基于工程教育認(rèn)證背景下在線開放課程建設(shè)
——以《生物技術(shù)制藥》課程為例

董平軒，王鵬，楊東英，王曉玥，吳繼衛(wèi)

（1.德州學(xué)院 醫(yī)藥與護(hù)理學(xué)院，山東 德州；2.德州學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，山東 德州）

一 引言

隨著信息技術(shù)、智能化和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的應(yīng)用和快速發(fā)展，高校學(xué)生的學(xué)習(xí)空間、時間和學(xué)習(xí)習(xí)慣等方面也在不斷變化，這就需要高校的教育理念、教學(xué)手段也要隨之發(fā)生變革，以適應(yīng)信息化時代的發(fā)展[1]。慕課（Massive open online courses，MOOC）是目前全球廣泛興起的大規(guī)模在線開放課程，慕課的建設(shè)成為高校信息化課程改革建設(shè)的主要手段。教育部《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020 年）》提出大力建設(shè)在線課程，提高教育管理信息化水平，推動信息技術(shù)與教育融合發(fā)展。

二 工程教育認(rèn)證背景下《生物技術(shù)制藥》在線課程建設(shè)的必要性

《生物技術(shù)制藥》是生物制藥專業(yè)一門專業(yè)主干課程，課程內(nèi)容面非常廣，涉及生物制藥的技術(shù)、方法和工藝等內(nèi)容，與基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、抗體工程和疫苗工程以及生物分離工程和生物制藥工藝等課程內(nèi)容都相關(guān)[2]。信息化背景下，生物制藥另一個特點是知識內(nèi)容更新快，近幾十年來生物制藥產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，新型制藥技術(shù)轉(zhuǎn)化（比如siRNA 藥物和CAR-T 腫瘤免疫療法等）速度也大大提高。在新型冠狀病毒疫情背景下，mRNA 疫苗、基因治療、細(xì)胞治療以及基因編輯等生物制藥技術(shù)快速發(fā)展[3]。

工程教育認(rèn)證的核心理念為“以學(xué)生為中心”、以學(xué)生學(xué)習(xí)“產(chǎn)出導(dǎo)向”和“培養(yǎng)質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)”，重點在培養(yǎng)學(xué)生分析解決“專業(yè)復(fù)雜工程問題”的能力。對標(biāo)工程認(rèn)證背景下《生物技術(shù)制藥》課程對畢業(yè)要求指標(biāo)點，學(xué)生學(xué)完本課程能達(dá)到“掌握生物制藥項目和產(chǎn)品開發(fā)的基本方法和技術(shù)”并“能夠針對復(fù)雜生物制藥問題設(shè)計目標(biāo)，提出解決方案”。工程認(rèn)證背景下，《生物技術(shù)制藥》課程必須著力培養(yǎng)學(xué)生的分析問題、設(shè)計/ 開發(fā)解決方案的能力和相關(guān)研究能力等。傳統(tǒng)的課堂講授，已經(jīng)不能滿足本門課程日益復(fù)雜和變化的教學(xué)內(nèi)容，更難以達(dá)到本課程對應(yīng)的畢業(yè)要求。因此，在信息化在高等教育普及的今天，本課程教學(xué)團(tuán)隊嘗試將多種現(xiàn)代信息技術(shù)融入教學(xué)過程，建設(shè)在線開放課程，利用線上和線下兩個教學(xué)平臺，把學(xué)習(xí)這件事賦能給學(xué)生，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，教師的作用在于引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)[4]，這樣的學(xué)習(xí)比傳統(tǒng)講授更有利于提高學(xué)生的參與度，學(xué)生學(xué)習(xí)、探究能力的提高，教師教學(xué)質(zhì)量真正提升。

三 《生物技術(shù)制藥》在線課程的建設(shè)

德州學(xué)院《生物技術(shù)制藥》在線課程的建設(shè)分為建設(shè)前期基礎(chǔ)、建設(shè)線上資源、線上線下教學(xué)模式的構(gòu)建、運行和多元化考核體系構(gòu)建四部分。

