工程教育专业认证背景下《生物分离工程》课程教学改革与实践

刘长英，邬晓勇，孙雁霞，向达兵，万燕，吴琪，姜良珍，叶雪玲，白雪

（成都大学 食品与生物工程学院，四川 成都）

一 引言

《生物分离工程》一直是生物工程最重要的专业必修课之一，通过本课程的学习，可使学生掌握生物分离工程的基本原理与基本方法，主要培养学生利用生物分离工程原理在生物工程相关领域进行应用和科学研究的基本能力。由于《生物分离工程》的理论性和实践性很强，如何提高该课程的教学质量尤为重要，教学质量的提升缓慢也制约了该课程教学效果的提升。工程教育专业认证是评价和提高工程教育质量的重要评价体系，该认证体系遵循以学生为中心、成果导向、持续改进三个基本理念，对于推动教学改革与实践、改进教育质量和提升高等教育专业技术人才培养质量具有重要作用[1-2]。随着工程教育专业认证在我国高等教育中的逐步深化，各个高校都在广泛运用工程教育专业认证原理进行改革和实践，如将其应用在食品科学与工程、土木工程、材料、机械等相关专业的课程教学改革探索中，教育质量和教学效果取得了显著提升[3-8]。为了提升《生物分离工程》的教学质量，本文将以工程教育专业认证体系作为指导，以成都大学《生物分离工程》课程为例，对该课程的教学改革成果和课程实践，以期为《生物分离工程》及其它工程类专业课程的改革提供参考。

二 课程目标的改革

此前，我们对课程目标的设置不够科学和具体，为了使得目标更加明确和具有针对性，重新设置的课程目标如下：

课程目标1：能够运用生物分离工程基础知识解决生物工程与技术中的复杂技术问题。

课程目标2：能识别和判断生物工程与技术中复杂技术问题的关键环节、流程和参数。

课程目标3：能够根据生物分离工程原理设计生物工程与技术。

课程目标4：掌握生物工程与技术相关实验的基本方法和原理，具有较强的动手操作能力，并能依据实验目的设计实验方案，确定需要的数据，并能够采用合理的手段收集数据，对实验结果进行合理分析。

课程目标5：针对复杂生物工程与技术问题，能模拟单元操作过程，选择和应用恰当的工具和信息技术，并能通过计算模拟预测结果。

三 教学内容和教学方式的提升

2017 级在课程内容上设置不够合理，平时成绩只设计了“考勤”和“课程汇报”两个内容，没有很好激发学生的学习兴趣。为此，在2018 级学生的教学过程中，增加了“课堂提问”环节，用以提升学生的思考能力、师生之间交流以及主观能动性。

我们对2017 级的试卷进行综合分析发现，本试卷没有很好地紧扣课程目标，不能较好地支撑对应要求的指标点。学生对课程涉及到的概念及原理掌握得相对较好，但是在具体解决问题时，则不会应用所学的基础知识，不会很好地分析问题和解决问题，基本停留在问题的表面，不能深入地分析发生问题的原因。我们从基础概念和原理入手，对试题进行了调整，提高了分析和解决实际问题的一些试题比例，题目难度也紧扣了教学大纲，使得题目与课程目标一一对应。

四 基于工程教育专业认证评价本课程的教学质量

①课程目标达成评价情况

为了评估上述改革的教学效果，我们组织了教学专家团队基于工程教育专业认证体系对《生物分离工程》进行了评价。首先对改革前的2017 级学生进行随机抽样分析，如表1 所示，课程目标总体完成度达到了0.81，课程目标1 的达成度超过了0.9，仅有一名学生低于0.9。课程目标2 的达成度为0.77，48% 的学生完全达到，32% 的学生基本达到，20%的学生没有达成目标。课程目标3 的达成度为0.75，48% 的学生完全达到，36% 的学生基本达到，16%的学生没有达成目标。课程目标4 的达成度为0.75，36% 的学生完全达到，48% 的学生基本达到，16%的学生没有达成目标。课程目标5 的达成度为0.79，64% 的学生完全达到，32% 的学生基本达到，仅有4%的学生没有达成目标。从学生个体来看，完成度达到优秀的学生占到全部学生的72%，达到良好的学生占到12%，达到中等的学生占到12%，有一名学生不合格。

