OBE理念下生物工程設備課程改革探析

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摘要:基于obe理念，對生物工程設備與設計課程改革進行研究，從課程改革必要性、課程設計、教學體系構建等三方面對課程進行重構。實踐表明，提出的改革措施有利于學生綜合素養和創新能力的提升，對提升課堂教學效果和應用型人才培養質量具有促進作用。

關鍵詞:OBE理念;生物工程設備與設計;課程改革

OBE(Outcomebasededucation)也稱成果導向教育，是以學生通過教育過程取得學習成果，為進行教學設計和達到教學實施目標的一種新型教育模式，其實施過程強調教學活動以成果為導向、以學生為中心。生物工程設備與設計作為生物制藥專業的專業必修課程，是在專業基礎課之后開設的與生物反應和生物制藥設備原理、結構、設計及應用相關的一門專業課，是將藥理學、藥劑學、生物制藥工藝學等理論性課程知識應用于藥物生產，進行科研成果轉化時必須使用的一門課程，對培養學生生物制藥工程化的能力具有其他課程不可替代的作用［1］。因此，要將OBE理念應用于生物工程設備與設計課程改革當中，使之貫穿于教學各環節，通過制定基于OBE理念的課程目標、教學大綱、教學內容，改革課堂教學模式和考核體系，突出實踐能力和創新能力培養，使課程建設服務于社會發展需求和專業人才培養，這具有十分重要的現實意義。

1課程改革的必要性

從近三年來大慶地區制藥企業用人單位的反饋情況來看，畢業生普遍存在以下問題:一是實際應用能力較差，理論與實際脫離，不能迅速達到崗位需求;二是缺乏綜合創新能力，無法有效解決企業的實際問題。這說明在人才培養過程中更加注重理論知識的傳授，對學生的工程素質培養尚不夠深入。因此，要在教學實踐活動過程中探索出一種新的、合理的專業課教學模式，突出“以學生為中心”和“以產出為導向”，從“教得好”向“學得好”轉變，激發學生的學習興趣和潛能，增強學生的社會責任感、創新精神和實踐能力，使學生畢業后進入企業即能夠勝任相關工作。

2基于OBE教學理念的課程設計

大慶師范學院作為一所地方應用型本科高校，生物制藥專業的人才培養要求畢業生既能在生物醫藥企業從事藥品的生產、研究、營銷和質量管理，也能夠勝任醫院、藥檢和藥事管理相關部門的分析、檢驗、管理和監督等方面的工作［2］。基于OBE理念、人才培養目標和畢業要求，確定了四個課程目標:一是了解生物制藥工業中生物工程設備的共性，認識生物工程設備在生物制藥中的重要地位和發展現狀;二是強化工程思維，能夠將工程知識應用于生物藥物設備的新技術開發和工程設計當中;三是掌握生物藥物分離純化過程中各設備的原理、結構、操作方法和選用原則，能夠對生物藥物生產的工藝流程進行設計、對比和優選流程;四是能夠依據所學知識，根據原料藥和藥劑生產要求，選擇和研究路線、設計可行的實驗方案。課程目標是課程教學模式的核心，須在教學過程中貫徹始終，根據課程目標調整教學內容，進行教學設計，持續關注學生的學習成果，以學生為中心進行課程教學改革，培養學生的工程思維及素質。要使學生能夠掌握不同類型的生物產品生產設備的結構及工作原理，具備應用這些基本理論去分析和解決生產過程中具體問題的能力，培養學生改造原有生產過程使其更符合客觀規律的創新能力，如圖1所示。

