工程教育专业认证背景下生物工程项目实践创新课程建设的逻辑与实践

文中对照成果导向教育 (Outcome-based education,OBE) 的教学理念,详细阐述笔者教学团队经过5个轮次的教学实践和持续改进,逐步形成的“生物工程项目实践创新课程”教学逻辑与教学方法,重点阐述了课程教学项目的遴选、教学过程的实施方式、课程过程性考核办法以及“监控-评价与反馈-改进”的课程质量保障体系等内容。通过分析3届生物工程专业学生的课程成绩分布与课程目标达成情况,发现笔者教学团队所形成的“生物工程项目实践创新课程”教学逻辑与方法可以大幅提升学生学习的主观能动性及学生成绩,也可以保证学生课程目标的达成。因此,文中所述教学逻辑与教学方法有望为当今工程教育专业认证背景下本科院校工科专业项目实训的教学改革提供基础,为培养适应新时代需求的理论知识扎实、创新思维好、团结协作能力佳和解决复杂工程问题能力强的新型综合人才奠定基础。     

“微生物学”一流课程教学改革与实践

“微生物学”课程是酿酒工程、生物工程、生物技术等专业的必修课程,也是一门重要的专业核心课程。基于培养具有科学探究能力的创新型人才的教学目标,我们教学团队深入改革“微生物学”课程,建设一流本科课程。通过贯彻“以学生为中心”和“科研反哺教学”的教学理念,深入挖掘课程育人价值,开展课程思政建设工作,建设慕课(massive open online course, MOOC)平台“微生物学”课程线上教学全套资源,构建“夯实基础-解构问题分析训练-研讨课”的教学模式,改进学生学习模式,改革学习过程评价体系,以及指导学生参加科创竞赛等教学改革实践,全面提高学生的科学探究能力,为社会储备具有科学探究能力的创新型人才,为工科院校建设一流课程提供借鉴。     

“新工科”背景下“生物分离工程”课程创新改革

“生物分离工程”是生物工程专业本科生的一门重要的专业必修课,是生物工程专业建立“新工科”课程体系的重要组成部分。本教学团队坚持“以学生发展为中心,以创新思维为核心”的教育理念,以“学习成果”为导向的创新理念,针对课程长期存在的“理论教学与实验课脱节,学生不能及时地将理论知识内化为实践能力”、“课程内容陈旧,与行业需求脱节”、“授课和考核方式相对单一,学生的专业能力和素质未能有效培养”等痛点问题开展教学改革,重构课程内容。打通理论课和实验课的界限,开展“线上+线下”混合教学,通过科研反哺教学,使课程内容紧跟行业发展前沿,充分利用现代信息技术手段开展更丰富的课堂教学活动,并对学生进行全程化、动态化和多样化的考核,全面提升学生的能力。     

新工科背景下生物工程五层次实践教学体系的构建

强化实践教学,提升创新能力是新工科建设的关键任务之一。文中结合天津大学化工学院生物工程专业培养方案的修订内容,不断改进实践教学体系和课程内容,建立了基础实验、综合实验、课程设计、科研实践、实习实训等五层次的教学改革体系,为培养具有实践能力和创新精神的卓越创新人才,提出了创新的教学改革模式,为新工科建设提出了新的设想和新的方案。     

生物工程综合实验的“珠链式”教学模式改革与创新

构建生物工程综合实验的“珠链式”教学模式,对课程进行教学改革与实践。从优化实验教学内容,改进实验教学手段和考核方式,增加综合性,设计性实验项目,科研反哺教学和全面开放实验室入手,打破生物工程主干课程界线,形成以实验项目为“珠子”,在实验室中模拟实际的工艺流程进行生物产品的生产与开发。“链”是以产酶的微生物为起点,把基因工程模块、酶工程模块、发酵工程模块的各“珠子”串成一个有序的生物工程上、中、下游的“链式”知识体系。课程改革有助于学生全面掌握课程技能,提高学生应用能力、创新能力、就业竞争力。     

“新工科”背景下“代谢工程”课程建设的思考

"代谢工程"是生物工程专业本科生与研究生的专业核心课程,无论是应对新兴产业的"智能制造",还是针对传统发酵工业的升级改造,都能体现其"新工科"的特点。"代谢工程"更注重于培养学生综合运用专业知识来解决实践问题的能力,即合理进行代谢途径与调控网络的设计,实现目的产物的"生物智造"。基于"代谢工程"综合性、时效性、应用性都很强的特点,我们通过明确课程定位、注重经典内容、紧跟学科发展、突出实际应用、强调师生互动等教学方式,不断优化教学体系和教学内容,提出了注重衔接、案例启发、前沿展示、归纳总结等多种教学思路,在教学过程中有效地激发了学生学习兴趣,增强了学生的学习效果,为高层次"新工科"创新人才培养奠定了基础。     

