生物工程專業核心課程群教學改革與創新
——基于工程教育專業認證和一流課程建設

鐘俐

（新疆大學生命科學與技術學院，新疆烏魯木齊 830049）

生物工程是以工科為主、工理結合的復合型專業。新疆大學生物工程專業在微生物育種、發酵產品的獲得與應用等領域具有地方特色與優勢，為自治區及內地高校、企業、科研院所培養了大批優秀專業人才。

工程教育專業認證是國際通用的工程人才培養質量保障制度[1]，課程體系是工程教育專業認證標準中最主要的一級指標點之一，是支撐畢業要求、實現培養目標、確保人才培養質量的重要保障[2]。教師可將本專業本科生的每一項畢業要求分解為幾個可評估的指標點，設置3～5門課程，支撐各指標點要達到的畢業要求，每門課程支撐1～3個畢業要求指標點[3]，學生須修完規定學分才能達到畢業要求。

生物化學、微生物學是生物工程專業重要的學科通修課程，發酵工程、生物分離工程是重要的專業發展課程，它們共同組成專業核心課程群，在培養學生生物學基礎知識和生物工程分析與設計能力方面起著重要作用[4]。按照核心課程群支撐的畢業要求確定課程目標，對課程目標達成情況做出合理評價至關重要，是后續持續改進教學方法及提升教學質量的前提。

以往，這些課程以傳統教學模式為主，其優點是能充分發揮教師的學科優勢，知識系統化，教學效率高。但同時也存在一定的弊端，具體為：（1）學生學習處于相對被動狀態，無法充分調動內動力和自覺性不足的學生的積極性與主動性；（2）強調學生對基礎知識的學習，造成學生高分低能現象；（3）按統一模式培養，不利于培養具有創新思維和能力的復合型人才；（4）過多強調教師主動施教作用，忽略了作為學習主體的學生的學習自主性[5]。

綜上所述，傳統教學方式無法適應和滿足生物工程專業學生的能力培養和發展要求。因此，針對專業特色，積極變革與創新核心課程群中的教學模式、課程體系、教學內容、教學活動，改進教學方式、教學組織與教學評價，提高教育教學質量，是亟待解決的重要問題。

新疆大學生物工程專業近年以工程教育專業認證和一流課程建設為契機，在核心課程群改革與創新方面進行了以下幾方面的探索與實踐。

1 教學改革與創新的內容

1.1 課程體系改革與創新

根據應用型生物工程專業培養計劃和能力特點，構建以“認知模塊+培訓模塊+實踐模塊”為核心的創新、優化的課程體系。新版培養方案中的課程體系側重全面訓練學生的實踐應用能力和社會發展能力。具體為：（1）以培養應用型人才為出發點，分模塊完善課程體系。理論與實驗有機融合，互相銜接，成為一個整體。不同課程的相關理論運用到生物制造與工藝設計過程，為“以就業為導向，以技能為基礎，培育應用型創新型高技能人才”[6]的目標奠定良好的基礎。（2）重構知識框架。力求在基本知識掌握、學科交叉與實踐技能拓展的基礎上，培養學生分析問題、解決問題和實際動手與創新能力[7]；通過重構人才培養體系與框架，解決基本技能培養和創新發展能力的問題，有力提升了人才培養質量。

1.2 教學模式改革與創新

改變單純以教師課堂PPT講授為主的教學方式，根據不同課程的培養目標和教學特點，打造課程教學新模式。把講授型教學、討論型教學與自主式教學方式有機融合，有效調動學生的學習主動性[8]。采取“以問題為導向”的教學方法，引入討論式學習，通過探討理論和實踐中的具體問題，培養學生實踐能力和創造性思維。比如生物化學教學，采用BOPPPS教學模式[9]，以教學目標為靶向，以案例為切入點，以學生為核心，教學全程包括“導入、目標任務、前測、互動、后測、小結”6個環節，從引發學生的好奇心開始，教師課前以目標引導和小測試了解學生的知識儲備狀況；教學過程中與學生互動；課后通過測試了解學生對課堂知識的掌握情況，引導并要求學生完成課程小結。教學全過程簡潔清晰，由淺入深，以內容開始，以小結收尾，教學環節連貫緊湊，通過組合手段循序漸進培養學生自主學習及綜合運用專業知識的能力。發酵過程、生物分離工程等課程采取與企業合作的方式，通過“云教學”方法采集和實時傳輸企業和車間的生產情況，真實、直觀、有效。

