工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下《生物分離工程》課程教學(xué)改革與實(shí)踐

劉長(zhǎng)英，鄔曉勇，孫雁霞，向達(dá)兵，萬燕，吳琪，姜良珍，葉雪玲，白雪

（成都大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，四川 成都）

一 引言

《生物分離工程》一直是生物工程最重要的專業(yè)必修課之一，通過本課程的學(xué)習(xí)，可使學(xué)生掌握生物分離工程的基本原理與基本方法，主要培養(yǎng)學(xué)生利用生物分離工程原理在生物工程相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用和科學(xué)研究的基本能力。由于《生物分離工程》的理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)，如何提高該課程的教學(xué)質(zhì)量尤為重要，教學(xué)質(zhì)量的提升緩慢也制約了該課程教學(xué)效果的提升。工程教育專業(yè)認(rèn)證是評(píng)價(jià)和提高工程教育質(zhì)量的重要評(píng)價(jià)體系，該認(rèn)證體系遵循以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)三個(gè)基本理念，對(duì)于推動(dòng)教學(xué)改革與實(shí)踐、改進(jìn)教育質(zhì)量和提升高等教育專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要作用[1-2]。隨著工程教育專業(yè)認(rèn)證在我國(guó)高等教育中的逐步深化，各個(gè)高校都在廣泛運(yùn)用工程教育專業(yè)認(rèn)證原理進(jìn)行改革和實(shí)踐，如將其應(yīng)用在食品科學(xué)與工程、土木工程、材料、機(jī)械等相關(guān)專業(yè)的課程教學(xué)改革探索中，教育質(zhì)量和教學(xué)效果取得了顯著提升[3-8]。為了提升《生物分離工程》的教學(xué)質(zhì)量，本文將以工程教育專業(yè)認(rèn)證體系作為指導(dǎo)，以成都大學(xué)《生物分離工程》課程為例，對(duì)該課程的教學(xué)改革成果和課程實(shí)踐，以期為《生物分離工程》及其它工程類專業(yè)課程的改革提供參考。

二 課程目標(biāo)的改革

此前，我們對(duì)課程目標(biāo)的設(shè)置不夠科學(xué)和具體，為了使得目標(biāo)更加明確和具有針對(duì)性，重新設(shè)置的課程目標(biāo)如下：

課程目標(biāo)1：能夠運(yùn)用生物分離工程基礎(chǔ)知識(shí)解決生物工程與技術(shù)中的復(fù)雜技術(shù)問題。

課程目標(biāo)2：能識(shí)別和判斷生物工程與技術(shù)中復(fù)雜技術(shù)問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、流程和參數(shù)。

課程目標(biāo)3：能夠根據(jù)生物分離工程原理設(shè)計(jì)生物工程與技術(shù)。

課程目標(biāo)4：掌握生物工程與技術(shù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的基本方法和原理，具有較強(qiáng)的動(dòng)手操作能力，并能依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，確定需要的數(shù)據(jù)，并能夠采用合理的手段收集數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理分析。

課程目標(biāo)5：針對(duì)復(fù)雜生物工程與技術(shù)問題，能模擬單元操作過程，選擇和應(yīng)用恰當(dāng)?shù)墓ぞ吆托畔⒓夹g(shù)，并能通過計(jì)算模擬預(yù)測(cè)結(jié)果。

三 教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的提升

2017 級(jí)在課程內(nèi)容上設(shè)置不夠合理，平時(shí)成績(jī)只設(shè)計(jì)了“考勤”和“課程匯報(bào)”兩個(gè)內(nèi)容，沒有很好激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。為此，在2018 級(jí)學(xué)生的教學(xué)過程中，增加了“課堂提問”環(huán)節(jié)，用以提升學(xué)生的思考能力、師生之間交流以及主觀能動(dòng)性。

我們對(duì)2017 級(jí)的試卷進(jìn)行綜合分析發(fā)現(xiàn)，本試卷沒有很好地緊扣課程目標(biāo)，不能較好地支撐對(duì)應(yīng)要求的指標(biāo)點(diǎn)。學(xué)生對(duì)課程涉及到的概念及原理掌握得相對(duì)較好，但是在具體解決問題時(shí)，則不會(huì)應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，不會(huì)很好地分析問題和解決問題，基本停留在問題的表面，不能深入地分析發(fā)生問題的原因。我們從基礎(chǔ)概念和原理入手，對(duì)試題進(jìn)行了調(diào)整，提高了分析和解決實(shí)際問題的一些試題比例，題目難度也緊扣了教學(xué)大綱，使得題目與課程目標(biāo)一一對(duì)應(yīng)。

