“工業微生物育種”項目化教學實施建設探索

姚璐曄 吳凌天 周靜亞 冀宏

[摘 要] 基于“構思—設計—實現—運作”的教育模式和“成果導向”的教育理念，對“工業微生物育種”進行了項目化教學改革，在拆解重組原有課程目標的基礎上，以行業內最新且應用廣泛的案例項目為教學載體;強調理論與實踐有機結合，讓學生成為學習過程的主導，激發學習興趣;最終達到幫助學生重構專業知識能力、形成實踐能力及提升人文素養的人才培養要求。同時，采用多元化、過程化的考核手段，從學生的知識、能力、素養等方面做出多維度的評價，建立過程化考核評價體系。課程實施改革后取得了良好的教學效果，得到了學生的普遍認可，提高了學生學習專業知識的興趣和主動性。

[關鍵詞] 工業微生物育種;項目化教學;課程改革

[基金項目] 2019年度常熟理工學院教改課題“基于CDIO理念的項目化教學方法的探索與實踐”（201921978）;2019年度江蘇省教育廳高等教育教學研究重點課題“產教融合下應用型課程體系的邏輯與路徑”（2019JSJG059）;2019年度江蘇省高校青藍工程優秀教學團隊“生物工程教學團隊”（CZ201904）

[作者簡介] 姚璐曄（1983—），女，江蘇常熟人，工學碩士，常熟理工學院生物與食品工程學院實驗師（通信作者），主要從事生物工程專業理論與研究。

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）05-0066-04 [收稿日期] 2021-08-20

項目化教學法遵循“構思—設計—實現—運作”（conceive-design-implement-operate， CDIO）的教育模式和“成果導向”（outcome-based-education， OBE）的教育理念。教師需將傳統的課堂教學內容體系構思重組，圍繞培養方案和課程目標將原來的教學內容融入具體的項目中，采用實際項目作為載體組織教學，以培養學生的專業技能素養為目標，通過項目實現知識的學習、遷移和應用[1]。在實際進行項目化教學設計時，采用以終為始、逆向設計的理念，以達成課程目標為最終目的。項目化教學模式以實踐活動為載體，強調理論與實踐有機結合，讓學生成為學習過程的主導，激發學習興趣，最終達到課程目的和人才培養要求[2]。我校生物工程專業在2019年5月通過了工程認證，在此理念下，需要重點培養學生解決復雜工程問題的能力及提高其人文素養水平，而將“灌輸式”授課轉變為項目化的真實情境教學體驗是改變傳統上課模式行之有效的方法之一。

一、課程目標設置設計：原有課程目標拆解重組，體現全面性和高階性

對于實施項目化教學，不僅應掌握專業知識點，還應有利于推動學生通過知識匯總建構自身的知識系統，面對實際問題時能基于具體問題場景進行原有知識結構框架的運用和知識遷移，綜合運用知識提出和選擇實施最佳解決方案，同時對實施結果進行科學客觀的評價與創新改進。因此，在實施項目化教學前期，要重新整合課程目標，結合專業人才培養方案，注重體現學生多角度、多維度的思考分析能力培養，適時加入人文素養的訓練，如團隊合作、領導力培養、項目管理等，致使課程目標的要求更具全面性和高階性。

“工業微生物育種”是生物工程的專業課程，在本科大三階段開設。課程以培養高素質應用型人才為目標，從工程應用型人才所需要的微生物育種學知識結構和工程實際能力出發，介紹微生物育種的基礎知識和基本原理，同時培養學生微生物育種的相關實驗操作技能。基于此，現將課程目標進行拆解重組，最終分為四點，具體見表1。重組后的課程目標圍繞知道—領會—應用—分析—綜合—評價六層次的遞進，在要求學生掌握基本知識點的前提下，引入了文獻資料查閱能力的要求，增設了環境安全、綠色生產和可持續化發展理念的訓練，使得課程目標更具高階性、全面化和豐富度，為后續項目化教學的實施提供了依據。

二、課程教學內容設計：項目化教學情境選取，體現前沿性和綜合性

項目化教學課程建設依據專業培養目標和課程目標需要重構課程教學內容，確立“用”到“學”的過程基調，把源于社會和生產的案例內化為教學和學習的內容，培養學生解決實際問題的專業綜合應用能力[3]。這與OBE教育倡導的根據利益相關者需求進行“反向設計，正向實施”的做法和要求相符[4]。課程內容的編排應及時汲取行業最新應用性技術和知識，使學生能力和素質培養跟上產業發展的要求，但也要把握好前沿與基礎知識的平衡，使創新與傳承有序銜接[5]。

