基于OBE理念的细胞工程课程混合式教学模式研究

游 牧，何 梅，刘海涛

(淮南师范学院生物工程学院，安徽淮南 232038)

OBE(outcome-based education)是基于学习结果的教育模式，强调反向设计，其核心理念为学生中心、产出导向、持续改进，以学习成效评价教学设计和教学目标[1]。以“学”为中心，以学生为主体，从当今社会对人才的需求出发，要求学校和教师先明确学习成果，配合多元、弹性的个性化学习要求，让学生通过学习过程完成自我实现，再用成果反馈来改进原有的课程教学。目前OBE理念已得到教育界的普遍认可，也是未来高校课程改革的必然趋势。

细胞工程是生物师范类专业的一门专业必修课，它是以各种细胞为研究对象，应用生命科学理论知识，借助工程学原理与技术，在亚细胞、细胞和组织水平上进行改造，获得特定的生物工程产品的综合性学科[2]。细胞工程课程内容与生物技术产业化密切相关，该学科是该领域中最直接应用于生产实践并取得显著效益的一门应用科学[3]。近年来，初高中课程改革越来越重视“提高生物科学素养、倡导探究性学习”。该课程涵盖初高中多个知识、情感和价值目标，是生物类专业的一门重要专业课程。随着互联网技术的应用，在疫情防控常态化的背景下，“互联网+教育”的混合式教学模式将成为未来教学改革的方向。笔者基于OBE理念，对细胞工程课程进行混合式教学模式改革探索，以期为其他课程教学改革提供借鉴。

1 细胞工程课程混合式教学现状和发展趋势

2016年《教育部关于中央部门所属高校深化教育教学改革的指导意见》明确提出：着力推进信息技术与教育教学深度融合，创新在线课程共享与应用模式，推动线上线下混合式教学改革[4]。很多课程逐渐延展线上内容，发展混合式教学模式，但在实际教学过程中仍存在诸多问题。首先，教学目标模糊，教学理念落后。继续施行“以教师为中心、以教材为中心、以课堂为中心”的教学思想，忽视授课对象，没有遵循大学生知识、能力和素质的发展规律，教师在前面“跑着教”，学生在后面“拖着学”，师生互动较少，学生被动地接受知识。其次，教学方式单一，教学内容陈旧。教学内容未及时更新，所谓的“科技前沿”都是5年前的研究成果，教学设计、专题讨论和作业习题等多年未变。课堂思政内容单薄，无法引起学生共鸣，学生缺乏学习兴趣。虽然已经开展了混合式教学，但是授课主要采用“满堂灌”式线下教学，线上教学内容很少，这严重制约了学生的学习主动性和创新性。最后，对学生的考核方式单一，课程教学目标达成度低。对学生的考核方式以考试为主，缺少对学生团队合作、查阅文献、解决实际问题等综合能力的全方位过程性考核。对教师教学效果的考核也比较片面，不能全面反映课程教学目标的达成情况，不利于课程教学的持续改进[5]。

当代大学生在其成长过程中伴随着互联网的发展，传统的教学方式既不能满足学生的需要，也不能适应时代发展的要求。在疫情防控常态化背景下，利用网络信息技术将线上教学和线下教学有机结合起来。通过采用混合式教学模式来提高教学效果，将成为未来教学发展的必然趋势。

2 线上线下混合式教学模式的构建

2.1 制定基于OBE理念的教学目标按照办学定位和具备专业创新创业能力及解决复杂工程问题能力的毕业要求，立足于用人单位对人才知识体系和实践能力等方面的要求，借鉴同类地方师范院校相同课程培养目标和师生建议，制定教学目标。要求该课程支撑“学科素养、教学能力、学会反思”3个方面的毕业要求，在课程结束之后学生应具备掌握学科专业知识、学科教学知识、终身学习意识，并在教学大纲中进一步明确具体教学内容、教学要求、教学学时、达成途径等，体现对课程目标的支撑[6]，提升课程的高阶性和挑战性(表1)。

表1 课程目标与毕业要求的关系

2.2 优化教学内容细胞工程课程内容丰富，实践性强，研究前沿更新快，同时涉及初高中生物教学的多个重要知识点。优化教学内容，可以促进教学目标的达成，激发学生的学习兴趣。课程教学应秉持“一条主线，两个重点”原则。“一条主线”，是指保留细胞工程经典内容，组成植物细胞工程和动物细胞工程两大模块，形成主线。“两个重点”：一是以提高学生的科研能力为重点，提高学生的实践动手能力。细胞工程课程研究前沿更新快，与实践结合密切，通常虽然教师已将理论知识讲授清楚，但学生也难以理解和运用[7-8]。借助团队和专业教师的科研课题，以学生小组的方式开展科学研究，引导学生查阅相关文献，参与教师课题的子课题部分，后期在此基础上形成自己的科研思路，参加全国大学生生命科学竞赛和安徽省大学生创新创业项目。在整个过程中，学生的科研意识和科研思维得到了激发，技能得到了提升，专业思维得到了强化。二是以对接中学课标为重点，拓展师范生的专业内涵。中学生物课程作为一门科学课程，不仅要传播科学事实和概念，而且要体现科学探究的过程。细胞工程课程作为一门实践性较强的课程，“植物细胞培养与次级代谢产物、多倍体与单倍体育种、单克隆抗体技术、体外受精与核移植动物、多倍体与转基因动物、干细胞与组织工程”等知识点多次在中高考试卷中被重点考查。学生对5年内的相关试卷考点进行分析评判，结合自身教师资格证考试，融入线上内容。然后，再利用师范生专业见习的机会，与当地中学“连帮对”，以小组形式，在中学生物教师的指导下，辅助中学生参加全国青少年课外科学考察活动，熟悉中学生物的教学要求。

