工程教育專業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議的《華盛頓協議》，標志著我國高等教育對外開放向前邁出了一大步?！耙詫W生為中心，以產出為導向，以持續改進為驅動力”的國際先進教育理念已經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，著力提升課程內涵和質量，以適應時代對工程人才培養的需求，意義非常明顯[2]。

隨著信息技術和產業的發展，國內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，提供了絕大多數的本科課程在線學習途徑[3]。此外，SPOC（Small Private Online Course，小規模限制性在線課程）是一種將課堂教學與網絡教學結合起來混合式教學模式，同時具有上述兩種教學形式的優點[4]。近年來，桂林理工大學生物工程專業正積極的準備專業認證工作，相關的專業核心課（如生物化學、微生物）也在積極地開展混合式教學改革。因此，在工程教育專業認證背景下，開展生物工程專業課的混合式教學改革和實踐，對于提升學生學習的積極性，提升其專業素養和能力，培養具有敬業、誠信等社會主義核心價值觀的合格畢業生，具有十分重要的意義。

1 生物化學傳統教學面臨的問題

生物化學是生物工程專業的專業核心課，其特點是：內容多且復雜抽象，知識的系統性和邏輯性強，學科發展迅速，研究的新方法不斷出現。而傳統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奏，而課后又缺乏指導，從而產生畏難情緒，逐漸失去了學習的興趣，影響了教學質量。

造成上述現象的主要原因是：（1）課程的教學大綱與培養方案脫節。培養方案雖然對學生的知識、能力和素質做了要求，但是傳統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的培養，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）傳統教學方式是“以教師為主”。主要體現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節，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，激發他們的學習興趣。

2 混合式教學改革的實施

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

2.1 教學大綱的修訂

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

表1 生物化學成績評定方法和依據

2.2 基于SPOC的混合式教學改革

為了解決傳統教學的問題，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，通過課前發布預習視頻、課前雨課堂習題、課后線上作業+線上討論等，學生們深刻感受到信息化的便利，并且激發了學習的興趣，而且教師根據學習反饋情況調整教學的進度。（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作，其后果是學生認為課程枯燥，缺乏創造力。據此，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，進行反轉課堂；增加課堂討論環節，強調小組協作精神；以創新創業科研課題為載體，著重提高動手能力、創新創業意識與能力。

SPOC混合式教學的具體實施情況。根據課程大綱，本課程理論課64課時，分為靜態生化和動態生化兩部分；實驗32學時，共分為7次實驗。線上資源主要由視頻單元、討論單元和作業單元組成。視頻單元分為19章（50個視頻），根據知識點發起10次討論（計分4次），布置了5次線上作業（拍照上傳作業），5次線下作業。并且在課堂上就關鍵問題組織討論2次，翻轉課堂嘗試一次。通過上述教學內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5%+線上討論5%+線下作業5%+線下實驗20%+期末考試50%。

3 結語

雖然本課程剛剛實施一輪教學改革，但是效果已經顯現。課程團隊逐漸圍繞培養方案來制定教學大綱，體現工程認證的理念；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容，將最新科研進展補充到理論教學內容；如何根據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，將學生的創新創業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、翻轉課堂、在線課程學習等，以提高學生的協作能力、動手能力和主動學習的能力。