地方应用型本科院校“固体废物浆体管道输送”课程教学改革初探

为更好地适应地方应用型高等院校的人才培养战略,“固体废物浆体管道输送”课程教学也需要进行不断地探索。以解决环境工程专业学生在该课程学习过程中出现的问题为目标,探讨了培养应用型技术人才背景下“固体废物浆体管道输送”课程的教学改革。教师在理论与实践教学过程不断探索,及时更新授课内容,整合思政元素,密切关注固体废物浆体管道输送的前沿科技;改进教学方法,培养主动学习能力;加强实验等实践环节,并建立综合的考核方式;提高学生学习兴趣的同时也加强了对理论知识的理解和应用。     

新经济形势下的生物工程一流专业建设与实践

生物经济的快速发展迫切需要新型生物工程人才支撑,建立以创新型工程教育为理念的新工科人才培养模式,能够为区域经济发展与产业升级提供支撑作用。大连理工大学生物工程学院紧密围绕“服务国家战略”“对接产业行业”“引领未来发展”“以学生为中心”等新工科建设的教育教学理念,从“面向新经济”的培养体系构建、“多学科交叉”的课程体系重构和“项目式”教学方式改革、“多元化”评价体系实施等方面进行生物工程专业建设改革和探索,提出了“价值引领、深厚的基础理论、强烈的创新意识、技术和非技术核心能力素养”四位一体的生物工程新工科人才培养标准。满足了产业对人才多样化、个性化和动态变化的需求,保障了产业与教育的深入融合发展,为生物工程一流本科专业建设提供了思路。     

面向生物医药新工科方向的生物工程一流本科专业建设探索与实践北大核心CSCD

《“健康中国2030”规划纲要》将生物医药列为重点规划发展领域,上海也将生物医药列为重要新兴支柱产业。生物医药产业的快速发展对人才需求提出了更高要求。华东理工大学生物工程学院秉承交叉融合、互惠发展、传承创新的思路,将生物工程专业和制药专业有机融合,从“三位一体”标准体系构建、“三融合、三衔接”课程体系重构和“三全育人”创新人才培养等方面进行新工科专业改革和人才培养实践,提出了“价值引领、知识体系、技术和非技术核心能力素养”三位一体的生物医药新工科人才培养标准,构建了“课内课外全过程、学生培养全覆盖、课程思政全方位”的三全育人创新人才培养模式,并建立了“课程与培养目标、通识课与专业课、拔尖人才培养体系与培养方案的”有效衔接,在智能生物制造新工科教学成果基础上进一步推进面向生物医药新工科的专业建设,为生物工程一流本科专业建设提供思路。     

“以成果为导向，以赛促学”理念下微生物学实验教学改革与实践

微生物学实验是生物工程专业的核心课程之一，优质的课程教学对培养学生的创新能力和实践能力至关重要。文章对微生物实验课程教学改革的背景进行了分析，并阐述了在课程目标、实验项目、教学方法和考核评价等方面进行具体改革的措施，以期培养学生的创新能力和实践能力，实现生物工程专业实践类课程的长效改革，同时为相关专业课程的教学改革提供参考。     

“微生物学”全英文课程的建设改革与思考

“微生物学”是高等院校生物类、生物工程类及相关专业的专业基础课程。目前我国高等院校的“微生物学”以中文授课为主,但随着“双一流”建设等教改政策的推进及学生求学多元化需求的增加,全英文“微生物学”课程建设已势在必行。华东理工大学自2016年即开始“微生物学”全英文授课,并在授课方式和课程内容方面进行了改革和创新。“微生物学”全英文课程开设后,学生的学习兴趣有了很大的提高,科研能力和实践能力有了长足的进步,在专业英语的听、说、读、写能力方面也领先于同年级其他同学,为“双一流”建设背景下国家级一流本科专业创新性人才培养提供了重要支撑。     

产业化案例辅助“酶工程”理论教学的探讨

介绍对生物技术和生物工程专业高年级学生开设的“酶工程”课程在教学内容、教学方法等方面的改革。采取产业化案例辅助理论教学的全新授课模式, 主要包括教材和授课内容体现工程特色、产业化案例辅助章节理论和整个课程体系教学、学生参与课堂互动教学等方面。通过教学改革, 收到较好的授课效果。     

新工科背景下“发酵工程”课程改革探索与实践

针对“新工科”背景下复合型工科人才的培养目标和要求，基于线上线下混合式教学模式，对“发酵工程”课程的教学目标、教学内容(包括思政元素的融入)、教学方法和教学评价方式等进行了一系列的改革探索与实践。所采取的课程改革措施明显提高了学生的课程参与度和学习的积极性，增强了学生的科研创新能力和工程应用能力，取得了较好的教学效果。教学改革的实施为实现符合“新工科”建设要求的复合型工科人才的培养目标奠定了一定的基础。     

