基于OBE 理念的基因工程课程教学改革探索

2023-10-09李运涛

安徽农学通报 2023年15期

李慧韩卓李运涛

（蚌埠学院食品与生物工程学院，安徽蚌埠 233030）

自新工科概念提出后，应用型本科院校逐步改变办学思路、办学方式、人才定位和人才目标，为国家培养高素质复合型工程技术人才。按照新工科人才培养要求，地方院校进行了教学理念和方法的改革与探索。例如，引入成果导向教育理念（Outcomebased education,OBE）修订人才培养方案以及改革课程教学。OBE是以学生为中心，以成果为目标，聚焦于学习后收获的成果，强调学习目标的一种教育理念，也是工程教育专业认证的核心理念。目前，OBE教育理念已在高校生物专业中被推广应用，取得了较好的成效[1]。如巩慧玲等[2]以OBE 教学理念对细胞工程课程进行教学探索和实践，融入创新和创业教育，实现学生素质与能力的培养；翁春跃等[3]以OBE为导向，通过翻转课堂的教学设计，锻炼和培养学生自主学习能力。

基因工程以遗传学、生物化学和分子生物学等学科为基础，引入工程学的概念，通过周密的实验设计，高效率地达到预期的目标[4]。随着相关技术的发展，基因工程在医、农、林、牧、渔等行业中得到越来越广泛的应用。本研究基于OBE 教学理念与专业特点，经过不断摸索，从教学内容、教学设计、考核方式方面对基因工程课程教学进行改革，旨在提高学生的自主学习能力、创新能力、科学素质，为培养高水平应用型人才奠定基础。

1 修订教学大纲，设计教学内容

基因工程课程是一门集现代遗传学、现代分子生物学、微生物学、生物化学和生物信息学等生命科学前沿学科于一体的理论性和实践性很强的课程[5]。基因工程已成为生物类专业的核心专业课程。为提升生物工程专业教学质量，以成果为导向，结合专业人才培养方案与毕业要求指标，遵循“三位一体”的教育理念，修订基因工程教学大纲，以培养学生的知识目标、能力目标和素质目标要求为依据，设置课程目标，划分教学模块，设计合理的教学方式和评价方法，提高教学大纲的编制质量。

基因工程教学内容繁杂、知识点多，为了能在限定课时内完成教学目标，要求对课程内容进行精简，突出重点。经过对比多本教材，选用湖南师范大学袁婺洲编著的《基因工程》（第二版）一书作为教材，其知识点相对完整，内容分为两大部分：一部分以基因工程基本操作为主线展开介绍，包括工具酶、工具载体、目的基因的制备、转化、筛选鉴定等基础知识；另一部分通过基因工程实例展开介绍，包括转基因生物、基因治疗、基因功能研究。由于热门领域发展迅速，研究成果不断更新，教材内容无法做到实时更新，需要将文献资料及时加入教案，使理论与实践结合更加紧密。每章内容需要结合基因工程发展前沿知识，在24 学时理论授课中，强调基因工程涉及的民生问题，如转基因，基因治疗等，以增强教学过程趣味，提高课程效果。在课程内容改革上，能做到从实际需要出发，推陈出新，改进内容体系，精选和丰富内容。

2 改变教学方法，凸显以学生为中心

以OBE 为导向，将智慧课堂教学模式应用于基因工程课程中提高学生的学习效率。课堂教学采用线上线下混合式教学方式，充分调动学生的学习积极性和学习热情，创造提前预习和课后自习的条件，课堂上以小组讨论或提问等方式活跃课堂氛围，从而改进传统灌输式教学中的不足，使学生从被动接受转变为主动学习。

根据知识点策划、拍摄、制作相应的教学视频，不断提高多媒体课件的制作水平，增加多媒体课件的互动性，以利于网上教学与辅导。努力创造条件或争取用多媒体讲授实验课，课件要突出生物过程的动态过程，图文并茂，生动活泼，同时将一些相关的最新研究成果分享给学生，让学生及时了解基因工程的发展进展。