（一） 建設(shè)前期基礎(chǔ)

2018 年，針對傳統(tǒng)課堂學(xué)生低頭率高，學(xué)生學(xué)習(xí)積極主動性和學(xué)習(xí)熱情不高和教學(xué)質(zhì)量靠考試前突擊的特點，《生物技術(shù)制藥》課程教學(xué)團(tuán)隊將“對分易網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)”引入課堂。對分易教學(xué)平臺是一款為教師打造的在線教學(xué)平臺客戶端，支持課堂實時反饋，可以自動分組，易于學(xué)生分組討論，學(xué)生參與度高，作業(yè)批閱簡便，支持微信推送成績，操作簡單。通過對分課堂，前半部分課堂教師講授重難點內(nèi)容，然后提出問題，后半部分學(xué)生進(jìn)行分組討論，最后教師再根據(jù)學(xué)生討論情況進(jìn)行總結(jié)。這樣老師由傳統(tǒng)課堂的“授人以魚”轉(zhuǎn)變?yōu)椤笆谌艘詽O”，學(xué)生學(xué)習(xí)后討論運用課前預(yù)習(xí)和前半部分的講授知識進(jìn)行思維訓(xùn)練，不僅對課堂授課內(nèi)容有所鞏固，更是學(xué)會了學(xué)習(xí)方法，教學(xué)效果顯著提升。

引入對分易之后課堂教學(xué)效果有了改善，但是課前和課后學(xué)生自學(xué)課本內(nèi)容比較枯燥，難以提高學(xué)習(xí)興趣，這樣課堂分組討論的效果就會大打折扣。2019 年德州學(xué)院引入超星學(xué)習(xí)通平臺，作為新一代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，超星學(xué)習(xí)通融合了教學(xué)互動、資源管理、課程資源建設(shè)等多種功能，學(xué)習(xí)者可以在課前、課中和課后隨時交流、互動、學(xué)習(xí)。因此，《生物技術(shù)制藥》教學(xué)團(tuán)隊將超星學(xué)習(xí)通引入課程，教學(xué)ppt、章節(jié)測試和延伸閱讀資料以及超星泛雅平臺的本課程在線資源都可以為學(xué)生提供隨時隨地學(xué)習(xí)的體驗。學(xué)生的線上學(xué)習(xí)時間和答題效果都很好地支撐學(xué)生學(xué)習(xí)過程性評價，同時結(jié)合線下課堂的討論進(jìn)行鞏固和思維訓(xùn)練，教學(xué)效果又有了進(jìn)一步的提升。

學(xué)習(xí)通平臺運行過程中發(fā)現(xiàn)有一些問題，主要是線上學(xué)習(xí)效果不能有效保障，學(xué)生存在難點知識學(xué)習(xí)困難，師生互動的質(zhì)量不高（多是老師提問、學(xué)生回答）、課外閱讀和延伸閱讀的效率不高，因此建立合適的在線課程，高質(zhì)量提高學(xué)生參與度和學(xué)習(xí)效果。2019 年德州學(xué)院建設(shè)24 門在線課程投放省級在線課程平臺，《生物技術(shù)制藥》因為前期的在線教學(xué)探索和積累被選入其中。

（二） 在線課程資源建設(shè)

