杜紅延 陳瑤 林冠峰 吳英松 董文其

摘? 要：針對生物醫(yī)藥領域微生物發(fā)酵生產專門人才培養(yǎng)的需求，醫(yī)學院校生物技術專業(yè)微生物工程課程需要有針對性地對其教學內容和教學方式方法等進行改革，為該領域專門人才的培養(yǎng)提供保障。通過教學內容和課程體系及教學理念和教學目標的改革等建立以生物醫(yī)藥產品為核心的微生物工程課程內容和資源體系，通過愛課教學支持平臺、微信公眾號、雨課堂和網絡試題庫等網絡教學資源庫的建立，將信息化、智能化融入教學，發(fā)揮導學、督學、促學及助學的作用，將線上與線下教學有機融合，發(fā)揮“1+1>2”的混合式教學效果。該課程的建設成果可為醫(yī)療衛(wèi)生單位、生物技術公司及藥企等對微生物工程領域的人才培養(yǎng)賦能，改革實踐經驗也可為提升生物醫(yī)藥領域專業(yè)人才培養(yǎng)質量提供借鑒。

關鍵詞：教學改革；線上和線下混合式教學；醫(yī)學院校；生物技術；微生物工程

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）32-0081-05

Abstract： To culture specialized talents with microbial fermentation production in the field of biomedicine， the course of Microbial Engineering for biotechnology majors in medical universities needs to carry out targeted reforms in its teaching content and teaching methods for teaching goal. A curriculum content and resource system of Microbial Engineering with biomedical products as the core is established through the reform of teaching content and curriculum system， teaching philosophy and teaching objectives， etc. Through the establishment of network teaching resources such as Ailesson teaching support platform， WeChat public account， and classroom and network question bank， informatization and intelligence are integrated into teaching， and the role of guiding， supervising and promoting learning as well as student aid is played. Online and offline teaching are organically integrated to give full play to the mixed teaching effect of "1+1>2". The construction achievements of this course can be used to empower talents training in the field of microbial engineering in medical and health institutions， biotechnology companies and pharmaceutical enterprises， and the reform and practical experience can also provide reference for improving the quality of professional talents training in the field of biomedicine.

Keywords： teaching reform; online and offline mixed teaching mode; medical university; biotechnology; Microbial Engineering

基金項目：廣東省線上線下混合式一流本科課程 “微生物工程”（202210162）；廣東省本科高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目 “醫(yī)學院校生物技術專業(yè)《微生物工程》課程教學資源建設與實踐”（2018A050920）；廣東省本科教學質量工程建設-教學團隊建設項目“生物技術專業(yè)課程教學團隊建設”（B413343002）；南方醫(yī)科大學高等教育教學改革項目“將大學生發(fā)展的‘核心素養(yǎng)’融入醫(yī)科大學《微生物工程》課程思政的設計和實踐”（JG2021053）；南方醫(yī)科大學本科教學質量工程建設項目“《微生物工程》在線課程建設”（ZL202020）

第一作者簡介：杜紅延（1976-），女，漢族，河南洛陽人，博士，副教授，碩士研究生導師。研究方向為生物技術專業(yè)微生物工程和酶工程課程的理論和實驗教學與自身免疫性疾病發(fā)病機制及天然產物的抗炎免疫藥理。

隨著生物技術在醫(yī)藥領域發(fā)展應用的日益廣泛，需要越來越多的專門人才從事該領域的研究開發(fā)，與之相適應的，醫(yī)學院校也逐步開設專門的生物技術專業(yè)。作為生物技術四大工程之一的微生物工程是生物技術產業(yè)化進程中的關鍵環(huán)節(jié)， 醫(yī)藥衛(wèi)生領域是微生物工程應用最廣泛、成績最顯著、發(fā)展最迅速和潛力最大的領域。利用微生物工程技術可以從多方面改進醫(yī)藥的生產，開發(fā)新的生物藥產品，改善醫(yī)療手段，提高社會醫(yī)療水平，因此，微生物發(fā)酵生產技術工程在生物醫(yī)藥領域有著廣闊的發(fā)展前景，微生物工程課程也就成了生物技術專業(yè)必不可少的一門專業(yè)必修課。然而作為生物醫(yī)藥領域應用的微生物工程與該課程起源的以輕工和食品及農業(yè)專業(yè)為主的課程教學內容和體系應該有所區(qū)別和側重，因此結合專業(yè)背景和特色對微生物工程課程進行教學內容和體系的改革就顯得勢在必行[1-3]。

