工程教育專業認證背景下《生物分離工程》課程教學改革與實踐

劉長英，鄔曉勇，孫雁霞，向達兵，萬燕，吳琪，姜良珍，葉雪玲，白雪

（成都大學 食品與生物工程學院，四川 成都）

一 引言

《生物分離工程》一直是生物工程最重要的專業必修課之一，通過本課程的學習，可使學生掌握生物分離工程的基本原理與基本方法，主要培養學生利用生物分離工程原理在生物工程相關領域進行應用和科學研究的基本能力。由于《生物分離工程》的理論性和實踐性很強，如何提高該課程的教學質量尤為重要，教學質量的提升緩慢也制約了該課程教學效果的提升。工程教育專業認證是評價和提高工程教育質量的重要評價體系，該認證體系遵循以學生為中心、成果導向、持續改進三個基本理念，對于推動教學改革與實踐、改進教育質量和提升高等教育專業技術人才培養質量具有重要作用[1-2]。隨著工程教育專業認證在我國高等教育中的逐步深化，各個高校都在廣泛運用工程教育專業認證原理進行改革和實踐，如將其應用在食品科學與工程、土木工程、材料、機械等相關專業的課程教學改革探索中，教育質量和教學效果取得了顯著提升[3-8]。為了提升《生物分離工程》的教學質量，本文將以工程教育專業認證體系作為指導，以成都大學《生物分離工程》課程為例，對該課程的教學改革成果和課程實踐，以期為《生物分離工程》及其它工程類專業課程的改革提供參考。

二 課程目標的改革

此前，我們對課程目標的設置不夠科學和具體，為了使得目標更加明確和具有針對性，重新設置的課程目標如下：

課程目標1：能夠運用生物分離工程基礎知識解決生物工程與技術中的復雜技術問題。

課程目標2：能識別和判斷生物工程與技術中復雜技術問題的關鍵環節、流程和參數。

課程目標3：能夠根據生物分離工程原理設計生物工程與技術。

課程目標4：掌握生物工程與技術相關實驗的基本方法和原理，具有較強的動手操作能力，并能依據實驗目的設計實驗方案，確定需要的數據，并能夠采用合理的手段收集數據，對實驗結果進行合理分析。

課程目標5：針對復雜生物工程與技術問題，能模擬單元操作過程，選擇和應用恰當的工具和信息技術，并能通過計算模擬預測結果。

三 教學內容和教學方式的提升

2017 級在課程內容上設置不夠合理，平時成績只設計了“考勤”和“課程匯報”兩個內容，沒有很好激發學生的學習興趣。為此，在2018 級學生的教學過程中，增加了“課堂提問”環節，用以提升學生的思考能力、師生之間交流以及主觀能動性。

我們對2017 級的試卷進行綜合分析發現，本試卷沒有很好地緊扣課程目標，不能較好地支撐對應要求的指標點。學生對課程涉及到的概念及原理掌握得相對較好，但是在具體解決問題時，則不會應用所學的基礎知識，不會很好地分析問題和解決問題，基本停留在問題的表面，不能深入地分析發生問題的原因。我們從基礎概念和原理入手，對試題進行了調整，提高了分析和解決實際問題的一些試題比例，題目難度也緊扣了教學大綱，使得題目與課程目標一一對應。

四 基于工程教育專業認證評價本課程的教學質量

①課程目標達成評價情況

為了評估上述改革的教學效果，我們組織了教學專家團隊基于工程教育專業認證體系對《生物分離工程》進行了評價。首先對改革前的2017 級學生進行隨機抽樣分析，如表1 所示，課程目標總體完成度達到了0.81，課程目標1 的達成度超過了0.9，僅有一名學生低于0.9。課程目標2 的達成度為0.77，48% 的學生完全達到，32% 的學生基本達到，20%的學生沒有達成目標。課程目標3 的達成度為0.75，48% 的學生完全達到，36% 的學生基本達到，16%的學生沒有達成目標。課程目標4 的達成度為0.75，36% 的學生完全達到，48% 的學生基本達到，16%的學生沒有達成目標。課程目標5 的達成度為0.79，64% 的學生完全達到，32% 的學生基本達到，僅有4%的學生沒有達成目標。從學生個體來看，完成度達到優秀的學生占到全部學生的72%，達到良好的學生占到12%，達到中等的學生占到12%，有一名學生不合格。

