新工科背景下基于OBE教学模式的生物化学课程改革探索

徐春兰*，尚晓娅，牛卫宁

（西北工业大学生命学院 陕西 西安 710072）

1 新工科背景下生物化学课程实施改革的价值

2019年4月，教育部系统推出了“四新”建设，新时代高校课程教学亟需进行改革创新。在新工科建设背景下，推动多学科交叉融合是国家重大战略领域人才培养与学科发展的重要路径。“生物化学”作为生物类学科重要的学科基础课程，在生物技术类专业人才培养中的作用十分重要。本科专业生物技术（必修）和生物技术（辅修）的培养方案中，“生物化学”均为学科基础课，其中生物技术辅修学生的本科主修专业覆盖化学工程与工艺、材料科学与工程、机械电子工程、计算机科学与技术等多个工科专业。本课程目前面临以下问题：一方面，“生物化学”课程内容具有很强的理论性与实践性，知识点繁多、内容抽象枯燥难懂，传统教学模式不能适应未来多元化、创新型卓越工程人才的需求；另一方面，生物学基础相对薄弱的学生在学习理论知识时理解困难，影响专业培养目标的达成度。基于此，授课教师应该结合学生自身的特点，探索创新新工科背景下多学科交叉融合的生物技术专业人才培养模式，优化专业课程教学体系，因材施教，提升创新交叉人才培养质量。

成果导向教育理念（Outcomes-based Education,OBE），于1981年由Spady率先提出，其是指以学生为本，采用逆向思维的方式进行的课程体系建设理念，其最大程度保证了教育目标与结果的一致性。OBE教育理念强调能力本位、个性化评定和持续改进。基于OBE教育理念的课程教学模式，更加注重学生综合创新实践能力培养，有助于将“生物化学”课程的理论知识与其他课程融会贯通，深化多学科交叉，达到最佳教学效果[1]。基于OBE教育理念的“生物化学”课程考核方式应该与所有的学习过程紧密结合，让学生充分展示其学习成果，全方位、多维度评价学生学习成果的达成度，着力解决传统课程考核方式存在的片面性问题，杜绝“高分低能”现象，从考核层面有效杜绝“水课”。以课堂教学为主渠道，通过课程改革，探寻建立合理有效的教学方式，服务国家战略，瞄准国家“生物交叉”领域产业需求和面向未来发展的高度，以着力解决工科院校“生物化学”课程教学与专业、社会需求间存在的矛盾，助力新工科建设。

2 国内外生物化学课程教学现状

新工科建设对于培养卓越工程师，形成具有中国特色、世界水平的工程教育体系具有重要意义[2]。新工科建设具有反映时代特征、内涵新且丰富、多学科交融、多主体参与、涉及面广等特点[3]。生物学是自然科学六大基础学科之一。近年来，生物学取得了系列突破性进展，新发现层出不穷，多学科交叉融合的优势日益凸显。开展以成果导向性的课程教学改革，将生物技术相关的基础理论、现状、前沿进展等传授给学生，才能培养出具有扎实理论基础，能够胜任工程技术实践，勇于开拓创新的卓越生物技术人才。

近年来，国内外围绕教学体系和教学模式这两个核心内容对“生物化学”课程教学进行了系列改革[4-6]，一定程度上促进了教学质量的提升，但仍难以全面引导提升学生学习兴趣，理论与实践脱节，动手能力和创新能力不足。在新工科建设背景下，生物技术专业的培养目标应持续进行调整和改进。将OBE教育理念运用到“生物化学”课程教学实践中，能够有效解决该课程以往教学中存在的问题，提升学生的专业素养。施教之功，贵在引路，妙在开窍。教师须引导学生夯实理论基础，了解学科前沿，接触社会实际，接受专业实践训练，锻炼独立工作的能力，培育具有社会责任感、创新精神和实践能力的高素质专业人才。

3 基于OBE理念的生物化学课程改革举措

3.1 改变教学理念，提升授课团队教师的教学能力

坚持“以学生为中心的能力培养本位”。授课教师要秉持OBE教育理念，通过教学过程培养学生适应未来的能力，明确学习成果，配合多元弹性的个性化学习要求，让学生通过学习过程完成自我能力的提升，再将成果反馈来改进原有的课程设计与课程教学方法。让学生掌握科学的学习方法，培养学生独立思考、发现问题、解决问题的能力[7]。

坚持“立德树人”，胸怀“国之大者”。认真贯彻落实“立德树人”的根本任务，积极开展各种促进教师综合素质提升的教学活动，努力做精于“传道授业解惑”的“经师”和“人师”的统一者，将“价值塑造、能力培养、知识传授”三位一体的育人理念贯穿于人才培养的全过程，通过精心、严谨、科学、合理的设计，将思政元素与专业课教育教学结合，并进行多学科交叉融合，强化学生的家国情怀、敬业奉献、责任担当和创新精神。

建立“产—学—研—用”的教学理念。产—学—研—用深度融合，采用项目式、案例式教学，将理论知识与实际应用相结合，提升课堂内容的实用性；邀请本学科领域企业专家为学生开展专题讲座，设置课程实践环节，增强学生的专业认同感和社会责任感，帮助学生了解科研成果和热点科学问题，尤其是国家亟待解决的“卡脖子”技术及科技自主创新产品研发所面临的问题，拓展知识视野、激发科研兴趣、开发思维潜能、培育创新智造能力。