2.1 课前准备

教师利用配套教材视频以及学习通平台的数据资源库查找课程相关资料，高质量完成备课；除教师外，学生也需要利用学习通预习新内容。

2.2 课中授课

课堂教学模式是智慧课堂的关键所在，在实际课堂中，重点体现课堂的互动性，培养学生的学习能力，提高教学质量。课程中采用多种教学手段，通过云平台资源丰富学习内容，通过智慧屏点名方式让学生回答问题，提高课堂趣味性和学生参与度[6]。

2.3 课后复习

基因工程智慧课堂模式下，课后可以实现以下功能。

2.3.1 作业布置和作业批改的个性化和碎片化教师利用学习通试题库给学生发送章节作业，学生在平台上提交作业，教师可以随时批改，及时反馈，让学生及时了解作业完成情况，教师也可以将零散的时间利用起来，减轻集中批改大量作业的工作负担。

2.3.2 准确的数据分析利用学习通等平台对学生学习情况进行整体（点名、课堂参与度、章节学习频率、作业完成情况）分析评价，及时将结果推送给师生，达到实时反馈的目的。

2.3.3 针对性辅导由于学生的差异性和对知识掌握程度的不同，课后阶段教师通过数据分析，通过平台向学生推送教学资源，让学生复习回顾课堂重难点；同时针对学生学习中存在的问题在平台上进行解答，打破传统教学模式中时间和空间的限制，提高学生课后学习效率[6]。

2.3.4 交流和共享课后教师可以扩展教学资源，让学生课后随时随地实现对知识的巩固，学生可以分享学习心得，解决个人难题，提高交流能力和自主学习能力。具体智慧课堂的设计思路如图1所示。

图1 基因工程智慧课堂教学设计思路

3 以成果为导向合理设计实验教学

在理论课的基础上设置了12课时的实验课，为突出“以学生为本”的现代教育教学理念，将传统实验改为设计综合试验训练项目（目的基因的获取、转化筛选、纯化蛋白等内容），不仅能够有效检验学生实验设计、技术操作和数据分析的能力，而且能够借助科研项目制的训练方式帮助学生养成良好的科研态度及科研习惯。

为有效提升学生的创新能力，教师可以适当地为学生提供参与科研实验的机会；同时，积极指导学生申报本专业方向大学生“三创”项目，组建学生团队参加“挑战杯”、互联网+、全国大学生生命科学竞赛等各级各类赛事。通过系统科研和赛事训练，提高学生对课程的学习兴趣，提升专业能力，培养钻研精神[7]。

4 融入思政元素，提高科学素养

基因工程课程作为一门理工类学科专业课，要培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。让学生学会用辩证唯物主义观点和方法认识问题、分析问题和解决问题，注重学生世界观和科学观的塑造、科学思维方法的训练、工匠精神的培养、爱国主义情怀的激发、爱国情和强国志的树立，以自觉行动投入中华民族伟大复兴的奋斗之中。对基因工程课程的思政元素进行具体设计：①绪论，以诺贝尔奖获得者讲解基因工程发展历程，激发学生热爱科学，树立为祖国强盛奋斗终身的理想信念；②工具酶和载体，体现工匠精神；③目的基因获取体现情感元素，增强学生学习的自信心；④大肠杆菌基因工程，体现“疫情”元素；⑤酵母基因工程体现新科技元素；⑥植物基因工程体现新农科元素；⑦基因工程安全性，树立健康中国责任感，从而增强学生对所学专业的认同感和社会责任感，最终让学生无论在校期间还是在工作中都能不忘初心、牢记使命。

5 重视过程性评价，优化考核方式

课程考核采取过程性考核和终结性考核相结合的方式，注重知识的应用和分析、解决问题能力的考核。教学团队在过程性考核上设计出勤率20%、课堂考核（回答问题加分制10%）、完成课后作业30%、课程实验40%，以多种形式考察学生对知识的掌握程度，过程性评价总分数占到总成绩30%，这种方法可以提高学生日常学习效率，而不是考前突击。在终结性考核中，减少死记硬背题型，增加设计性、实验性试题，以便合理评估学生对知识灵活应用的能力。通过完善课程考核评价机制，推动学生学习能力和学业成果的提升。通过对课程教学全过程监管，科学分析学生的学习情况，为学生学习提供帮助，为后续的教学提供依据。