工程教育认证背景下海洋生物医学工程课程教学改革

丛伟 康元环 叶萌祺

摘  要：海洋生物医学工程课程是山东大学海洋资源开发技术专业-海洋生物工程模块的专业核心课程。在工程教育认证的背景下，通过对课程特点的综合分析，在“成果导向教育理念”的指导下，对课程的教学目标、授课内容、授课方法及考核方法等方面进行系统性的改革，进而确保海洋生物医学工程课程的教学质量，最终提升海洋资源开发技术专业人才的培养水平。

关键词：工程教育认证；海洋生物医学工程；课程改革；成果导向；海洋资源开发技术

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）02-0143-04

Abstract： Marine Biomedical Engineering is a core course of marine bioengineering module of Marine Resources Exploitation Technology Specialty in Shandong University. In the context of engineering education professional certification， based on the combination of the result-oriented education concept and the comprehensive characteristics of the course， the teaching objectives， teaching content， teaching methods， and course assessment have been reformed to ensure the teaching quality of the course of the Marine Biomedical Engineering， and enhance the level of the cultivation of the Marine resources development technology professionals.

Keywords： engineering education certification; Marine Biomedical Engineering; curriculum reform; result-oriented principle; exploitation technology of marine resources

《华盛顿协议》是国际上最具影响力的工程教育学位互认协议，我国在2016年6月正式加入成为其第18个成员[1]。自此，我国具有工程教育的本科院校就要调整已有的培养模式及策略，与国际接轨。目前，我国高等教育已经非常重视工程教育，尤其在“双一流”建设的背景之下，全国各高校都在积极主动地推进相关专业进行工程教育认证，以此来达到提高人才培养质量的目标。工程教育认证的关键内容是以学生为中心，以学生的学习成果为导向，建立成果导向（Outcome-based Education， OBE）的教学模式与基于OBE的评价机制[2-3]。

海洋资源开发技术专业是教育部在2010年批准的高等学校战略性新兴产业相关本科新专业，隶属海洋工程类[4]。山东大学2012年设置此专业，并于2013年开始招生，是为适应国家海洋开发战略，依托威海的地域优势，海洋学院面向海洋资源开发设立的特色工科专业。近年来进行模块化教学改革，目前该专业分为海洋生态工程、海洋生物工程2个教学方向模块。其中海洋生物工程模块专业培养目标“以应用素质教育为方向，以理论知识学习为基础，以专业培训为核心”，针对我国海洋强国战略背景下，以“蓝色粮仓”“大健康产业”科技创新工程为代表的可持续性海洋资源开发方式对复合型人才的迫切需要，培养具有强烈社会责任感和使命感，人格健全和身心健康的精英人才；通过专业教育，使学生掌握数学、力学、生物学和化学相关的基础知识、基本理论和实践技能，掌握海洋生物工程方面的先进通用技术，并将其应用于解决海洋生物资源开发产业中的復杂问题；通过不断学习，具有进一步攻读硕士、博士研究生的潜能；善于自主学习，交流沟通能力强，能适应社会发展，有创新精神和较大的自身发展潜力。

海洋生物医学工程（以下简称“本课程”）是山东大学海洋资源开发技术专业-海洋生物工程模块的专业核心课程。工程教育认证的核心理念是“学生中心是宗旨，成果导向是要求，持续改进是机制”[5]。然而，本课程传统的教学模式无法达到海洋资源开发技术专业的工程教育专业认证需求，在教学大纲、授课内容、授课方法及考核体系等方面需要持续性的改进。因此，基于工程教育认证背景，探索山东大学海洋生物资源开发技术专业海洋生物医学工程课程的教学改革。

一  海洋生物医学工程课程的教学现状

海洋生物医学工程是山东大学海洋资源开发技术专业-海洋生物工程模块的核心课程，其主要内容涉及海洋生物病原学基础知识、海洋生物疾病检测及诊断技术、海洋生物疾病防控技术等基础理论和专业知识，是一门由微生物学、免疫学、细胞生物学、寄生虫学、病理学、水环境学、流行病学和基因工程等多学科交叉的理论性和实践性都很强的专业课程。基于工程教育专业认证背景，在坚持原有海洋资源开发技术专业特色的同时对原有课程进行系统整合，海洋生物医学工程是在原水生动物疾病学和水生动物疾病诊断与防治技术的课程基础之上系统整合而成。整合之后，在教学大纲、授课内容、授课模式、实践教学和考核方法等几个方面问题凸显，亟待解决。