隨著互聯網在教育教學領域的應用日益廣泛，高校在教育教學改革的過程中高度重視信息化手段[4-5]，南方醫(yī)科大學檢驗與生物技術學院于2019年開始探索微生物工程課程與互聯網教學的結合，建立了課程線上線下混合式教學模式，該模式通過網絡教學與傳統(tǒng)面授教學的結合，構建情境、交互、體驗和反思為一體的深度學習場景，增強了學生的自主學習意識，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，提高實踐能力，收到了事半功倍的效果。

一? 課程教學內容和體系的改革與實踐

（一）? 課程教學目標的確立

微生物工程是南方醫(yī)科大學檢驗與生物技術學院生物技術和生物制藥專業(yè)的一門主干專業(yè)課程，大三第一學期開設，共計64學時，其中理論40學時，實驗16學時，參觀見習8學時。結合醫(yī)學院校生物技術專業(yè)的特色和學生的特點，我們從三個方面確立微生物工程課程的教學目標：①知識目標。聚焦學科前沿，掌握工業(yè)微生物的基礎知識及微生物醫(yī)藥產品的開發(fā)利用，闡釋微生物藥物開發(fā)基本規(guī)律，解決生物醫(yī)藥產品生產過程中的難點問題。②能力目標。堅持能力導向，掌握研究微生物發(fā)酵生產的基本方法與技術，培養(yǎng)嚴謹的科學態(tài)度及理論聯系實際獨立從事微生物醫(yī)藥產品研發(fā)與轉化的能力。③素質目標。固守“立德樹人”，結合大學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，“知識傳授”與“價值引領”同行并重，培養(yǎng)敬畏生命、救死扶傷、德才兼?zhèn)涞膽眯歪t(yī)藥創(chuàng)新人才。

（二）? 課程教學內容的選擇和調整

微生物工程課程起源于食品行業(yè)的發(fā)酵工程，我國大學工科的發(fā)酵工程專業(yè)也脫胎于農學院的農產品加工專業(yè)，雖然已經積累了部分發(fā)酵生產理論和生產實踐經驗，但由于不同行業(yè)產品的差異和不同專業(yè)學生的知識背景的差異，醫(yī)學類院校生物技術專業(yè)在教學和人才培養(yǎng)過程中暴露出了一些問題?？紤]到不同的專業(yè)特色差異，沿用之前的教學內容和教學資源明顯缺乏針對性。我們通過對教學內容和課程體系的改革、課程網站建設等建立以生物醫(yī)藥產品為核心的微生物工程課程內容和資源體系，突出醫(yī)學類生物技術和生物制藥專業(yè)微生物工程課程的特色。現有教學內容大都以傳統(tǒng)的食品和農產品及輕工產品發(fā)酵生產為藍本，且偏重工程放大，考慮到醫(yī)學院校學生的工科基礎薄弱，我們本著“秉承工科特色，加強理學研究”的學科建設理念，開發(fā)針對于醫(yī)學院校生物醫(yī)藥領域微生物工程課程的教學資源新體系，為生物醫(yī)藥領域培養(yǎng)理論和實踐相結合的新型人才創(chuàng)造條件[1]。

具體從以下幾個方面入手對教學內容和體系進行改革：①首先制定有針對性地圍繞與微生物生產有關的生物醫(yī)藥產品展開的教學大綱，以生產和應用過程的主要單元操作原理與工藝條件為主要內容從而使學生能夠掌握并利用微生物生產生物醫(yī)藥產品的基本理論；②進而由理論指導實踐，學會分析生產和應用過程中存在的技術問題；③為了激發(fā)學生的求知欲望，教師在教學中不局限于教材內容，根據教學大綱的要求，結合課程的具體內容，進行相關知識的補充和刪減；④加強研究國內外微生物工程技術的發(fā)展，將新技術和新方法及時引入到課程中來，不斷完善和豐富課程內容體系；⑤在教學內容上更加注意體現現代微生物工程技術要求的背景知識的教學特色，加強參觀和實踐環(huán)節(jié)，使教學內容更加趨于合理、完整；⑥將教師實際的科研成果凝練為教學案例融入教學、促進教學，從科研項目的選題、研究內容、創(chuàng)新性及如何發(fā)現問題、解決問題等方面生動形象地給學生講解，啟發(fā)學生的創(chuàng)新能力。

