新工科背景下基于OBE教學模式的生物化學課程改革探索

徐春蘭*，尚曉婭，牛衛寧

（西北工業大學生命學院 陜西 西安 710072）

1 新工科背景下生物化學課程實施改革的價值

2019年4月，教育部系統推出了“四新”建設，新時代高校課程教學亟需進行改革創新。在新工科建設背景下，推動多學科交叉融合是國家重大戰略領域人才培養與學科發展的重要路徑。“生物化學”作為生物類學科重要的學科基礎課程，在生物技術類專業人才培養中的作用十分重要。本科專業生物技術（必修）和生物技術（輔修）的培養方案中，“生物化學”均為學科基礎課，其中生物技術輔修學生的本科主修專業覆蓋化學工程與工藝、材料科學與工程、機械電子工程、計算機科學與技術等多個工科專業。本課程目前面臨以下問題：一方面，“生物化學”課程內容具有很強的理論性與實踐性，知識點繁多、內容抽象枯燥難懂，傳統教學模式不能適應未來多元化、創新型卓越工程人才的需求；另一方面，生物學基礎相對薄弱的學生在學習理論知識時理解困難，影響專業培養目標的達成度。基于此，授課教師應該結合學生自身的特點，探索創新新工科背景下多學科交叉融合的生物技術專業人才培養模式，優化專業課程教學體系，因材施教，提升創新交叉人才培養質量。

成果導向教育理念（Outcomes-based Education,OBE），于1981年由Spady率先提出，其是指以學生為本，采用逆向思維的方式進行的課程體系建設理念，其最大程度保證了教育目標與結果的一致性。OBE教育理念強調能力本位、個性化評定和持續改進。基于OBE教育理念的課程教學模式，更加注重學生綜合創新實踐能力培養，有助于將“生物化學”課程的理論知識與其他課程融會貫通，深化多學科交叉，達到最佳教學效果[1]。基于OBE教育理念的“生物化學”課程考核方式應該與所有的學習過程緊密結合，讓學生充分展示其學習成果，全方位、多維度評價學生學習成果的達成度，著力解決傳統課程考核方式存在的片面性問題，杜絕“高分低能”現象，從考核層面有效杜絕“水課”。以課堂教學為主渠道，通過課程改革，探尋建立合理有效的教學方式，服務國家戰略，瞄準國家“生物交叉”領域產業需求和面向未來發展的高度，以著力解決工科院校“生物化學”課程教學與專業、社會需求間存在的矛盾，助力新工科建設。

2 國內外生物化學課程教學現狀

新工科建設對于培養卓越工程師，形成具有中國特色、世界水平的工程教育體系具有重要意義[2]。新工科建設具有反映時代特征、內涵新且豐富、多學科交融、多主體參與、涉及面廣等特點[3]。生物學是自然科學六大基礎學科之一。近年來，生物學取得了系列突破性進展，新發現層出不窮，多學科交叉融合的優勢日益凸顯。開展以成果導向性的課程教學改革，將生物技術相關的基礎理論、現狀、前沿進展等傳授給學生，才能培養出具有扎實理論基礎，能夠勝任工程技術實踐，勇于開拓創新的卓越生物技術人才。

近年來，國內外圍繞教學體系和教學模式這兩個核心內容對“生物化學”課程教學進行了系列改革[4-6]，一定程度上促進了教學質量的提升，但仍難以全面引導提升學生學習興趣，理論與實踐脫節，動手能力和創新能力不足。在新工科建設背景下，生物技術專業的培養目標應持續進行調整和改進。將OBE教育理念運用到“生物化學”課程教學實踐中，能夠有效解決該課程以往教學中存在的問題，提升學生的專業素養。施教之功，貴在引路，妙在開竅。教師須引導學生夯實理論基礎，了解學科前沿，接觸社會實際，接受專業實踐訓練，鍛煉獨立工作的能力，培育具有社會責任感、創新精神和實踐能力的高素質專業人才。

3 基于OBE理念的生物化學課程改革舉措

3.1 改變教學理念，提升授課團隊教師的教學能力

堅持“以學生為中心的能力培養本位”。授課教師要秉持OBE教育理念，通過教學過程培養學生適應未來的能力，明確學習成果，配合多元彈性的個性化學習要求，讓學生通過學習過程完成自我能力的提升，再將成果反饋來改進原有的課程設計與課程教學方法。讓學生掌握科學的學習方法，培養學生獨立思考、發現問題、解決問題的能力[7]。

堅持“立德樹人”，胸懷“國之大者”。認真貫徹落實“立德樹人”的根本任務，積極開展各種促進教師綜合素質提升的教學活動，努力做精于“傳道授業解惑”的“經師”和“人師”的統一者，將“價值塑造、能力培養、知識傳授”三位一體的育人理念貫穿于人才培養的全過程，通過精心、嚴謹、科學、合理的設計，將思政元素與專業課教育教學結合，并進行多學科交叉融合，強化學生的家國情懷、敬業奉獻、責任擔當和創新精神。

建立“產—學—研—用”的教學理念。產—學—研—用深度融合，采用項目式、案例式教學，將理論知識與實際應用相結合，提升課堂內容的實用性；邀請本學科領域企業專家為學生開展專題講座，設置課程實踐環節，增強學生的專業認同感和社會責任感，幫助學生了解科研成果和熱點科學問題，尤其是國家亟待解決的“卡脖子”技術及科技自主創新產品研發所面臨的問題，拓展知識視野、激發科研興趣、開發思維潛能、培育創新智造能力。

