面向工程教育專業(yè)認(rèn)證的課程教學(xué)改革
——以《生物工藝學(xué)》為例

劉景利 張 寶 夏 祥 郭 昭

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 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(zhì)量保障制度是工程教育認(rèn)證[1]。我國2016年6月2日加入《華盛頓協(xié)議》，成為該協(xié)議第18個(gè)正式成員，開始了中國高等工程教育國際互認(rèn)和工程師資格國際互認(rèn)的工程教育認(rèn)證。

工程教育認(rèn)證以學(xué)生為中心，著重培養(yǎng)畢業(yè)生的工程實(shí)踐能力，這種能力是國際公認(rèn)的工程技術(shù)人員必須具備的一種基本能力。生物工藝學(xué)作為江西農(nóng)業(yè)大學(xué)生物工程專業(yè)一門重要的專業(yè)課程，通過課程教學(xué)改革，在學(xué)生培養(yǎng)過程中逐漸滲透“工程化”思想，提升學(xué)生工程實(shí)踐能力和解決復(fù)雜工程問題的能力。

《生物工藝學(xué)》課程教學(xué)改革方案與成效。

1 教學(xué)改革目標(biāo)

樹立工程教育理念、構(gòu)建科學(xué)合理的知識(shí)體系、改革實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、建立基于OBE理念的教學(xué)評(píng)價(jià)方法、建設(shè)生物工藝學(xué)工程化師資隊(duì)伍等五個(gè)方面開展研究，以期在學(xué)生培養(yǎng)過程中逐漸滲透“工程化”思想，提升畢業(yè)生工程實(shí)踐能力和解決復(fù)雜工程問題的能力[2]。

2 樹立工程教育理念

工程教育認(rèn)證已發(fā)展成為國際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，其遵循的三個(gè)核心理念：以學(xué)生中心、成果導(dǎo)向教育、持續(xù)改進(jìn)。這些理念對(duì)引導(dǎo)和促進(jìn)課程教學(xué)改革、保障和提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量至關(guān)重要[3]。

（1）以學(xué)生為中心：生物工藝學(xué)課程教學(xué)目標(biāo)的設(shè)立要圍繞學(xué)生的培養(yǎng)，教學(xué)內(nèi)容根據(jù)學(xué)生的期望而設(shè)計(jì)，課程的考核的焦點(diǎn)是學(xué)生表現(xiàn)的評(píng)價(jià)，同時(shí)，須考慮全體，而不是某些學(xué)生。

（2）成果導(dǎo)向教育：成果導(dǎo)向教育（Outcomes-Based Education，簡稱OBE）是指“清晰地聚焦在組織教育系統(tǒng)，使之圍繞確保學(xué)生獲得在未來生活中取得實(shí)質(zhì)性成功的經(jīng)驗(yàn)”。傳統(tǒng)教育以知識(shí)結(jié)構(gòu)、教師傳授為主導(dǎo)，存在“重教輕學(xué)、重知輕行”的弊端，而OBE則以學(xué)生的學(xué)習(xí)為中心，確定學(xué)生的預(yù)期學(xué)習(xí)成果，學(xué)習(xí)成果如何達(dá)成以及達(dá)成度的評(píng)價(jià)，最終能夠使學(xué)生成為合格的畢業(yè)生。

（3）持續(xù)改進(jìn)：是工程教育專業(yè)認(rèn)證三大核心理念之一，要求對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，每一門課程的主要教學(xué)環(huán)節(jié)必須根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的預(yù)期成果確定質(zhì)量要求，通過各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)、過程監(jiān)控和質(zhì)量評(píng)價(jià)來促進(jìn)畢業(yè)要求的達(dá)成。

3 構(gòu)建科學(xué)合理的知識(shí)體系、改革實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