表1 2017 级课程目标达成情况统计

对改革后的2018 级学生进行随机抽样分析，如表2 所示，课程目标总体完成度达到了0.86，课程目标1 的达成度为0.88，超过67% 的学生达成度超过了0.9，有一名学生甚至达到了1。课程目标2 的达成度为0.92，85.7%的学生完全达到，10.7%的学生基本达到，一名学生没有达成目标，有10 名学生的完成度达到了1。课程目标3 的达成度为0.83，2/3的学生完全达到，1/3 的学生基本达到。课程目标4的达成度为0.8，42.8% 的学生完全达到，51.2% 的学生基本达到。课程目标5 的达成度为0.87，全部学生达成目标，超过89%的学生完全达到。从学生个体来看，总体完成度达到优秀的学生占到全部学生的92.8%，达到良好的学生占到7.2%，没有中等和不合格的学生，表明改革的效果十分显著。

表2 2018 级课程目标达成情况统计

对2017 级和2018 级达成度进行比较分析发现，2017 级的课程目标1 平均达成度为0.9，2018 级的平均达成度为0.88；2017 级的课程目标2 平均达成度为0.76，2018 级的平均达成度为0.91；2017 级的课程目标3 平均达成度为0.76，2018 级的平均达成度为0.83；2017 级的课程目标4 平均达成度为0.74，2018 级的平均达成度为0.8；2017 级的课程目标5平均达成度为0.79，2018 级的平均达成度为0.87（图1）。由此可见经过改革之后，课程目标达成度整体上都得到了稳步提升。

图1 课程目标达成情况统计

②学生成绩分析

我们对2017 级和2018 级学生的学习成绩进行了比较分析，图2 中数据显示，2017 级平时成绩的平均分为87.3，2018 级的平均分90.6；2017 级试卷成绩的平均分为77.5，2018 级的平均分85.1；2017级试卷成绩的期末成绩为79.4，2018 级的平均分86.2。从上述数据可以发现，经过改革之后，学生成绩取得了大幅度提升。

图2 成绩统计

③ 课程大纲执行情况评估

课程大纲是一门课程的灵魂，关系到整个课程的教学效果和质量，我们对课程大纲执行情况进行比较分析。对“课程大纲质量”“课程目标”“选用教材”“授课计划”“课程教案”和“课程考核试卷”等六个项目分析结果显示，2018 级的整体的执行情况都要显著强于2017 级（表3）。

表3 课程大纲执行情况评估

④ 课堂教学评估

对课堂教学环节进行了连续两年的追踪和评价，对“课堂上教了什么”“课堂上是如何教的”“课堂上是否形成良好互动”和“学生的总体感觉”等四个模块进行了评价。2018 级的总得分高达到81 分，而2017 级只有67 分，在课堂教学方面的效果取得巨大提升（表4）。

表4 课堂教学评估统计

⑤ 课程试卷评估

教学评审专家团队对本课程的课程试卷进行了评价，2018 级的各个项目的得分都超过了80 分，而2017 级有一半的项目得分低于80，平均得分也是2018 级较高（表5）。

表5 课程试卷评估统计

⑥ 评学评价

评学评价结果如表6 所示，无论是从总体还是具体项目来看，2018 级的指标都要显著高于2017 级，进一步表明本课程的改革效果明显。

表6 评学评价统计

⑦ 课程评估实施方案综合评价

最后我们对2017 级和2018 级的教学效果进行了综合评估，2017 级最终得分为71 分，而2018 级的得分达到了84 分，进行课程改革后的教学效果取得突破，6 个不同的评估项目都获得了不同程度的提升（表7）。

表7 课程评估实施方案综合评价数据统计

五 结语

基于工程教育专业认证评价体系《生物分离工程》课程教学进行大胆改革和教学实践，在课程目标的设置上更加科学、具体和具有针对性。在教学内容和教学方式方面，增加了“课堂提问”环节，用以提升学生的思考能力和主观能动性。在试卷方面，从基础概念和原理入手对试题进行了调整，紧扣了教学大纲和课程目标。基于工程教育专业认证评价对本课程进行了教学实践和教学质量评估，经过改革后，教学效果和教学质量取得了显著提升。