3“54321”教學體系的構建

3.15部分教學內容的制定

作為現代生物工程技術成果轉化為現實生產力的關鍵環節，生物工程設備與設計是生物工程技術和化學工程與設備交叉的結合體［3］，在制藥行業中起到承接上游研發和指導下游生產的作用，具有發展快、形制多、要求嚴等特點，有比較鮮明的工程和應用特色。因此，其教學內容既要體現應用面廣、實用性強、工程實踐性強的特點，又要支撐以下畢業要求:能夠根據復雜生物制藥問題的目標提出有針對性的設計，開發初步解決方案;能夠用設計圖紙、研究報告等形式呈現設計/開發成果;能夠運用專業知識就復雜生物制藥問題與業界同行和社會公眾進行書面和口頭的有效溝通和交流，包括撰寫報告和設計文稿、陳述發言、清晰表達或回應指令;理解并掌握生物制藥管理原理與經濟決策方法，并能在生物制藥實踐中應用。因此，根據課程目標，結合大慶福瑞邦醫藥有限公司和大慶志飛等多家大慶地區制藥生產企業的實際案例和就業需求，進行資料整理和內容梳理，建設自用講義，全面介紹生物產品生產各個階段的設備結構及原理，將企業生產的實際案例融入到教學內容中，并在教案中明確標示出與企業結合的位置，真正做到將企業生產要求和行業標準與教學內容、目的、要求、課堂組織相結合，將實用、有效、先進原則和一綱多本的理念進行切實貫徹。將教學內容分為生物反應設備、提取精制設備、物料輸送設備、公共輔助設備、藥劑生產設備五大部分，共計20個章節，其章節內容與實踐結合方式如下:3.1.1將理論課堂搬進工廠———工廠見習、現場講解。組織學生到企業去，以工廠見習的形式，將部分章節的授課地點設在企業車間，通過現場參觀、技術人員講解的方式將第1章緒論、第5章膜分離設備、第9章蒸發與干燥設備、第10章結晶設備、第11章物料輸送設備、第12章物料滅菌設備、第13章氣體除菌凈化設備、第14章制藥用水生產設備、第15章換熱和制冷設備、第16章藥用包裝設備的內容進行現場講解，提高學生對生物工程設備的整體性認識，加深其在整個制藥產業中的重要性認知，提升職業自豪感。3.1.2將工廠應用搬進教室———企業講壇、案例講練。聘請企業技術人員到學校來，以企業講壇的形式講授第2章生物反應器的實際應用、第3章固液分離設備的操作注意事項;在理論教學過程中以案例講解的形式，分別在第6章萃取分離設備、第7章色譜分離設備、第8章蒸餾設備、第20章中藥提取生產設備中將酒花浸膏生產過程、黃芪多糖精制加工、精油提取生產工藝和雙黃連口服液生產與理論知識相結合，強化學生工程思維，增強對比和優選流程的能力，為今后生物藥物生產的工藝流程設計打好基礎。3.1.3充分調動學生積極性———在線互動、自主總結。以學習效果為驅動力，利用學校教學平臺和網絡交流平臺，以資料查閱和分組互動的形式，指導學生查閱相關資料，討論和總結第4章氣固分離設備的分離原理、第17章口服固體制劑生產設備、第18章注射劑生產設備、第19章其他制劑生產設備的生產過程，使學生們在未來的工作學習中，能夠依據所學知識，根據原料藥和藥劑生產要求，選擇和研究適當路線、設計可行的實驗方案。

3.24個教學模塊的設計

基于課程目標和教學內容，結合前期的教學效果調查和學生反饋，將原有的單純課堂講授方式改為線上線下、校內校外多向并舉的方式，即將原本的單一教學模塊創新性調整為課堂理論(線下)、網絡平臺(線上)、工廠見習(校外)、案例設計(校內)四個教學模塊。通過基本理論的課堂講授、實地參觀設備運行情況和工程技術人員的講解，激發學生對生物制藥設備知識的學習興趣，引導學生的課下調查方向向著深入藥物生產過程，滿足實際生產需求的方向前進。

