(浙江工业大学 生物工程学院，浙江 杭州 310014)

面对新一轮科技革命、产业变革的挑战和国家现代化发展的历史机遇，2017年以来教育部积极推进新工科建设，推进工程教育改革，旨在助力高等教育强国建设，培养多样化、卓越型工程科技人才。研究生教育作为延续大学本科阶段学习的更深层次的专业教育，如何在新工科背景下根据未来工程人才的素质能力要求进行人才培养事关研究生工程教育变革的关键所在。基于实现学生特定学习产出的教育模式(Outcomes-Based Education，OBE)是一种以学生为中心，以学习产出为导向，强调学习目标达成情况的重要教育理念，也是工程教育专业认证的核心理念[1-2]。本文在新工科和研究生课程改革背景下，通过对研究生教学中存在的问题分析，以《微生物学技术》课程为案例，在OBE为导向的教学设计、教学方式、评价体系三个方面探讨课程教学的创新改革。

一、研究生课程教学中的问题

课程教学永远是学校教学中培养人才的主要阵地之一，与过去相比，近几年研究生课程教学也在日益完善[3-4]，但是在导向学习产出的培养过程中，还是存在以下四个方面的问题。

(1)教学内容相对滞后。在国外一流高校，面向研究生的课程学时饱满，注重学生课外投入。教师一般会列出课程所涉及的主要知识领域的教材，包括该领域的起源到最新的动向[5]，结合每周数量不菲的作业，研究生需要把所有的资料进行深度阅读、理解和凝练，知识内化吸收。而在我国研究生教学过程中，教师会指定一本教材展开教学，研究生理论知识陈旧，其中甚至存在与本科阶段的学习课程和内容相重复的问题，从而出现导致学生学习懈怠，学术视野狭窄等问题。(2)课堂教学方式单一。在我国研究生教学中，高校教师忙于科研工作和职称评审，对教学投入少，教学改革创新动力不足。没有真正了解学生需求和学习兴趣点，学生简单倾听“被动式学习”，教学模式墨守成规，不能激发学生的创新意识。(3)考核方式不合理。以美国为例，研究生期末考试成绩仅占总分的一部分，考核重在平时，每周都会有数量不菲的作业和严格的课堂考核，研究生在课外需要花费数倍以上时间完成教师布置的任务，每份作业和考核都会如实的计入总成绩，甚至部分大学硕士的及格平均分在80分以上，如果低于这个分数则会面临留校察看甚至开除的处分。为防止研究生作业抄袭舞弊，美国多数大学还采用网页专门程序系统，以供教师严格监控比对，研究生如有抄袭情况轻则挂科，重则开除。严格的考评制度促使研究生必须全力以赴才能获得课程学分，促进了良好学风建设和创新人才的培养。相比之下，我国研究生的课程多采用闭卷考试或者递交课程论文的方式进行考核，考核模式单一，不能有效激发学生学习欲望，也无法客观评价学生综合能力、科研素养和创新思维活跃度。同时，个别研究生撰写出一篇没有太大研究价值的“灌水”小论文，对这种行为教师又不能有很好的手段去辨别和进行严厉的处置，反而助长了研究生学术不端行为。(4)忽视对研究生创新能力的培养。创新是新工科建设和人才培养的灵魂，创新能力不仅是个人素质的本质体现，更是卓越工程科技人才的核心素养。与国外一流高校将培养学生自学能力和创新意识作为教学的核心理念相比，我国研究生教学注重知识传授，轻能力培养，研究生表现出基础理论知识比较扎实，但学术视野不开阔，在科研创新过程中表现出思维不活跃，创新魄力欠缺等弊端[4-6]。

二、以OBE为导向的《微生物学技术》教学优势

浙江工业大学作为一所高等工科院校，在与国际专业工程教育相接轨的建设工作中，先后已有制药工程、环境工程、生物工程等多个专业通过工程教育专业认证，为推动高等工程教育改革做出了积极的贡献。

