工程教育專業(yè)認證背景下生物化學混合式教學改革與實踐

李培駿 劉紅艷 李 霞 聶瑾芳 海 洪

（桂林理工大學<化學與生物工程學院>，廣西 桂林 541004）

0 引言

2016年6月，我國正式加入工程教育學位互認協(xié)議的《華盛頓協(xié)議》，標志著我國高等教育對外開放向前邁出了一大步。“以學生為中心，以產(chǎn)出為導向，以持續(xù)改進為驅(qū)動力”的國際先進教育理念已經(jīng)逐漸為教育工作者所接受，由此帶動了我國高校教學改革的深入[1]。在此背景下，深入推進本科課堂教學改革，著力提升課程內(nèi)涵和質(zhì)量，以適應時代對工程人才培養(yǎng)的需求，意義非常明顯[2]。

隨著信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)外線上教育資源不斷推新，學堂在線、雨課堂、中國大學MOOC、中國好大學在線、智慧樹以及Coursera等在線學習平臺，提供了絕大多數(shù)的本科課程在線學習途徑[3]。此外，SPOC（Small Private Online Course，小規(guī)模限制性在線課程）是一種將課堂教學與網(wǎng)絡教學結(jié)合起來混合式教學模式，同時具有上述兩種教學形式的優(yōu)點[4]。近年來，桂林理工大學生物工程專業(yè)正積極的準備專業(yè)認證工作，相關(guān)的專業(yè)核心課（如生物化學、微生物）也在積極地開展混合式教學改革。因此，在工程教育專業(yè)認證背景下，開展生物工程專業(yè)課的混合式教學改革和實踐，對于提升學生學習的積極性，提升其專業(yè)素養(yǎng)和能力，培養(yǎng)具有敬業(yè)、誠信等社會主義核心價值觀的合格畢業(yè)生，具有十分重要的意義。

1 生物化學傳統(tǒng)教學面臨的問題

生物化學是生物工程專業(yè)的專業(yè)核心課，其特點是：內(nèi)容多且復雜抽象，知識的系統(tǒng)性和邏輯性強，學科發(fā)展迅速，研究的新方法不斷出現(xiàn)。而傳統(tǒng)的教學方式依賴于課堂講授，學生難以在短暫的課堂時間內(nèi)完成對知識的理解、吸收和應用，導致部分學生課堂跟不上教師的節(jié)奏，而課后又缺乏指導，從而產(chǎn)生畏難情緒，逐漸失去了學習的興趣，影響了教學質(zhì)量。

造成上述現(xiàn)象的主要原因是：（1）課程的教學大綱與培養(yǎng)方案脫節(jié)。培養(yǎng)方案雖然對學生的知識、能力和素質(zhì)做了要求，但是傳統(tǒng)的課程大綱制定以知識點為基礎，忽略了對學生能力和素質(zhì)的培養(yǎng)，導致學生的學習停留在書本上，缺乏舉一反三和自主學習的能力。（2）傳統(tǒng)教學方式是“以教師為主”。主要體現(xiàn)在教學活動依賴于課堂講授，忽略了課前預習和課后復習的環(huán)節(jié)，學生被動地接受知識，因此，導致學生學習的主動性不夠。（3）缺乏信息化工具的使用。傳統(tǒng)的教學課堂講授以PPT為主，學生的預習和復習以書本為主要途徑。而處在信息化時代的年輕人，網(wǎng)絡教學和視頻資源成為學習的必要補充，缺乏這些教學的手段，往往難以吸引學生，激發(fā)他們的學習興趣。

2 混合式教學改革的實施

鑒于上述傳統(tǒng)課程教學的短板，桂林理工大學生物化學課程團隊根據(jù)培養(yǎng)方案重新修訂教學大綱，采用SPOC混合式教學的方式，以工程教育專業(yè)認證基本理念為指導，對現(xiàn)有課程教學模式進行改革和創(chuàng)新。