3.33個“三分之一”教學體系的建立

根據生物工程設備與設計課程的特點，利用課程教學目標和內容將學校、學生、企業三方有機聯合在一起，充分利用大慶地區生物藥物生產企業設備的先進性、廠區的綜合性、地理的便利性，按課程內容的深淺漸進，分階段帶領學生到車間參觀見習，安排企業內技術人員現場講解，開展企業講壇，實施企業車間內實地教學、學校課堂內案例討論、課下行業調查分析的三方多管齊下的開放聯合式教學，以工學理念指導學生學習。其具體設計為3個“三分之一”:課堂講授占三分之一，在不間斷課程建設的基礎上，結合自編講義和課后作業，精煉課堂理論講解內容和重難點，便于學生理解和記憶;平臺教學占三分之一，建設網絡教學平臺，在平臺中上傳相關案例和閱讀參考資料、習題等，便于學生查閱和鞏固所學知識;工廠見習占三分之一，組織學生到相關工廠企業見習參觀，加強理論和實踐操作間的聯系，給予學生直觀感受。同時，以學生的學習和發展為核心、以學生的學習效果為目標，改革教學方法、創新教學手段。采用問題式、啟發式、互動式教學，調動學生學習積極性，使學生達到對知識的理解性掌握，真正做到能夠應用于實踐，并在實踐中成長，更全面、靈活地掌握生物工程設備與設計課程的相關內容，為其將來就業打下良好基礎。

3.42個網絡平臺的建設

在微課、慕課等網上教學快速發展的時代，分別打造網絡學習和交流兩個平臺，一是具備豐富教學視頻、音頻、課件、典型案例、題庫、素材庫、重點難點指導等課程資源，可促進學生自主學習、拓展學習的網絡學習平臺;二是以QQ群和微信群為主體，可實現學生、教師、技術人員的實時交流互動，便于群組協商完成作業，方便課后答疑和討論，充分發揮學生主動性的網絡交流平臺。要實現學習過程的即時管理，進行師生在線互動，調動學生學習積極性，從根本上激勵學生自己去探索、去求證、去發現，真正做到一課多樣。

3.51套強化過程考核的評價體系

以課程目標為基礎，制定一套強化過程考核的評價體系，改革評價標準、評價方式和評價維度。運用有效的技術手段，對教學活動的過程及其結果進行考核。學生的學習評價結果最終以多項考核為基礎進行綜合評定，即將考試方式向多樣化轉變，以評價學生的綜合分析能力和解決實際問題的能力為主，由知識考核向能力考核轉變，破除“高分低能”的積弊。生物工程設備與設計的考核，根據課程內容實行多種形式、多個階段、多種評定方法的考試制度，將理論部分的課堂教學、實踐部分的校外實習、教學平臺的自主學習三套考核方法進行整合，明確成績構成，將原本期末考試占總成績70%的終結性評價課程考核模式改變為期末考試占50%、見習報告占10%、出勤占5%、平臺作業占15%、課堂互動占20%的過程性評價考核體系，并在期末試卷中增加與工廠見習相聯系的應用性題型，靈活化參考答案與評分標準。這從根本上改變了學生在平時學習過程中普遍存在的“作業上網找、實驗臨時搜、考前拼命背、考后全都忘”的情況，增加了學生自主表現機會，使教師能夠及時發掘和合理開發學生的個性特征，為真正達到因材施教奠定基礎。經過三年的考核體系建設，平均成績提升效果也比較顯著，從14級生物制藥專業學生平均成績的76.44，提高到16級平均成績的81.98。

4結語

基于OBE理念，構建了生物工程設備與設計課程的“54321”教學體系，極大增強了理論知識與生產實際的結合，提升了學生學習的主動性，為學生提供了更寬闊的增長見識的平臺，將枯燥的理論知識以更形象和生動的方式教授給學生們，提升了學生對生物工程設備原理及相關知識的學習興趣。學生通過對本門課程知識的學習和掌握，能夠完成相關實驗室開放、創新創業項目和畢業論文。參加學科競賽等實踐活動，對提高學生綜合創新能力有很大的幫助，利于學生們在生物制藥相關行業和領域開拓創新，提高學生的就業生存能力。

參考文獻:

［1］陳小舉，晏娟，蔣慧慧，等.“生物工程設備與工廠設計”課程教學改革探索與實踐［J］．巢湖學院學報，2019，21(06):153－158，164.

［2］張志國，李銘，張虹，等.生物制藥專業應用技術型人才培養方案的構建［J］．安徽農業科學，2015，43(23):376－377.

［3］陳必鏈，鄭毅，陳建平，等.提高生物工程設備課程教學質量的探索與實踐［J］．微生物學通報，2007，(04):822－825.

作者:張奕婷 趙曉菊 徐晶雪 胡敏 單位:大慶師范學院生物工程學院