“工業(yè)微生物育種”項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)施建設(shè)探索

“工業(yè)微生物育種”項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)施建設(shè)探索［摘要］基于“構(gòu)思一設(shè)計(jì)一實(shí)現(xiàn)一運(yùn)作”的教育模式和“成果導(dǎo)向”的教育理念，對(duì)“工業(yè)微生物育種”進(jìn)行了項(xiàng)目化教學(xué)改革，在拆解重組原有課程目標(biāo)的基礎(chǔ)上，以行業(yè)內(nèi)最新旦應(yīng)用廣泛的案例項(xiàng)目為教學(xué)載體；強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)過(guò)程的主導(dǎo)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣;最終達(dá)到幫助學(xué)生重構(gòu)專(zhuān)業(yè)知識(shí)能力、形成實(shí)踐能力及提升人文素養(yǎng)的人才培養(yǎng)要求。同時(shí)，采用多元化、過(guò)程化的考核手段，從學(xué)生的知識(shí)、能力、素養(yǎng)等方面做出多維度的評(píng)價(jià)，建立過(guò)程化考核評(píng)價(jià)體系。課程實(shí)施改革后取得了良好的教學(xué)效果，得到了學(xué)生的普遍認(rèn)可，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的興趣和主動(dòng)性。［關(guān)鍵詞］工業(yè)微生物育種；項(xiàng)目化教學(xué)；課程改革項(xiàng)目化教學(xué)法遵循“構(gòu)思一設(shè)計(jì)一實(shí)現(xiàn)一運(yùn)作”(conceive-design-implement-operate,CDI。)的教育模式和“成果導(dǎo)向”(outcome-based-educa-tion,OBE)的教育理念。教師需將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)內(nèi)容體系構(gòu)思重組，圍繞培養(yǎng)方案和課程目標(biāo)將原來(lái)的教學(xué)內(nèi)容融入具體的項(xiàng)目中，采用實(shí)際項(xiàng)目作為載體組織教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能素養(yǎng)為目標(biāo)，通過(guò)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)知識(shí)的學(xué)習(xí)、遷移和應(yīng)用⑴。在實(shí)際進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，采用以終為始、逆向設(shè)計(jì)的理念，以達(dá)成課程目標(biāo)為最終目的。項(xiàng)目化教學(xué)模式以實(shí)踐活動(dòng)為載體，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)過(guò)程的主導(dǎo)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，最終達(dá)到課程目的和人才培養(yǎng)要求⑵。我校生物工程專(zhuān)業(yè)在2019年5月通過(guò)了工程認(rèn)證，在此理念下，需要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力及提高其人文素養(yǎng)水平，而將“灌輸式”授課轉(zhuǎn)變?yōu)轫?xiàng)目化的真實(shí)情境教學(xué)體驗(yàn)是改變傳統(tǒng)上課模式行之有效的方法之一。—、課程目標(biāo)設(shè)置設(shè)計(jì):原有課程目標(biāo)拆解重組,體現(xiàn)全面性和高階性對(duì)于實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué)，不僅應(yīng)掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)點(diǎn)，還應(yīng)有利于推動(dòng)學(xué)生通過(guò)知識(shí)匯總建構(gòu)自身的知識(shí)系統(tǒng),面對(duì)實(shí)際問(wèn)題時(shí)能基于具體問(wèn)題場(chǎng)景進(jìn)行原有知識(shí)結(jié)構(gòu)框架的運(yùn)用和知識(shí)遷移，綜合運(yùn)用知識(shí)提出和選擇實(shí)施最佳解決方案，同時(shí)對(duì)實(shí)施結(jié)果進(jìn)行科學(xué)客觀的評(píng)價(jià)與創(chuàng)新改進(jìn)。因此，在實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué)前期，要重新整合課程目標(biāo)，結(jié)合專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案，注重體現(xiàn)學(xué)生多角度、多維度的思考分析能力培養(yǎng)，適時(shí)加入人文素養(yǎng)的訓(xùn)練，如團(tuán)隊(duì)合作、領(lǐng)導(dǎo)力培養(yǎng)、項(xiàng)目管理等,致使課程目標(biāo)的要求更具全面性和高階性?！肮I(yè)微生物育種”是生物工程的專(zhuān)業(yè)課程,在本科大三階段開(kāi)設(shè)。課程以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，從工程應(yīng)用型人才所需要的微生物育種學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)和工程實(shí)際能力出發(fā),介紹微生物育種的基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生微生物育種的相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作技能。