面向工程教育專業認證的課程教學改革
——以《生物工藝學》為例

劉景利 張 寶 夏 祥 郭 昭

（江西農業大學 江西·南昌 330045）

0 前言

工程教育是我國高等教育的重要組成部分。目前國際通行的工程教育質量保障制度是工程教育認證[1]。我國2016年6月2日加入《華盛頓協議》，成為該協議第18個正式成員，開始了中國高等工程教育國際互認和工程師資格國際互認的工程教育認證。

工程教育認證以學生為中心，著重培養畢業生的工程實踐能力，這種能力是國際公認的工程技術人員必須具備的一種基本能力。生物工藝學作為江西農業大學生物工程專業一門重要的專業課程，通過課程教學改革，在學生培養過程中逐漸滲透“工程化”思想，提升學生工程實踐能力和解決復雜工程問題的能力。

《生物工藝學》課程教學改革方案與成效。

1 教學改革目標

樹立工程教育理念、構建科學合理的知識體系、改革實踐教學內容、建立基于OBE理念的教學評價方法、建設生物工藝學工程化師資隊伍等五個方面開展研究，以期在學生培養過程中逐漸滲透“工程化”思想，提升畢業生工程實踐能力和解決復雜工程問題的能力[2]。

2 樹立工程教育理念

工程教育認證已發展成為國際通行的工程教育質量保障制度，其遵循的三個核心理念：以學生中心、成果導向教育、持續改進。這些理念對引導和促進課程教學改革、保障和提高工程教育人才培養質量至關重要[3]。

（1）以學生為中心：生物工藝學課程教學目標的設立要圍繞學生的培養，教學內容根據學生的期望而設計，課程的考核的焦點是學生表現的評價，同時，須考慮全體，而不是某些學生。

（2）成果導向教育：成果導向教育（Outcomes-Based Education，簡稱OBE）是指“清晰地聚焦在組織教育系統，使之圍繞確保學生獲得在未來生活中取得實質性成功的經驗”。傳統教育以知識結構、教師傳授為主導，存在“重教輕學、重知輕行”的弊端，而OBE則以學生的學習為中心，確定學生的預期學習成果，學習成果如何達成以及達成度的評價，最終能夠使學生成為合格的畢業生。

（3）持續改進：是工程教育專業認證三大核心理念之一，要求對教學過程進行質量監控，每一門課程的主要教學環節必須根據學生學習的預期成果確定質量要求，通過各個教學環節、過程監控和質量評價來促進畢業要求的達成。

3 構建科學合理的知識體系、改革實踐教學內容

生物工藝學作為江西農業大學生物工程專業一門非常重要的專業課程，其教學內容包含了從原材料到產品獲得的整個過程。其教學內容包含了理論知識、工藝學綜合實驗及課程教學實習三個模塊，對工程教育認證12點畢業要求中的10項形成了支撐關系，包含了知識應用、工程能力、通用能力和工程態度四個方面。生物工藝學知識體系不僅包括了專業知識，更多的應該體現應用能力的培養，還有部分非專業知識的了解，如環境和可持續發展、社會、職業規范等。根據對學生學習的預期成果，構建科學合理的知識體系、改革實踐教學內容，提升畢業生工程實踐能力和解決復雜工程問題能力，促進畢業生對各項畢業要求的達成。

3.1 構建科學合理的知識體系

生物工藝學教學內容包含了從原材料到產品獲得的整個過程，以生物產品的生產為主線安排各章節的教學內容，包括了工業微生物基礎、淀粉制糖工藝、培養基配制和滅菌、無菌空氣的制備、培養過程中氧的供需和傳遞、生物反應器、發酵工藝控制、發酵染菌的分析和防治，動植物細胞大規模培養、生化產品的分離和純化等各個生產單元，側重于發酵生產工藝，并介紹發酵生產工藝設計的基礎和典型生化生產工藝分析[4]。

