基于“專(zhuān)創(chuàng)融合”的“生物工程概論”課程教學(xué)改革與實(shí)踐

程仕偉，吳遠(yuǎn)慶，張興曉，陳衛(wèi)衛(wèi)，喬洪金

（1.魯東大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264025；2.魯東大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264025）

2017 年2 月以來(lái)，國(guó)家積極推進(jìn)新工科建設(shè)，主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，全力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國(guó)模式和中國(guó)經(jīng)驗(yàn)，助力高等教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)[1]。“專(zhuān)創(chuàng)融合”課程建設(shè)是高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育深化改革的方向，是提升學(xué)生在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域中創(chuàng)新能力的有效途徑，隨著教育體系改革的推進(jìn)，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與學(xué)科專(zhuān)業(yè)教育有效融合的途徑研究顯得愈加重要[2]。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)技術(shù)的更迭，企業(yè)對(duì)人才需求標(biāo)準(zhǔn)也日趨變化，需要既有扎實(shí)的理論知識(shí)，也要具有一定的實(shí)踐技能、創(chuàng)新意識(shí)和職業(yè)素養(yǎng)等[3]，這就需要高校培養(yǎng)主體重塑專(zhuān)業(yè)課程目標(biāo)定位，關(guān)注“專(zhuān)創(chuàng)融合”的側(cè)重與實(shí)施問(wèn)題[4]。

“生物工程概論”是學(xué)校生物工程本科的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，同時(shí)兼有專(zhuān)業(yè)教育職能，面向大一新學(xué)生開(kāi)設(shè)，開(kāi)設(shè)目的在于讓學(xué)生理清整個(gè)學(xué)習(xí)期的課程內(nèi)容體系，以利于后續(xù)課程的針對(duì)性強(qiáng)化學(xué)習(xí)。課程知識(shí)涉及面廣、知識(shí)點(diǎn)多，且具有較強(qiáng)的理論和實(shí)踐性，涵蓋基因工程、細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)工程、發(fā)酵工程、酶工程、生化分離工程等學(xué)習(xí)內(nèi)容，需要一條清晰的課程主線以助學(xué)生掌握課程內(nèi)容整體框架。此外，學(xué)生在高中學(xué)習(xí)階段的生物基礎(chǔ)參差不齊，采用何種教學(xué)模式，將生澀難懂的專(zhuān)業(yè)知識(shí)變得淺顯易懂，提高學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的興趣，建立專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)信心，是擺在授課教師面前的一道難題。基于上述問(wèn)題，在“生物工程概論”課程教學(xué)中，以知識(shí)傳授載體，能力培養(yǎng)為主線，素質(zhì)培養(yǎng)為目標(biāo)，實(shí)施“專(zhuān)創(chuàng)融合”課程教學(xué)模式改革，持續(xù)優(yōu)化課程教學(xué)過(guò)程。

1 “專(zhuān)創(chuàng)融合”課程改革探索實(shí)踐

1.1 優(yōu)化“重素養(yǎng)強(qiáng)技能”的課程體系

“生物工程概論”課程內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)眾多，考慮學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)框架尚未完全建立，故課程內(nèi)容不能“大水漫灌”，應(yīng)根據(jù)學(xué)生現(xiàn)用專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)的實(shí)際情況，實(shí)施“精準(zhǔn)滴灌”。以學(xué)校歷年來(lái)學(xué)生參加科技創(chuàng)新的獲獎(jiǎng)項(xiàng)目?jī)?nèi)容講解為切入點(diǎn)，教學(xué)內(nèi)容整合為基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程、酶工程/蛋白質(zhì)工程四大模塊，通過(guò)科技創(chuàng)新研究?jī)?nèi)容的解析，拓展到模塊中的單元知識(shí)點(diǎn)掌握，最后以產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)案例總結(jié)課程學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)。以點(diǎn)帶面，有助課程內(nèi)容的理解；理論聯(lián)系實(shí)際，促進(jìn)專(zhuān)業(yè)技能的培養(yǎng)；鮮活案例解析，提升工程思維的塑造。

1.2 構(gòu)建產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的教學(xué)案例庫(kù)