1.3 教學內容改革與創新

（1）精密安排課程內容。結合不同課程的特點，進行學科的融合和拓展，使課程群內不同課程內容更加系統化；（2）密切貼近生活,緊扣前沿研究進展。在課程中引入與實際生產生活有關的知識，例如，針對飲料“六個核桃”，引導學生利用蛋白質定量和定性分析方法，設計實驗，確認飲料中蛋白質總量。

1.4 課程組織改革與創新

根據學生對基礎知識的掌握程度及學生成績，分階段滾動式實施分層教育，設置實驗班（學生基礎知識扎實，接受能力強，學習效率高，成績優秀）和平行班（學生基礎知識掌握水平一般，成績中等），教師在了解學情的基礎上，突出備課的層次性，因材施教，教學內容設置上根據不同學生的知識水平和學習特征，采用任務分層、指導分層、考核分級等方式組織教學活動，有助于實驗班學生超能力、超水平發揮，也有利于充分挖掘平行班學生的潛力，提高平行班學生的學習效果。

1.5 課堂教學變革和創新

（1）充分利用雨課堂智慧教學工具[10]及其他線上教學資源[11]。對教學數據進行整理和分析，幫助任課教師開展精準教學。（2）思政入課程、進課堂。為貫徹執行“思政教育元素要有機融合進專業課教學體系中”的育人要求[12]，專業課程在教學大綱中加入了思政教育的要求，將思政內容以潤物細無聲的形式融入教學，激勵學生為祖國強盛而努力學習的堅定信念。（3）教師科研成果進課堂。利用科研成果激發學生學有所用、學以致用的成就感及繼續深造的信心。（4）自制微視頻+慕課資源，增強學生學習的興趣。制作生物化學綜合設計性實驗慕課視頻，新入職教師在實踐教學中發揮了重要作用。

1.6 教學評價方式改革與創新

（1）以學情分析貫徹和體現以學生為中心的教學理念。將學情分析貫穿核心課程群課程教學過程與結果評價，學情分析包括學生性格特點、需求及興趣、學習效果與結果分析等。學情分析是教師的“教”和學生的“學”教學活動的立足點，是體現“以學生為中心”教育理念的核心環節[13]。（2）結合工程教育專業認證對生物工程專業核心課程群中的專業基礎課程和專業核心課程進行課程目標和畢業要求達成度分析，為持續改進教學方法提供數據支撐。

1.7 教師隊伍改革與創新

根據課程教學對師資的需求，本專業每年引進一定數量具有博士學位和科研素養良好的青年教師。近幾年，學院陸續聘請了一批生物工程相關的企事業單位管理和技術研發人員作為校外兼職導師，這些兼職導師具有較高的學術造詣和豐富的實踐經驗，能為學生實操訓練提供專業的指導。兼職導師還參與學生培養方案的制定與修訂，對學科建設、專業發展等有很好的促進作用。

2 具體實施過程

（1）研討并制定課程的教學改革方案，明確課程的改革重點和難點；（2）2021年生物化學課程獲批自治區一流本科課程，2022年微生物學和發酵工程兩門課程獲批校級“金課”；（3）推進生物工程專業工程教育專業認證；（4）對授課班級開展問卷調查，及時反饋意見，對數據庫進行優化，對課程方案進行調整，對教學過程的教和學進行分析、總結和交流。

3 成果及實踐運用情況

（1）提高了教師的教學水平，調動了學生學習的興趣與主觀能動性；（2）已建設2門校級“金課”，在建1門校級“金課”，在建1門自治區一流本科課程；（3）制作完成2門專業課慕課，并應用到教學中；（4）教師鐘俐2021獲得首屆全國高校教師教學創新大賽校級一等獎。

4 特色與創新點

（1）人才培養模式：生物工程專業既注重學生對生物學基礎知識的掌握，也強調以設備和工藝為核心的工科特征；（2）教學活動：通過運用數字化背景下的網絡資源與傳統教學相結合的教學新模式，增強了學生在資源獲取、課前準備、課后拓展、信息化技術運用等方面的能力，提高了學生學習興趣[14]；（3）教學評價：通過全新的“教、學、做、評”一體化教學評價方式，對核心課程培養目標、課程內容、課程評估以及實施進行綜合評價。這些評價方法及經驗和成效，為生物工程專業的教學改革研究、探索、發展和持續改進積累了經驗。

通過上述生物工程專業核心課程群的教學改革和創新，提高了學生對理論知識的實踐運用能力，為同類高校生物工程專業教學和發展提供了可借鑒的經驗。