基于工程教育专业认证的“生物化学”课程改革

李 亮 李 斯 殷 昊 周丽亚

（河北工业大学化工学院 天津 300130）

自从2013年6月我国加入教育互认协议——《华盛顿协议》之后，工程教育专业认证制度在我国快速发展。工程教育专业认证制度可大力推进我国工业化进程，为我国建设创新型国家，培养大量复合型、高素质科技人才提供制度保障。在当今全球化浪潮和经济一体化的发展趋势下，构建国际认可、实质等效的高等工程教育模式是我国高等工程教育改革的必然选择。

工程教育专业认证强调以学生为中心，其核心理念是要培养具备创新能力、发展潜力和国际竞争力的高校毕业生，保证学生培养质量满足从事相应职业的要求。河北工业大学于2019年12月顺利通过了生物工程专业的工程教育专业认证申请，以此为契机，着力推进工程教育改革，积极建设和发展该专业。同时，学生培养方案中无论是基础课还是专业课的设置都围绕着能否达成学生的最终培养目标而进行。

“生物化学”课程是生物工程专业一门重要的专业基础课。通过对该课程的学习，可以使学生系统掌握现代生物化学的基本理论、基本知识、基本实验技术，培养学生从分子水平认识生命现象的能力与技术。因此，该课程是一门集教学与实践相结合的综合性课程。“生物化学”课程既是生物工程专业的专业基础课，也是工程教育专业认证体系的核心课程。

1 “生物化学”课程教学的现状

“生物化学”课程作为理论先导课，为生物工程专业后续的专业课程，如“细胞生物学”“微生物学”“分子生物学”“发酵工程”“基因工程”等奠定了重要的理论基础。该课程无论是在创新思维培养还是在工程实践能力锻炼的过程中都发挥重要作用。在理论课的教学过程中，主要是利用现代化教育手段（多媒体）进行基础知识的传授，而生物化学实验是通过实验，使学生训练并掌握生物化学实验的基本技能，培养学生观察实验现象的能力，掌握基础的实验操作技巧和分析解决实验中所遇到问题的能力。同时加深对生物化学理论知识的认识，有助于对“生物化学I”课程的学习。

1.1 教师教学方法单一，过于传统

“生物化学”课程难度较大，涉及的知识面广泛，在生物大分子物质的结构与功能知识模块中阐述了核酸、蛋白质、糖类、脂类等大分子以及此类大分子的代谢活动过程，还包括分子生物学部分的基础知识等。学生对微观世界中生物大分子复杂的空间结构及组成的理解难度大，即使通过实验也很难用肉眼观察到，学习难度增加。通过调查，学生普遍认为该课程知识点抽象，知识面宽泛，透彻理解难度大，学生面对该课程容易产生畏难情绪，而教师授课也受到学时的限制以及传统教学模式的影响，少量的课时要完成大量的知识点，教师学生都会浮躁，另外，传统教学模式提不起学生的学习兴趣。结果就是作为工程教育专业认证核心课程之一，“生物化学”课程无法有效支撑毕业生知识和能力的培养。

1.2 学生缺乏先修课程理论知识

学好生物化学需要具备一定的生物、化学基础知识，如普通生物学和有机化学等。由于我国不同省区的高考规则不同，部分考生在高中时未选修生物或化学，相关方面的基础知识比较薄弱，从没有基础的状态面对生物化学这门课程就会显得吃力和产生畏惧心理，如果一段时间不能调整过来，就会对该课程失去信心和兴趣。因此，学生基础薄弱是一个影响根本的问题，亟待解决。工程教育专业认证强调以本为本，学生的能力达成是关键环节，在“生物化学”教学过程中，教师要充分考虑每一个学生的个体差异，创造条件使得每个学生都享有平等的机会来完成学习任务，从而达成该门课程的学习效果。工程教育专业认证关注的是所有学生的学习成果的达成，而不是突出某些优秀学生的品质，因此，基于这样的工程教育理念，教师在讲授该课程时，要充分考虑到个别学生背景的差异，只有让每个学生都达成了“生物化学”课程设置所要实现的目标才能反映专业建设的成就和专业人才培养的成绩。

工程教育专业认证旨在实现我国的工程学位（学历）和工程师资格得到国际认可，我国工程师可以越来越多地参与国际项目，具有国际竞争力。但就目前“生物化学”课程教学现状而言，为了把知识点讲授清楚，课程安排上还是理论课时较多，诚然，随着生物工程专业培养方案的不断持续改进，目前“生物化学”实验教学的课时数也逐渐增加，但是总体上看，学生主要通过死记硬背掌握概念、原理等，“生物化学”实验课程相对简单，验证性多于研究性，教学反馈就是学生们对知识掌握的比较死板，对于解决生物工程相关实际问题缺乏灵活运用，不能将所学知识融会贯通地用到实际工程中，这样的结果显然不能实现专业认证对毕业生生物工程能力培养的目标要求。

