生物工程专业核心课程群教学改革与创新——基于工程教育专业认证和一流课程建设

钟俐

（新疆大学生命科学与技术学院，新疆乌鲁木齐 830049）

生物工程是以工科为主、工理结合的复合型专业。新疆大学生物工程专业在微生物育种、发酵产品的获得与应用等领域具有地方特色与优势，为自治区及内地高校、企业、科研院所培养了大批优秀专业人才。

工程教育专业认证是国际通用的工程人才培养质量保障制度[1]，课程体系是工程教育专业认证标准中最主要的一级指标点之一，是支撑毕业要求、实现培养目标、确保人才培养质量的重要保障[2]。教师可将本专业本科生的每一项毕业要求分解为几个可评估的指标点，设置3～5门课程，支撑各指标点要达到的毕业要求，每门课程支撑1～3个毕业要求指标点[3]，学生须修完规定学分才能达到毕业要求。

生物化学、微生物学是生物工程专业重要的学科通修课程，发酵工程、生物分离工程是重要的专业发展课程，它们共同组成专业核心课程群，在培养学生生物学基础知识和生物工程分析与设计能力方面起着重要作用[4]。按照核心课程群支撑的毕业要求确定课程目标，对课程目标达成情况做出合理评价至关重要，是后续持续改进教学方法及提升教学质量的前提。

以往，这些课程以传统教学模式为主，其优点是能充分发挥教师的学科优势，知识系统化，教学效率高。但同时也存在一定的弊端，具体为：（1）学生学习处于相对被动状态，无法充分调动内动力和自觉性不足的学生的积极性与主动性；（2）强调学生对基础知识的学习，造成学生高分低能现象；（3）按统一模式培养，不利于培养具有创新思维和能力的复合型人才；（4）过多强调教师主动施教作用，忽略了作为学习主体的学生的学习自主性[5]。

综上所述，传统教学方式无法适应和满足生物工程专业学生的能力培养和发展要求。因此，针对专业特色，积极变革与创新核心课程群中的教学模式、课程体系、教学内容、教学活动，改进教学方式、教学组织与教学评价，提高教育教学质量，是亟待解决的重要问题。

新疆大学生物工程专业近年以工程教育专业认证和一流课程建设为契机，在核心课程群改革与创新方面进行了以下几方面的探索与实践。

1 教学改革与创新的内容

1.1 课程体系改革与创新

根据应用型生物工程专业培养计划和能力特点，构建以“认知模块+培训模块+实践模块”为核心的创新、优化的课程体系。新版培养方案中的课程体系侧重全面训练学生的实践应用能力和社会发展能力。具体为：（1）以培养应用型人才为出发点，分模块完善课程体系。理论与实验有机融合，互相衔接，成为一个整体。不同课程的相关理论运用到生物制造与工艺设计过程，为“以就业为导向，以技能为基础，培育应用型创新型高技能人才”[6]的目标奠定良好的基础。（2）重构知识框架。力求在基本知识掌握、学科交叉与实践技能拓展的基础上，培养学生分析问题、解决问题和实际动手与创新能力[7]；通过重构人才培养体系与框架，解决基本技能培养和创新发展能力的问题，有力提升了人才培养质量。

1.2 教学模式改革与创新

改变单纯以教师课堂PPT讲授为主的教学方式，根据不同课程的培养目标和教学特点，打造课程教学新模式。把讲授型教学、讨论型教学与自主式教学方式有机融合，有效调动学生的学习主动性[8]。采取“以问题为导向”的教学方法，引入讨论式学习，通过探讨理论和实践中的具体问题，培养学生实践能力和创造性思维。比如生物化学教学，采用BOPPPS教学模式[9]，以教学目标为靶向，以案例为切入点，以学生为核心，教学全程包括“导入、目标任务、前测、互动、后测、小结”6个环节，从引发学生的好奇心开始，教师课前以目标引导和小测试了解学生的知识储备状况；教学过程中与学生互动；课后通过测试了解学生对课堂知识的掌握情况，引导并要求学生完成课程小结。教学全过程简洁清晰，由浅入深，以内容开始，以小结收尾，教学环节连贯紧凑，通过组合手段循序渐进培养学生自主学习及综合运用专业知识的能力。发酵过程、生物分离工程等课程采取与企业合作的方式，通过“云教学”方法采集和实时传输企业和车间的生产情况，真实、直观、有效。

