在OBE教学理念指导下“酶工程”混合式教学改革探索

李 蓉

（大连工业大学 生物工程学院，辽宁 大连 116034）

2016年12月7日在全国高校思想政治工作会议上习近平总书记指出，办好我国高校，办出世界一流大学，必须牢牢抓住全面提高人才培养能力这个核心点［1］。次年在召开的高等工程教育发展战略研讨会及新工科建设研讨会上，提出了通过产业需求优化工科专业结构对已有工科专业提出新的要求，且以培养多样化、创新型卓越工程科技人才为我国产业发展和国际竞争提供智力和人才支撑作为目标的新工科建设［2-3］。OBE理念以学生学习成果和能力达成为导向，反向设计并制定合理的教学目标，优化教学内容及设计、教学方法等内容，再通过多维度考核方式对学生的学习成果和能力达能情况进行合理性评价，分析教学中的问题并进行持续改进［4］。这种教学理念正符合目前教育改革中所提出的培养工程科技人才并提高人才培养能力的要求。

随着网络和数字信息技术的发展，线上线下混合式教学模式逐渐被关注［5］。与传统的教学模式相比，混合式教学首先基于慕课或自建在线课堂，在20%～50%的教学时间内组织学生运用数字化教学软件在线上自主学习，提高学生自主学习能力；再结合线下授课开展翻转课堂，将课堂交给学生，让其主动查阅与专业相关的文献及材料，提高学生的学习兴趣；最后通过多维度的考核方式对学生的学习成果及能力达成进行评价。教育部启动一流本科课程建设，并单独设立“国家级线上线下混合式一流课程”类别，意在鼓励高校和教师开展相关的理论研究和实践探索，由此推动高校“课堂革命”，落实“以学习为中心”的教育理念［6］。

“酶工程”是食品及生物工程类专业的重要课程之一，是以酶学性质及其制备为基础，对酶进行有针对性的合理改性以实现酶试剂生产及工程应用的应用型学科［7］。目前酶试剂已被普遍应用于医药、农业、食品及能源等多个领域，用于替代传统化学催化方法，实现绿色环保可持续发展的工程应用［8］。为满足生物工程人才能力培养需要，提高学生的综合素质、创新能力，培养应用型人才，在以学生为中心、产出为导向的教育理念指导下有针对性地对“酶工程”教学模式进行线下线上混合式的教学改革成为必然要求。

一、“酶工程”线上线下混合式教学课程建设

（一）课程目标

传统教育模式下课程目标的设立基于知识内容，片面强调教学目标即教师对学生理论知识掌握情况的期望。基于OBE学习产出模式下的课程目标更关注学生的学习成果，强调学生通过课题学习所获得的能力，关注学生成长和专业能力提升。在OBE理念指导下基于本校生物工程专业学生的毕业要求指标点制定“酶工程”的课程目标（见表1）。本课程支撑了“1.工程知识”和“7.环境和可持续发展”2项毕业要求中的3个指标点。明确通过课程学习培养学生利用所学的酶学基础知识、酶生产及改造应用的专业系统理论知识，用于解决自己今后在生产实践、科研中所遇到的专业问题，以提升学生专业知识的综合性应用能力；培养学生可持续发展意识及在工程实践中关注、理解和评价环境保护问题及经济可持续、生态可持续、人类社会可持续问题的能力。

表1 “酶工程”课程目标对毕业要求指标点的支撑

（二）优化混合式教学内容设计

基于OBE教学理念指导下的“酶工程”课程目标对其知识体系进行解构。以科学出版社郭勇主编的《酶工程》作为主要授课教材，将教学内容整合为三个模块，如图1，构建“酶工程”课程的知识框架。从知识、能力和素质三个方面将每一个模块的教学内容拆解、细化为知识点。综合学生学情、知识点特征、知识点的难易程度等因素针对每一个知识点选择适合的教学方法。例如：对于酶工程的基本概念框架中的酶性质及催化特点、酶分类及酶动力学活性基础知识，可以采用线下教学方式帮助学生建立酶工程相关的基础知识框架；而对于酶工程的应用教学内容可以采用线上自主学习结合线下分组讨论，引导学生理解酶制剂在工业上的应用，并运用酶工程相关的基础知识，评价酶制剂在应用中的性质。

