工程教育专业认证背景下生物化学混合式教学改革与实践

李培骏 刘红艳 李 霞 聂瑾芳 海 洪

（桂林理工大学<化学与生物工程学院>，广西 桂林 541004）

0 引言

2016年6月，我国正式加入工程教育学位互认协议的《华盛顿协议》，标志着我国高等教育对外开放向前迈出了一大步。“以学生为中心，以产出为导向，以持续改进为驱动力”的国际先进教育理念已经逐渐为教育工作者所接受，由此带动了我国高校教学改革的深入[1]。在此背景下，深入推进本科课堂教学改革，着力提升课程内涵和质量，以适应时代对工程人才培养的需求，意义非常明显[2]。

随着信息技术和产业的发展，国内外线上教育资源不断推新，学堂在线、雨课堂、中国大学MOOC、中国好大学在线、智慧树以及Coursera等在线学习平台，提供了绝大多数的本科课程在线学习途径[3]。此外，SPOC（Small Private Online Course，小规模限制性在线课程）是一种将课堂教学与网络教学结合起来混合式教学模式，同时具有上述两种教学形式的优点[4]。近年来，桂林理工大学生物工程专业正积极的准备专业认证工作，相关的专业核心课（如生物化学、微生物）也在积极地开展混合式教学改革。因此，在工程教育专业认证背景下，开展生物工程专业课的混合式教学改革和实践，对于提升学生学习的积极性，提升其专业素养和能力，培养具有敬业、诚信等社会主义核心价值观的合格毕业生，具有十分重要的意义。

1 生物化学传统教学面临的问题

生物化学是生物工程专业的专业核心课，其特点是：内容多且复杂抽象，知识的系统性和逻辑性强，学科发展迅速，研究的新方法不断出现。而传统的教学方式依赖于课堂讲授，学生难以在短暂的课堂时间内完成对知识的理解、吸收和应用，导致部分学生课堂跟不上教师的节奏，而课后又缺乏指导，从而产生畏难情绪，逐渐失去了学习的兴趣，影响了教学质量。

造成上述现象的主要原因是：（1）课程的教学大纲与培养方案脱节。培养方案虽然对学生的知识、能力和素质做了要求，但是传统的课程大纲制定以知识点为基础，忽略了对学生能力和素质的培养，导致学生的学习停留在书本上，缺乏举一反三和自主学习的能力。（2）传统教学方式是“以教师为主”。主要体现在教学活动依赖于课堂讲授，忽略了课前预习和课后复习的环节，学生被动地接受知识，因此，导致学生学习的主动性不够。（3）缺乏信息化工具的使用。传统的教学课堂讲授以PPT为主，学生的预习和复习以书本为主要途径。而处在信息化时代的年轻人，网络教学和视频资源成为学习的必要补充，缺乏这些教学的手段，往往难以吸引学生，激发他们的学习兴趣。

2 混合式教学改革的实施

鉴于上述传统课程教学的短板，桂林理工大学生物化学课程团队根据培养方案重新修订教学大纲，采用SPOC混合式教学的方式，以工程教育专业认证基本理念为指导，对现有课程教学模式进行改革和创新。

2.1 教学大纲的修订

2019年，生物工程专业按照《工程教育认证通用标准》（2017版）对毕业要求进行修订，从工程知识、问题分析、设计/开发解决方案等12条进行修改，每个毕业要求细分成1～4个指标点。根据修订版本，生物化学对应的毕业要求指标点有2个：（1）能够应用生物工程专业基础知识与专业知识，建立解决复杂生物工程问题的数学模型并求解；（2）能够运用数学、自然科学与生物工程专业知识与原理，识别和判断复杂生物工程问题的关键环节和影响因素。按照上述指标点要求，制定了本课程考核方式和占比、考核内容、成绩评定依据等（见表1）。

表1 生物化学成绩评定方法和依据

2.2 基于SPOC的混合式教学改革

为了解决传统教学的问题，课程组对本课程进行了SPOC混合式教学改革，主要内容有：（1）树立“以学生为中心”的教学理念。课程团队充分利用信息化技术和手段，加强学生课前、课中和课后的学习，取得了一定的教学成效。团队将关键知识点制作成视频（共50个视频，约400 min），上线“桂工雨课堂”SPOC，通过课前发布预习视频、课前雨课堂习题、课后线上作业+线上讨论等，学生们深刻感受到信息化的便利，并且激发了学习的兴趣，而且教师根据学习反馈情况调整教学的进度。（2）解决课程理论知识抽象复杂的问题。针对这个问题，教学中把握好课程内容设计的深度与广度，在线上和课堂讲述中注重引入生物化学领域科研成果，通过贴近生活的实例激发学生的求知欲和学习兴趣，化难为易，加深学生对所学知识的记忆和理解。（3）解决教学形式单一的问题。以往的教学以教师讲述为主，忽略了学生的参与和小组协作，其后果是学生认为课程枯燥，缺乏创造力。据此，教师采用以下的改革措施：请学生课堂分享知识点或者拓展知识，进行反转课堂；增加课堂讨论环节，强调小组协作精神；以创新创业科研课题为载体，着重提高动手能力、创新创业意识与能力。

SPOC混合式教学的具体实施情况。根据课程大纲，本课程理论课64课时，分为静态生化和动态生化两部分；实验32学时，共分为7次实验。线上资源主要由视频单元、讨论单元和作业单元组成。视频单元分为19章（50个视频），根据知识点发起10次讨论（计分4次），布置了5次线上作业（拍照上传作业），5次线下作业。并且在课堂上就关键问题组织讨论2次，翻转课堂尝试一次。通过上述教学内容及形式的改革实施，学生们逐渐认同教师的教学理念，课前、课中和课后能够主动自觉的完成相应的学习任务，教学效果良好。课程成绩评定方式：课程总评成绩=线上视频15%+线上作业5%+线上讨论5%+线下作业5%+线下实验20%+期末考试50%。

3 结语

虽然本课程刚刚实施一轮教学改革，但是效果已经显现。课程团队逐渐围绕培养方案来制定教学大纲，体现工程认证的理念；逐渐开始“让学生忙起来，让教师强起来”。在教学实施的过程中，仍然存在很多问题需要解决，比如，如何实时更新理论教学内容，将最新科研进展补充到理论教学内容；如何根据教学对象分层次教学，做到因材施教；如何加大实践教学的比例，将学生的创新创业科研课题的成果融入实践教学中；如何改革考核方式，增加平时成绩的比例，增加小组讨论、翻转课堂、在线课程学习等，以提高学生的协作能力、动手能力和主动学习的能力。