四 基于工程教育專業(yè)認(rèn)證評(píng)價(jià)本課程的教學(xué)質(zhì)量

①課程目標(biāo)達(dá)成評(píng)價(jià)情況

為了評(píng)估上述改革的教學(xué)效果，我們組織了教學(xué)專家團(tuán)隊(duì)基于工程教育專業(yè)認(rèn)證體系對(duì)《生物分離工程》進(jìn)行了評(píng)價(jià)。首先對(duì)改革前的2017 級(jí)學(xué)生進(jìn)行隨機(jī)抽樣分析，如表1 所示，課程目標(biāo)總體完成度達(dá)到了0.81，課程目標(biāo)1 的達(dá)成度超過了0.9，僅有一名學(xué)生低于0.9。課程目標(biāo)2 的達(dá)成度為0.77，48% 的學(xué)生完全達(dá)到，32% 的學(xué)生基本達(dá)到，20%的學(xué)生沒有達(dá)成目標(biāo)。課程目標(biāo)3 的達(dá)成度為0.75，48% 的學(xué)生完全達(dá)到，36% 的學(xué)生基本達(dá)到，16%的學(xué)生沒有達(dá)成目標(biāo)。課程目標(biāo)4 的達(dá)成度為0.75，36% 的學(xué)生完全達(dá)到，48% 的學(xué)生基本達(dá)到，16%的學(xué)生沒有達(dá)成目標(biāo)。課程目標(biāo)5 的達(dá)成度為0.79，64% 的學(xué)生完全達(dá)到，32% 的學(xué)生基本達(dá)到，僅有4%的學(xué)生沒有達(dá)成目標(biāo)。從學(xué)生個(gè)體來看，完成度達(dá)到優(yōu)秀的學(xué)生占到全部學(xué)生的72%，達(dá)到良好的學(xué)生占到12%，達(dá)到中等的學(xué)生占到12%，有一名學(xué)生不合格。

表1 2017 級(jí)課程目標(biāo)達(dá)成情況統(tǒng)計(jì)

對(duì)改革后的2018 級(jí)學(xué)生進(jìn)行隨機(jī)抽樣分析，如表2 所示，課程目標(biāo)總體完成度達(dá)到了0.86，課程目標(biāo)1 的達(dá)成度為0.88，超過67% 的學(xué)生達(dá)成度超過了0.9，有一名學(xué)生甚至達(dá)到了1。課程目標(biāo)2 的達(dá)成度為0.92，85.7%的學(xué)生完全達(dá)到，10.7%的學(xué)生基本達(dá)到，一名學(xué)生沒有達(dá)成目標(biāo)，有10 名學(xué)生的完成度達(dá)到了1。課程目標(biāo)3 的達(dá)成度為0.83，2/3的學(xué)生完全達(dá)到，1/3 的學(xué)生基本達(dá)到。課程目標(biāo)4的達(dá)成度為0.8，42.8% 的學(xué)生完全達(dá)到，51.2% 的學(xué)生基本達(dá)到。課程目標(biāo)5 的達(dá)成度為0.87，全部學(xué)生達(dá)成目標(biāo)，超過89%的學(xué)生完全達(dá)到。從學(xué)生個(gè)體來看，總體完成度達(dá)到優(yōu)秀的學(xué)生占到全部學(xué)生的92.8%，達(dá)到良好的學(xué)生占到7.2%，沒有中等和不合格的學(xué)生，表明改革的效果十分顯著。

表2 2018 級(jí)課程目標(biāo)達(dá)成情況統(tǒng)計(jì)

對(duì)2017 級(jí)和2018 級(jí)達(dá)成度進(jìn)行比較分析發(fā)現(xiàn)，2017 級(jí)的課程目標(biāo)1 平均達(dá)成度為0.9，2018 級(jí)的平均達(dá)成度為0.88；2017 級(jí)的課程目標(biāo)2 平均達(dá)成度為0.76，2018 級(jí)的平均達(dá)成度為0.91；2017 級(jí)的課程目標(biāo)3 平均達(dá)成度為0.76，2018 級(jí)的平均達(dá)成度為0.83；2017 級(jí)的課程目標(biāo)4 平均達(dá)成度為0.74，2018 級(jí)的平均達(dá)成度為0.8；2017 級(jí)的課程目標(biāo)5平均達(dá)成度為0.79，2018 級(jí)的平均達(dá)成度為0.87（圖1）。由此可見經(jīng)過改革之后，課程目標(biāo)達(dá)成度整體上都得到了穩(wěn)步提升。