表1 2017 級課程目標達成情況統計

對改革后的2018 級學生進行隨機抽樣分析，如表2 所示，課程目標總體完成度達到了0.86，課程目標1 的達成度為0.88，超過67% 的學生達成度超過了0.9，有一名學生甚至達到了1。課程目標2 的達成度為0.92，85.7%的學生完全達到，10.7%的學生基本達到，一名學生沒有達成目標，有10 名學生的完成度達到了1。課程目標3 的達成度為0.83，2/3的學生完全達到，1/3 的學生基本達到。課程目標4的達成度為0.8，42.8% 的學生完全達到，51.2% 的學生基本達到。課程目標5 的達成度為0.87，全部學生達成目標，超過89%的學生完全達到。從學生個體來看，總體完成度達到優秀的學生占到全部學生的92.8%，達到良好的學生占到7.2%，沒有中等和不合格的學生，表明改革的效果十分顯著。

表2 2018 級課程目標達成情況統計

對2017 級和2018 級達成度進行比較分析發現，2017 級的課程目標1 平均達成度為0.9，2018 級的平均達成度為0.88；2017 級的課程目標2 平均達成度為0.76，2018 級的平均達成度為0.91；2017 級的課程目標3 平均達成度為0.76，2018 級的平均達成度為0.83；2017 級的課程目標4 平均達成度為0.74，2018 級的平均達成度為0.8；2017 級的課程目標5平均達成度為0.79，2018 級的平均達成度為0.87（圖1）。由此可見經過改革之后，課程目標達成度整體上都得到了穩步提升。

圖1 課程目標達成情況統計

②學生成績分析

我們對2017 級和2018 級學生的學習成績進行了比較分析，圖2 中數據顯示，2017 級平時成績的平均分為87.3，2018 級的平均分90.6；2017 級試卷成績的平均分為77.5，2018 級的平均分85.1；2017級試卷成績的期末成績為79.4，2018 級的平均分86.2。從上述數據可以發現，經過改革之后，學生成績取得了大幅度提升。

圖2 成績統計

③ 課程大綱執行情況評估

課程大綱是一門課程的靈魂，關系到整個課程的教學效果和質量，我們對課程大綱執行情況進行比較分析。對“課程大綱質量”“課程目標”“選用教材”“授課計劃”“課程教案”和“課程考核試卷”等六個項目分析結果顯示，2018 級的整體的執行情況都要顯著強于2017 級（表3）。

表3 課程大綱執行情況評估

④ 課堂教學評估

對課堂教學環節進行了連續兩年的追蹤和評價，對“課堂上教了什么”“課堂上是如何教的”“課堂上是否形成良好互動”和“學生的總體感覺”等四個模塊進行了評價。2018 級的總得分高達到81 分，而2017 級只有67 分，在課堂教學方面的效果取得巨大提升（表4）。

表4 課堂教學評估統計

⑤ 課程試卷評估

教學評審專家團隊對本課程的課程試卷進行了評價，2018 級的各個項目的得分都超過了80 分，而2017 級有一半的項目得分低于80，平均得分也是2018 級較高（表5）。

表5 課程試卷評估統計

⑥ 評學評價

評學評價結果如表6 所示，無論是從總體還是具體項目來看，2018 級的指標都要顯著高于2017 級，進一步表明本課程的改革效果明顯。

表6 評學評價統計

⑦ 課程評估實施方案綜合評價

最后我們對2017 級和2018 級的教學效果進行了綜合評估，2017 級最終得分為71 分，而2018 級的得分達到了84 分，進行課程改革后的教學效果取得突破，6 個不同的評估項目都獲得了不同程度的提升（表7）。

表7 課程評估實施方案綜合評價數據統計

五 結語

基于工程教育專業認證評價體系《生物分離工程》課程教學進行大膽改革和教學實踐，在課程目標的設置上更加科學、具體和具有針對性。在教學內容和教學方式方面，增加了“課堂提問”環節，用以提升學生的思考能力和主觀能動性。在試卷方面，從基礎概念和原理入手對試題進行了調整，緊扣了教學大綱和課程目標。基于工程教育專業認證評價對本課程進行了教學實踐和教學質量評估，經過改革后，教學效果和教學質量取得了顯著提升。