3.2 進行資源建設，豐富教學資源

明確教學目標。反向設計、正向實施，在OBE教育理念的指導下，圍繞新工科背景下生物技術專業本科生培養目標和畢業要求的符合度、達成度這兩條主線，持續改進“生物化學”課程的教學目標。對于生物技術專業（必修）和生物技術專業（輔修），要求根據學生的現有水平和未來能力需求，針對學生的專業背景，建立不同的教學目標，在課程定位和設計上，做到因材施教。同時，制訂具有挑戰性的課程教學目標，以鼓勵學生進行深度學習。

構建教學體系。課程教學體系的構建對于達成學習成果尤為重要，學習成果與課程教學體系之間應該有一種清晰的映射關系。根據生物技術專業人才培養目標和社會需求，反向設計優化“生物化學”課程教學大綱，明確學生應該掌握的知識結構，持續完善優化課程教學體系，著力建設“課程、教材、教師團隊、實踐項目”有效載體，助推新時代生物技術專業人才培養目標的達成。

建設新形態教材及課程資源。為順應教育信息化發展的需求，建設具有“知識更新及時性、學習內容豐富性、學習環境可交互性”的新形態教材及教輔資料尤為重要。針對此，可開展將紙質圖書與數字資源有效結合，探索建設新形態教材。同時，通過編寫各章節習題集，并上傳至雨課堂，建立移動式測試平臺。通過建設“生物化學”進階式學習教程APP，提高學生學習的主動性和趣味性，促進師生互動，著力提升學習成效。

3.3 改革教學方法，提高教學質量

利用移動教學平臺，促進互動，提高學習質量。在預習環節，授課教師可以利用學校教務系統的課程平臺、課程QQ群及微信群等移動教學平臺發布學習資料和預習題，引導學生進行自主學習。課中，可以利用雨課堂等及時檢查學生的聽課效果。課后，學生需要在規定的時間節點內完成課程平臺上各章節習題，教師可通過移動教學平臺，及時進行師生互動和答疑解惑。

采用研究型和個性化教學模式，提升學生“吸收內化所學知識的目的”。OBE教育理念特別強調研究型教學模式和個性化教學，以取代傳統的灌輸式教學模式和“車廂”式教學，善于科研育人，將科研成果轉化為教學內容、教案和講義，并著力培養學生的開拓創新意識和能力。此外，教師要準確把握學生的學習目標、基礎和學習進程，制訂不同的教學方案，提供不同的學習機會，圍繞促進學生達到學習成果來進行，了解學生學什么和如何學，引導學生進行有效學習，并通過科學的評價體系來適時掌握學生的學習成效。

選取典型案例，融入挑戰性學習任務。OBE教育理念要求學生從解決有固定答案問題的能力拓展到解決開放問題的能力。在教學過程中，增加“理論聯系實際”相關內容，如結合臨床案例如四大物質代謝相關代謝性疾病，切實提高課程內容的知識性、趣味性和前沿性。OBE教育理念更加關注學生的高階能力培養，在教學過程中，通過布置具有挑戰性的學習任務，如提出項目建議、撰寫項目方案、開展案例研討和組織學術匯報等，來展示他們的綜合能力。

實施“課程思政”，培養學生的責任和擔當意識。教師應轉變傳統教學觀念，創新專業課程思政教育，在教學過程中有效融入思政元素，從“內容供給、話語體系、教育方式、傳授形式”四方面轉變形式，突出學生課程思政工作導向，培養學生爭做“胸懷國之大者，立大志、明大德、成大才、擔大任”的新時代青年。

瞄準科學前沿，培養學生的創新意識。著力瞄準國家對新時代具有國際競爭力的創新型高水平人才的迫切需求，建立多學科交叉、產學研融合的教學理念，提升課堂內容的理論性、實用性，與大學生創新創業訓練項目、“互聯網+”大學生創新創業大賽、“挑戰杯”全國大學生系列科技學術作品競賽、iGEM等有效銜接，“以研促學”“以賽促學”，強化學生的全球視野，注重培養學生的創新思維和實踐能力。

3.4 優化評價體系

過程性考核。OBE理念注重對過程進行動態的考核與評價，以及時把握教師所教是否符合達成培養目標需要，學生是否真正具備了相應的能力。“生物化學”課程結業成績包括平時成績和考試成績，各占40%和60%。平時成績主要圍繞“課前—課中—課后”三個環節進行過程性考核。考核形式包括提問、試題解答、課堂互動、課程論文等。考試成績則根據“生物化學”三篇的教學內容安排3次階段性考試及1次綜合性課程結業考試，4次考試所占比例分別為20%、20%、20%、40%。過程性考核有利于培養學生腳踏實地的品質，注重學習過程和知識的積累，避免“考前突擊、臨時抱佛腳”，摒棄“一考定終身”的考核模式，注重真才實學。

全方位評價。全方位考核學生的自主學習能力、課堂參與度以及對重要知識點掌握的深度和廣度、課程思政成效等。通過課堂提問、小組討論、階段性考試、問卷調查等環節，評價學生對重要理論知識的掌握及靈活運用情況。布置學生查閱重要知識點相關的文獻，制作PPT進行專題匯報，并撰寫文獻綜述，以拓展學生的視野、深化對所學知識的理解和運用。

4 總結與展望

將新工科+OBE教育理念運用到“生物化學”課程教學實踐，圍繞新工科背景下生物技術專業本科生培養目標和畢業要求，持續改進“生物化學”課程的教學目標，構建教學體系，建設課程資源，采用研究型和個性化教學模式，引入典型案例和學科前沿，優化建立過程性+全方位評價體系等多方面設計實施課程改革，旨在有效解決該課程傳統教學中存在的問題，充分調動學生的學習積極性和主動性，提升學生綜合創新實踐能力，以有效契合新工科卓越創新型人才培養體系，為服務國家戰略、滿足產業需求和未來發展的高度，用好課堂教學主渠道，著力培養經濟社會發展亟需的創新型、應用型、復合型創新人才。