基于此，現(xiàn)將課程目標(biāo)進(jìn)行拆解重組，最終分為四點(diǎn)，具體見(jiàn)表1。重組后的課程目標(biāo)圍繞知道一領(lǐng)會(huì)一應(yīng)用一分析一綜合一評(píng)價(jià)六層次的遞進(jìn)，在要求學(xué)生掌握基本知識(shí)點(diǎn)的前提下，引入了文獻(xiàn)資料查閱能力的要求，增設(shè)了環(huán)境安全、綠色生產(chǎn)和可持續(xù)化發(fā)展理念的訓(xùn)練，使得課程目標(biāo)更具高階 提供了依據(jù)。性、全面化和豐富度，為后續(xù)項(xiàng)目化教學(xué)的實(shí)施表1課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成計(jì)算依據(jù)序號(hào)課程目標(biāo)教學(xué)方法（環(huán)節(jié)）課程目標(biāo)比例期末考試30%作業(yè)20%階段性測(cè)試8%課堂表現(xiàn)12%實(shí)驗(yàn)成績(jī)30%1以企業(yè)生產(chǎn)菌種的特性為主線，從微生物遺傳育種的遺傳學(xué)原理、基因突變及其機(jī)制、基因突變的應(yīng)用、基因重組育種、基因工程及其應(yīng)用五個(gè)方面學(xué)習(xí)并掌握微生物育種的理論知識(shí)，能夠?qū)⒂N的知識(shí)用于工業(yè)生產(chǎn)菌種選育方案的設(shè)計(jì)、微生物細(xì)胞發(fā)酵代謝的調(diào)控等復(fù)雜工程問(wèn)題的分析30%30%20%10%30%26.8%2學(xué)習(xí)育種的理論知識(shí)，掌握菌種選育的一般試驗(yàn)流程（傳統(tǒng)的誘變育種、分子生物的基因重組），在查閱文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，能夠根據(jù)特定生產(chǎn)性狀設(shè)計(jì)或制定出相應(yīng)的菌種選育方案，并且有效地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論30%30%20%10%20%23.8%3掌握生產(chǎn)菌種的自然選育、傳統(tǒng)誘變和基因重組的操作流程，能夠選擇有效、安全的育種方式，綜合考慮其生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境安全的影響、育種實(shí)施對(duì)生產(chǎn)成本的改變等相互制約因素30%10%20%30%30%25.2%4理解育種的核心宗旨，了解微生物發(fā)酵的前沿及發(fā)展動(dòng)向，知曉微生物發(fā)酵過(guò)程與環(huán)境之間的相互關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立環(huán)保、綠色、可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)10%30%40%50%20%24.2%總結(jié)100%100%100%100%100%100%二、課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì):項(xiàng)目化教學(xué)情境選取,體現(xiàn)前沿性和綜合性項(xiàng)目化教學(xué)課程建設(shè)依據(jù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和課程目標(biāo)需要重構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容，確立“用”到“學(xué)”的過(guò)程基調(diào)，把源于社會(huì)和生產(chǎn)的案例內(nèi)化為教學(xué)和學(xué)習(xí)的內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的專(zhuān)業(yè)綜合應(yīng)用能力⑶。這與。BE教育倡導(dǎo)的根據(jù)利益相關(guān)者需求進(jìn)行“反向設(shè)計(jì)，正向?qū)嵤钡淖龇ê鸵笙喾?。課程內(nèi)容的編排應(yīng)及時(shí)汲取行業(yè)最新應(yīng)用性技術(shù)和知識(shí)，使學(xué)生能力和素質(zhì)培養(yǎng)跟上產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求,但也要把握好前沿與基礎(chǔ)知識(shí)的平衡，使創(chuàng)新與傳承有序銜接E〕。課程根據(jù)重組后的課程目標(biāo)，結(jié)合行業(yè)內(nèi)最新且應(yīng)用廣泛的案例，對(duì)項(xiàng)目化教學(xué)情境進(jìn)行了篩選,最終確定了兩個(gè)項(xiàng)目，具體如圖1所示。為了更好地體現(xiàn)項(xiàng)目教學(xué)的情景化,即使不同學(xué)生選擇了同一項(xiàng)目，也會(huì)因?yàn)樗伎冀嵌鹊牟煌a(chǎn)生不同的項(xiàng)目實(shí)施方案，使得看似簡(jiǎn)單的一個(gè)項(xiàng)目有多種方案，多選擇性正是體現(xiàn)了綜合性。項(xiàng)目化教學(xué)過(guò)程中不能忽略課程基本知識(shí)點(diǎn)的講解,這兩個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施及規(guī)范操作離不開(kāi)課程目標(biāo)要求中對(duì)基本內(nèi)容的掌握理解，因此對(duì)于遺傳學(xué)原理、基因突變及其機(jī)制、基因突變的應(yīng)用、基因重組育種、基因工程等內(nèi)容的講解應(yīng)穿插進(jìn)項(xiàng)目，真正體現(xiàn)學(xué)生在“做中學(xué)”的特點(diǎn)。三、課程評(píng)價(jià)體系設(shè)計(jì):課程達(dá)成度計(jì)算，體現(xiàn)系統(tǒng)性和過(guò)程性項(xiàng)目化教學(xué)的評(píng)價(jià)與成果的產(chǎn)生、公開(kāi)的成果匯報(bào)緊密相連，還要對(duì)學(xué)生參與項(xiàng)目的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)，以引發(fā)其更深層次的學(xué)習(xí)和理解。