本課程以智慧樹平臺為依托，建設(shè)了以教學(xué)視頻為主，綜合以各種教學(xué)資料（包括章節(jié)測試、ppt、見面課、章節(jié)討論和題庫等資料）的在線課程資源體系。講課視頻的制作，需要系統(tǒng)化考慮課程內(nèi)容，并對課程內(nèi)容進(jìn)行碎片化處理，建立項目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動、知識點為單位的顆?；Y源。因此建設(shè)初期，教學(xué)團(tuán)隊對課程內(nèi)容進(jìn)行了梳理與篩選，使其與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)更為貼合。根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，生物技術(shù)制藥偏重于蛋白質(zhì)和核酸等大分子藥物，對于小分子藥物的酶促反應(yīng)涉及較少，因此刪除微生物轉(zhuǎn)化一章內(nèi)容，保留其余九章內(nèi)容。根據(jù)知識體系特點，將各章節(jié)分為共計55 個知識點（各章節(jié)知識點安排如表1 所示），分別由三位主講教師講授，每個知識點制作一個視頻。教學(xué)團(tuán)隊針對每個知識點深入進(jìn)行了課程設(shè)計討論，力求在10 分鐘的時間內(nèi)既要保證完成講授課程主要內(nèi)容，又要結(jié)合行業(yè)實例或前沿進(jìn)展，做到能吸引視頻學(xué)習(xí)者。由于時間限制，視頻中以知識點的系統(tǒng)講解為主，案例不做詳細(xì)展開。根據(jù)課程設(shè)計的內(nèi)涵，制作了統(tǒng)一風(fēng)格、圖文并茂地講授PPT，進(jìn)行了課程視頻的錄制。

表1 視頻資源各章分布表

另外，本次課程建設(shè)除進(jìn)行以上設(shè)計外，還注重了知識點之間的關(guān)聯(lián)，有助于學(xué)生構(gòu)建各章課程的知識體系。比如在基因工程制藥和細(xì)胞工程制藥兩個章節(jié)加入“基因工程制藥基本過程”知識點，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)基因工程制藥各個環(huán)節(jié)內(nèi)容的同時，構(gòu)建其基因工程制藥整體過程的概念和意識。在本章相關(guān)知識點的講解中，讓學(xué)生理解基因工程技術(shù)和基因工程制藥技術(shù)的區(qū)別，并從中體會生物分離技術(shù)和生物制藥工藝在基因工程制藥中的作用，從而有助于學(xué)生融會貫通相關(guān)各門專業(yè)課程知識，真正具備利用基因工程技術(shù)制藥的能力。最后，在每個視頻中均設(shè)置1～2 道彈題，學(xué)生學(xué)習(xí)視頻約4～5分鐘就進(jìn)行一次答題，答錯需要復(fù)習(xí)學(xué)過視頻重新答題，答對可以繼續(xù)學(xué)習(xí)后續(xù)內(nèi)容。彈題的設(shè)置一方面有助于檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，另一方面也能確保學(xué)生在線學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)質(zhì)量。視頻制作完成后，反復(fù)修改，上傳智慧樹教學(xué)平臺，確保在線教學(xué)資源的質(zhì)量。

在線課程素材除了教學(xué)視頻之外，還有章節(jié)測試題、章節(jié)討論、見面課、題庫和課外閱讀資料等材料。本課程團(tuán)隊認(rèn)真挑選相關(guān)資料，如章節(jié)討論的圖片從與討論主題的相關(guān)性和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣角度出發(fā)選擇，測試題、題庫和課外延伸閱讀資料則考慮是否符合課程目標(biāo)、專業(yè)特點和學(xué)生學(xué)情等情況。線上測試、討論和題庫以及課外閱讀資料等線上資源的設(shè)置，一方面是學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)過程的記錄和評價，既能幫助學(xué)生達(dá)成本課程的課程目標(biāo)，也有一定的開放性，幫助線上學(xué)習(xí)者拓展思維。

（三） 線上線下混合式課堂構(gòu)建

《生物技術(shù)制藥》在線課程建設(shè)完成后被山東省課程聯(lián)盟（智慧樹平臺）收錄，2021 年2 月開始第一輪運行，同時對社會開放學(xué)習(xí)。德州學(xué)院的生物制藥專業(yè)2017 級本科生全部參與選課學(xué)習(xí)，此外，還有河南輕工職業(yè)學(xué)院（嵩山路校區(qū)）輕化工程系的學(xué)生和部分社會人士參與線上公開課的學(xué)習(xí)。德州學(xué)院生物制藥班的教學(xué)運行采用線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式，學(xué)生利用課余和部分課上時間學(xué)習(xí)線上教學(xué)資源、線下課堂采用以分組討論為主的形式結(jié)合課后的實驗設(shè)計、操作以及科研訓(xùn)練。整個教學(xué)環(huán)節(jié)包括課前學(xué)習(xí)、課中活動和課后訓(xùn)練三個階段[5]。