圖1 課程目標(biāo)達(dá)成情況統(tǒng)計(jì)

②學(xué)生成績(jī)分析

我們對(duì)2017 級(jí)和2018 級(jí)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)進(jìn)行了比較分析，圖2 中數(shù)據(jù)顯示，2017 級(jí)平時(shí)成績(jī)的平均分為87.3，2018 級(jí)的平均分90.6；2017 級(jí)試卷成績(jī)的平均分為77.5，2018 級(jí)的平均分85.1；2017級(jí)試卷成績(jī)的期末成績(jī)?yōu)?9.4，2018 級(jí)的平均分86.2。從上述數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過改革之后，學(xué)生成績(jī)?nèi)〉昧舜蠓忍嵘?/p>

圖2 成績(jī)統(tǒng)計(jì)

③ 課程大綱執(zhí)行情況評(píng)估

課程大綱是一門課程的靈魂，關(guān)系到整個(gè)課程的教學(xué)效果和質(zhì)量，我們對(duì)課程大綱執(zhí)行情況進(jìn)行比較分析。對(duì)“課程大綱質(zhì)量”“課程目標(biāo)”“選用教材”“授課計(jì)劃”“課程教案”和“課程考核試卷”等六個(gè)項(xiàng)目分析結(jié)果顯示，2018 級(jí)的整體的執(zhí)行情況都要顯著強(qiáng)于2017 級(jí)（表3）。

表3 課程大綱執(zhí)行情況評(píng)估

④ 課堂教學(xué)評(píng)估

對(duì)課堂教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了連續(xù)兩年的追蹤和評(píng)價(jià)，對(duì)“課堂上教了什么”“課堂上是如何教的”“課堂上是否形成良好互動(dòng)”和“學(xué)生的總體感覺”等四個(gè)模塊進(jìn)行了評(píng)價(jià)。2018 級(jí)的總得分高達(dá)到81 分，而2017 級(jí)只有67 分，在課堂教學(xué)方面的效果取得巨大提升（表4）。

表4 課堂教學(xué)評(píng)估統(tǒng)計(jì)

⑤ 課程試卷評(píng)估

教學(xué)評(píng)審專家團(tuán)隊(duì)對(duì)本課程的課程試卷進(jìn)行了評(píng)價(jià)，2018 級(jí)的各個(gè)項(xiàng)目的得分都超過了80 分，而2017 級(jí)有一半的項(xiàng)目得分低于80，平均得分也是2018 級(jí)較高（表5）。

表5 課程試卷評(píng)估統(tǒng)計(jì)

⑥ 評(píng)學(xué)評(píng)價(jià)

評(píng)學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果如表6 所示，無論是從總體還是具體項(xiàng)目來看，2018 級(jí)的指標(biāo)都要顯著高于2017 級(jí)，進(jìn)一步表明本課程的改革效果明顯。

表6 評(píng)學(xué)評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)

⑦ 課程評(píng)估實(shí)施方案綜合評(píng)價(jià)

最后我們對(duì)2017 級(jí)和2018 級(jí)的教學(xué)效果進(jìn)行了綜合評(píng)估，2017 級(jí)最終得分為71 分，而2018 級(jí)的得分達(dá)到了84 分，進(jìn)行課程改革后的教學(xué)效果取得突破，6 個(gè)不同的評(píng)估項(xiàng)目都獲得了不同程度的提升（表7）。

表7 課程評(píng)估實(shí)施方案綜合評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

五 結(jié)語

基于工程教育專業(yè)認(rèn)證評(píng)價(jià)體系《生物分離工程》課程教學(xué)進(jìn)行大膽改革和教學(xué)實(shí)踐，在課程目標(biāo)的設(shè)置上更加科學(xué)、具體和具有針對(duì)性。在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式方面，增加了“課堂提問”環(huán)節(jié)，用以提升學(xué)生的思考能力和主觀能動(dòng)性。在試卷方面，從基礎(chǔ)概念和原理入手對(duì)試題進(jìn)行了調(diào)整，緊扣了教學(xué)大綱和課程目標(biāo)?；诠こ探逃龑I(yè)認(rèn)證評(píng)價(jià)對(duì)本課程進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐和教學(xué)質(zhì)量評(píng)估，經(jīng)過改革后，教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量取得了顯著提升。