評(píng)價(jià)體系的設(shè)計(jì)具有以終為始、逆向設(shè)計(jì)的特點(diǎn)⑹。采用多元化、過(guò)程化的考核內(nèi)容和考核手段，從學(xué)生的知識(shí)、能力、態(tài)度、創(chuàng)新性等方面做出多維度的評(píng)價(jià)，將以往的“終結(jié)性考核”轉(zhuǎn)變?yōu)椤斑^(guò)程性考核”。本門(mén)課程對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)考核既有平時(shí)作業(yè)、階段性測(cè)試，也有實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程討論匯報(bào)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)，課程評(píng)價(jià)基本貫穿整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程。同時(shí),對(duì)課程目標(biāo)達(dá)成度也進(jìn)行了量化分析，將課程目標(biāo)與評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)相對(duì)應(yīng)，并考慮平時(shí)成績(jī)和期末考試成績(jī)?cè)诳傇u(píng)成績(jī)中的權(quán)重系數(shù)，分別獲得課程目標(biāo)理解。評(píng)價(jià)體系的設(shè)計(jì)具有以終為始、逆向設(shè)計(jì)的特點(diǎn)⑹。采用多元化、過(guò)程化的考核內(nèi)容和考核手段，從學(xué)生的知識(shí)、能力、態(tài)度、創(chuàng)新性等方面做出多維度的評(píng)價(jià)，將以往的“終結(jié)性考核”轉(zhuǎn)變?yōu)椤斑^(guò)程性考核”。本門(mén)課程對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)考核既有平時(shí)作業(yè)、階段性測(cè)試，也有實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程討論匯報(bào)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)，課程評(píng)價(jià)基本貫穿整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程。同時(shí),對(duì)課程目標(biāo)達(dá)成度也進(jìn)行了量化分析，將課程目標(biāo)與評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)相對(duì)應(yīng)，并考慮平時(shí)成績(jī)和期末考試成績(jī)?cè)诳傇u(píng)成績(jī)中的權(quán)重系數(shù)，分別獲得課程目標(biāo)1、2、3、4的達(dá)成度計(jì)算方法，具體如表1所示。根據(jù)計(jì)算課程目標(biāo)達(dá)成度，能夠較全面、系統(tǒng)地評(píng)價(jià)每位學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的知識(shí)認(rèn)知能力（課程目標(biāo)1）、實(shí)踐操作水平（課程目標(biāo)2）和人文素養(yǎng)水平（課程目標(biāo)3和課程目標(biāo)4）,同時(shí)在項(xiàng)目化教學(xué)初期就告知學(xué)生課程評(píng)價(jià)體系，引導(dǎo)其主圖1“工業(yè)微生物育種”項(xiàng)目化教學(xué)情境設(shè)計(jì)

動(dòng)參與學(xué)習(xí)和實(shí)踐。四、實(shí)施改革的后續(xù)效果“工業(yè)微生物育種”課程實(shí)施改革后取得了良好的教學(xué)效果，得到了學(xué)生的普遍認(rèn)可，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)的興趣和主動(dòng)性。如表2所示，基于4個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成度數(shù)值可以看出，改革后對(duì)學(xué)生（2017級(jí)生物工程）知識(shí)能力重構(gòu)、實(shí)踐能力形成和人文素養(yǎng)提升均有幫助;對(duì)于達(dá)成度未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值（0.70）的學(xué)生數(shù)量降低了接近50%。在課程結(jié)束后，通過(guò)調(diào)查參加課程改革的2017級(jí)生物工程專(zhuān)業(yè)2個(gè)班共計(jì)54名學(xué)生，主持/參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、參加并獲得各類(lèi)競(jìng)賽人數(shù)等方面均較以往有所提高。如,獲得2020年省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目資助7項(xiàng)，主持/參與人數(shù)34人;在2020年第五屆全國(guó)大學(xué)生生命科學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中，2017級(jí)生物工程班級(jí)共有7個(gè)參賽隊(duì)36人次參加，分別獲得一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)和三等獎(jiǎng)2項(xiàng)。表2改革前后課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度比較年級(jí)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)42016級(jí)生物工程0.720.700.770.782017級(jí)生物工程0.850.770.770.86雖