生物工藝學(xué)作為江西農(nóng)業(yè)大學(xué)生物工程專業(yè)一門非常重要的專業(yè)課程，其教學(xué)內(nèi)容包含了從原材料到產(chǎn)品獲得的整個(gè)過程。其教學(xué)內(nèi)容包含了理論知識(shí)、工藝學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)及課程教學(xué)實(shí)習(xí)三個(gè)模塊，對(duì)工程教育認(rèn)證12點(diǎn)畢業(yè)要求中的10項(xiàng)形成了支撐關(guān)系，包含了知識(shí)應(yīng)用、工程能力、通用能力和工程態(tài)度四個(gè)方面。生物工藝學(xué)知識(shí)體系不僅包括了專業(yè)知識(shí)，更多的應(yīng)該體現(xiàn)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，還有部分非專業(yè)知識(shí)的了解，如環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、社會(huì)、職業(yè)規(guī)范等。根據(jù)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的預(yù)期成果，構(gòu)建科學(xué)合理的知識(shí)體系、改革實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，提升畢業(yè)生工程實(shí)踐能力和解決復(fù)雜工程問題能力，促進(jìn)畢業(yè)生對(duì)各項(xiàng)畢業(yè)要求的達(dá)成。

3.1 構(gòu)建科學(xué)合理的知識(shí)體系

生物工藝學(xué)教學(xué)內(nèi)容包含了從原材料到產(chǎn)品獲得的整個(gè)過程，以生物產(chǎn)品的生產(chǎn)為主線安排各章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，包括了工業(yè)微生物基礎(chǔ)、淀粉制糖工藝、培養(yǎng)基配制和滅菌、無菌空氣的制備、培養(yǎng)過程中氧的供需和傳遞、生物反應(yīng)器、發(fā)酵工藝控制、發(fā)酵染菌的分析和防治，動(dòng)植物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)、生化產(chǎn)品的分離和純化等各個(gè)生產(chǎn)單元，側(cè)重于發(fā)酵生產(chǎn)工藝，并介紹發(fā)酵生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和典型生化生產(chǎn)工藝分析[4]。

3.2 改革實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

生物工程專業(yè)是一門基礎(chǔ)性和實(shí)踐性均很強(qiáng)的應(yīng)用型工科類專業(yè)，實(shí)踐教學(xué)在本科教學(xué)中占有重要的地位。因此加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)，是培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才的重要環(huán)節(jié)和必要保證。

3.2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革

生物工藝綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目包含了驗(yàn)證性、綜合性和設(shè)計(jì)性三種類型，既可以加強(qiáng)學(xué)生發(fā)酵工程基本的實(shí)驗(yàn)方法和技能訓(xùn)練，熟悉發(fā)酵行業(yè)常見的設(shè)備，同時(shí)組織學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)具體實(shí)驗(yàn)方案，讓學(xué)生和教師共同討論理論和實(shí)驗(yàn)問題，提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神[5]。

3.2.2 以校內(nèi)外實(shí)習(xí)基地為依托，建立完善的課程實(shí)習(xí)體系

在生物工藝學(xué)的課程教學(xué)實(shí)習(xí)過程中，將以青霉素的發(fā)酵生產(chǎn)為主線，通過學(xué)生分組試驗(yàn)，自行完成抗生素生產(chǎn)和精制的工藝優(yōu)化與設(shè)計(jì)、設(shè)備選型以及產(chǎn)品質(zhì)量控制管理等實(shí)習(xí)內(nèi)容。通過實(shí)習(xí)，學(xué)生能夠掌握青霉素的作用機(jī)理及臨床應(yīng)用、青霉素的生產(chǎn)常用的菌種、種子制備擴(kuò)大培養(yǎng)、發(fā)酵培養(yǎng)基的設(shè)計(jì)、發(fā)酵過程關(guān)鍵參數(shù)的控制、青霉素分離提取常用哪些方法等完整的生物產(chǎn)品生產(chǎn)過程，同理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相呼應(yīng)。

