhǔn)確；操作考時無菌操作標(biāo)準(zhǔn)，樣品制備或菌種選擇正確，制片、染色操作和顯微鏡使用規(guī)范，結(jié)果清晰、計算準(zhǔn)確，操作成績達(dá)到了良好或優(yōu)秀。

三、基于工程認(rèn)證達(dá)成度

評價反饋的持續(xù)改進(jìn)

1.教學(xué)內(nèi)容及考核模式與工程認(rèn)證達(dá)成度評價的關(guān)系。微生物學(xué)實驗課程要求學(xué)生熟練掌握研究微生物的方法和技術(shù)，具備實驗的獨立操作能力和綜合分析能力。其中，實驗獨立操作能力培養(yǎng)是重要的教學(xué)目標(biāo)之一，之前忽視了對學(xué)生實驗技能的考察，也缺少對學(xué)生的過程評價。據(jù)此，教學(xué)組應(yīng)用多元多次考核體系，將過程與結(jié)果評價相結(jié)合來反饋學(xué)生課程達(dá)成度，再由達(dá)成度評價反饋進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和考核方式的持續(xù)改進(jìn)，為提高課程教學(xué)質(zhì)量、提升學(xué)生的實驗操作能力和理論水平提供參考。教學(xué)內(nèi)容及考核模式與工程認(rèn)證達(dá)成度評價之間的關(guān)系如圖2所示。

2.持續(xù)培養(yǎng)學(xué)生的終生學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新能力。工程認(rèn)證還需培養(yǎng)學(xué)生終生學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的能力，倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)、不斷創(chuàng)新，提升學(xué)生的理論知識、實踐能力、解決復(fù)雜工程問題的能力和創(chuàng)新意識等，增強(qiáng)畢業(yè)生的就業(yè)核心競爭力，使其成為高層次創(chuàng)新工程技術(shù)人才。這就需要教師在平時要求學(xué)生拓展理論知識、認(rèn)真操作實驗，激勵他們發(fā)掘問題、分析問題、解決問題，提升課程參與度、分析表達(dá)的邏輯性、對理論的理解和應(yīng)用能力、分析思考及動手能力。

3.合理設(shè)置考核方式，強(qiáng)化操作考核?？己说哪康氖窃u價學(xué)生課程指標(biāo)點的達(dá)成度，因此教師要設(shè)置合理的考核方式。比如，可以通過小組競答和報告書寫，考核學(xué)生的理論知識掌握情況；通過模塊一、二的單人過關(guān)測試，考核學(xué)生的基礎(chǔ)實驗操作技能；通過期末操作考試，考核學(xué)生是否具有良好的無菌操作意識和正確的操作習(xí)慣。此外，整個考核要將過程與結(jié)果相結(jié)合，以考促學(xué)，全面提高學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量，從而實現(xiàn)應(yīng)用型、能解決復(fù)雜工程問題的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

綜上，高等教育的核心是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，在工程認(rèn)證背景下，基于工程認(rèn)證的達(dá)成度評價對微生物學(xué)實驗課程的教學(xué)及考核模式進(jìn)行改革，通過采用線上、線下結(jié)合的模塊化教學(xué)模式及多元、多次過程性考核，能夠調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識，給學(xué)生留下思考、拓展的空間，從而達(dá)到培養(yǎng)具有“扎實的實踐操作能力、卓越的綜合創(chuàng)新能力和開闊的知識視野”的高素質(zhì)技術(shù)人才的目標(biāo)。

新工科建設(shè)是一個長期而艱巨的任務(wù)，需要摒棄浮躁、砥礪創(chuàng)新、不斷超越，從工程教育大國走向工程教育強(qiáng)國，從工程建設(shè)強(qiáng)國走向工程創(chuàng)新強(qiáng)國，培養(yǎng)更多高素質(zhì)創(chuàng)新人才，為社會發(fā)展提供有力的創(chuàng)新支撐和文化引領(lǐng)。