（一）  教学大纲

教学大纲是根据学科内容及其体系和教学计划的要求编写的教学指导文件，以纲要的形式规定了课程的教学目的、目标和任务，知识、技能的范围、深度与体系结构，教学进度和教学法的基本要求。目前教学大纲存在的主要问题是课程教学目标、任务及技能范围等与工程专业认证要求相差甚远。此外，教学大纲中规定的重点、难点与实际教学过程中的重点、难点存在一定的偏差。

（二）  授课内容

国内尚无海洋生物医学工程课程方面的教材，且国内大部分院校讲述的内容都是水生动物疾病学相关内容，主要依靠的参考教材为黄琪琰主编的《水产动物疾病学》和战文斌主编的《水产动物病害学》。课程的主要内容偏重于淡水养殖生物相关疾病。此外，課程内容冗杂，先修课程包括微生物学、免疫学、动物生理学、动物组织学和生物化学等，对前期专业基础知识的需求度较高。因此，授课过程中，授课教师只是选择本地常规的养殖品种或者是国内主要养殖品种的相关疾病进行授课。

（三）  授课模式

传统的海洋生物医学工程教学采用一名教师讲授全部教学内容，且讲授的内容主要就是根据参考资料的内容确定。海洋生物的疾病主要包括传染病和寄生虫病两大类，在讲授的过程中重点对疾病的病原体形态、致病机制、临床症状、流行规律，以及预防和治疗措施等内容进行讲授，内容繁杂、抽象，缺乏互动，课堂枯燥，学生反映学习难度较大。严重脱离培养目标，教学效果不理想，“以学生为中心”的理念难以实现。

（四）  实践教学

海洋生物医学工程课程是一门理论和实践性很强的专业课程。山东大学（以下简称“我校”）自2016年开设此课程（2016—2020年课程名称为水产动物疾病学），由于缺乏相关的实验设备及教学环境的限制，绝大多数实验为观察性或验证性实验，无法完成综合性实验，严重地限制了学生实践技能方面的训练。

（五）  考核方法

海洋生物医学工程理论教学考核方式为平时成绩+期末成绩，其中平时成绩占30%，期末成绩占70%。而平时成绩主要以出勤率及课堂表现为主，期末考试更加注重考查对理论知识的掌握程度，记忆性的知识点较多，学生只需在考前突击背诵相关知识点，就能够得到比较“理想”的成绩，从而出现高分低能的现象，没办法检验学生对知识的理解和应用的能力。海洋生物医学工程作为一门实践性很强的课程，显然目前的考核方式无法达到检测学生实践能力的作用，与课程目标严重脱节。

二  海洋生物医学工程课程改革内容

（一）  修订教学大纲

海洋生物医学工程的课程目标主要是在建设海洋强国背景下，为适应高科技海水养殖生产的岗位技术需求，以培养合格的水生物病害防治员或者海洋生物疾病方向科研工作者的基本素质和能力为成果导向，将其相关的知识和技能要求融合到课程的教学内容中。本课程是山东大学海洋资源开发技术专业-海洋工程模块学生必须掌握的一门理论性和实践性都很强的课程。通过对本课程的学习，学生要掌握海水养殖动物疾病发病病因、致病机制、流行规律、诊断与检测技术及防控措施等方面的内容。因此，教学大纲的制定要充分体现出国家、地方、学校在该领域人才培养的计划和目标，同时根据工程教育认证的要求，以学生为中心，以成果为导向，充分地体现出学科发展趋势。基于此，制定教学大纲，其课程目标即对学生知识和能力的要求如下：①熟悉海洋生物医学工程的研究意义，海洋生物医学工程的主要内容及海洋生物医学工程的研究方法；②掌握海洋生物常见的疾病种类及病原特性，能够对海洋生物的发病情况进行准确的判断，且能够提出有效的防控手段；③掌握海洋生物疾病检测和诊断技术，掌握海洋生物病原的分离和鉴定技术，掌握绿色渔业与健康养殖的基础知识和基本技能，在实际养殖生产过程中正确选择和使用渔药，微生态制剂及疫苗等防控海洋生物疾病。

（二）  更新授课内容

基于对以上存在问题的考虑，对教学内容进行创新。首先在以往使用教材的基础上，对参考教材进行了进一步的更新，主要参考任晓明主译的《新鱼病图谱》。此外，及时关注世界动物卫生组织（OIE）发布的水生动物病害情况及全国水产技术推广总站定期发布的全国水产动物疫情预报信息，对授课内容进行及时更新，让学生第一时间了解到目前全球范围内最新的海洋生物病害状况。

