(浙江工業(yè)大學(xué) 生物工程學(xué)院，浙江 杭州 310014)

面對新一輪科技革命、產(chǎn)業(yè)變革的挑戰(zhàn)和國家現(xiàn)代化發(fā)展的歷史機(jī)遇，2017年以來教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，推進(jìn)工程教育改革，旨在助力高等教育強(qiáng)國建設(shè)，培養(yǎng)多樣化、卓越型工程科技人才。研究生教育作為延續(xù)大學(xué)本科階段學(xué)習(xí)的更深層次的專業(yè)教育，如何在新工科背景下根據(jù)未來工程人才的素質(zhì)能力要求進(jìn)行人才培養(yǎng)事關(guān)研究生工程教育變革的關(guān)鍵所在。基于實(shí)現(xiàn)學(xué)生特定學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式(Outcomes-Based Education，OBE)是一種以學(xué)生為中心，以學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成情況的重要教育理念，也是工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念[1-2]。本文在新工科和研究生課程改革背景下，通過對研究生教學(xué)中存在的問題分析，以《微生物學(xué)技術(shù)》課程為案例，在OBE為導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)方式、評價(jià)體系三個(gè)方面探討課程教學(xué)的創(chuàng)新改革。

一、研究生課程教學(xué)中的問題

課程教學(xué)永遠(yuǎn)是學(xué)校教學(xué)中培養(yǎng)人才的主要陣地之一，與過去相比，近幾年研究生課程教學(xué)也在日益完善[3-4]，但是在導(dǎo)向?qū)W習(xí)產(chǎn)出的培養(yǎng)過程中，還是存在以下四個(gè)方面的問題。

(1)教學(xué)內(nèi)容相對滯后。在國外一流高校，面向研究生的課程學(xué)時(shí)飽滿，注重學(xué)生課外投入。教師一般會(huì)列出課程所涉及的主要知識(shí)領(lǐng)域的教材，包括該領(lǐng)域的起源到最新的動(dòng)向[5]，結(jié)合每周數(shù)量不菲的作業(yè)，研究生需要把所有的資料進(jìn)行深度閱讀、理解和凝練，知識(shí)內(nèi)化吸收。而在我國研究生教學(xué)過程中，教師會(huì)指定一本教材展開教學(xué)，研究生理論知識(shí)陳舊，其中甚至存在與本科階段的學(xué)習(xí)課程和內(nèi)容相重復(fù)的問題，從而出現(xiàn)導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)懈怠，學(xué)術(shù)視野狹窄等問題。(2)課堂教學(xué)方式單一。在我國研究生教學(xué)中，高校教師忙于科研工作和職稱評審，對教學(xué)投入少，教學(xué)改革創(chuàng)新動(dòng)力不足。沒有真正了解學(xué)生需求和學(xué)習(xí)興趣點(diǎn)，學(xué)生簡單傾聽“被動(dòng)式學(xué)習(xí)”，教學(xué)模式墨守成規(guī)，不能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。(3)考核方式不合理。以美國為例，研究生期末考試成績僅占總分的一部分，考核重在平時(shí)，每周都會(huì)有數(shù)量不菲的作業(yè)和嚴(yán)格的課堂考核，研究生在課外需要花費(fèi)數(shù)倍以上時(shí)間完成教師布置的任務(wù)，每份作業(yè)和考核都會(huì)如實(shí)的計(jì)入總成績，甚至部分大學(xué)碩士的及格平均分在80分以上，如果低于這個(gè)分?jǐn)?shù)則會(huì)面臨留校察看甚至開除的處分。為防止研究生作業(yè)抄襲舞弊，美國多數(shù)大學(xué)還采用網(wǎng)頁專門程序系統(tǒng)，以供教師嚴(yán)格監(jiān)控比對，研究生如有抄襲情況輕則掛科，重則開除。嚴(yán)格的考評制度促使研究生必須全力以赴才能獲得課程學(xué)分，促進(jìn)了良好學(xué)風(fēng)建設(shè)和創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。相比之下，我國研究生的課程多采用閉卷考試或者遞交課程論文的方式進(jìn)行考核，考核模式單一，不能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望，也無法客觀評價(jià)學(xué)生綜合能力、科研素養(yǎng)和創(chuàng)新思維活躍度。同時(shí)，個(gè)別研究生撰寫出一篇沒有太大研究價(jià)值的“灌水”小論文，對這種行為教師又不能有很好的手段去辨別和進(jìn)行嚴(yán)厲的處置，反而助長了研究生學(xué)術(shù)不端行為。(4)忽視對研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。創(chuàng)新是新工科建設(shè)和人才培養(yǎng)的靈魂，創(chuàng)新能力不僅是個(gè)人素質(zhì)的本質(zhì)體現(xiàn)，更是卓越工程科技人才的核心素養(yǎng)。與國外一流高校將培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力和創(chuàng)新意識(shí)作為教學(xué)的核心理念相比，我國研究生教學(xué)注重知識(shí)傳授，輕能力培養(yǎng)，研究生表現(xiàn)出基礎(chǔ)理論知識(shí)比較扎實(shí)，但學(xué)術(shù)視野不開闊，在科研創(chuàng)新過程中表現(xiàn)出思維不活躍，創(chuàng)新魄力欠缺等弊端[4-6]。