2 基于工程教育专业认证的“生物化学”课程改革

2.1 改变教学模式

在进行工程教育专业认证的新形势下，“生物化学”教学模式改革是大势所趋。“生物化学”传统教学填鸭式教育，对学生采取直接的知识灌输是不可取的方式。教师应该转变教学观念，强调以学生为主体，通过设置问题，引导学生主动思考，解决问题，教师可以采取灵活多样的教学方式如智慧课堂，翻转课堂等形式，对学生的学习起到辅助和引领的作用，引导学生自主学习。另外，“生物化学”实验课方面要增加有难度的实验项目，可利用虚拟仿真项目提高学生对生物工程领域最新技术的学习和掌握，尤其是微观领域的实验如“外源基因的原核表达”。充分利用大数据，通过线上线下混合教育方式，加深对生物工程领域关键问题的理解和掌握。

2.2 针对学生主体的不同采取措施

以学生为本作为工程教育的主旨思想要体现到各门课程的培养目标中。教的最终目的是为了学，在“生物化学”的教学过程中，要结合课程本身的难度以及学生不同教育背景的差异，因材施教。河北工业大学生物工程专业部分学生在高中时未选修化学，基础薄弱，进入大学后，面对强度和难度都比较大的生物化学学习时，会比较困难。教师在教学时要充分考虑到这一特点，在学生进入大学阶段后，对于化学基础薄弱的学生，要有针对性地强化他们化学课程的学习。可以组成互帮互助学习小组，通过“传帮带”的方式帮助基础薄弱的学生赶上来；老师可以通过增设“补修班”的方式有针对性的提高部分学生的学习进度。

2.3 激发学生学习兴趣

“生物化学”课程知识点冗而繁：对于生物大分子的学习比较抽象，偏理论而少应用。如果授课不与生物工程实践相结合，就会让学生越发感到晦涩难懂，难以学以致用，进一步的，容易使学生失去学习兴趣，会将该课程的学习变成负担。兴趣是最好的老师。激发学生的学习兴趣和求知欲是老师们工作的关键点。首先，教师在引入新课的时候，要有方法，要和生活相结合。其次，对于理解困难的生物大分子的空间结构和代谢过程，可结合图片、动画或视频等教学手段，充分利用大数据及多媒体课件，多角度地帮助学生理解生物大分子的空间构想及动态的代谢过程等，甚至可利用各种机会介绍生物工程领域的发展及前沿以激发学习的兴趣和动力。

2.4 注重学生工程实践能力的培养

首先，“生物化学”理论学习结束后，可以引入生物制品生产中的实际问题，比如可引入和生活息息相关的味精的发酵生产，通过微生物的转化反应以及产物的提取纯化等引导学生利用所学知识来解决时实际问题，让学生体会到理论和实践相结合的重要作用。从而增强了学生分析、归纳问题的能力，学会思考并与实践相联系。其次，“生物化学”实验教学是验证理论知识并培养学生创新能力的关键环节，实验教学更能贴合工程认证的核心理念。在传统的“生物化学”实验教学，主要是让学生机械地验证一些实验原理，这种方式不利于培养学生的综合能力。以工程认证背景下的“生物化学”实验教学改革也是课程改革的必经之路。教师可以提出总的实验目标，学生根据掌握的知识点，研究设计实验思路并制定实验流程，通过实施实验以及评价实验效果来评估实验目标的实现。这种实验教学方式能极大地鼓舞学生的主动思考，解决问题的综合能力，为培养将来能在生物工程领域解决相关问题的毕业生奠定基础。再次，好的“生物化学”实验教学效果能培养学生热爱科研的情操，生物化学实验结束后，可以趁热打铁，老师们积极地为学生进实验室参与科研课题提供机会。生物工程的科研项目多数以生物化学教学为基础，在教学的基础上进一步提升和凝练，很好地支撑本科教育，学生们在参与科研活动的过程中，既能加强理论基础知识，又能利用理论解决实际问题。这对于提高学工程实践能力具有重要意义。

3 结语

基于工程教育专业认证的“生物化学”课程改革对于培养高水平的有国际竞争力的应用型人才具有重要意义。生物工程专业要以工程教育专业认证的框架体系和核心理念为指导和工作目标：切实关心每个学生，针对每个学生的学习问题，因材施教，促进每个学生积极主动地、生机勃勃地发展，为学生提供最适合的教育。在教学过程中，尊重教育规律和学生身心发展规律，结合专业认证对学生的毕业要求，逐条对标，以学生为中心，持续教学改革，优化教学模式，切实培养学生工程能力，真正做到提升生物工程专业毕业生的质量，为培养出能和国际接轨，国际认可和具有国际竞争力的新型高素质生物工程人才做出应尽的贡献。