图1 “酶工程”课程知识框架

（三）确定混合式教学方法

课程教学过程中可灵活运用多种教学方法。线下授课可以运用以下教学方法：（1）以学生为中心采用启发式、问题导向式教学模式进行课程教学引导，激发学生的学习兴趣；（2）布置主题作业，以翻转课堂小组讨论形式进行文献查阅、PPT制作及讲解专业技术问题，提高学生的参与度；（3）传统的教师授课方式。线上授课可以运用以下教学方法：（1）采用费曼学习法，课前线上提供学习资料让学生自学，并引导学生用思维导图的方式归纳总结所学知识点；（2）应用授课软件中的线上测试和问卷方式，实时关注学生在学习过程对重点和难点知识的把握程度及理解误区，及时讲解纠正；（3）通过发起环境安全、碳中和及医药制剂等社会热点问题线上讨论，帮助学生理解这些问题及探讨解决这些问题所需具备的专业理论知识，开展课程思政。

（四）制定线上线下多维考核评价方式

基于OBE理念，课程考核应更关注学生在学习过程中所获得的学习成果及能力，关注学生成长和专业能力提升。本课程采用考勤、平时作业、文献调研及小组讨论等线上线下混合式过程考核方式对学生的学习过程进行形成性评价（40%），与期末闭卷考核（60%）相结合，综合评价学生对专业理论知识的掌握及运用程度，同时评价学生的专业知识与科学素养。其中，出勤（10%），使用课堂签到及线上任务点完成统计；平时作业及测试（10%），在教学过程中引入超星学习通线上工具发起作业、章节的测验等，即时检验学生的课堂学习效果；文献调研及小组讨论（20%），以小组形式选择主题作业，通过主题研讨提高学生的自主学习能力，通过同学互评形成学生之间的正向激励和加强学习交流深度，通过在线答疑加强学生与教师之间的沟通。

二、“酶工程”课程质量评价与持续改进

每个学期进行课程结算，根据表2中的考核方式对课程目标达成度进行计算，评价值达到0.65为课程目标达成。通过每个课程目标达成情况对本课程质量进行评价，分析教学过程中的短板，改进教学方式。“酶工程”课程线上线下混合授课已完成一轮运行，从学生成绩、课程质量评价到学生评价反馈多角度评估课程改革成效。评估结果显示，学生成绩有显著的提高，3个课程目标达成评价值由之前的0.785、0.696和0.730提高到0.865、0.759和0.784。这表明，“酶工程”课程采用混合式教学模式后，学生所获得学习成果及能力有所提高，且有助于学生调研能力、分析和解决工程问题能力的提高。学生反馈：混合式教学时间更灵活，可以让不同的学生个体根据自己的学习情况来合理分配时间自主学习；同时文献调研及小组讨论增加了学生的学习兴趣，提高了学生的参与度，提升了学生对专业知识的综合性应用能力。

表2 课程目标达成情况评价的权重分配

尽管课程改革取得了一定的成效，但也出现了一些新问题，如学生线上听课不专心，容易受到外界因素的干扰；线上授课时师生之间的互动性不强等。因此，拟在后续的课程建设中从以下几个方面进行改进：（1）增加线上课堂中学生的参与度，例如教师增加提问、讨论的次数等；（2）建立学生学习质量监督评价机制，及时根据学生的反馈意见，对课程内容及授课方式进行优化；（3）进一步将课程思政元素融入课程教学过程中，针对环境安全、CO2合成淀粉及医药制剂等社会热点问题，结合课程知识点，帮助学生理解这些问题所涉及的专业理论知识，以及解决这些问题的技术路径，促使学生更深层次、更多维度地理解这些问题。