二? 建立和使用線上教學資源庫拓展和提升線上教學途徑和效果

（一）? 愛課教學支持平臺的建立成為線上課堂輔助教學的主陣地

南方醫(yī)科大學于2015年建立愛課教學支持平臺并投入使用，隨后不斷地升級改造完善各項功能，更好地滿足師生在線教學、移動學習、交流互動等需求。為推動互聯網時代混合式教學科學、規(guī)范落地，發(fā)揮后疫情時代線上教學的優(yōu)勢，微生物工程課程于2019年依托該平臺建立在線教學資源，經過多年的不斷更新和完善，目前上傳包括國外和自己制作的教學視頻在內的各類教學、實驗操作、參觀見習等視頻文件27個，總時長約1 000分鐘，提供教學大綱、課件、專業(yè)科研文獻、專業(yè)英語學習視聽材料、前沿進展和學生優(yōu)秀作業(yè)等學習資源100多項，以及拓展作業(yè)、翻轉課堂、討論和交流貼等互動活動（圖1）。據統(tǒng)計，2020至2022三個學年微生物工程課程愛課教學支持平臺的學生使用情況見表1。

（二）? 課程微信公眾號成為課外知識拓展和與學生互動的教學輔助平臺

微信公眾號是目前比較流行的新媒體傳播平臺，抓住年輕學生對微信公眾號推崇和熱愛的心理，順應時代潮流建立了微生物工程課程的微信公眾號作為線上輔助教學平臺。微信公眾號平臺可以實現隨時隨地的閱讀和學習目的，與愛課教學支持平臺只能在校園網范圍內使用形成互補，為學生們的在線學習需求提供了便利，“微生物工程教學”微信公眾號設立教學咨訊、知識拓展和課程互動三個主菜單，主菜單下又分列子菜單，學生使用情況可通過后臺數據進行統(tǒng)計，用來評估學生的學習情況（圖2）。據統(tǒng)計2020至2022三個學年課程微信公眾號教學平臺學生訪問總次數分別為1 189、1 619和1 163人次，充分發(fā)揮了教學輔助作用。

（三）? “雨課堂”嵌入式在線教學工具提高學生課堂參與度

“雨課堂”是由清華大學和學堂在線共同推出的新型智慧教學解決方案，是教育部在線教育研究中心的最新研究成果，致力于快捷免費地為所有教學過程提供數據化、智能化的信息支持。其是一款嵌入在PPT中的小插件，可以通過手機微信端實現課堂在線的掃碼簽到、小測習題發(fā)布、彈幕推送和實時投票等功能，在課堂上可以通過手機微信實現與學生之間的充分互動，并且課后可以利用在線回放功能進行課程復習，達到了較好效果。這一新穎的教學工具深受年輕學生喜愛，“雨課堂”的使用情況記錄和效果如圖3所示。

（四）? 網絡題庫的建立與線上機考系統(tǒng)的使用實現無紙化考核模式

微生物工程課程從2009年開始依托南方醫(yī)科大學網絡題庫系統(tǒng)建立網絡試題庫，結合教學大綱要求和學校關于試卷命題規(guī)則的統(tǒng)一標準，著力打造可全方位覆蓋教學內容，難度適當，試題種類靈活多樣，體現素質教育要求的試題庫，且隨著歷年來不斷豐富拓展題目類型，目前已經收錄了數百道相關考試題目。從2010學年開始正式使用網絡考試系統(tǒng)對學生進行期末在線機考，至今已經歷經13屆學生的使用，完全實現無紙化考評體系的網絡共享教學資源，為將來無界限線上考核模式的建立奠定了基礎。

三? 混合式教學理念的轉變和課程組織實施

（一）? 課程教學理念的轉變

結合醫(yī)學院校生物技術專業(yè)微生物工程課程和混合式教學模式的特點，建立的新課程教學理念主要遵循以下幾點：①堅持以學生為中心的原則。所有的教學目標、方法和各個環(huán)節(jié)的設置均以激發(fā)學習主體——學生的主動性、積極性、創(chuàng)造力為主。②“授之以魚不如授之以漁”的教學思想。在授課過程中教師的作用在于引導、啟發(fā)和監(jiān)督，在課堂上采用探究式教學模式培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力[6]。③在提高專業(yè)知識水平的同時促進大學生核心素養(yǎng)的提高。在授課過程中巧妙融入思政元素，提高專業(yè)知識水平的同時培養(yǎng)學生科技報國的家國情懷和生物醫(yī)藥研發(fā)者的社會責任感，以及敬畏生命、救死扶傷的醫(yī)者精神。