新工科建设对人才培养理念和课程教学改革提出了新挑战，OBE理念引入研究生教学上虽然比较少见，但无论是就专业自身特色和培养目标，还是OBE教学理念所能达到的教学效果而言，都是非常必要的。通过对研究生能力调查和测试，学习效果的跟踪以及研究生导师的反馈，OBE教育理念的引入对教与学，研究生学术素养、创新自信等内在素质的提升都有良好促进作用，为新工科背景下高效提升人才培养质量提供了一条可行途径。

首先，科学设计的教学内容，帮助研究生掌握核心专业知识。研究生不再仅仅依赖教师的课堂讲授，通过课外资料阅读、整理、吸纳完成课外的延伸学习，课上通过教师重点难点的讲授实现知识的内化，从浅表学习到深层学习掌握一定难度的核心专业内容，拓展科学知识的广度和深度，建构专业知识体系。

其次，多样化的教学活动有助于问题的分析与解决、复杂工程问题的研究，有助于训练研究生使用现代工具进行继承与创新，培养自主学习与终身学习的能力。教学活动中蕴含的思维碰撞和观点交锋使教与学富有生机和活力，研究生学会了如何运用所学的知识和实验技能解决具体科研问题，拉近了与科研创新、学科前沿的距离，营造了自由探究、活跃学术思想、促进创新思维的氛围，激发了学生大胆探索、勇于创新的精神。

最后，多角度综合评价把评估与教学紧密结合在一起，自始至终贯穿于整个教学活动，提高了研究生的学习参与度和积极性，达成学习产出客观合理评估，有效地促进和诊断学习效果。

三、以OBE为导向的《微生物学技术》创新教学对策

《微生物学技术》是一门专业性、实践性和探索性很强的专业核心课程，为生物工程、环境工程、微生物学等专业研究生传授科学研究所需的微生物学技术理论和前沿知识，研究生在该领域上的学术视野和创新能力有助于今后的研究。OBE理念倡导以学习产出驱动实现教学活动和学习产出评价，《微生物学技术》教学中将OBE理念引入进行教学过程设计，并制定相应的教学评价体系。

(一)科学设计教学内容

视野开阔是创新能力培养的目标之一，因此教学内容要富有挑战性。结合教学实际，《微生物学技术》课程通过科学设计，围绕“理论、方法、案例、研讨”设置了理论基础、应用技术、学科前沿和专题研讨四个模块(见表1)，并加大研究生课外投入来帮助掌握核心专业知识，拓宽学科视野。以微生物学和分子生物学实验基础理论为切入点，衔接本科和研究生的专业知识理论体系，便于学生理解相关知识点；再进一步围绕“微生物中的基因操作技术、组学技术、质谱分析技术”三大技术，展开微生物学技术领域核心专业知识的深度学习；结合教师对专业领域最新学科前沿的分析解读展开案例教学，引导研究生把握学科发展动态；最后以其所学、所思、所感、所悟进行独立专题研讨，循序渐进完成知识的生成过程。

表1 《微生物学技术》课程设计

(二)多样化教学活动

研究生作为更加成熟的个体，大多数具备了本领域的学术理论知识和科学研究能力，这决定了研究生具有和教师进行研究对话的基本技能，也决定了研究生课程教学可更为开放和自由。课程根据教学内容设计多样化的教学活动，让学生成为课堂的积极建设者，帮助学生新知识的内化吸收。

1.问题引导式教学。教师提纲挈领提出问题，学生基于课前资料自学和思考，通过讨论的形式解决问题并生成新问题。教师首先提出“如何从土壤中筛选、分离、鉴定某一具有特定功能微生物”，学生通过课前资料阅读和准备，课堂上在教师引导下，依照科学研究的顺序解决这一问题。另外，教师还结合复杂问题拆分的方式，通过“转化的概念”这个问题的提出，进一步引出“如何操作实验？”“可能会出现哪些问题？”“出现这些问题的原因和解决方案是什么？”最后引申出“转化在微生物学乃至生命科学中的实践意义”，从这些问题的探讨和解疑，抽丝剥茧，从理论到实践，帮助学生问题意识的培养，批判反思习惯的养成，提高分析问题和解决问题的能力。

