基于OBE理念的生物工程专业实践教学模式及运行机制探讨

姜爱莉，鞠 宝，于 贞，常秀莲，邢荣莲

(烟台大学 生命科学学院，山东 烟台 264005)

随着国内工程认证如火如荼的开展，OBE(outcomes-based education)理念逐渐被认知、接受，并在人才培养过程中贯彻实施。实践教学是工科专业培养目标达成的重要环节，在实践教学体系构建及运行过程中自觉践行OBE理念，具有重要意义[1]。

1 实践教学目前存在的问题

我国高校实践教学体系的设计基本遵循“课程导向”，更多关注的是知识结构的构建，较少考虑学生的学习效果及能力培养[2]。

(1)实践环节碎片化。实践教学体系一般设置课内实验、各种实习、课程设计和毕业环节等环节，另外辅助课外的开放实验、科技创新、各种竞赛、创新创业等，各环节的时间安排及内容设置相对独立，相互之间缺少有机衔接，缺少逻辑层次，学生在学习过程中难以将所学知识进行关联应用，不利于学生知识应用能力的培养，也难以养成正确的工程意识。

(2)培养模式单一，与社会需求脱节[3]。目前的课内实践环节(除毕业环节)基本是同一专业学生内容、模式均相同，常实行整班授课，大多数环节都是学生按照教师设计步骤进行，学生感觉实践内容死板，违背了以学生为中心的OBE理念；学科交叉融合较少，对学生应用学科知识解决现实工程问题的重视不足；内容更新慢，跟不上行业发展的节奏，与行业需求脱节。

(3)教学队伍非工程化。目前很多高校青年教师企业工程实践缺乏，很多知识都是从书本而来，照猫画虎传授给学生；即使按照学校要求进行六个月的企业实践，相当一部分时间也是在企业实验室，未能深入生产一线，工程知识比较缺乏，尤其是一些理科教育背景的青年教师，自身就缺乏工程化的视野。在实践教学环节，尤其是综合性、工程型实践教学环节，难以培养学生的工程化能力及思维方式。

(4)课外工程实践辐射面窄。目前大部分高校的创新创业、学科竞赛等活动，采用学生自愿的方式，涉及学生较少，大部分学生在校期间没有经过系统有效的实践训练；参加的同学多数也是以教师成果为主，实践过程中更多还是教师安排，自身获得的锻炼有限。

(5)工程实习效果较差。生物类企业的大型化、连续化、自动化，使学生的顶岗实习难以接触到生产核心，极大降低了实习效果。目前开发的很多虚拟仿真软件也是以程序式操作为主，学生为顺利通过实习考核，往往死记硬背操作程序，忽略了主线之外的知识，更谈不上对所学知识的灵活应用。以上种种，皆使工程实习流于形式。

(6)缺少有效的评价机制。现行实践教学的考核评价，较常采用的仍是实践报告结合考勤的形式，学生的实践报告流程化，致使评价结果不客观，也反映不出学生的实践情况及效果，更谈不到评价实践环节对学生能力培养的作用[4]。

2 基于OBE理念的多元化实践教学体系构建

按照工程认证需求，本专业基于OBE 理念，从以下几方面出发，构建完善了多元化的实践教学体系：

2.1 实践教学体系设计

根据生物工程专业特点和人才培养规律，以工程实践及创新能力培养为总目标，设置包括实验、实训、实习、课程设计、科研实践、创新创业训练、毕业论文/设计等环节的实践教学体系；按照“一体化、递进式”原则设计实践教学内容，一年级强调专业认知与工程意识的培养；二年级注重工程思维的培养，培养学生养成创新思维习惯；高年级突出应用知识解决实际问题的能力，强化学生工程开发设计及创新能力；毕业环节包括毕业实习和毕业论文/设计，培养学生将工程素质与创新意识相结合；“工程、创新”贯穿培养全过程，各阶段的实践项目之间相互联系、相互支撑[5]。

2.2 实践教学内容设计

改革传统的实验教学内容，注重实验教学内容与科研、工程和社会应用实践密切联系。将研究技术、科研成果转化为实验教学项目，丰富实验教学内容。为拓宽学生出口，加强学科交叉融合，以我院五个本科专业的专业实验教学为背景，按照生物生产的技术链条为依据，整合构建了生物生产的上游、中游和下游三个主要模块的实验教学体系。三个模块各自相对完整，又相互联系。学生可以在任何一个模块中完成专业实验；也可以分别在三个模块中任选一个实验项目，组成一条完成的产业链，从而有效地提高了学生综合素质，拓宽了学生契合服务区域经济和社会发展的需要口径。