（二）? 混合式教學課程組織實施

線上線下混合式的教學模式中，線上教學更為突出課前預習、知識點解析、微課程講解、課程拓展和課后作業(yè)與評價等。線下教學是基于線上課程的一種延伸和拓展[7-8]。混合式教學的安排分為課前、課中、課后三個環(huán)節(jié)：①在課前環(huán)節(jié)，教師通過線上在愛課教學支持平臺發(fā)布自主學習目標，布置自主學習作業(yè)，平臺提供視頻文件、PPT課件、講義等學習材料供學生以問題為導向自主學習，線上開設討論區(qū)供學生在自主學習過程中相互討論，實現生生互動；②在授課環(huán)節(jié)，授課教師進行課堂知識點詳解，即時融入課堂思政、適時穿插課堂討論、巧妙運用翻轉課堂等模式提升教學效果，同時使用“雨課堂”等在線教學工具，實施在線簽到、隨堂小測、問卷投票等課堂環(huán)節(jié)，實現師生互動和生生互動的課堂教學體驗，提高學生的學習興趣，增強課堂教學效果；③在課后環(huán)節(jié)，教師在愛課和微信公眾號線上輔助教學平臺發(fā)布重難點解析和布置課后作業(yè)供學生復習鞏固，提供專業(yè)英語學習材料、學科前沿進展、專業(yè)外文文獻和拓展思考題目等供學生拓展學習，開辟線上討論區(qū)供師生交流和互動。并根據專業(yè)和學科的熱點設置拓展思考題，真正拓展學生的專業(yè)學習和思維能力。比如，讓學生通過網絡資源從技術和市場不同角度調研全球范圍內生物醫(yī)藥領域生物技術企業(yè)的代表產品和技術，一方面，幫助學生了解最新行業(yè)動態(tài)，促使學生進一步鞏固專業(yè)思想；另一方面，對今后的學生就業(yè)提供信息和數據參考，幫助學生打通專業(yè)與就業(yè)的通道。具體課程組織實施流程如圖4所示。

微生物工程課程來源于實踐，總結的規(guī)律和形成的理論又反饋指導實踐，是一門實踐性很強的課程。課程向學生展示微生物工程在生物醫(yī)藥領域的應用現狀和進展，使學生將理論更好地結合生產實際，在課堂教學的同時組織學生赴企業(yè)參觀見習及設置綜合性、設計性實驗使學生真正成為學習主體，通過發(fā)酵生產企業(yè)現場體驗和實驗室自主設計操作使學生掌握發(fā)酵生產的理論和技術，學會綜合運用所學理論知識和技術解決生產相關的實際問題，學以致用，為從事新產品和新工藝的研究與開發(fā)奠定基礎。

四? 多元化學習評價模式的建立

傳統(tǒng)評價模式對學生學習效果的評價往往局限于課程結束后的考試考核，對于學生學習過程的效果缺乏評估，尤其是目前課程采用線上線下混合式教學的新模式，建立多渠道的課程學習評價體系是勢在必行的[9-10]。從2019年至今，我們建立并完善了微生物工程課程多元化的線上線下考核評價體系，通過線上平臺數據的反饋來反映“教與學”的真實狀態(tài)，多層面掌握學生的學習情況，促進教學評價體系的改革，全方位地考核教師的教學效果和學生的學習效果。

其中占考核比例50%的平時成績包括平時線上線下學習形成性評價考核部分和實踐性、綜合性、設計性實驗成績，充分體現混合式教學的效果。其中自主學習的形成性評價考核占比40%，主要包括隨堂線上測試、在線討論、單元在線測驗、平時作業(yè)在線提交、師生互動、作業(yè)互評及翻轉課堂在線評價等，10%的實驗成績是根據自主設計和操作實驗的結果和質量來評價。

50%的期末成績則采用網絡機考的模式，考察學生知識點掌握情況和靈活運用知識點的能力。并且題目設置逐步提升拓展思考內容的比例，從考核方向上引導學生的開放性思維學習模式，能夠較全面地評價學生的學習和內化及運用知識的能力。通過鼓勵學生自主設置題目，每年不斷豐富考核題庫容量，部分題目是源自學生自主設計的優(yōu)質題目。各部分具體考核比例如圖5所示。

五? 結束語

針對醫(yī)學院校生物技術專業(yè)理科生的學科背景改革學科建設目標，結合生物醫(yī)藥領域產品特色開發(fā)和建設課程的教學內容、資源及方法，基本建立突出理工融合的微生物工程課程教學新體系。微生物工程課程也建立起從興趣導入、任務發(fā)布、在線資源自主學習，到翻轉課堂、理論講解、小組討論、線上答疑、多元化形成性評價和大創(chuàng)項目等多層面的混合式教學模式，經過問卷和調研得到85%以上學生的支持和認可，并于2022年獲評廣東省線上線下混合式一流本科課程。雖然課程改革和建設獲得一定成效，但仍有提升的空間，后續(xù)將繼續(xù)以學生為中心，尋找更適合學生接受的方式方法，將線上和線下有機結合提升教學效果。

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