1.3 教学内容改革与创新

（1）精密安排课程内容。结合不同课程的特点，进行学科的融合和拓展，使课程群内不同课程内容更加系统化；（2）密切贴近生活,紧扣前沿研究进展。在课程中引入与实际生产生活有关的知识，例如，针对饮料“六个核桃”，引导学生利用蛋白质定量和定性分析方法，设计实验，确认饮料中蛋白质总量。

1.4 课程组织改革与创新

根据学生对基础知识的掌握程度及学生成绩，分阶段滚动式实施分层教育，设置实验班（学生基础知识扎实，接受能力强，学习效率高，成绩优秀）和平行班（学生基础知识掌握水平一般，成绩中等），教师在了解学情的基础上，突出备课的层次性，因材施教，教学内容设置上根据不同学生的知识水平和学习特征，采用任务分层、指导分层、考核分级等方式组织教学活动，有助于实验班学生超能力、超水平发挥，也有利于充分挖掘平行班学生的潜力，提高平行班学生的学习效果。

1.5 课堂教学变革和创新

（1）充分利用雨课堂智慧教学工具[10]及其他线上教学资源[11]。对教学数据进行整理和分析，帮助任课教师开展精准教学。（2）思政入课程、进课堂。为贯彻执行“思政教育元素要有机融合进专业课教学体系中”的育人要求[12]，专业课程在教学大纲中加入了思政教育的要求，将思政内容以润物细无声的形式融入教学，激励学生为祖国强盛而努力学习的坚定信念。（3）教师科研成果进课堂。利用科研成果激发学生学有所用、学以致用的成就感及继续深造的信心。（4）自制微视频+慕课资源，增强学生学习的兴趣。制作生物化学综合设计性实验慕课视频，新入职教师在实践教学中发挥了重要作用。

1.6 教学评价方式改革与创新

（1）以学情分析贯彻和体现以学生为中心的教学理念。将学情分析贯穿核心课程群课程教学过程与结果评价，学情分析包括学生性格特点、需求及兴趣、学习效果与结果分析等。学情分析是教师的“教”和学生的“学”教学活动的立足点，是体现“以学生为中心”教育理念的核心环节[13]。（2）结合工程教育专业认证对生物工程专业核心课程群中的专业基础课程和专业核心课程进行课程目标和毕业要求达成度分析，为持续改进教学方法提供数据支撑。

1.7 教师队伍改革与创新

根据课程教学对师资的需求，本专业每年引进一定数量具有博士学位和科研素养良好的青年教师。近几年，学院陆续聘请了一批生物工程相关的企事业单位管理和技术研发人员作为校外兼职导师，这些兼职导师具有较高的学术造诣和丰富的实践经验，能为学生实操训练提供专业的指导。兼职导师还参与学生培养方案的制定与修订，对学科建设、专业发展等有很好的促进作用。

2 具体实施过程

（1）研讨并制定课程的教学改革方案，明确课程的改革重点和难点；（2）2021年生物化学课程获批自治区一流本科课程，2022年微生物学和发酵工程两门课程获批校级“金课”；（3）推进生物工程专业工程教育专业认证；（4）对授课班级开展问卷调查，及时反馈意见，对数据库进行优化，对课程方案进行调整，对教学过程的教和学进行分析、总结和交流。

3 成果及实践运用情况

（1）提高了教师的教学水平，调动了学生学习的兴趣与主观能动性；（2）已建设2门校级“金课”，在建1门校级“金课”，在建1门自治区一流本科课程；（3）制作完成2门专业课慕课，并应用到教学中；（4）教师钟俐2021获得首届全国高校教师教学创新大赛校级一等奖。

4 特色与创新点

（1）人才培养模式：生物工程专业既注重学生对生物学基础知识的掌握，也强调以设备和工艺为核心的工科特征；（2）教学活动：通过运用数字化背景下的网络资源与传统教学相结合的教学新模式，增强了学生在资源获取、课前准备、课后拓展、信息化技术运用等方面的能力，提高了学生学习兴趣[14]；（3）教学评价：通过全新的“教、学、做、评”一体化教学评价方式，对核心课程培养目标、课程内容、课程评估以及实施进行综合评价。这些评价方法及经验和成效，为生物工程专业的教学改革研究、探索、发展和持续改进积累了经验。

通过上述生物工程专业核心课程群的教学改革和创新，提高了学生对理论知识的实践运用能力，为同类高校生物工程专业教学和发展提供了可借鉴的经验。