面向工程教育专业认证的课程教学改革——以《生物工艺学》为例

刘景利 张 宝 夏 祥 郭 昭

（江西农业大学 江西·南昌 330045）

0 前言

工程教育是我国高等教育的重要组成部分。目前国际通行的工程教育质量保障制度是工程教育认证[1]。我国2016年6月2日加入《华盛顿协议》，成为该协议第18个正式成员，开始了中国高等工程教育国际互认和工程师资格国际互认的工程教育认证。

工程教育认证以学生为中心，着重培养毕业生的工程实践能力，这种能力是国际公认的工程技术人员必须具备的一种基本能力。生物工艺学作为江西农业大学生物工程专业一门重要的专业课程，通过课程教学改革，在学生培养过程中逐渐渗透“工程化”思想，提升学生工程实践能力和解决复杂工程问题的能力。

《生物工艺学》课程教学改革方案与成效。

1 教学改革目标

树立工程教育理念、构建科学合理的知识体系、改革实践教学内容、建立基于OBE理念的教学评价方法、建设生物工艺学工程化师资队伍等五个方面开展研究，以期在学生培养过程中逐渐渗透“工程化”思想，提升毕业生工程实践能力和解决复杂工程问题的能力[2]。

2 树立工程教育理念

工程教育认证已发展成为国际通行的工程教育质量保障制度，其遵循的三个核心理念：以学生中心、成果导向教育、持续改进。这些理念对引导和促进课程教学改革、保障和提高工程教育人才培养质量至关重要[3]。

（1）以学生为中心：生物工艺学课程教学目标的设立要围绕学生的培养，教学内容根据学生的期望而设计，课程的考核的焦点是学生表现的评价，同时，须考虑全体，而不是某些学生。

（2）成果导向教育：成果导向教育（Outcomes-Based Education，简称OBE）是指“清晰地聚焦在组织教育系统，使之围绕确保学生获得在未来生活中取得实质性成功的经验”。传统教育以知识结构、教师传授为主导，存在“重教轻学、重知轻行”的弊端，而OBE则以学生的学习为中心，确定学生的预期学习成果，学习成果如何达成以及达成度的评价，最终能够使学生成为合格的毕业生。

（3）持续改进：是工程教育专业认证三大核心理念之一，要求对教学过程进行质量监控，每一门课程的主要教学环节必须根据学生学习的预期成果确定质量要求，通过各个教学环节、过程监控和质量评价来促进毕业要求的达成。

3 构建科学合理的知识体系、改革实践教学内容

生物工艺学作为江西农业大学生物工程专业一门非常重要的专业课程，其教学内容包含了从原材料到产品获得的整个过程。其教学内容包含了理论知识、工艺学综合实验及课程教学实习三个模块，对工程教育认证12点毕业要求中的10项形成了支撑关系，包含了知识应用、工程能力、通用能力和工程态度四个方面。生物工艺学知识体系不仅包括了专业知识，更多的应该体现应用能力的培养，还有部分非专业知识的了解，如环境和可持续发展、社会、职业规范等。根据对学生学习的预期成果，构建科学合理的知识体系、改革实践教学内容，提升毕业生工程实践能力和解决复杂工程问题能力，促进毕业生对各项毕业要求的达成。

3.1 构建科学合理的知识体系

生物工艺学教学内容包含了从原材料到产品获得的整个过程，以生物产品的生产为主线安排各章节的教学内容，包括了工业微生物基础、淀粉制糖工艺、培养基配制和灭菌、无菌空气的制备、培养过程中氧的供需和传递、生物反应器、发酵工艺控制、发酵染菌的分析和防治，动植物细胞大规模培养、生化产品的分离和纯化等各个生产单元，侧重于发酵生产工艺，并介绍发酵生产工艺设计的基础和典型生化生产工艺分析[4]。

