基于工程认证达成度评价的微生物学实验课程的教学及考核模式改革

陆海霞 张蕾 朱军莉 梁新乐

2016年，我国成为华盛顿协议正式成员。2018年，浙江工商大学食品与生物工程学院开展专业认证，将工程认证所倡导的三大理念落实到人才培养体系中，推进工程教育质量持续提升。2020年，经学校申请、自评、专业类认证委员会审核、专家组现场考查、结论审议等程序，食品与生物工程学院食品科学与工程专业（以下简称“食工专业”）首次认证并一举通过。

专业工程认证注重培养学生的实践能力，实验教学是主要方式之一。微生物学实验作为微生物课程体系中必不可少的一部分，是微生物学、分子生物学等生命学科研究的基础，是学生对理论知识的理解和延伸，是理论与实践结合的纽带，是培养学生分析和解决问题能力的载体，有助于提高学生的综合素质，对培养具备工程思维和能力的人才具有重要作用。本文对食工专业基于工程认证达成度评价的微生物学实验课程的教学及考核模式改革进行了综述。

一、专业工程认证角度

的微生物学实验课程认知

专业认证的重要作用体现在强化培养过程，通过规范培养过程来得到良好的培养结果，从而使毕业生具备12项核心能力，便于其毕业后从事专业工作。

1.专业工程认证对课程的要求。根据中国工程教育专业认证通用标准和专业补充标准的要求，工程认证专业应建立面向产出（OBE理念）的课程体系合理性评价和课程质量评价的机制，对课程目标达成度做出评价，并能根据结果改进教学过程。简言之，专业工程认证机制是通过“评估”“反馈”“持续改进”这三个关键步骤来实现的，其核心在于培养学生解决复杂工程问题的能力，要求学生能基于科學原理思考问题、分析问题、解决问题。

专业工程认证机制中的“评估”主要包括对课程设置和学生能力的评估。前者主要针对培养目标的合理性、课程体系及质量、考核的合理性等进行评价；后者主要是通过过程评价保证学生毕业时达到毕业要求。

“评估”是为了“持续改进”，在建立完善的评价体系基础上，将评估结果反馈给课程组教师，用以评判课程设置是否符合本专业相关领域的现状，学生学习本课程后是否能提高工程实践能力，达到毕业要求，这些都是后续课程调整和改进的指导方向。

2.专业工程认证中微生物学实验课程的教学目标和指标点。食工专业微生物学实验课程的教学目标是通过理论教学和实验训练，使学生具备如下能力：能够掌握研究和应用微生物的主要方法与技术，包括经典的、常规的以及现代的方法与技术，具有从事相关学科的基础理论研究与实际生产应用的微生物学实验技能；能够基于科学原理并采用科学方法对复杂的食品工程问题进行研究，包括设计与开展实验、分析与解释数据，并通过信息综合得到合理、有效的结论。课程指标点为：学生依据实验方案，能够正确选用先进的技术手段或试验仪器设备，安全地开展实验研究，获取有效的实验数据。

3.课程现状与专业工程认证的偏离。结合工程认证的基本要求，微生物学实验课程在教学方面尚有不足以支撑课程指标点的欠缺之处。一是教学模式落后。之前，该课程的教学模式是教师讲解、演示，学生机械模仿，这种灌输式培养导致师生互动不足，无法引导学生建立科学的思维方式、提高主观能动性。此外，学生每周仅完成单个实验内容且次序随校历时间调整，导致课程内容关联度低，不利于培养学生使用工程知识有体系地研究、分析、解决问题的能力。二是考核方式不科学。成绩考核是检验学生学习成果与能力的方式和体现，是督促学生自觉学习的必要手段。2018年之前，食工专业微生物学实验课程的成绩评定主要由以下两部分组成：实验报告，占总成绩40%；期末理论考试，占总成绩60%。这种评价体系存在很大的问题，比如，部分学生会抄袭实验报告，成绩不能准确反映学生的实际水平，平时成绩区分度低；期末重点考察学生的实验理论，有的学生虽然总评成绩合格，但操作技能不过关。

二、基于工程认证要求的课程反向设计

为了培养学生基于科学原理并采用科学方法研究、解决复杂工程问题的能力，微生物学实验课程组教师通力协作，持续开展课程改革，最终提升了教学质量，为培养学生的实践动手能力、自主学习能力、创新能力和解决复杂工程问题的能力打下了扎实基础。

1.做好课程设计，改革授课模式。课程设计是提升教学质量的关键，包括教学理念、教学目标、授课内容、教学计划、考核方式等内容。在“以学生为中心”理念的指导下，课程组教师将微生物学实验课程的教学内容优化组合为五大模块：（1）基本操作训练，包括玻璃器皿的清洗、包扎和干热灭菌、显微镜的使用、培养基的配制和湿热灭菌、细菌的分离、接种和培养等。（2）形态观察，包括细菌染色鉴定及形态观察、放线菌培养及形态观察、酵母菌形态观察和计数、霉菌培养和形态观察等。（3）微生物生理生化实验，包括糖发酵实验、大分子物质水解实验。（4）卫生学检验实验，包括食品中大肠菌群和菌落总数的测定。（5）微生物的应用，包括酸奶的发酵和甜酒酿的制作等。