应用型专业《微生物学实验》教学模式改革及实践

《微生物学实验》是生物、食品、农业、环保及制药类专业的必修基础课。该课程的开展对提高学生的动手能力和应用技术能力至关重要。但是,《微生物学实验》所采用的传统教学方法无法满足应用型技术人才的培养需求。本文在分析当前《微生物学实验》教学中存在的不足,结合生物工程专业的特点,有针对性地从《微生物学实验》课程的授课体系、实验顺序、师资队伍、数字课程建设以及考核方式等提出了相对应的改革思路和完善措施。该课程的改革充分发挥了专业基础课程在应用型人才培养中的作用,达到了提高学生动手能力和应用技术能力的目的,为解决当前应用型人才供需矛盾提供了有效路径。     

新工科教育背景下“酶工程”课程教改的探索与实践

在新工科建设和绿色生物制造大力发展的背景下,高等学校在培养学生的创新和工程实践能力方面面临新挑战,传统教学模式不能满足新工科背景下人才培养的需求。浙江工业大学“酶工程”课程组从课程设计、教学内容、教学方式、考核方式以及案例演示、工程虚拟仿真等方面进行了长期的教学改革尝试,形成了极具特色的“知识模块化讲授+经典文献精读+典型产业化案例演示+项目设计答辩”的教学模式,并通过教学改革实践有效提升了学生综合运用酶工程理论知识和工程技术来解决实际生产问题的能力。     

强化能力培养的微生物学混合式教学实践

微生物学课程强调实践和应用性,在重视以传统教学方式进行知识体系讲授的基础上,需加强并有效考核学生实践创新能力培养,从而服务于本专业人才培养需求。本教学改革从多个方面探索实践：明确课程能力培养目标,树立以学生为中心,全课程贯穿课程思政,重视科教融合的教学理念;充分利用信息化教学手段,系统采用“教师讲授LBL+团队学习TBL+案例教学PBL”多种方式打造高效教学课堂;以项目式综合实验优化实践教学,培养学生实践能力和创新能力;构建多元化考评体系量化学生高阶能力的培养。通过教学实践,显著提高了教学效果,激发了学生的学习兴趣,实践创新能力得到明显提高,在学科竞赛和论文发表中取得了较好成绩,为培养具有专业特色的人才奠定了良好的基础。     

“微生物学前沿”新课程体系的构建

作为一门与人类关系极为密切且正在迅速发展的学科,微生物学在生命科学领域具有举足轻重的地位。鉴于微生物学系列课程在教学过程中存在的一些共性问题,我校计划面向3个国家一流本科专业(生物科学、生物技术与生物工程专业)的高年级本科生开设“微生物学前沿”新课程,作为对重要基础理论课程——首批国家一流本科课程“微生物学”的补充与提升。本课程以微生物学的发展前沿、研究热点为授课内容,进一步拓展学生的微生物学知识和眼界,培养学生的科学精神,训练学生的科学思维方法,并增强学生解决复杂问题的能力。本课程的开设将为创新型微生物学专业人才培养起到重要的支撑作用。     

PBL授课模式在细胞工程教学过程中的实践效果

为探讨PBL(project-based learning)授课模式在工科基础大学生专业课程(细胞工程)中的实践效果,该文以本科三年级大学生为研究对象,从课前准备、项目确定、项目实施模式、汇报总结、课程评价等多方面,对PBL授课模式进行了评价。研究表明,实施PBL后,学生在学习兴趣、情报收集整理能力、课堂的活跃度、课程内容的掌握程度等多个方面均有显著提高,各指标均比传统授课模式高20%以上。82%的学生认为,PBL教学增强了自身的知识应用能力。可见,PBL授课模式在工科大学生专业教学中有很大的推广空间。仍有18%的学生认为,实践能力没有得到有效改善,因此PBL授课模式在专业课的实施过程中值得进一步优化研究。     

“发酵工程原理与技术”混合式教学研究与实践：以“抗生素发酵生产工艺与工程实践”内容为例

“发酵工程原理与技术”是理工科高校生物专业的核心课程之一,具有较强的应用性和实践性。然而目前以线下教学为主的传统教学方式不利于学生对知识的理解和掌握。同时,该课程实验教学环节存在发酵设备更新不及时、缺乏大型工艺设备、易受场地限制等问题,严重影响实践教学效果。线上线下相结合的混合式教学模式是丰富教学资源和提升教学质量的重要手段。我们以“抗生素发酵生产工艺与工程实践”内容为例,基于虚拟仿真平台设计并构建虚拟仿真实验项目,同时结合课堂教学和实验室教学等线下教学方式,形成线上线下高度融合的混合式教学新模式。混合式教学强化了课堂教学与在线教学、虚拟实验与实体实验的有机结合,促进了学生扎实掌握理论知识和实验技能,培养了学生的创新精神和实践能力,提高了学生的综合素质。     

“食品卫生与检验”教学改革与食品安全复合型人才培养

介绍“食品卫生与检验”课程双语教学经验。课程教学以培养复合型食品安全检测、管理人才为目标,注重培养学生的综合能力;建立“与时俱进、复合培养、实践+双语”的教学模式,提高了学生的自主学习能力和实践能力,培养了学生的服务意识和国际视野。