二、以O(shè)BE為導(dǎo)向的《微生物學(xué)技術(shù)》教學(xué)優(yōu)勢

浙江工業(yè)大學(xué)作為一所高等工科院校，在與國際專業(yè)工程教育相接軌的建設(shè)工作中，先后已有制藥工程、環(huán)境工程、生物工程等多個(gè)專業(yè)通過工程教育專業(yè)認(rèn)證，為推動(dòng)高等工程教育改革做出了積極的貢獻(xiàn)。

新工科建設(shè)對人才培養(yǎng)理念和課程教學(xué)改革提出了新挑戰(zhàn)，OBE理念引入研究生教學(xué)上雖然比較少見，但無論是就專業(yè)自身特色和培養(yǎng)目標(biāo)，還是OBE教學(xué)理念所能達(dá)到的教學(xué)效果而言，都是非常必要的。通過對研究生能力調(diào)查和測試，學(xué)習(xí)效果的跟蹤以及研究生導(dǎo)師的反饋，OBE教育理念的引入對教與學(xué)，研究生學(xué)術(shù)素養(yǎng)、創(chuàng)新自信等內(nèi)在素質(zhì)的提升都有良好促進(jìn)作用，為新工科背景下高效提升人才培養(yǎng)質(zhì)量提供了一條可行途徑。

首先，科學(xué)設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容，幫助研究生掌握核心專業(yè)知識(shí)。研究生不再僅僅依賴教師的課堂講授，通過課外資料閱讀、整理、吸納完成課外的延伸學(xué)習(xí)，課上通過教師重點(diǎn)難點(diǎn)的講授實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化，從淺表學(xué)習(xí)到深層學(xué)習(xí)掌握一定難度的核心專業(yè)內(nèi)容，拓展科學(xué)知識(shí)的廣度和深度，建構(gòu)專業(yè)知識(shí)體系。

其次，多樣化的教學(xué)活動(dòng)有助于問題的分析與解決、復(fù)雜工程問題的研究，有助于訓(xùn)練研究生使用現(xiàn)代工具進(jìn)行繼承與創(chuàng)新，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)與終身學(xué)習(xí)的能力。教學(xué)活動(dòng)中蘊(yùn)含的思維碰撞和觀點(diǎn)交鋒使教與學(xué)富有生機(jī)和活力，研究生學(xué)會(huì)了如何運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能解決具體科研問題，拉近了與科研創(chuàng)新、學(xué)科前沿的距離，營造了自由探究、活躍學(xué)術(shù)思想、促進(jìn)創(chuàng)新思維的氛圍，激發(fā)了學(xué)生大膽探索、勇于創(chuàng)新的精神。

最后，多角度綜合評價(jià)把評估與教學(xué)緊密結(jié)合在一起，自始至終貫穿于整個(gè)教學(xué)活動(dòng)，提高了研究生的學(xué)習(xí)參與度和積極性，達(dá)成學(xué)習(xí)產(chǎn)出客觀合理評估，有效地促進(jìn)和診斷學(xué)習(xí)效果。

三、以O(shè)BE為導(dǎo)向的《微生物學(xué)技術(shù)》創(chuàng)新教學(xué)對策

《微生物學(xué)技術(shù)》是一門專業(yè)性、實(shí)踐性和探索性很強(qiáng)的專業(yè)核心課程，為生物工程、環(huán)境工程、微生物學(xué)等專業(yè)研究生傳授科學(xué)研究所需的微生物學(xué)技術(shù)理論和前沿知識(shí)，研究生在該領(lǐng)域上的學(xué)術(shù)視野和創(chuàng)新能力有助于今后的研究。OBE理念倡導(dǎo)以學(xué)習(xí)產(chǎn)出驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)教學(xué)活動(dòng)和學(xué)習(xí)產(chǎn)出評價(jià)，《微生物學(xué)技術(shù)》教學(xué)中將OBE理念引入進(jìn)行教學(xué)過程設(shè)計(jì)，并制定相應(yīng)的教學(xué)評價(jià)體系。