同时，课程组利用线上资源制作了实验操作教学视频、理论知识点小视频、教学课件等，并上传至课程平台，要求学生课前自主学习，节省下来的时间在课上用来完成一个模块中的2-3个实验操作练习，以增强学生的动手能力。

教师还会把学生分成10-12个小组，让各组之间进行实验理论知识竞答，小组各自准备题目，每次课上两组互相提问，问题不得重复，答对加分，答错扣分；如有争议，则双方辩论，四位无关同学和教师做裁判，赢方获得积分，输方不扣分。这种方式能让学生主动参与到教学中来，不仅能开阔学生的视野和思维、加强学生之间的协作和团队精神，还能增加理论知识学习的趣味性。最重要的是，教师可以根据问答情况及时了解学生对实验理论的掌握程度，重点讲授学生觉得困难的知识点，做到针对性教学。

实践发现，通过这些调整可以调动学生的学习积极性，更符合食工专业工程认证中的课程指标点要求。

2.改革考核方式，科学、合理地评价教学指标点达成度。合理的成绩评定标准和内容更能激发学生的积极性，微生物学实验课程的考核应更注重考察学生的实践能力和实验综合素养。因此，教学组对考核方式进行了如下改革：（1）实验报告由总成绩的40%减少至10%。（2）增加平时实验中的操作技能考核，对模块一、二的实验内容进行个人单独考察，对其他实验模块进行2人小组考察，二者综合作为平时操作成绩，占总成绩的30%。（3）实验操作能力是实验课的考察重点，期末考试改为单人操作技能测试，占总成绩的50%。（4）增加小组理论知识竞赛积分，占总成绩的10%。

通过改变考核方式和内容，进行实时、有效的差别化评价，可以提高平时成绩区分度，对学生能力发展做出正确、合理评估，并引导学生参与教学过程、开辟参与途径、强化师生互动，激励学生养成良好的学习习惯。

实施教改后，食工专业近3年共170人的微生物学实验课程毕业要求指标点达成度均在0.65以上，考试成绩分布如图1所示。从图1可以看出，学生期末操作考成绩逐年提高，高分考生占比越来越高，21级操作考分数达80分以上的考生超过年级专业总人数的65%。越来越多的学生平时上课积极参与课堂交流，实验安全和卫生意识良好、操作标准，实验报告书写规范，对实验结果分析正确、问题阐述准确；操作考时无菌操作标准，样品制备或菌种选择正确，制片、染色操作和显微镜使用规范，结果清晰、计算准确，操作成績达到了良好或优秀。

三、基于工程认证达成度

评价反馈的持续改进

1.教学内容及考核模式与工程认证达成度评价的关系。微生物学实验课程要求学生熟练掌握研究微生物的方法和技术，具备实验的独立操作能力和综合分析能力。其中，实验独立操作能力培养是重要的教学目标之一，之前忽视了对学生实验技能的考察，也缺少对学生的过程评价。据此，教学组应用多元多次考核体系，将过程与结果评价相结合来反馈学生课程达成度，再由达成度评价反馈进行教学内容和考核方式的持续改进，为提高课程教学质量、提升学生的实验操作能力和理论水平提供参考。教学内容及考核模式与工程认证达成度评价之间的关系如图2所示。

2.持续培养学生的终生学习能力与创新能力。工程认证还需培养学生终生学习和创新的能力，倡导自主学习、不断创新，提升学生的理论知识、实践能力、解决复杂工程问题的能力和创新意识等，增强毕业生的就业核心竞争力，使其成为高层次创新工程技术人才。这就需要教师在平时要求学生拓展理论知识、认真操作实验，激励他们发掘问题、分析问题、解决问题，提升课程参与度、分析表达的逻辑性、对理论的理解和应用能力、分析思考及动手能力。

3.合理设置考核方式，强化操作考核。考核的目的是评价学生课程指标点的达成度，因此教师要设置合理的考核方式。比如，可以通过小组竞答和报告书写，考核学生的理论知识掌握情况；通过模块一、二的单人过关测试，考核学生的基础实验操作技能；通过期末操作考试，考核学生是否具有良好的无菌操作意识和正确的操作习惯。此外，整个考核要将过程与结果相结合，以考促学，全面提高学生的培养质量，从而实现应用型、能解决复杂工程问题的人才培养目标。

综上，高等教育的核心是提高人才培养质量，在工程认证背景下，基于工程认证的达成度评价对微生物学实验课程的教学及考核模式进行改革，通过采用线上、线下结合的模块化教学模式及多元、多次过程性考核，能够调动学生的积极性和主动性，提高学生的自主学习意识，给学生留下思考、拓展的空间，从而达到培养具有“扎实的实践操作能力、卓越的综合创新能力和开阔的知识视野”的高素质技术人才的目标。

新工科建设是一个长期而艰巨的任务，需要摒弃浮躁、砥砺创新、不断超越，从工程教育大国走向工程教育强国，从工程建设强国走向工程创新强国，培养更多高素质创新人才，为社会发展提供有力的创新支撑和文化引领。