1. 課前學(xué)習(xí)

課前教師布置學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生在線上學(xué)習(xí)，完成相應(yīng)任務(wù)。學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，可以在討論區(qū)發(fā)布問題和疑問，自己能夠及時解決，可以記錄在學(xué)習(xí)平臺供其他人學(xué)習(xí)，還有一些問題不能自行解決，比如學(xué)習(xí)教學(xué)視頻和延伸閱讀等資料時遇到問題，發(fā)布到問答版塊，其他學(xué)生或老師在線上做解答。比如在抗體工程制藥一章學(xué)習(xí)中，有學(xué)生提出“為什么單一抗原刺激會產(chǎn)生多種抗體？”的問題，后續(xù)有其他同學(xué)回答“抗原的分子量一般很大，通常具有多個抗原表位，所以能夠刺激產(chǎn)生多種抗體”。在學(xué)習(xí)疫苗及其制備技術(shù)一章時，有學(xué)生提問“為什么滅活的脊髓灰質(zhì)炎病毒疫苗可以做成糖丸，不會被酶水解掉嗎？”學(xué)生經(jīng)過查閱資料和思考，給出回答“疫苗制備過程中，添加某種保護(hù)劑可以保護(hù)疫苗不被酶類水解”，還有同學(xué)給出解答“天然蛋白質(zhì)碳原子是左旋形式，容易被酶水解，而將右旋碳原子引入蛋白質(zhì)中，產(chǎn)生的疫苗不易被水解”等。課前這些問題的提出和回答過程，包含了學(xué)生與學(xué)生互動、學(xué)生與教師的互動，不僅是學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)過程，也是學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力訓(xùn)練，是踐行工程教育認(rèn)證“以學(xué)生為中心”核心理念的具體體現(xiàn)。

2. 課中活動

課中的線下課題主要是師生討論，生生討論，討論的主題是學(xué)生課前學(xué)習(xí)共性問題或教師提出的思維訓(xùn)練的問題。線下分組討論側(cè)重于將線上學(xué)習(xí)的理論和實際應(yīng)用相結(jié)合，并且學(xué)生線上學(xué)習(xí)較難的共性問題則會在線下討論時，引導(dǎo)學(xué)生思考加以解決。比如，在學(xué)習(xí)抗體類藥物的分類時講到抗體偶聯(lián)藥物（ADC）時，與近期榮昌生物制藥（煙臺）股份有限公司宣布自主研發(fā)的注射用緯迪西妥單抗結(jié)合展開討論，這是國內(nèi)上市首款美國FDA、中國藥監(jiān)局突破性療法雙重認(rèn)定的ADC 藥物。并就此款A(yù)DC 藥物的生產(chǎn)制造，比如表達(dá)系統(tǒng)和細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)生物反應(yīng)器等前面章節(jié)相關(guān)內(nèi)容展開討論，拓展學(xué)生視野和思維。再比如，講到疫苗的類型和特點時，就目前的新冠疫苗（包括我國大范圍接種的滅活疫苗和美國輝瑞制藥的mRNA 疫苗）的特點讓學(xué)生分析討論，并討論各種類型疫苗的優(yōu)缺點，從研發(fā)角度探討各種類型新冠疫苗研制的難度。

3. 課后訓(xùn)練

課后，包括學(xué)生完成線上的章節(jié)測試，還包括學(xué)生就生物技術(shù)制藥的發(fā)展前沿撰寫課程論文、實驗操作和以科技創(chuàng)新實驗、競賽為主、社會實踐活動等多種形式靈活多樣的第二課堂。學(xué)生課程論文讓學(xué)生結(jié)合最新進(jìn)展和社會熱點，比如腫瘤的嵌合抗原受體T 細(xì)胞免疫療法（CAR-T 療法）、siRNA藥物和mRNA 疫苗等，有助于拓展學(xué)生視野和學(xué)習(xí)興趣。豐富多樣的第二課堂的開展[6]，有助于提高學(xué)生的科研素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生綜合創(chuàng)新能力，更好地實現(xiàn)《生物技術(shù)制藥》的課程教學(xué)目標(biāo)。