2.案例式教学。教师针对课程知识点进行案例设计，通过课前自学，研究生对案例中所涵盖的信息进行挖掘，并完成教师布置的相关作业。例如，教师结合科研实践和具体案例，引导学生在掌握CRISPR/Cas9系统的概念和基本操作方法的同时，思考如何利用CRISPR/Cas9工具在细菌基因组上进行基因替换、删除、定点突变和插入，实现CRISPR/Cas9技术在微生物研究中的应用。案例教学有效地帮助学生掌握和利用现代工具的能力，同时通过对案例中研究思路萌发、发展进程以及成功实现的探讨，达到了启发和开阔学术思维的目的，帮助学生汲取科学思想精华，搭建科研框架，从而逐渐凝练出自己的科研思路。

3.专题研讨式教学。在专题研讨教学中，进行“猜想——反驳”设计，基于已掌握的理论知识、实践经验、科学研究成果和试验手段，学生由猜想开始，由已知推测未知，将最新技术和现代工具结合到具体科研项目中，进行实验预测和猜想。不同专业研究生根据研究方向设计具有专业特征的专题，教师作为主持人引导和把握研讨节奏，学生进行专题汇报和主题研讨，其他同学针对主题展开讨论质疑，汇报人针对质疑进行案例举证和反驳，讨论中质疑，探究中解疑，验证实验可行性，将方案讨论至最合理。当然，教师在专题研讨前需要与主讲的学生进行有效沟通和指导，指导选择契合专业背景和培养目标的专题，避免出现材料陈旧、错误观点繁多的专题，提高课堂效能。专题研讨教学具有一定的挑战性，通过在相关知识启示下萌生的联想、猜想、反驳和发现，激发出学生探究和发现新事物的精神，加强学生进行科学研究的内在动机，有助于正确的创新科研思维的形成。

(三)多角度综合评价

OBE教育理念要求客观合理的“评估学习产出”，这对教学和特定能力的培养起到积极有效的促进作用。依据这一原则，改进了原有的“课程论文”的考核模式，采用了课内课外多角度评价，从课前学习诊断、课外读书报告、课程表现、专题汇报和专题论文这五个方面来综合评价学习效果和教学效果。教师开课前布置任务，要求学生阅读相关文献资料，并进行“专业素养诊断”，考核学生的现有知识储备水平和技能运用能力，从而教师有针对性地改善和调整教学策略，合理安排课程内容，避免教学中的重复低效率。同时，为监督和合理评估学生自学效果，要求学生根据教学设计的案例和研讨专题提交对应的读书报告和专题论文，教师对学生提交的读书报告和专题论文都要严格把关，杜绝抄袭剽窃现象。课堂教学活动中，要求每位学生人人有发言，发言有内容有质量，课程助教会对每次教学活动中学生参与程度、发言时长、发言内容与质量等进行统计和评价。在专题研讨中还会根据研究生汇报内容、举证情况、辩证过程和专题论文质量等进行评价。最终总评成绩包括课前学习诊断(10%)+课堂表现(10%)+读书报告(40%)+专题汇报(20%)+专题论文(20%)。

《微生物学技术》课程的创新教学对教师和学生也提出了更高的要求，研究生需要进行角色转变，变“被动学习模式”为“主动研究模式”，将更多的时间投入学习；教师需要付出更多的时间和精力，加大教学上的投入，结合中国特色的文化背景和时代特征，进行教学内容、教学活动等方面的精心准备和创新改革，同时对教师的专业知识储备、实践水平和科研能力提出了更高的要求。