基于OBE理念的“酶工程”课程改革与教学研究

2021-11-12宋根娣王佳伟卢明媚

安徽化工 2021年4期

宋根娣，王佳伟，卢明媚

（洛阳理工学院环境工程与化学学院，河南洛阳 471023）

生物酶制剂在医药、食品、工业生产等领域都具有非常广泛的应用，酶工程也已经成为世界各国争先发展的高新技术。作为生物技术专业的主要核心课程，“酶工程”在中国各高校生物技术及相关专业的人才培养方案中都占有重要的地位。“酶工程”属于应用技术型课程，其在理论教学上虽然属于生物化学的范畴，但又是一门广泛涉及生物学各领域范畴的理论与实际密切相关的应用学科。由于与科研、生产的联系紧密，如何搞好“酶工程”教学，直接影响我国生物技术专门人才的储备。就高校而言，“酶工程”课程教学质量的优劣，不仅会影响学生整体专业知识框架的完整性，对毕业后就业质量也具有重要的影响。

OBE（Outcome Based Education）是以产出为导向的教学理念，与以往单纯的知识传授不同，OBE 更强调学生的学习成果。不仅要求学生具有必要理论知识的储备，还要具备专业的思维模式、动手操作、发现和解决问题等方面的能力，这也符合我国应用型人才的培养需求。按照OBE 理念的要求，知识获取的方式及手段并不重要，可以但不仅限于课程授课，学生可以根据自己的习惯和条件选择多种途径进行学习。然而学生学到了什么，学习成果是否符合要求才是人才培养的关键。“酶工程”作为应用型的专业课，要让学生经过课程培训后真正具备从事相关工作和研究的基础，就需要设计一个有效的课程教学管理体系，采用多种教学方式，最大程度地将学生的注意力吸引到课程中来，重视学生实际操作及动手能力的培养，让学生在学习过程中体会到自主性，只有这样才能真正达到应用型人才培养的目的。

本文在洛阳理工学院创建高水平应用技术型大学的背景下，以我校生物技术专业新版人才培养方案制定为契机，对省内各高校“酶工程”课程开设状况进行调研，结合我校实际，对“酶工程”课程存在的问题、课程内容及授课方式进行改革，以期培养更加符合地方社会经济发展需要的应用型人才。

1 传统“酶工程”课程教学中存在的问题

1.1 过分依赖教材，缺乏知识广度

“酶工程”是一门应用型学科，自1971 年国际酶工程会议上首次命名以来，经历了近40 多年的发展。目前仅国内已经出版“酶工程”的教材达几十种。由于各版本教材编者的知识背景以及研究方向的侧重点不同，使得这些教材在内容安排上也存在一定的差异，有些偏重于工科类，有些偏重于基础师范类，有些则偏重于医学类等。而高校，特别是部分地方性院校在本门课程的教材选择上随意性较大，并没有从院校自身的发展重点和方向出发，甚至有些师范类院校却在“酶工程”课程中选择医学类教材等。

另外，过分依赖教材。很多地方院校对于专业课程的重视程度不够，所用教材往往只有一本，没有给学生推荐或者在教学中依据课程内容选择其他辅助教材。由于过分依赖教材，在知识架构上必然存在不足。而“酶工程”是一门综合性很强的学科，根据学生未来发展的不同，如继续深造或者就业，应该建议学生至少另外选择1～2本辅助资料，以满足学生学习的不同需要。

1.2 课程内容优化不足

大多数院校“酶工程”课程的开设时间为第6学期，学生已经完成了如“生物化学”“分子生物学”“微生物”等基础课程的学习。“酶工程”又是从生物化学领域延伸发展而来的学科，其课程的相关章节与其他专业基础课程可能存在一些重复。然而，部分地方高校教师，在课程内容的交叉点上缺乏与其他课程教师的交流讨论，不能保证本门课程的系统联系性与侧重点。学科老师应该花更多的时间查阅资料和实际考查，一方面能够紧跟学科的发展，及时更新教学中产生的新技术、新理论，保持教学内容的合理性和前沿性；另一方面通过实际考查更多地了解当前各个院校该学科的课程内容，以便借鉴好的课程内容优化方案，给学生最切合实际、最容易消化吸收的课程内容。

1.3 实验教学内容与实际脱节

一般来说，地方性高校由于自身条件的局限，实验条件不可能达到国家级或者省部级高校的水平，但是在实验教学内容上，又选择与这些高校一样的实验内容，导致实验教学效果普遍达不到要求。或者选择一些非常基础的重复验证性实验，甚至仅给学生讲授实验的内容或者基本原理，重复理论教学，这样就无法满足应用型人才的培养要求。特别是“酶工程”这样的核心专业课，很多技术型内容本身比较抽象，单靠讲授不能让学生真正理解，也很难调动学生的积极性，更不会提升学生的创新思维和能力。

2 基于OBE理念的“酶工程”教学内容改革

洛阳理工学院生物技术专业2019版人才培养方案中明确了“酶工程”课程目标与毕业要求的指标点中支撑的是：①掌握基因、蛋白质、细胞等操作的基本原理及方法，具备相关的实验技能；②掌握生物发酵过程和产品检验的相关知识，熟悉主要工序的设备和操作过程，具备产品开发的基础能力；③掌握生物分析检验及诊断的基本原理和方法，具备选择使用恰当的技术、资源和工具的能力。

