基于“專創融合”的“生物工程概論”課程教學改革與實踐

程仕偉，吳遠慶，張興曉，陳衛衛，喬洪金

（1.魯東大學生命科學學院，山東 煙臺 264025；2.魯東大學創新創業學院，山東 煙臺 264025）

2017 年2 月以來，國家積極推進新工科建設，主動應對新一輪科技革命與產業變革，支撐服務創新驅動發展，全力探索形成領跑全球工程教育的中國模式和中國經驗，助力高等教育強國建設[1]。“專創融合”課程建設是高校創新創業教育深化改革的方向，是提升學生在專業領域中創新能力的有效途徑，隨著教育體系改革的推進，創新創業教育與學科專業教育有效融合的途徑研究顯得愈加重要[2]。社會經濟的發展和產業技術的更迭，企業對人才需求標準也日趨變化，需要既有扎實的理論知識，也要具有一定的實踐技能、創新意識和職業素養等[3]，這就需要高校培養主體重塑專業課程目標定位，關注“專創融合”的側重與實施問題[4]。

“生物工程概論”是學校生物工程本科的專業基礎課程，同時兼有專業教育職能，面向大一新學生開設，開設目的在于讓學生理清整個學習期的課程內容體系，以利于后續課程的針對性強化學習。課程知識涉及面廣、知識點多，且具有較強的理論和實踐性，涵蓋基因工程、細胞工程、蛋白質工程、發酵工程、酶工程、生化分離工程等學習內容，需要一條清晰的課程主線以助學生掌握課程內容整體框架。此外，學生在高中學習階段的生物基礎參差不齊，采用何種教學模式，將生澀難懂的專業知識變得淺顯易懂，提高學生學習專業知識的興趣，建立專業課程學習信心，是擺在授課教師面前的一道難題。基于上述問題，在“生物工程概論”課程教學中，以知識傳授載體，能力培養為主線，素質培養為目標，實施“專創融合”課程教學模式改革，持續優化課程教學過程。

1 “專創融合”課程改革探索實踐

1.1 優化“重素養強技能”的課程體系

“生物工程概論”課程內容知識點眾多，考慮學生的專業知識框架尚未完全建立，故課程內容不能“大水漫灌”，應根據學生現用專業基礎的實際情況，實施“精準滴灌”。以學校歷年來學生參加科技創新的獲獎項目內容講解為切入點，教學內容整合為基因工程、細胞工程、發酵工程、酶工程/蛋白質工程四大模塊，通過科技創新研究內容的解析，拓展到模塊中的單元知識點掌握，最后以產業化生產案例總結課程學習的知識點。以點帶面，有助課程內容的理解；理論聯系實際，促進專業技能的培養；鮮活案例解析，提升工程思維的塑造。

1.2 構建產業應用的教學案例庫

通過教學案例再現產業應用的真實情景，將理論知識與實踐技能有機融合，培養學生理解、分析并解決生物工程問題的能力，提升學生的創新意識和工程思維[5-6]。根據課程教學模塊的單元內容，構建適合課程教學內容的產業應用案例庫。教學案例庫具有代表性和典型性，涵蓋要掌握的知識內容，且對標課堂知識點，貼近產業一線生產應用，工廠情景再現與專業知識掌握有機結合。在選取典型教學案例基礎上，任課教師要充分利用專業特長，對產業教學案例中的操作要點進行詳細解讀，對問題原因進行分析，將學生真正置于教學案例情景中。通過典型案例解析提升實踐技能，形成“學有所用，用而再學”的良性循環。

“生物工程概論”課程教學引入的部分產業應用教學案例見表1。

表1 “生物工程概論”課程教學引入的部分產業應用教學案例

1.3 實施“學生中心”的混合式教學方法

教學設計的精髓需要教學方法的運用，才能得以預期教學目標的實現[7]。通過課程內容優化，建立“專創融合”的課程體系，并輔以產業應用的教學案例庫，搭建起課程教學改革的骨架。作為教學活動實施的主體，任課教師將典型工程案例引入課堂教學。通過教學案例的分析、啟發、體驗和探索等多種教學方法混合式使用，以解決復雜工程問題能力培養為教學重點，強化學生的角色帶入。同時，在課程學習過程中，適時引入大學生創新創業競賽的參賽流程、項目準備、優秀項目賞析等內容，提升學生的學習主動性和參與度，在學習專業知識的同時，兼顧創新創業能力的培養。

1.4 落實多樣化的課程考核評價體系

在“專創融合”教學模式實施過程中，為全面評價學生學習效果，加大課程的過程性考核比例，采用過程性考核和結果性考核相結合的方法，將競爭激勵引入考核評價[8]。通過線上線下交流答疑、創新課題研討、創業計劃書撰寫、項目競賽路演等多元化過程性考核方式，考核分值占比50%，全面評價學生的專業技能、解決問題能力及工程職業素養塑造情況等。課程結果性考核主要由隨堂測試、課程論文、項目匯報、期末考核等組成，考核分值占比50%，全面考核學生對課程知識掌握程度及解決生物工程技術問題的能力。

2 “專創融合”課程教學改革效果成效

自2019 年開始“專創融合”的“生物工程概論”課程教學改革，經過3 輪的教學實踐和反思，學生的學習積極性和主動性不斷提高，自學拓展頻率增加，參與度和互動情況良好，學生的綜合考核成績逐步提升。以問卷調查形式調研2021 級生物工程專業77 名學生的學習體驗，從知識掌握、技能提升、創新創業和學科素養等方面，對調研數據進行統計分析。

“專創融合”的教學改革效果評價分析見圖1。

圖1 “專創融合”的教學改革效果評價分析

由圖1 可知，85.71%的學生贊同或非常贊同有助于學習掌握專業知識，能夠活學活用；93.51%的學生贊同或非常贊同通過課程學習提升了專業技能，堅定了學習信心；96.1%的學生贊同或非常贊同通過課程學習增強了創新能力，愿意參加創業競賽；90.91%的學生贊同或非常贊同通過課程學習強化了學科素養，喜歡上所學的專業。總體來看，通過“專創融合”教學改革，達到了預期的成效，得到學生的普遍認同。但同時也看到，在專業知識掌握和學科素養強化方面，學生贊同或非常贊同的占比還略低，這也是后續持續改革的方向所在，需要進一步查擺問題和優化實踐。

通過“專創融合”課程教學改革，學生能夠明確大學4 年的學習規劃，參加科技創新活動的氛圍濃厚，2021 年生物工程專業學生申報獲批校級科技創新項目32 項，國家級（省級） 大學生創新創業訓練計劃項目5 項，學生參與度達到87.2%；在創新創業競賽方面，近3 年在校生獲得“挑戰杯”“互聯網+”“創青春”等大學生創新創業大賽省級以上獎勵9 項，畢業生到生物相關行業企業就業意愿強烈。

3 結語

以培養學生創新創業意識與專業技能實踐為中心，對課程內容進行重新組合設計，重構促進綜合型人才培養質量的課程內容，建立產業應用的教學案例庫，采用以學生為中心的混合式教學新模式，落實多元化的課程考核評價體系，拓展“專創融合”在“生物工程概論”課程中的應用深度和廣度，解決課堂教學與應用實際相脫節、專業教育與創新創業教育難融合的問題。通過調研分析，“專創融合”的教學改革達到了預期效果，助力學生樹立專業學習信念，課堂氣氛活躍，學生參與度高，解決生物工程問題能力提升明顯。教學改革永遠在路上，根據學生的體驗反饋，在今后的課程教學實施過程中，也需要針對學生反映的突出問題，進一步改革深化，持續改進，全面提高人才培養質量。