工程教育专业认证背景下《普通生物学实验》课程教学改革与实践

叶雪玲，刘长英，向达兵，邬晓勇，孙雁霞，吴琪，万燕，姜良珍，白雪

（成都大学 食品与生物工程学院，四川 成都）

一 引言

工程教育是高等教育的重要组成部分，健全和提升工程教育质量对推动我国高等教育的发展有重要的意义，我国是世界上工程教育规模最大的国家，工程专业在校人数占高等院校总人数的三分之一左右[1]。工程教育专业认证是评价和提高工程教育质量的重要评价体系，该认证体系的核心理念是以学生为中心，以结果为导向，实现教育质量的持续改进[2]。我国工程教育专业认证已日趋完善，各个高校都运用了工程教育专业认证体系进行了改革和实践，如前人对《食品分析》《食品工艺学》《材料表面工程》《电化学基础实验》《机械制造工程学》和《物理性污染控制工程》等工程教育专业课程进行了教学改革探索，取得了良好的教学效果[2-7]。

成都大学自开设生物工程专业以来，《普通生物学实验》一直是该专业重要的基础课程之一，该课程的基础性和实践性较强，涉及了动物学、植物学、生理学、解剖学、细胞生物学、生物化学和分子生物学等多方面的知识，学好该门课程对于学生能力培养极其重要，特别是对于后期专业课程学习和深造的意义重大[8]。经过该课程两代教学名师的不断探索，总结出了完善的教学思路，取得良好的教学成绩，已成为成都大学的一门本科精品课程。特别是随着我校生物工程专业的生源质量大幅度提高以及生命科学日新月异的发展，《普通生物学实验》的任课教师没有因循守旧，为了适应新时期本科教学的新要求，不断更新和完善教学方法和手段。在2016 年到2018 年，对该课程进行了教学改革探索，取得了一定的成效，但没有对该课程的教学效果进行系统评价，而且部分教学改革还有待完善和深化。基于此，我们继续深化本课程的教学改革，并基于工程教育专业认证体系在2020 年进行了改革实践。本文将详细展示《普通生物学实验》的改革成果和课程实践过程，并基于工程教育专业认证体系编制的评价体系对本课程的教学效果进行评估，以期为《普通生物学实验》及其他生物工程专业相关课程的改革提供参考。

二 课程目标的改革

此前，我们对课程目标的设置不够严谨，各个目标比较松散，甚至部分目标相互之间存在重合现象，导致课程效果不好。为此，从原来的5 个课程目标缩减到3 个课程目标，使得目标更加集中和明确，具体的课程目标如下：

课程目标1：使学生扎实掌握植物学、动物学和细胞生物学基础知识，提高学生的操作能力，为学生后期的科研能力培养打下基础，培养学生良好的实验习惯，在实验过程中做到专心、细心与耐心。

课程目标2：熟练掌握动、植物解剖与制片的操作规范，在细胞、组织及系统上认识动植物体的基本结构。

课程目标3：学会动、植物实验材料的基本采集方法，掌握识别显微镜下的动物组织结构的能力，掌握动、植物解剖学的基本实验方法和实验仪器的操作。

三 教学内容和教学方式的改革

在此前本课程的教学改革过程中，我们基于该课程在实验设施、教学模式等方面存在的问题，制定了以“培养高水平的生物学专业实验技能和创新思维”的创新应用型复合人才为总体目标，要使生物工程专业学生能够掌握生物学实验相关知识和操作技能，具备独立理解、综合分析和解决生物学问题的能力。在此前的教学改革做出了6 个方面的改革，在2016~2018这三年的实践过程中取得了良好的教学效果，学生的及格率、优秀率和课程满意度都取得稳定的增长[8]。尽管通过上述改革取得良好的效果，但还有一些提升空间，如学生的优秀率最高只达到了30.4%，离《普通生物学实验》课程教学的国内领先水平还有一定差距。为此，我们基于多年的教学实践，在原有教学改革的基础上进行了以下几个方面的改革：

（一） 将课程教学调整到第一学期

此前《普通生物学实验》在第三学期进行教学，而在生物工程专业学生第一学年主要为公共课，导致第三学期学生对专业知识的掌握比较缓慢，从而影响了教学效果。对其原因进行分析发现，学生在大学的第一学年没有开设该课程及其他生物相关的课程。为此，我们将《普通生物学实验》从原来的第二学年调整到了第一学期，让学生尽快掌握生物学基础实践知识，避免学生的知识脱节，同时也能减轻第二学年大量专业课程扎堆对学生造成的课业压力。

（二） 加强课前预习

在此前的课前预习要求学生撰写预习报告，对于提升教学效果有一定的帮助。为了进一步提升效果，我们对学生进行分组，要求他们对理论进行小组讨论并制作PPT，每次上课安排一组上讲台进行理论讲解，其余学生进行提问和讨论，老师从旁进行指导，充分发挥学生的能动性，提高预习效果。

（三） 在理论教学过程中运用视频模型

由于《普通生物学实验》的实践性较强，在实验操作前，可以在理论教学过程中播放一些相关的视频操作模型，让学生能够对整个实验操作有很好的把握，同时也能促进理论与实践的结合，有助于具体的实验操作学习。