目前“酶工程”的知识模块为：酶的生产、酶的提取及分离纯化、酶的修饰、酶的固定化、酶制剂的应用五个模块的知识内容。为了更加符合用人单位的需求，突出课程的实用性和应用型，本课程负责人对“酶工程”的教学内容做如下改革：在保留原有知识模块的基础上增加课内和校外的实验内容。课内实验内容为：木瓜蛋白酶性质测定、溶菌酶的提取与纯化、枯草杆菌发酵生产a-淀粉酶及其初步纯化以及脲酶的提取、纯化、固定化及回收测定。校外实验为：酶制剂生产企业的专题调研、热点问题讨论会、参加大学生专业竞赛和创新课题、参与教师科研工作等实践活动。课内与校外实践进行有机结合，真正提高学生实际动手能力和发现、分析、解决实际问题的能力。

3 基于OBE理念的“酶工程”混合式教学研究

随着信息化技术的高速发展，人们的生活习惯在经历不断的改变。作为高等教育，也不能违背事物发展的客观规律，特别是目前大学生本身就伴随着信息化发展而成长起来，网络已经深入到学生的日常生活。因此，一味地采用传统的课堂教学已经不符合学生的学习习惯。在线学习、网络学习与传统教学相比，具有更加丰富的技术手段和资源，特别是交流和互动更加便捷，容易让学生沉浸其中。然而学生本身的自律性差和随意性高也会在单纯的在线学习和网络学习中被放大，此外，知识的有效梳理及不同学生群体的差异性教学都是在线和网络学习不能满足的，因此仍需要教师进行一定量的课堂教学。混合式教学正是将网络化教学与传统课堂授课相结合的一种模式，既充分利用强大的网络资源、线上交流的便利性，又结合课堂教学的纪律性和系统性，是目前教学改革的主要方向之一。基于OBE理念，结合各种网络平台、资源，在教学过程中以教师为主导，学生为主体，充分调动学生的积极性，增强学生的参与感，以学生能力提升为考核标准，真正达到学生中心、成果导向的目的。

3.1 课前阶段

课前的准备主要有课程网络平台的建设，学习资料的发布和更新。学生先通过自主学习达到获取知识的目的。在本阶段，教师和学生的具体活动包括：教师负责布置学习任务，发布学习资料，参与互动答疑。而学生主要是完成课程网络平台的注册，阅读资料进行在线学习，完成平台的基础测验以及在线互动讨论。其中网络课程平台可以采用学校自建的学生教务系统，也可购买如超星“学习通”、雨课堂、大学生MOOC 等网络平台。选择的网络平台要能够建设完整的课程资源，有专门发布课程资料的版块，能够便利地设置和发布测验题目，实时跟踪监测学生的学习进度，具备完整的后台统计数据等。

3.2 课中阶段

课中阶段主要采用课堂教学，但与传统的课堂授课有一定区别。前期学生已经完成了知识的获取，也经过了基本的测试。本阶段的核心在于知识梳理，协助学生将已经学习的内容进行整合和重构，同时培养学生利用所学知识的能力。课中阶段的具体学习活动包括：教师负责系统知识梳理、安排小组任务、个性化指导及评价；而学生主要是对学习知识的重构、讨论交流、小组合作研讨及成果汇报答辩等。在此阶段，教师不再将内容讲授作为重点，而是通过演示、指导，带领学生通过小组合作、交流讨论对原有的知识进行更加深入的探究。首先教师要结合网络课程平台的统计数据，对学生普遍掌握不足的知识进行重点梳理和讲授，帮助学生掌握课程的重点和难点，对问题较大的学生进行个性化指导及必要的督促；其次是协助学生组建合作学习小组，并设置具体的任务，让学生以小组的形式合作完成；最后结合网络平台测验的结果以及学习小组合作完成项目的成绩、课堂参与度和表现，进行学生的形成性评价，并进行总结。学生在课堂学习过程中，除了要积极参与，对已经掌握的知识进行巩固，对掌握不好或者带有问题的知识要积极与同学和老师进行讨论交流，有效地将课前自主学习的知识进行梳理和整合；其次是主动在小组中承担任务，与其他同学合作完成老师布置的项目；最后将学习成果以小组的形式进行汇报展示。

3.3 课后阶段

课后阶段是对学生在完成整个学习过程之后进行的总结和检验，学生除了要认真完成课下作业，还要着重对所学知识进行有效的复习。在复习过程中积极与同学进行交流，在网络平台分享学习经验，与同学讨论，完善自己的知识体系。教师主要通过网络平台对学生复习中的问题答疑，并针对个体的差异进行重点辅导。同时要求学生按照小组的形式上传课程总结，结合学生的学习效果进行课程的持续改进。

3.4 考核标准

基于OBE 理念的教学模式，注重学生的过程化学习，因此，课程考核标准也不能采用以往的单一形式。本课程的考核标准按照形成性评价和结果性评价相结合的形式，其中形成性评价占40%，包括学生自主学习的效率10%、在线测验的成绩10%、课程授课的参与度和表现10%、小组合作学习的效果10%；结果性评价占60%，包括学生作业成绩10%、课程总结5%及期末考试成绩45%。