2.1 教學大綱的修訂

2019年，生物工程專業(yè)按照《工程教育認證通用標準》（2017版）對畢業(yè)要求進行修訂，從工程知識、問題分析、設計/開發(fā)解決方案等12條進行修改，每個畢業(yè)要求細分成1～4個指標點。根據(jù)修訂版本，生物化學對應的畢業(yè)要求指標點有2個：（1）能夠應用生物工程專業(yè)基礎知識與專業(yè)知識，建立解決復雜生物工程問題的數(shù)學模型并求解；（2）能夠運用數(shù)學、自然科學與生物工程專業(yè)知識與原理，識別和判斷復雜生物工程問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和影響因素。按照上述指標點要求，制定了本課程考核方式和占比、考核內(nèi)容、成績評定依據(jù)等（見表1）。

表1 生物化學成績評定方法和依據(jù)

2.2 基于SPOC的混合式教學改革

為了解決傳統(tǒng)教學的問題，課程組對本課程進行了SPOC混合式教學改革，主要內(nèi)容有：（1）樹立“以學生為中心”的教學理念。課程團隊充分利用信息化技術(shù)和手段，加強學生課前、課中和課后的學習，取得了一定的教學成效。團隊將關(guān)鍵知識點制作成視頻（共50個視頻，約400 min），上線“桂工雨課堂”SPOC，通過課前發(fā)布預習視頻、課前雨課堂習題、課后線上作業(yè)+線上討論等，學生們深刻感受到信息化的便利，并且激發(fā)了學習的興趣，而且教師根據(jù)學習反饋情況調(diào)整教學的進度。（2）解決課程理論知識抽象復雜的問題。針對這個問題，教學中把握好課程內(nèi)容設計的深度與廣度，在線上和課堂講述中注重引入生物化學領域科研成果，通過貼近生活的實例激發(fā)學生的求知欲和學習興趣，化難為易，加深學生對所學知識的記憶和理解。（3）解決教學形式單一的問題。以往的教學以教師講述為主，忽略了學生的參與和小組協(xié)作，其后果是學生認為課程枯燥，缺乏創(chuàng)造力。據(jù)此，教師采用以下的改革措施：請學生課堂分享知識點或者拓展知識，進行反轉(zhuǎn)課堂；增加課堂討論環(huán)節(jié)，強調(diào)小組協(xié)作精神；以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)科研課題為載體，著重提高動手能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識與能力。

SPOC混合式教學的具體實施情況。根據(jù)課程大綱，本課程理論課64課時，分為靜態(tài)生化和動態(tài)生化兩部分；實驗32學時，共分為7次實驗。線上資源主要由視頻單元、討論單元和作業(yè)單元組成。視頻單元分為19章（50個視頻），根據(jù)知識點發(fā)起10次討論（計分4次），布置了5次線上作業(yè)（拍照上傳作業(yè)），5次線下作業(yè)。并且在課堂上就關(guān)鍵問題組織討論2次，翻轉(zhuǎn)課堂嘗試一次。通過上述教學內(nèi)容及形式的改革實施，學生們逐漸認同教師的教學理念，課前、課中和課后能夠主動自覺的完成相應的學習任務，教學效果良好。課程成績評定方式：課程總評成績=線上視頻15%+線上作業(yè)5%+線上討論5%+線下作業(yè)5%+線下實驗20%+期末考試50%。

3 結(jié)語

雖然本課程剛剛實施一輪教學改革，但是效果已經(jīng)顯現(xiàn)。課程團隊逐漸圍繞培養(yǎng)方案來制定教學大綱，體現(xiàn)工程認證的理念；逐漸開始“讓學生忙起來，讓教師強起來”。在教學實施的過程中，仍然存在很多問題需要解決，比如，如何實時更新理論教學內(nèi)容，將最新科研進展補充到理論教學內(nèi)容；如何根據(jù)教學對象分層次教學，做到因材施教；如何加大實踐教學的比例，將學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)科研課題的成果融入實踐教學中；如何改革考核方式，增加平時成績的比例，增加小組討論、翻轉(zhuǎn)課堂、在線課程學習等，以提高學生的協(xié)作能力、動手能力和主動學習的能力。