在疾病防控方面，结合目前我国近海及深远海养殖特色及养殖业减抗、替抗、无抗战略政策，同时结合目前国内外海洋生物疾病防控的新技术和发展趋势，注重学科交叉融通，例如在海洋生物疾病检查及诊断技术、海洋生物疾病防控技术等方面进行了补充与替换，对授课内容进行了更新和完善。此外，在海洋生物疾病种类方面的授课内容中，主要针对目前我国近海及深远海养殖的主要生物品种的常见疾病进行了讲解，例如大菱鲆、大黄鱼、许氏平鲉、河豚和海参等海洋生物常见的细菌病、病毒病及寄生虫病等。另外也对国内外一些特色或者珍贵养殖品种的常见疾病的诊断和防治方面进行讲解，例如大西洋鲑、金枪鱼、海胆等海洋生物。

（三）  创新授课模式

针对授课方法出现的问题，首先组建教学团队，从学院内部依照教师个人的专业背景及科研方向筛选了研究方向分为病毒、寄生虫、细菌性疾病的教师组成教学团队。团队教师分别对所负责的方向进行授课内容的选择及编写，并承担该部分的教学工作。授课内容要紧跟目前学科发展前沿，且具有新颖性及引导性。另外，采用多种授课方式混合的授课模式。针对不同的授课内容，设计与之相适应的授课方法。

首先，对分教学法，即将课程教学一分为二，一半时间由授课教师讲授纲要性及理论性的内容，采用引导的方式让学生自学；另外一半时间由学生自主掌握，进行分组讨论及交流[6]。海洋生物疾病具有种类繁多，宿主广泛的特点，需要学生掌握的内容太多，让学生依据自己的兴趣，主动去获取知识，更加有助于对知识的理解和掌握。因此，学生在掌握及理解授课教师讲授理论性知识的基础上，完全依据自己的兴趣，自己主动地查阅相关文献、病鱼等解剖图、病理图片等，对病原体结构、致病机制、防控措施等内容进行自学、分组讨论及交流。

其次，案例教学法。教学团队结合本地区海水养殖生物种类及发病情况，在实际教学中广泛地展示出日常工作中疾病诊断的全过程，包括病鱼取样及实验室检测等过程。例如，荣成某养殖场养殖的许氏平鲉鱼苗出现红体病，导致大面积死亡的现象，给养殖户造成较大的经济损失，教学团队将现场实地调查照片、病鱼的典型症状、渔民的防治情况、实验室诊断情况（包括病理检测、细菌分离、药敏实验等）等制作成一个案例进行分析。这种真实的现场照片及诊断的全过程，在讲述的过程中，学生的注意力完全专注到案例上，许多学生在课下自己搜索与海水鱼红体病相关的一些文献、科研论文等，并主动与教师进行沟通探讨。此外，有一部分学生会主动申请作为老师的科研助理，参与实验室疾病诊断的过程，在整个过程中，通过自己亲自动手，对所学的知识点加以论证，从而加深对知识点的理解和掌握。由此可见，采用案例教学法会让学生更加清晰、明确地认识到日常生活中真实病例发生的过程及相关的诊断和防治方法，能够加深学生对课堂所学知识的领悟。除此之外，这样的切身经历，能够激发学生的兴趣，更加深入地去理解和探索相关的科学问题。

最后，问题导向教学法，即在教学过程中，设计一些问题，引导学生自己主动去学习，并锻炼总结归纳的能力。海洋生物疾病中，不同的病原都有可能引起相似的临床症状，如何去区分病原，需要学生自己去总结归纳。比如大菱鲆腹水病，溶藻弧菌、迟钝爱德华氏菌、鳗弧菌和大菱鲆弧菌等均可引发大菱鲆腹水病，那么如何将它们的症状进行区分呢？通过问题导向法教学，学生能够明白，死读书，读死书，无法解决实际问题。这种情况下，学生会主动地去思考，主动跟老师进行探讨，进而形成自己完整的知识体系，加深对知识的理解和掌握，同时也能够提高其知识的应用能力。