3.2 改革實踐教學內容

生物工程專業是一門基礎性和實踐性均很強的應用型工科類專業，實踐教學在本科教學中占有重要的地位。因此加強實踐教學環節建設，是培養創新創業型人才的重要環節和必要保證。

3.2.1 實驗教學內容改革

生物工藝綜合實驗教學項目包含了驗證性、綜合性和設計性三種類型，既可以加強學生發酵工程基本的實驗方法和技能訓練，熟悉發酵行業常見的設備，同時組織學生參加實驗準備、設計具體實驗方案，讓學生和教師共同討論理論和實驗問題，提高學生實際動手能力和創新精神[5]。

3.2.2 以校內外實習基地為依托，建立完善的課程實習體系

在生物工藝學的課程教學實習過程中，將以青霉素的發酵生產為主線，通過學生分組試驗，自行完成抗生素生產和精制的工藝優化與設計、設備選型以及產品質量控制管理等實習內容。通過實習，學生能夠掌握青霉素的作用機理及臨床應用、青霉素的生產常用的菌種、種子制備擴大培養、發酵培養基的設計、發酵過程關鍵參數的控制、青霉素分離提取常用哪些方法等完整的生物產品生產過程，同理論教學和實驗教學相呼應。

校外實習是培養工科大學生工程實踐能力的重要實踐性教學環節。建立一批穩定的校外實習基地，讓學生深入企業生產一線進行生產實習，對提高生物工程專業大學生的工程實踐能力具有重要的作用和意義。

通過校內外實習實訓基地建設，建立完善的課程教學實習體系，有利于學生將校內所學知識更好地應用到生產實踐中，培養學生工程實踐能力和解決復雜工程問題的能力，更好的為社會服務[6]。

4 建立基于OBE理念的教學評價方法，促進畢業要求達成度評價

本課程作為生物工程專業工程教育認證畢業要求重要支撐課程，共支撐了5個畢業要求指標點，因此，本課程設置5個課程目標，與所支撐的指標點一一對應。本課程對學生的考試/考核方式與課程目標的要求匹配，設計的考試/考核方式有合理的評分標準。權重比例為考試 60%，平時成績為 40%（含平時作業、考勤、期中考試）。如課程目標1：能夠根據微生物生長速率、底物消耗速率以及產物形成速率建立微生物發酵動力學模型并求解，從而指導發酵過程控制。教學過程中，通過考題計算微生物的生長速率和產物形成速率，從而考核學生是否掌握課程目標1，在平時測試過程中，也有計算發酵動力學測試題，證明考核方式與課程目標的要求是匹配的。在教學大綱里對定性評價給出了課程目標的評分標準，在平時測試的考題和試卷中，也有具體的評分標準，評分標準根據學生對畢業要求指標點的掌握情況合理確定。

5 以“走出去、請進來”的方式，帶動和提高工程化師資隊伍的建設

完善校內專任教師到相關產業和領域一線學習和技術交流機制，加強教師特別是青年教師實踐能力的培養和訓練，通過提高教師服務于企事業生產實踐的能力和水平，帶動教師工程實踐水平的提升；通過建立相關產業和領域的人員到學校兼職授課的制度和機制，加大“雙師型”教師在教師隊伍中比例。建立一支以專業教師為主體，企業兼職教師為補充，適應專業需要、了解社會需求，教學質量、科研水平、服務能力不斷提升的高水平師資團隊。

6 結語

工程教育是我國高等教育的重要組成部分。生物工程專業工程教育認證的核心要確認生物工程專業畢業生達到行業認可的既定質量標準要求，聚焦于學生解決復雜工程問題能力。生物工藝學作為生物工程專業一門非常重要的專業課程，在生物工程專業人才培養中起承前啟后、由基礎到專業的橋梁作用，是培養生物工程專業合格人才必須掌握的專業課程。本文基于工程教育理念，構建了科學合理的知識體系，改革實踐教學內容，建立了基于OBE理念的教學評價方法，并提出了建設工程化師資隊伍的有效措施，探索出適用于工程教育認證背景下課程教學改革的模式。