通過(guò)教學(xué)案例再現(xiàn)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的真實(shí)情景，將理論知識(shí)與實(shí)踐技能有機(jī)融合，培養(yǎng)學(xué)生理解、分析并解決生物工程問(wèn)題的能力，提升學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和工程思維[5-6]。根據(jù)課程教學(xué)模塊的單元內(nèi)容，構(gòu)建適合課程教學(xué)內(nèi)容的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用案例庫(kù)。教學(xué)案例庫(kù)具有代表性和典型性，涵蓋要掌握的知識(shí)內(nèi)容，且對(duì)標(biāo)課堂知識(shí)點(diǎn)，貼近產(chǎn)業(yè)一線生產(chǎn)應(yīng)用，工廠情景再現(xiàn)與專(zhuān)業(yè)知識(shí)掌握有機(jī)結(jié)合。在選取典型教學(xué)案例基礎(chǔ)上，任課教師要充分利用專(zhuān)業(yè)特長(zhǎng)，對(duì)產(chǎn)業(yè)教學(xué)案例中的操作要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)解讀，對(duì)問(wèn)題原因進(jìn)行分析，將學(xué)生真正置于教學(xué)案例情景中。通過(guò)典型案例解析提升實(shí)踐技能，形成“學(xué)有所用，用而再學(xué)”的良性循環(huán)。

“生物工程概論”課程教學(xué)引入的部分產(chǎn)業(yè)應(yīng)用教學(xué)案例見(jiàn)表1。

表1 “生物工程概論”課程教學(xué)引入的部分產(chǎn)業(yè)應(yīng)用教學(xué)案例

1.3 實(shí)施“學(xué)生中心”的混合式教學(xué)方法

教學(xué)設(shè)計(jì)的精髓需要教學(xué)方法的運(yùn)用，才能得以預(yù)期教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[7]。通過(guò)課程內(nèi)容優(yōu)化，建立“專(zhuān)創(chuàng)融合”的課程體系，并輔以產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的教學(xué)案例庫(kù)，搭建起課程教學(xué)改革的骨架。作為教學(xué)活動(dòng)實(shí)施的主體，任課教師將典型工程案例引入課堂教學(xué)。通過(guò)教學(xué)案例的分析、啟發(fā)、體驗(yàn)和探索等多種教學(xué)方法混合式使用，以解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力培養(yǎng)為教學(xué)重點(diǎn)，強(qiáng)化學(xué)生的角色帶入。同時(shí)，在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中，適時(shí)引入大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽的參賽流程、項(xiàng)目準(zhǔn)備、優(yōu)秀項(xiàng)目賞析等內(nèi)容，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和參與度，在學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)，兼顧創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。

1.4 落實(shí)多樣化的課程考核評(píng)價(jià)體系

在“專(zhuān)創(chuàng)融合”教學(xué)模式實(shí)施過(guò)程中，為全面評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果，加大課程的過(guò)程性考核比例，采用過(guò)程性考核和結(jié)果性考核相結(jié)合的方法，將競(jìng)爭(zhēng)激勵(lì)引入考核評(píng)價(jià)[8]。通過(guò)線上線下交流答疑、創(chuàng)新課題研討、創(chuàng)業(yè)計(jì)劃書(shū)撰寫(xiě)、項(xiàng)目競(jìng)賽路演等多元化過(guò)程性考核方式，考核分值占比50%，全面評(píng)價(jià)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能、解決問(wèn)題能力及工程職業(yè)素養(yǎng)塑造情況等。課程結(jié)果性考核主要由隨堂測(cè)試、課程論文、項(xiàng)目匯報(bào)、期末考核等組成，考核分值占比50%，全面考核學(xué)生對(duì)課程知識(shí)掌握程度及解決生物工程技術(shù)問(wèn)題的能力。