（四）  丰富实践教学

实践教学采用分组形式进行，首先采用多媒体教学手段，将实践教学过程中所需要的理论性知识和技术要点进行系统的讲授。针对重要的操作步骤及注意事项进行重点的讲解，让学生在实践之前了解和掌握相关的知识技能，并运用到实践中。实践教学能够全面地检验学生对知识的掌握程度、创新思维及团队协作能力。因此，在具体的实践过程中，教师只负责提出科学问题和提供实验条件，实验方案、实验方法、实验操作步骤、实验数据的处理和实验报告的撰写都由学生以团队的形式独立完成。教师在整个检验过程中只作为辅助引导的角色来提升学生的创新能力。此外，教师针对实验课题的特点，结合学生实验过程中存在的问题及实验结果的情况，再对实验过程中运用到的实验技能和相关理论进行进一步的强调，并与同学们进行探讨，这样能够进一步地加深同学对理论知识的理解及掌握，同时更能够提升学生独立的动手能力及创新能力。

海洋生物医学工程作为我校海洋资源开发技术专业-海洋工程模块的专业核心课程，缺少相关的疾病标本，导致实验课开设过程中学生对疾病的理解受到极大的限制。因此，自2018年起，教研组教师就通过各种方式搜集和制备相关的疾病标本，包括病理组织切片、细菌标本、寄生虫标本等。通过搜集和制备这些疾病标本，为实验课中观察性实验提供了重要的实验材料，这样学生通过直接观察相关的疾病切片，能够更加直观地加深对疾病的认识。

课程实习中增补细菌性疾病相关的实验，这些内容的增补是本课程实践教学改革的一项重要举措。细菌性疾病是海水養殖过程中最常见的且危害严重的一类疾病，而弧菌病则是海水养殖生物细菌病的主要疾病之一。因此，在致病菌分离的实验中设计了弧菌的分离、人工回感、分离菌株的生理生活实验鉴定、药敏实验、细菌DNA的提取、16S测序及结果的比对等内容，通过对这些内容的学习，学生能够掌握整个细菌性疾病诊断的全过程并且也能够掌握临床用药的依据。除此之外，我们还开设了对分离出来的致病弧菌的拮抗益生菌的分离及靶向噬菌体的分离实验，在养殖业减抗、替抗、无抗战略政策下，益生菌和噬菌体作为替抗的新方略受到了业界的极大关注。在我们的课程实习过程中增添此部分的实验，能够让学生初步掌握益生菌和噬菌体的分离方法，使学生在了解行业前沿的基础上，初步掌握相关的实验技能，这样能够提高学生的行业认同感，也能够提升其学习及探索兴趣。学生普遍对此增补细菌性疾病相关的实验反响较好，对本课程的学习兴趣进一步提升。

（五）  完善考核体系

对于考核体系的改革，以提高平时成绩在期末总成绩中的占比，来提高学生学习的主动性，平时成绩占40%，期末成绩占60%。其中，对平时成绩的考核进行改革，将平时成绩依据考勤10%+课程表现20%+课堂分组讨论30%+课后分组讨论及汇报40%的比例进行考核。对于课后分组讨论及汇报的评分，采用小组会评及授课教师评分的综合方式，其中小组成员互评占40%，授课教师评分占60%。小组互评的过程中采用答辩的方式进行，这样既提高了学生的课堂参与度，同时也提升了学生主动学习的积极性。期末考核阶段，减少基础概念等记忆性课题的占比，主要以海洋生物疾病诊断与防治方面的综合分析题为主，以考察学生对课堂知识的掌握和综合应用的能力为主要考核目标。

三  结束语

海洋资源开发技术专业作为山东大学的一门特色专业，在服务国家海洋强国建设及山东省海洋强省的战略计划中发挥着重要的作用。海洋生物医学工程是山东大学海洋生物资源开发技术专业的核心课程之一，在培养适应海洋资源开发专业要求的人才中也同样起着非常重要的作用。因此，在工程教育认证的背景之下，基于OBE理念对课程进行一系列的改革，可以极大地提高课程的教学质量，提升学生的专业素养，增强其核心竞争力，为我国的海洋强国建设贡献力量。

参考文献：

[1] 中国工程教育认证协会秘书处.工程教育认证工作指南[Z].

2015.

[2] 李卓，张伟，焦健.基于面向产出教育理念的教学管理机制设计[J].教育教学论坛，2019（11）：7-8.

[3] 张高文，赵西坡，李学锋，等.基于OBE理念的人才培养目标评价机制的构建与实施[J].大学教育，2019（2）：17-19.

[4] 陈君.建设海洋强国背景下海洋资源开发技术本科专业设置思考[J].教育现代化，2020（1）：95-97.

[5] 杨清艳，雷经发，刘伟，等.工程认证背景下“数控技术”课程教学改革研究[J].教育教学论坛，2021（1）：52-55.

[6] 张学新.对分课堂：大学课堂教学改革的新探索[J].复旦教育论坛，2014（5）：5-10.