3.2 改革实践教学内容

生物工程专业是一门基础性和实践性均很强的应用型工科类专业，实践教学在本科教学中占有重要的地位。因此加强实践教学环节建设，是培养创新创业型人才的重要环节和必要保证。

3.2.1 实验教学内容改革

生物工艺综合实验教学项目包含了验证性、综合性和设计性三种类型，既可以加强学生发酵工程基本的实验方法和技能训练，熟悉发酵行业常见的设备，同时组织学生参加实验准备、设计具体实验方案，让学生和教师共同讨论理论和实验问题，提高学生实际动手能力和创新精神[5]。

3.2.2 以校内外实习基地为依托，建立完善的课程实习体系

在生物工艺学的课程教学实习过程中，将以青霉素的发酵生产为主线，通过学生分组试验，自行完成抗生素生产和精制的工艺优化与设计、设备选型以及产品质量控制管理等实习内容。通过实习，学生能够掌握青霉素的作用机理及临床应用、青霉素的生产常用的菌种、种子制备扩大培养、发酵培养基的设计、发酵过程关键参数的控制、青霉素分离提取常用哪些方法等完整的生物产品生产过程，同理论教学和实验教学相呼应。

校外实习是培养工科大学生工程实践能力的重要实践性教学环节。建立一批稳定的校外实习基地，让学生深入企业生产一线进行生产实习，对提高生物工程专业大学生的工程实践能力具有重要的作用和意义。

通过校内外实习实训基地建设，建立完善的课程教学实习体系，有利于学生将校内所学知识更好地应用到生产实践中，培养学生工程实践能力和解决复杂工程问题的能力，更好的为社会服务[6]。

4 建立基于OBE理念的教学评价方法，促进毕业要求达成度评价

本课程作为生物工程专业工程教育认证毕业要求重要支撑课程，共支撑了5个毕业要求指标点，因此，本课程设置5个课程目标，与所支撑的指标点一一对应。本课程对学生的考试/考核方式与课程目标的要求匹配，设计的考试/考核方式有合理的评分标准。权重比例为考试 60%，平时成绩为 40%（含平时作业、考勤、期中考试）。如课程目标1：能够根据微生物生长速率、底物消耗速率以及产物形成速率建立微生物发酵动力学模型并求解，从而指导发酵过程控制。教学过程中，通过考题计算微生物的生长速率和产物形成速率，从而考核学生是否掌握课程目标1，在平时测试过程中，也有计算发酵动力学测试题，证明考核方式与课程目标的要求是匹配的。在教学大纲里对定性评价给出了课程目标的评分标准，在平时测试的考题和试卷中，也有具体的评分标准，评分标准根据学生对毕业要求指标点的掌握情况合理确定。

5 以“走出去、请进来”的方式，带动和提高工程化师资队伍的建设

完善校内专任教师到相关产业和领域一线学习和技术交流机制，加强教师特别是青年教师实践能力的培养和训练，通过提高教师服务于企事业生产实践的能力和水平，带动教师工程实践水平的提升；通过建立相关产业和领域的人员到学校兼职授课的制度和机制，加大“双师型”教师在教师队伍中比例。建立一支以专业教师为主体，企业兼职教师为补充，适应专业需要、了解社会需求，教学质量、科研水平、服务能力不断提升的高水平师资团队。

6 结语

工程教育是我国高等教育的重要组成部分。生物工程专业工程教育认证的核心要确认生物工程专业毕业生达到行业认可的既定质量标准要求，聚焦于学生解决复杂工程问题能力。生物工艺学作为生物工程专业一门非常重要的专业课程，在生物工程专业人才培养中起承前启后、由基础到专业的桥梁作用，是培养生物工程专业合格人才必须掌握的专业课程。本文基于工程教育理念，构建了科学合理的知识体系，改革实践教学内容，建立了基于OBE理念的教学评价方法，并提出了建设工程化师资队伍的有效措施，探索出适用于工程教育认证背景下课程教学改革的模式。