(一)科學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容

視野開闊是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標(biāo)之一，因此教學(xué)內(nèi)容要富有挑戰(zhàn)性。結(jié)合教學(xué)實(shí)際，《微生物學(xué)技術(shù)》課程通過科學(xué)設(shè)計(jì)，圍繞“理論、方法、案例、研討”設(shè)置了理論基礎(chǔ)、應(yīng)用技術(shù)、學(xué)科前沿和專題研討四個(gè)模塊(見表1)，并加大研究生課外投入來幫助掌握核心專業(yè)知識(shí)，拓寬學(xué)科視野。以微生物學(xué)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)理論為切入點(diǎn)，銜接本科和研究生的專業(yè)知識(shí)理論體系，便于學(xué)生理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)；再進(jìn)一步圍繞“微生物中的基因操作技術(shù)、組學(xué)技術(shù)、質(zhì)譜分析技術(shù)”三大技術(shù)，展開微生物學(xué)技術(shù)領(lǐng)域核心專業(yè)知識(shí)的深度學(xué)習(xí)；結(jié)合教師對專業(yè)領(lǐng)域最新學(xué)科前沿的分析解讀展開案例教學(xué)，引導(dǎo)研究生把握學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)；最后以其所學(xué)、所思、所感、所悟進(jìn)行獨(dú)立專題研討，循序漸進(jìn)完成知識(shí)的生成過程。

表1 《微生物學(xué)技術(shù)》課程設(shè)計(jì)

(二)多樣化教學(xué)活動(dòng)

研究生作為更加成熟的個(gè)體，大多數(shù)具備了本領(lǐng)域的學(xué)術(shù)理論知識(shí)和科學(xué)研究能力，這決定了研究生具有和教師進(jìn)行研究對話的基本技能，也決定了研究生課程教學(xué)可更為開放和自由。課程根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)多樣化的教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生成為課堂的積極建設(shè)者，幫助學(xué)生新知識(shí)的內(nèi)化吸收。

1.問題引導(dǎo)式教學(xué)。教師提綱挈領(lǐng)提出問題，學(xué)生基于課前資料自學(xué)和思考，通過討論的形式解決問題并生成新問題。教師首先提出“如何從土壤中篩選、分離、鑒定某一具有特定功能微生物”，學(xué)生通過課前資料閱讀和準(zhǔn)備，課堂上在教師引導(dǎo)下，依照科學(xué)研究的順序解決這一問題。另外，教師還結(jié)合復(fù)雜問題拆分的方式，通過“轉(zhuǎn)化的概念”這個(gè)問題的提出，進(jìn)一步引出“如何操作實(shí)驗(yàn)？”“可能會(huì)出現(xiàn)哪些問題？”“出現(xiàn)這些問題的原因和解決方案是什么？”最后引申出“轉(zhuǎn)化在微生物學(xué)乃至生命科學(xué)中的實(shí)踐意義”，從這些問題的探討和解疑，抽絲剝繭，從理論到實(shí)踐，幫助學(xué)生問題意識(shí)的培養(yǎng)，批判反思習(xí)慣的養(yǎng)成，提高分析問題和解決問題的能力。

2.案例式教學(xué)。教師針對課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行案例設(shè)計(jì)，通過課前自學(xué)，研究生對案例中所涵蓋的信息進(jìn)行挖掘，并完成教師布置的相關(guān)作業(yè)。例如，教師結(jié)合科研實(shí)踐和具體案例，引導(dǎo)學(xué)生在掌握CRISPR/Cas9系統(tǒng)的概念和基本操作方法的同時(shí)，思考如何利用CRISPR/Cas9工具在細(xì)菌基因組上進(jìn)行基因替換、刪除、定點(diǎn)突變和插入，實(shí)現(xiàn)CRISPR/Cas9技術(shù)在微生物研究中的應(yīng)用。案例教學(xué)有效地幫助學(xué)生掌握和利用現(xiàn)代工具的能力，同時(shí)通過對案例中研究思路萌發(fā)、發(fā)展進(jìn)程以及成功實(shí)現(xiàn)的探討，達(dá)到了啟發(fā)和開闊學(xué)術(shù)思維的目的，幫助學(xué)生汲取科學(xué)思想精華，搭建科研框架，從而逐漸凝練出自己的科研思路。