課前、課中和課后的自學(xué)、討論、課程論、科研訓(xùn)練等學(xué)習(xí)活動都體現(xiàn)了工程教育認(rèn)證以學(xué)生為中心、教師為引導(dǎo)的指導(dǎo)思想。

（四） 課程評價多元化，以過程性評價為主

通過線上線下混合式教學(xué)，采用多元化過程性考核方式，學(xué)生的期末總評成績除了期末考試成績，還包含了平時討論、課程論文和線上學(xué)習(xí)行為等成績。傳統(tǒng)的考試成績決定學(xué)生課程成績的方式為終結(jié)性評價，不包含或較少包含過程性評價的內(nèi)容[7]。這種考核方式只能考核學(xué)生對于書本理論知識的記憶情況，無法考核學(xué)生對本課程知識的理解運用及解決問題的能力，特別是學(xué)生解決復(fù)雜生物制藥問題的能力無法在閉卷考試中體現(xiàn)。這與應(yīng)用型大學(xué)的建設(shè)理念和工科教育認(rèn)證的“學(xué)生產(chǎn)出導(dǎo)向”的理念都不符。因此，《生物技術(shù)制藥》課程評價采用平時成績30%、實驗成績20%、期末考試成績50%的比例組成。平時成績按照智慧樹平臺的記錄成績，平臺記錄學(xué)生的以下學(xué)習(xí)過程和行為并分配占比：學(xué)習(xí)進(jìn)度15%，學(xué)習(xí)行為35%，章節(jié)測試10%，期中成績40%。學(xué)生課余參加競賽和科研訓(xùn)練等第二課堂酌情在平時成績中加5～10 分。因此，《生物技術(shù)制藥》的考核評價實現(xiàn)了過程性評價、綜合素質(zhì)評價、發(fā)展性評價等多維評價，以注重學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和過程進(jìn)行以過程性（形成性）考核為主的評價方法。

四 總結(jié)與反思

根據(jù)工程認(rèn)證持續(xù)改進(jìn)的理念，總結(jié)《生物技術(shù)制藥》在線課程的運行實施過程中的經(jīng)驗教訓(xùn)，針對問題加以改進(jìn)，以期獲得更好的教學(xué)效果和推廣價值?；旌鲜浇虒W(xué)無形中提高了考核的標(biāo)準(zhǔn)：要求學(xué)生在平時學(xué)習(xí)中注重專業(yè)資料的查閱，并對其進(jìn)行專業(yè)分析歸納，能夠用專業(yè)術(shù)語口頭表達(dá)，在課程訓(xùn)練中培養(yǎng)學(xué)生的研究能力和創(chuàng)新能力。學(xué)生滿意度和評教成績都有較大提升，多數(shù)學(xué)生都表示，他們對專業(yè)認(rèn)識和職業(yè)認(rèn)同方面有了很大進(jìn)步，也有助于他們的畢業(yè)論文的撰寫和繼續(xù)深造的決心。

本門線上課程運行發(fā)現(xiàn)一些問題：比如目前線上教學(xué)視頻吸引力不足，課程外的學(xué)生或社會人士參與較少，課程推廣度不夠；課程對學(xué)生設(shè)計開發(fā)實驗方案和收集整理分析研究數(shù)據(jù)的研究能力培養(yǎng)方面略顯不足。后續(xù)課程我們將開展更多的教學(xué)研究設(shè)計，結(jié)合課程支撐的畢業(yè)要求，開設(shè)更多的研究類線下實驗活動，增加學(xué)生參與課程競賽的范圍，全面提高學(xué)生的實驗設(shè)計能力、分析問題和解決問題等研究能力。