2.3 实践教学方法设计

以学生为中心，改变传统灌输式、模式化教学方式，引导学生主动思考；强化个性化指导方法，采用研讨、设计、互动等方式，锻炼学生分析问题、解决问题的能力；加大实验教学中综合性、设计性学习内容，结合教师科研及产业发展及时更新实验项目，提升学生研习兴趣；将研究成果转化为设计内容，在设计过程中引导学生体会工程研发的思路及要点；校内实训与校外实践的有机结合，聘请行业专家开设专题讲座，增加学生对工程与社会的认知；通过企业参观及顶岗实习，培养学生将环境与可持续发展、经济与管理、安全与法律法规等问题纳入研发、设计范围。

2.4 教学效果评价设计

以工程认证为契机，将OBE理念引入课程评价，构建多元化评价方式，实现实践教学的持续改进。依据课程教学大纲，定性和定量结合，多角度、多层次、多目标考察学生的知识掌握、能力和素质提升效果，评价课程教学目标的达成情况。不同层次的实践教学内容，设计不同的考核重点[6]：基础性实践环节从学生过程表现、操作规范性、实践报告等方面，考察操作技能、知识认知等能力；综合实践环节重在考察学生的工程能力，从方案设计、数据采集、问题分析、团队合作、沟通交流等环节，考查学生在知识应用能力、工程素养及创新能力等方面的提升效果；企业实践主要是加深学生对行业、社会的认识，意识到工程师的责任与担当，重点通过实习表现、实习心得等进行考核。

2.5 强化双师型教师培养

实践指导教师的工程能力对于工科学生实践教学具有重要的影响，很难想象一个从未走出校门的教师会带给学生怎样的工程理念。本专业结合学校青年教师社会实践制度，帮助青年教师联系相关企业，保证每名教师至少3～6个月的有效企业实践，保证工程实践效果；另外，以老带新，带领青年教师参与校企合作，提升青年教师的工程素质和能力。聘请行业相关领域具有工程师资质的企业工程技术人员担任实践教学兼职导师，企业实习过程中积极邀请工作人员为学生现场讲授，切实提升学生企业实践效果。

2.6 科研服务于实践教学

依托本学科科研资源，将科研成果转化为实验项目，将先进的科研理念引入实验教学，激发学生实践学习的兴趣。根据科研项目产业化过程，校内建设小型化实习生产线，模拟工厂生产实际，学生可利用此生产线进行生产模拟、参数调节及工艺优化，解决了企业自动化生产中操作点固定的问题。结合企业实践教学基地顶岗实习，加深学生对生产工艺的认知掌握。

3 教学效果分析

我们将构建的多元化实践教学体系应用于2015级生物工程本科实践教学过程中，重视实验教学内容的层次性与相关性，将基本技能训练融于综合型、设计型实验，将综合能力与创新意识的培养贯穿于整个实验教学过程中，教学过程中注重引导学生进行独立思考。通过各种形式和层次的实验课教学，以及实验室开放项目的实施，极大地调动了广大学生对实验课的学习积极性，使各个层次的学生都有自由发挥的余地，避免了学生只按教材的步骤“亦步亦趋”、消极被动完成实验的状况。

将科研团队比较成熟的科研成果设计转化为专业实验教学项目，增设了基因工程菌构建、固定化酶技术、微藻生物技术、成曲制备工艺与指标检测、双水相萃取分离纯化天然色素、中压柱层析分离制备当归有效成分藁本内酯、海产品加工副产物的综合利用、天然产物的体外抗肿瘤活性检测及诱导自噬研究等八个设计性专业大实验项目，要求学生从实验设计、分组合作、数据采集、分析处理、总结改进等多方面进行，在此过程中教师更多的起到引导作用，充分发挥学生的自主性，将科研与实验充分结合，学生反映很好。在实验结束一个月后的研究生考试中，学生对相关的综合性、设计性题目的把握有了很大提升。

另外，我们自建了谷氨酸发酵、特色啤酒酿造等几条小型生产线，结合自主开发的计算机仿真软件和工厂顶岗实习，使学生充分掌握了氨基酸发酵生产及啤酒酿造的工艺、调控要点，圆满完成了生产实习任务。