校外實(shí)習(xí)是培養(yǎng)工科大學(xué)生工程實(shí)踐能力的重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。建立一批穩(wěn)定的校外實(shí)習(xí)基地，讓學(xué)生深入企業(yè)生產(chǎn)一線進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)，對(duì)提高生物工程專業(yè)大學(xué)生的工程實(shí)踐能力具有重要的作用和意義。

通過校內(nèi)外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，建立完善的課程教學(xué)實(shí)習(xí)體系，有利于學(xué)生將校內(nèi)所學(xué)知識(shí)更好地應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中，培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和解決復(fù)雜工程問題的能力，更好的為社會(huì)服務(wù)[6]。

4 建立基于OBE理念的教學(xué)評(píng)價(jià)方法，促進(jìn)畢業(yè)要求達(dá)成度評(píng)價(jià)

本課程作為生物工程專業(yè)工程教育認(rèn)證畢業(yè)要求重要支撐課程，共支撐了5個(gè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，因此，本課程設(shè)置5個(gè)課程目標(biāo)，與所支撐的指標(biāo)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)。本課程對(duì)學(xué)生的考試/考核方式與課程目標(biāo)的要求匹配，設(shè)計(jì)的考試/考核方式有合理的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。權(quán)重比例為考試 60%，平時(shí)成績?yōu)?40%（含平時(shí)作業(yè)、考勤、期中考試）。如課程目標(biāo)1：能夠根據(jù)微生物生長速率、底物消耗速率以及產(chǎn)物形成速率建立微生物發(fā)酵動(dòng)力學(xué)模型并求解，從而指導(dǎo)發(fā)酵過程控制。教學(xué)過程中，通過考題計(jì)算微生物的生長速率和產(chǎn)物形成速率，從而考核學(xué)生是否掌握課程目標(biāo)1，在平時(shí)測(cè)試過程中，也有計(jì)算發(fā)酵動(dòng)力學(xué)測(cè)試題，證明考核方式與課程目標(biāo)的要求是匹配的。在教學(xué)大綱里對(duì)定性評(píng)價(jià)給出了課程目標(biāo)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，在平時(shí)測(cè)試的考題和試卷中，也有具體的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)學(xué)生對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的掌握情況合理確定。

5 以“走出去、請(qǐng)進(jìn)來”的方式，帶動(dòng)和提高工程化師資隊(duì)伍的建設(shè)

完善校內(nèi)專任教師到相關(guān)產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域一線學(xué)習(xí)和技術(shù)交流機(jī)制，加強(qiáng)教師特別是青年教師實(shí)踐能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，通過提高教師服務(wù)于企事業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐的能力和水平，帶動(dòng)教師工程實(shí)踐水平的提升；通過建立相關(guān)產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域的人員到學(xué)校兼職授課的制度和機(jī)制，加大“雙師型”教師在教師隊(duì)伍中比例。建立一支以專業(yè)教師為主體，企業(yè)兼職教師為補(bǔ)充，適應(yīng)專業(yè)需要、了解社會(huì)需求，教學(xué)質(zhì)量、科研水平、服務(wù)能力不斷提升的高水平師資團(tuán)隊(duì)。

6 結(jié)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(yè)工程教育認(rèn)證的核心要確認(rèn)生物工程專業(yè)畢業(yè)生達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的既定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，聚焦于學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力。生物工藝學(xué)作為生物工程專業(yè)一門非常重要的專業(yè)課程，在生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)中起承前啟后、由基礎(chǔ)到專業(yè)的橋梁作用，是培養(yǎng)生物工程專業(yè)合格人才必須掌握的專業(yè)課程。本文基于工程教育理念，構(gòu)建了科學(xué)合理的知識(shí)體系，改革實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，建立了基于OBE理念的教學(xué)評(píng)價(jià)方法，并提出了建設(shè)工程化師資隊(duì)伍的有效措施，探索出適用于工程教育認(rèn)證背景下課程教學(xué)改革的模式。