基于“专创融合”的“生物工程概论”课程教学改革与实践

程仕伟，吴远庆，张兴晓，陈卫卫，乔洪金

（1.鲁东大学生命科学学院，山东 烟台 264025；2.鲁东大学创新创业学院，山东 烟台 264025）

2017 年2 月以来，国家积极推进新工科建设，主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展，全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式和中国经验，助力高等教育强国建设[1]。“专创融合”课程建设是高校创新创业教育深化改革的方向，是提升学生在专业领域中创新能力的有效途径，随着教育体系改革的推进，创新创业教育与学科专业教育有效融合的途径研究显得愈加重要[2]。社会经济的发展和产业技术的更迭，企业对人才需求标准也日趋变化，需要既有扎实的理论知识，也要具有一定的实践技能、创新意识和职业素养等[3]，这就需要高校培养主体重塑专业课程目标定位，关注“专创融合”的侧重与实施问题[4]。

“生物工程概论”是学校生物工程本科的专业基础课程，同时兼有专业教育职能，面向大一新学生开设，开设目的在于让学生理清整个学习期的课程内容体系，以利于后续课程的针对性强化学习。课程知识涉及面广、知识点多，且具有较强的理论和实践性，涵盖基因工程、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程、酶工程、生化分离工程等学习内容，需要一条清晰的课程主线以助学生掌握课程内容整体框架。此外，学生在高中学习阶段的生物基础参差不齐，采用何种教学模式，将生涩难懂的专业知识变得浅显易懂，提高学生学习专业知识的兴趣，建立专业课程学习信心，是摆在授课教师面前的一道难题。基于上述问题，在“生物工程概论”课程教学中，以知识传授载体，能力培养为主线，素质培养为目标，实施“专创融合”课程教学模式改革，持续优化课程教学过程。

1 “专创融合”课程改革探索实践

1.1 优化“重素养强技能”的课程体系

“生物工程概论”课程内容知识点众多，考虑学生的专业知识框架尚未完全建立，故课程内容不能“大水漫灌”，应根据学生现用专业基础的实际情况，实施“精准滴灌”。以学校历年来学生参加科技创新的获奖项目内容讲解为切入点，教学内容整合为基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程/蛋白质工程四大模块，通过科技创新研究内容的解析，拓展到模块中的单元知识点掌握，最后以产业化生产案例总结课程学习的知识点。以点带面，有助课程内容的理解；理论联系实际，促进专业技能的培养；鲜活案例解析，提升工程思维的塑造。

1.2 构建产业应用的教学案例库

通过教学案例再现产业应用的真实情景，将理论知识与实践技能有机融合，培养学生理解、分析并解决生物工程问题的能力，提升学生的创新意识和工程思维[5-6]。根据课程教学模块的单元内容，构建适合课程教学内容的产业应用案例库。教学案例库具有代表性和典型性，涵盖要掌握的知识内容，且对标课堂知识点，贴近产业一线生产应用，工厂情景再现与专业知识掌握有机结合。在选取典型教学案例基础上，任课教师要充分利用专业特长，对产业教学案例中的操作要点进行详细解读，对问题原因进行分析，将学生真正置于教学案例情景中。通过典型案例解析提升实践技能，形成“学有所用，用而再学”的良性循环。

“生物工程概论”课程教学引入的部分产业应用教学案例见表1。

表1 “生物工程概论”课程教学引入的部分产业应用教学案例

1.3 实施“学生中心”的混合式教学方法

教学设计的精髓需要教学方法的运用，才能得以预期教学目标的实现[7]。通过课程内容优化，建立“专创融合”的课程体系，并辅以产业应用的教学案例库，搭建起课程教学改革的骨架。作为教学活动实施的主体，任课教师将典型工程案例引入课堂教学。通过教学案例的分析、启发、体验和探索等多种教学方法混合式使用，以解决复杂工程问题能力培养为教学重点，强化学生的角色带入。同时，在课程学习过程中，适时引入大学生创新创业竞赛的参赛流程、项目准备、优秀项目赏析等内容，提升学生的学习主动性和参与度，在学习专业知识的同时，兼顾创新创业能力的培养。

1.4 落实多样化的课程考核评价体系

在“专创融合”教学模式实施过程中，为全面评价学生学习效果，加大课程的过程性考核比例，采用过程性考核和结果性考核相结合的方法，将竞争激励引入考核评价[8]。通过线上线下交流答疑、创新课题研讨、创业计划书撰写、项目竞赛路演等多元化过程性考核方式，考核分值占比50%，全面评价学生的专业技能、解决问题能力及工程职业素养塑造情况等。课程结果性考核主要由随堂测试、课程论文、项目汇报、期末考核等组成，考核分值占比50%，全面考核学生对课程知识掌握程度及解决生物工程技术问题的能力。

2 “专创融合”课程教学改革效果成效

自2019 年开始“专创融合”的“生物工程概论”课程教学改革，经过3 轮的教学实践和反思，学生的学习积极性和主动性不断提高，自学拓展频率增加，参与度和互动情况良好，学生的综合考核成绩逐步提升。以问卷调查形式调研2021 级生物工程专业77 名学生的学习体验，从知识掌握、技能提升、创新创业和学科素养等方面，对调研数据进行统计分析。

“专创融合”的教学改革效果评价分析见图1。

图1 “专创融合”的教学改革效果评价分析

由图1 可知，85.71%的学生赞同或非常赞同有助于学习掌握专业知识，能够活学活用；93.51%的学生赞同或非常赞同通过课程学习提升了专业技能，坚定了学习信心；96.1%的学生赞同或非常赞同通过课程学习增强了创新能力，愿意参加创业竞赛；90.91%的学生赞同或非常赞同通过课程学习强化了学科素养，喜欢上所学的专业。总体来看，通过“专创融合”教学改革，达到了预期的成效，得到学生的普遍认同。但同时也看到，在专业知识掌握和学科素养强化方面，学生赞同或非常赞同的占比还略低，这也是后续持续改革的方向所在，需要进一步查摆问题和优化实践。

通过“专创融合”课程教学改革，学生能够明确大学4 年的学习规划，参加科技创新活动的氛围浓厚，2021 年生物工程专业学生申报获批校级科技创新项目32 项，国家级（省级） 大学生创新创业训练计划项目5 项，学生参与度达到87.2%；在创新创业竞赛方面，近3 年在校生获得“挑战杯”“互联网+”“创青春”等大学生创新创业大赛省级以上奖励9 项，毕业生到生物相关行业企业就业意愿强烈。

3 结语

以培养学生创新创业意识与专业技能实践为中心，对课程内容进行重新组合设计，重构促进综合型人才培养质量的课程内容，建立产业应用的教学案例库，采用以学生为中心的混合式教学新模式，落实多元化的课程考核评价体系，拓展“专创融合”在“生物工程概论”课程中的应用深度和广度，解决课堂教学与应用实际相脱节、专业教育与创新创业教育难融合的问题。通过调研分析，“专创融合”的教学改革达到了预期效果，助力学生树立专业学习信念，课堂气氛活跃，学生参与度高，解决生物工程问题能力提升明显。教学改革永远在路上，根据学生的体验反馈，在今后的课程教学实施过程中，也需要针对学生反映的突出问题，进一步改革深化，持续改进，全面提高人才培养质量。