（四） 引入研究生帮助教学

由于在实验操作过程中学生还是存在机械模仿式学习的情况，而本门课程只有两名任课老师，不能对所有学生指导到位。为了更好地对学生实验操作过程进行有效指导，我们从指导的研究生中抽调了4 名实验操作能力强的学生参与本课程的教学，学生能够得到更好的指导。我们已对这一改革思路进行了探索和尝试，取得了良好的效果，并已在我校的生物相关专业的实践课中进行了推广。

四 基于工程教育专业认证评价本课程的教学质量

（一） 课程目标达成评价情况

基于上述教学改革模式，我们进行了教学实践，同时组织了教学专家团队对《普通生物学实验》的课程目标达成情况进行了综合评价。首先对本课程总体情况进行了评价，本课程的课程目标总体完成度达到了0.86，已达优秀水平（表1）。从学生个体来看，全部学生的目标完成度都达到了优秀。课程目标1 的达成度较高，学生的平均达成度达到了0.89，达成度超过0.9 的学生有59%，2 名学生完成度达到了1，仅有1 人达成度为基本达到，其余学生均为完全达到。课程目标2 的学生平均达成度为达到了0.89，100%的学生完全达到目标，达成度超过0.9 的学生为44%。课程目标3 的学生平均达成度为0.8，全部学生都达成了该课程目标，超过51%的学生完全达到目标（表1；图1）。从上述课程目标达成情况分析来看，《普通生物学实验》的课程目标无论从整体还是从具体的学生个体来看，达成度都十分理想，表明本课程的改革与实践已取得成效。

图1 27 名学生课程目标达成情况统计

表1 《普通生物学实验》课程目标达成情况统计

（二） 学生成绩分析

我们对27 名学生的成绩进行了分析。如图2 所示，所有学生的考勤分数皆为满分，无迟到、早退、请假情况，表明本课程的学生的参与度和积极性非常高，学生对课程的兴趣很大。学生的平时作业最低分为82，平均分高达92，超过90 分的同学占到所有学生的70.4%。学生平时测验的平均分为86，低于80 分的学生仅为2 名，最高分为93 分，超过90 分同学占到所有学生的37%。最后对期末考试进行了分析，最低分为74.5 分，最高分为92 分，平均分达到了84.8 分，分数主要集中在81 到89 分之间，低于80 分的同学有3 名，高于90 分的同学为4 名。

图2 27 名学生成绩统计

（三） 课程大纲执行情况评估

课程大纲是一门课程的核心，往往课程大纲执行的好坏决定整个课程的教学效果和质量。我们对《普通生物学实验》课程大纲执行情况进行评估。如表2 所示，课程大纲质量和课程目标的执行情况达到了特优级别，选用教材、授课计划、课程教案和课程考核试卷等四个项目的执行情况达到了优秀级别，整体的执行情况比较理想。

表2 《普通生物学实验》课程大纲执行情况评估

（四） 课堂教学评估

教学评审专家团队对本课程的课堂教学环节进行了连续追踪和评价，对“课堂上教了什么”“课堂上是如何教的”“课堂上是否形成良好互动”和“学生的总体感觉”等四个模块进行了评价（表3），认为该课程课堂教学紧扣教学大纲，教师围绕课程目标进行教学，整体的课堂教学效果很好。

表3 《普通生物学实验》课堂教学评估统计

（五） 课程试卷评估

教学专家团队对本课程的课程试卷进行了评价，各个评价指标都达到了优秀水平，认为本试卷紧扣课程目标，能够较好地支撑对应要求的指标点（表4）。从各试题得分来看，多数学生对于课程教学大纲涉及的相关知识的掌握程度整体情况较好，但少部分学生对于部分所学知识的准确度和综合运用能力还有待进一步提高。

表4 《普通生物学实验》课程试卷评估统计

（六） 评学评价

教学评审专家团队也对本课程的评学评价进行评定，通过“学习态度”、“学习过程”、和“学习效果”等三个模块进行了评价，所有指标都达到了A 级，评分都在8 分以上，总评分达到了86.3 分（表5）。

表5 《普通生物学实验》评学评价统计

（七） 课程评估实施方案综合评价

我们最后以工程教育专业认证评价体系的指导思想对本课程改革的教学效果进行了综合评定，最终的得分高达87 分，已达到国内高校同类课程的一流水平（表6）。

表6 《普通生物学实验》课程评估实施方案综合评价数据统计

五 结语

《普通生物学实验》课程教学基于工程教育专业认证评价体系进行大胆改革和教学实践，在课程目标的设置上更加科学、明确和具体，教学内容和教学方式也与时俱进并顺应了新时期本科教学的要求，基于工程教育专业认证评价对本课程教学质量结果也显示出了优秀的教学成绩，表明《普通生物学实验》课程教学改革取得阶段性成功。后期我们还将以《普通生物学实验》作为试点课程，深化高质量课程的教学改革，将其改革成果推广到不同的实践教学课中去。