3.2 进行资源建设，丰富教学资源

明确教学目标。反向设计、正向实施，在OBE教育理念的指导下，围绕新工科背景下生物技术专业本科生培养目标和毕业要求的符合度、达成度这两条主线，持续改进“生物化学”课程的教学目标。对于生物技术专业（必修）和生物技术专业（辅修），要求根据学生的现有水平和未来能力需求，针对学生的专业背景，建立不同的教学目标，在课程定位和设计上，做到因材施教。同时，制订具有挑战性的课程教学目标，以鼓励学生进行深度学习。

构建教学体系。课程教学体系的构建对于达成学习成果尤为重要，学习成果与课程教学体系之间应该有一种清晰的映射关系。根据生物技术专业人才培养目标和社会需求，反向设计优化“生物化学”课程教学大纲，明确学生应该掌握的知识结构，持续完善优化课程教学体系，着力建设“课程、教材、教师团队、实践项目”有效载体，助推新时代生物技术专业人才培养目标的达成。

建设新形态教材及课程资源。为顺应教育信息化发展的需求，建设具有“知识更新及时性、学习内容丰富性、学习环境可交互性”的新形态教材及教辅资料尤为重要。针对此，可开展将纸质图书与数字资源有效结合，探索建设新形态教材。同时，通过编写各章节习题集，并上传至雨课堂，建立移动式测试平台。通过建设“生物化学”进阶式学习教程APP，提高学生学习的主动性和趣味性，促进师生互动，着力提升学习成效。

3.3 改革教学方法，提高教学质量

利用移动教学平台，促进互动，提高学习质量。在预习环节，授课教师可以利用学校教务系统的课程平台、课程QQ群及微信群等移动教学平台发布学习资料和预习题，引导学生进行自主学习。课中，可以利用雨课堂等及时检查学生的听课效果。课后，学生需要在规定的时间节点内完成课程平台上各章节习题，教师可通过移动教学平台，及时进行师生互动和答疑解惑。

采用研究型和个性化教学模式，提升学生“吸收内化所学知识的目的”。OBE教育理念特别强调研究型教学模式和个性化教学，以取代传统的灌输式教学模式和“车厢”式教学，善于科研育人，将科研成果转化为教学内容、教案和讲义，并着力培养学生的开拓创新意识和能力。此外，教师要准确把握学生的学习目标、基础和学习进程，制订不同的教学方案，提供不同的学习机会，围绕促进学生达到学习成果来进行，了解学生学什么和如何学，引导学生进行有效学习，并通过科学的评价体系来适时掌握学生的学习成效。

选取典型案例，融入挑战性学习任务。OBE教育理念要求学生从解决有固定答案问题的能力拓展到解决开放问题的能力。在教学过程中，增加“理论联系实际”相关内容，如结合临床案例如四大物质代谢相关代谢性疾病，切实提高课程内容的知识性、趣味性和前沿性。OBE教育理念更加关注学生的高阶能力培养，在教学过程中，通过布置具有挑战性的学习任务，如提出项目建议、撰写项目方案、开展案例研讨和组织学术汇报等，来展示他们的综合能力。

实施“课程思政”，培养学生的责任和担当意识。教师应转变传统教学观念，创新专业课程思政教育，在教学过程中有效融入思政元素，从“内容供给、话语体系、教育方式、传授形式”四方面转变形式，突出学生课程思政工作导向，培养学生争做“胸怀国之大者，立大志、明大德、成大才、担大任”的新时代青年。

瞄准科学前沿，培养学生的创新意识。着力瞄准国家对新时代具有国际竞争力的创新型高水平人才的迫切需求，建立多学科交叉、产学研融合的教学理念，提升课堂内容的理论性、实用性，与大学生创新创业训练项目、“互联网+”大学生创新创业大赛、“挑战杯”全国大学生系列科技学术作品竞赛、iGEM等有效衔接，“以研促学”“以赛促学”，强化学生的全球视野，注重培养学生的创新思维和实践能力。

3.4 优化评价体系

过程性考核。OBE理念注重对过程进行动态的考核与评价，以及时把握教师所教是否符合达成培养目标需要，学生是否真正具备了相应的能力。“生物化学”课程结业成绩包括平时成绩和考试成绩，各占40%和60%。平时成绩主要围绕“课前—课中—课后”三个环节进行过程性考核。考核形式包括提问、试题解答、课堂互动、课程论文等。考试成绩则根据“生物化学”三篇的教学内容安排3次阶段性考试及1次综合性课程结业考试，4次考试所占比例分别为20%、20%、20%、40%。过程性考核有利于培养学生脚踏实地的品质，注重学习过程和知识的积累，避免“考前突击、临时抱佛脚”，摒弃“一考定终身”的考核模式，注重真才实学。

全方位评价。全方位考核学生的自主学习能力、课堂参与度以及对重要知识点掌握的深度和广度、课程思政成效等。通过课堂提问、小组讨论、阶段性考试、问卷调查等环节，评价学生对重要理论知识的掌握及灵活运用情况。布置学生查阅重要知识点相关的文献，制作PPT进行专题汇报，并撰写文献综述，以拓展学生的视野、深化对所学知识的理解和运用。

4 总结与展望

将新工科+OBE教育理念运用到“生物化学”课程教学实践，围绕新工科背景下生物技术专业本科生培养目标和毕业要求，持续改进“生物化学”课程的教学目标，构建教学体系，建设课程资源，采用研究型和个性化教学模式，引入典型案例和学科前沿，优化建立过程性+全方位评价体系等多方面设计实施课程改革，旨在有效解决该课程传统教学中存在的问题，充分调动学生的学习积极性和主动性，提升学生综合创新实践能力，以有效契合新工科卓越创新型人才培养体系，为服务国家战略、满足产业需求和未来发展的高度，用好课堂教学主渠道，着力培养经济社会发展亟需的创新型、应用型、复合型创新人才。