3.專題研討式教學(xué)。在專題研討教學(xué)中，進(jìn)行“猜想——反駁”設(shè)計(jì)，基于已掌握的理論知識(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、科學(xué)研究成果和試驗(yàn)手段，學(xué)生由猜想開始，由已知推測未知，將最新技術(shù)和現(xiàn)代工具結(jié)合到具體科研項(xiàng)目中，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)測和猜想。不同專業(yè)研究生根據(jù)研究方向設(shè)計(jì)具有專業(yè)特征的專題，教師作為主持人引導(dǎo)和把握研討節(jié)奏，學(xué)生進(jìn)行專題匯報(bào)和主題研討，其他同學(xué)針對主題展開討論質(zhì)疑，匯報(bào)人針對質(zhì)疑進(jìn)行案例舉證和反駁，討論中質(zhì)疑，探究中解疑，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)可行性，將方案討論至最合理。當(dāng)然，教師在專題研討前需要與主講的學(xué)生進(jìn)行有效溝通和指導(dǎo)，指導(dǎo)選擇契合專業(yè)背景和培養(yǎng)目標(biāo)的專題，避免出現(xiàn)材料陳舊、錯(cuò)誤觀點(diǎn)繁多的專題，提高課堂效能。專題研討教學(xué)具有一定的挑戰(zhàn)性，通過在相關(guān)知識(shí)啟示下萌生的聯(lián)想、猜想、反駁和發(fā)現(xiàn)，激發(fā)出學(xué)生探究和發(fā)現(xiàn)新事物的精神，加強(qiáng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的內(nèi)在動(dòng)機(jī)，有助于正確的創(chuàng)新科研思維的形成。

(三)多角度綜合評價(jià)

OBE教育理念要求客觀合理的“評估學(xué)習(xí)產(chǎn)出”，這對教學(xué)和特定能力的培養(yǎng)起到積極有效的促進(jìn)作用。依據(jù)這一原則，改進(jìn)了原有的“課程論文”的考核模式，采用了課內(nèi)課外多角度評價(jià)，從課前學(xué)習(xí)診斷、課外讀書報(bào)告、課程表現(xiàn)、專題匯報(bào)和專題論文這五個(gè)方面來綜合評價(jià)學(xué)習(xí)效果和教學(xué)效果。教師開課前布置任務(wù)，要求學(xué)生閱讀相關(guān)文獻(xiàn)資料，并進(jìn)行“專業(yè)素養(yǎng)診斷”，考核學(xué)生的現(xiàn)有知識(shí)儲(chǔ)備水平和技能運(yùn)用能力，從而教師有針對性地改善和調(diào)整教學(xué)策略，合理安排課程內(nèi)容，避免教學(xué)中的重復(fù)低效率。同時(shí)，為監(jiān)督和合理評估學(xué)生自學(xué)效果，要求學(xué)生根據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì)的案例和研討專題提交對應(yīng)的讀書報(bào)告和專題論文，教師對學(xué)生提交的讀書報(bào)告和專題論文都要嚴(yán)格把關(guān)，杜絕抄襲剽竊現(xiàn)象。課堂教學(xué)活動(dòng)中，要求每位學(xué)生人人有發(fā)言，發(fā)言有內(nèi)容有質(zhì)量，課程助教會(huì)對每次教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生參與程度、發(fā)言時(shí)長、發(fā)言內(nèi)容與質(zhì)量等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和評價(jià)。在專題研討中還會(huì)根據(jù)研究生匯報(bào)內(nèi)容、舉證情況、辯證過程和專題論文質(zhì)量等進(jìn)行評價(jià)。最終總評成績包括課前學(xué)習(xí)診斷(10%)+課堂表現(xiàn)(10%)+讀書報(bào)告(40%)+專題匯報(bào)(20%)+專題論文(20%)。

《微生物學(xué)技術(shù)》課程的創(chuàng)新教學(xué)對教師和學(xué)生也提出了更高的要求，研究生需要進(jìn)行角色轉(zhuǎn)變，變“被動(dòng)學(xué)習(xí)模式”為“主動(dòng)研究模式”，將更多的時(shí)間投入學(xué)習(xí)；教師需要付出更多的時(shí)間和精力，加大教學(xué)上的投入，結(jié)合中國特色的文化背景和時(shí)代特征，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)活動(dòng)等方面的精心準(zhǔn)備和創(chuàng)新改革，同時(shí)對教師的專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備、實(shí)踐水平和科研能力提出了更高的要求。