2 “專(zhuān)創(chuàng)融合”課程教學(xué)改革效果成效

自2019 年開(kāi)始“專(zhuān)創(chuàng)融合”的“生物工程概論”課程教學(xué)改革，經(jīng)過(guò)3 輪的教學(xué)實(shí)踐和反思，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性不斷提高，自學(xué)拓展頻率增加，參與度和互動(dòng)情況良好，學(xué)生的綜合考核成績(jī)逐步提升。以問(wèn)卷調(diào)查形式調(diào)研2021 級(jí)生物工程專(zhuān)業(yè)77 名學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，從知識(shí)掌握、技能提升、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和學(xué)科素養(yǎng)等方面，對(duì)調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

“專(zhuān)創(chuàng)融合”的教學(xué)改革效果評(píng)價(jià)分析見(jiàn)圖1。

圖1 “專(zhuān)創(chuàng)融合”的教學(xué)改革效果評(píng)價(jià)分析

由圖1 可知，85.71%的學(xué)生贊同或非常贊同有助于學(xué)習(xí)掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)，能夠活學(xué)活用；93.51%的學(xué)生贊同或非常贊同通過(guò)課程學(xué)習(xí)提升了專(zhuān)業(yè)技能，堅(jiān)定了學(xué)習(xí)信心；96.1%的學(xué)生贊同或非常贊同通過(guò)課程學(xué)習(xí)增強(qiáng)了創(chuàng)新能力，愿意參加創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽；90.91%的學(xué)生贊同或非常贊同通過(guò)課程學(xué)習(xí)強(qiáng)化了學(xué)科素養(yǎng)，喜歡上所學(xué)的專(zhuān)業(yè)。總體來(lái)看，通過(guò)“專(zhuān)創(chuàng)融合”教學(xué)改革，達(dá)到了預(yù)期的成效，得到學(xué)生的普遍認(rèn)同。但同時(shí)也看到，在專(zhuān)業(yè)知識(shí)掌握和學(xué)科素養(yǎng)強(qiáng)化方面，學(xué)生贊同或非常贊同的占比還略低，這也是后續(xù)持續(xù)改革的方向所在，需要進(jìn)一步查擺問(wèn)題和優(yōu)化實(shí)踐。

通過(guò)“專(zhuān)創(chuàng)融合”課程教學(xué)改革，學(xué)生能夠明確大學(xué)4 年的學(xué)習(xí)規(guī)劃，參加科技創(chuàng)新活動(dòng)的氛圍濃厚，2021 年生物工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生申報(bào)獲批校級(jí)科技創(chuàng)新項(xiàng)目32 項(xiàng)，國(guó)家級(jí)（省級(jí)） 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目5 項(xiàng)，學(xué)生參與度達(dá)到87.2%；在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽方面，近3 年在校生獲得“挑戰(zhàn)杯”“互聯(lián)網(wǎng)+”“創(chuàng)青春”等大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽省級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)9 項(xiàng)，畢業(yè)生到生物相關(guān)行業(yè)企業(yè)就業(yè)意愿強(qiáng)烈。

3 結(jié)語(yǔ)

以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)與專(zhuān)業(yè)技能實(shí)踐為中心，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行重新組合設(shè)計(jì)，重構(gòu)促進(jìn)綜合型人才培養(yǎng)質(zhì)量的課程內(nèi)容，建立產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的教學(xué)案例庫(kù)，采用以學(xué)生為中心的混合式教學(xué)新模式，落實(shí)多元化的課程考核評(píng)價(jià)體系，拓展“專(zhuān)創(chuàng)融合”在“生物工程概論”課程中的應(yīng)用深度和廣度，解決課堂教學(xué)與應(yīng)用實(shí)際相脫節(jié)、專(zhuān)業(yè)教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育難融合的問(wèn)題。通過(guò)調(diào)研分析，“專(zhuān)創(chuàng)融合”的教學(xué)改革達(dá)到了預(yù)期效果，助力學(xué)生樹(shù)立專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)信念，課堂氣氛活躍，學(xué)生參與度高，解決生物工程問(wèn)題能力提升明顯。教學(xué)改革永遠(yuǎn)在路上，根據(jù)學(xué)生的體驗(yàn)反饋，在今后的課程教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，也需要針對(duì)學(xué)生反映的突出問(wèn)題，進(jìn)一步改革深化，持續(xù)改進(jìn)，全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。