課程根據重組后的課程目標，結合行業內最新且應用廣泛的案例，對項目化教學情境進行了篩選，最終確定了兩個項目，具體如圖1所示。為了更好地體現項目教學的情景化，即使不同學生選擇了同一項目，也會因為思考角度的不同，產生不同的項目實施方案，使得看似簡單的一個項目有多種方案，多選擇性正是體現了綜合性。項目化教學過程中不能忽略課程基本知識點的講解，這兩個項目的實施及規范操作離不開課程目標要求中對基本內容的掌握理解，因此對于遺傳學原理、基因突變及其機制、基因突變的應用、基因重組育種、基因工程等內容的講解應穿插進項目，真正體現學生在“做中學”的特點。

三、課程評價體系設計：課程達成度計算，體現系統性和過程性

項目化教學的評價與成果的產生、公開的成果匯報緊密相連，還要對學生參與項目的整個過程進行評價，以引發其更深層次的學習和理解。評價體系的設計具有以終為始、逆向設計的特點[6]。采用多元化、過程化的考核內容和考核手段，從學生的知識、能力、態度、創新性等方面做出多維度的評價，將以往的“終結性考核”轉變為“過程性考核”。本門課程對學生的評價考核既有平時作業、階段性測試，也有實驗方案評價、實驗過程討論匯報、實驗報告評價，課程評價基本貫穿整個項目的實施過程。同時，對課程目標達成度也進行了量化分析，將課程目標與評價環節相對應，并考慮平時成績和期末考試成績在總評成績中的權重系數，分別獲得課程目標1、2、3、4的達成度計算方法，具體如表1所示。根據計算課程目標達成度，能夠較全面、系統地評價每位學生在課程學習過程中的知識認知能力（課程目標1）、實踐操作水平（課程目標2）和人文素養水平（課程目標3和課程目標4），同時在項目化教學初期就告知學生課程評價體系，引導其主動參與學習和實踐。

四、實施改革的后續效果

“工業微生物育種”課程實施改革后取得了良好的教學效果，得到了學生的普遍認可，提高了學生學習專業的興趣和主動性。如表2所示，基于4個課程目標的達成度數值可以看出，改革后對學生（2017級生物工程）知識能力重構、實踐能力形成和人文素養提升均有幫助;對于達成度未達到標準值（0.70）的學生數量降低了接近50%。在課程結束后，通過調查參加課程改革的2017級生物工程專業2個班共計54名學生，主持/參與大學生創新創業項目、參加并獲得各類競賽人數等方面均較以往有所提高。如，獲得2020年省級大學生創新訓練項目資助7項，主持/參與人數34人;在2020年第五屆全國大學生生命科學創新創業大賽中，2017級生物工程班級共有7個參賽隊36人次參加，分別獲得一等獎3項、二等獎2項和三等獎2項。

雖然課程改革無論從課程內容設計還是教學方法和方式上仍需繼續探索和持續改進，但基于CDIO-OBE理念的“工業微生物育種”實驗項目化教學改革實踐發現，新的課程教學內容設置和項目化教學模式能夠促進學生對工程項目有全新的認識，培養了學生自主學習、分析問題和解決問題的能力，提升了學生的人文素養（團隊合作、抗挫能力），從而能夠達成培養解決復雜工程問題的應用型本科人才的目的。

參考文獻

[1]陳玲.高職思政課項目化教學改革的探索與思考——以“思想道德修養與法律基礎”為例[J].科教導刊，2014（27）：83，121.

[2]錢存陽.項目化教學培養大學生系統實踐能力[J].高等工程教育研究，2015（2）：187-192.

[3]冀宏，張然，張根華，等.基于校企合作教育的應用型課程建設理路[J].應用型高等教育研究，2017，2（1）：40-44.

[4]趙洪梅，朱泓，李志義.學習成果的展現模型與確定方法[J].高等工程教育研究，2017（1）：145-148.

[5]申榮衛，臺曉紅，黃炳義.以行動為導向的“理實一體”課程開發方法研究[J].職業技術教育，2011，32（29）：25-27.

[6]申天恩.論成果導向教育理念的大教學戰略構想[J].吉林師范大學學報（人文社會科學版），2016，44（3）：83-88.

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