2.3 将思政元素融入教学全过程将思政元素有机融入专业课教学，是实现知识传授和价值引领的有效结合、落实立德树人根本任务的重要举措。课程思政要与时俱进，紧跟学生的脚步，真正起到“润物无声”的效果[9]。目前的学生大多是00后，他们天生亲近互联网，喜爱二次元和影音资料，有更深的爱国情怀，也有更强的自我意识。课程思政寓价值观引导于知识传授和能力培养之中，帮助学生塑造正确的三观，结合哔哩哔哩、抖音等学生喜爱的网站，将显性教育与隐性教育相统一，形成协同效应。教师应学会关注社会热点，比如在讲授“单倍体育种”和“植物次级代谢物”章节时，可结合热门电视剧《功勋》中“屠呦呦”和“袁隆平”等人物，让学生剪辑视频或制作动漫等影音资料，上传到微信公众号等平台上，统计“转评赞”数量，使学生在学习中获得成就感。将一个个思政事例变为有血有肉的“人的故事”，直击学生内心，让学生与之共情，激发学生的家国情怀和使命意识，树立学生的社会主义核心价值观。

2.4 改革教学方式混合式教学是信息技术与高等教育深度融合的产物。要想真正利用好混合式教学模式，首先要搭建合适的教学平台。“学习通”智慧平台因其完善的功能被普及。在班级学情条件参差不齐、教学课时有限的条件下，传统的线下教学无法使每个同学完成个性化的课前预习[10]。提前将该专业的人才培养方案和课程的教学大纲上传到学习平台，使学生了解所学内容。每次授课前以任务驱动形式发布该项细胞工程技术的原理、操作流程、前沿发展，全面介绍该技术的运行、操作及其与其他技术混合使用的情况，同学们可以通过课前测试和群组讨论检验预习成果。在课堂上，由于教师通过线上教学已经了解学生的预习情况，可以通过翻转课堂形式巩固已经掌握的知识点，对有难度的知识点采用案例法+情景游戏法进行讲解，同步开启弹幕、投票、投稿、词云等功能，讲解结束后学生分组开始“头脑风暴”。课后，线上线下任意对接，在完成资源推送的同时，学生自主开展课后检查，可以完成教师预先布置的作业，也可以设计一个环节，上传相关数据或者视频等[11]。以网络平台为学习载体，学生自主学习不受时间和地点的限制，可随时随地聆听教师讲授。除了学习通APP外，学生们还喜欢灵活多样的线上形式，例如在长假或者运动会期间进行钉钉直播，直播以后学生分组挑战任务，成员合作完成，提高了学生参与学习的主动性和积极性。在每个模块节点结束后，及时上传录播课，每节录播课20 min左右。在保证教学内容完整性的基础上，录播课可以将知识点鲜明化、创新化，学生可以反复观看录播课视频进行知识巩固，强化教学效果。授课教师也有自己的知识壁垒，为了突破传统教学的限制，可在社交平台建立学习群，转载中国大学慕课(MOOC)的视频和学习资料，让学生感受名师的教学风范。

2.5 构建评价体系，升级评价制度传统的细胞工程课程考核方式以期末考试笔试为主，而对学习过程没有很好的监督和反映。升级评价制度，形成多维度评价，重在过程性考核[12]。课程总成绩由平时成绩(30%)、实践能力考核(30%)和期末考试(40%)组成。其中，平时成绩主要由课前预习、随堂练习题、抢答题、出勤和作业构成，将课程学习过程做量化处理；实践能力考核由项目方案设计、实验操作及问题解决、团队协作、成果展示及分析构成；期末考试由理论考试和实验考核2个部分组成。在教师评价方面，建立了由学生评教、同行评价及教学督导组成的三级评价体系，对任课教师的教学态度、教学内容、教学方法、教学效果等进行定量或描述性评价。通过全面收集所有能反映学生实际学习成果和教师教学效果的信息，制定相应的量化评分标准，并设置不同学习环节的分值权重，经过统计分析得出最后成绩。

3 教改成效

遵循OBE的原则，在教学各个环节践行以“学”为中心，构建混合式教学模式(图1)，实现了教与学的有机结合。笔者通过对细胞工程课程的教学改革，已经基本构建完成线上+线下混合授课模式，并将其应用在实际教学中。选取2018级对照班(改革前)和实验班(改革后)2个班(每班54人)，进行教改前后学生成绩的比较，结果发现改革后学生成绩不及格率由7.5%降至0，良好率由24.4%提升至32.9%，优秀率由15.3%升至21.3%，实验班和对照班的学生成绩存在显著差异(P<0.05)，学生发现问题、分析和解决问题的能力得到提升，综合能力也得到提升。同时，对2个班同学的满意度进行比较，发现实验班学生满意率为95.4%，对照班学生满意率为86.2%。大部分同学认为实施课程教学改革后学生的参与度大大提高，上课时专注度明显提升，作为教学主体参与教学过程，将生物综合运用能力有机融入该课程教学评价中，学生对复杂问题的解决能力明显提升。

图1 线上线下混合式教学模式示意

4 结语

OBE作为一种先进的教育理念，是高等教育改革的方向。为了提高教学质量，细胞工程课程教师应在OBE教育理念的引导下，积极推进教育教学改革，明确课程目标，以学生为中心，坚持知识传授与价值引领的结合，融合多种教学方法，构建线上线下混合教学模式，拓展教与学的时间和空间，提升学生学习的深度，不断提升人才培养质量。