孙建瑞 ，古绍彬 ，马金亮 ，王大红

(1.河南科技大学 食品与生物工程学院 ，河南 洛阳 471023；2.河南科技大学 食品加工与安全国家级实验教学示范中心 ，河南 洛阳 471023)

生物工程设备是在发酵工程学、化工原理、微生物学等专业基础课的基础上开设的一门关于生物加工过程中相关设备的基本结构、原理、设计选型及应用的专业课程，是一门实践性很强的工科课程，是生物工程专业的必修课程。本课程要求学生掌握生物加工前处理过程中常用设备的基本结构及工作原理；掌握常用的生物反应器的基本结构及工作原理；掌握生物加工后处理过程中产物分离纯化设备的基本结构和工作原理；了解生物加工过程中常用设备的设计与选型，能独立解决工业生产、实验研究等方面的设备问题。

参考《工程教育认证标准》，对生物工程设备课程的教学目标和要求进行了修订，开展课程教学模式和课程教学评价体系的探索和改革，提升生物工程设备课程的教学效果，同时也为河南科技大学生物工程专业的工程教育专业认证申请做好准备工作。

1 课程现状分析

生物工程设备课程知识面广，内容繁多，实践和应用性强，总体来说具有“三多一大”的特点：①学时多。该课程共有56个学时。②环节多。该课程由3个环节组成，包括理论教学、实验教学和课程设计。③目标多。该课程不仅要求学生掌握生物加工过程中常用设备的基本结构与工作原理，还要掌握常用设备的基本操作，同时完成关键设备的计算、设计与选型，是培养学生解决复杂工程问题的最重要课程之一。④难度大。该课程学习难度大，首先本课程要求学生能够综合应用之前所学的微生物学、生物化学、化工原理、发酵工程学等基础知识；其次，本课程实践和应用性强，学生工程意识淡薄，工程实践经验缺乏，学习难度大，不易掌握学习内容；同时，工程化的教学设备不完备，也增加了教师教学和学生学习的难度，这也是几乎所有高校都面临的问题。

因此，要想让学生充分理解和掌握课程内容，提高教学效果，就必须对本课程的教学理念、教学内容和教学模式等进行探索和改革，摸索出一种新的教学模式，将理论知识与生产实践相结合，推进工程教育专业认证的实施。

2 课程教学改革的探索与实践

2.1 教学理念的探索

在生物工程设备课程持续改进的每一个环节围绕学生这一中心进行相应的教学改革，对培养基础扎实、工程应用、创新和实践能力强的高级工程人才，具有非常重要的作用。教学团队在教学过程中形成了“一中心、两基础、三主线”的教学内容体系，即“一个中心——生物反应器，两大基础——生物学和工程学，三条主线——前处理设备、生物反应器和后处理设备”；建立了“讲授—讨论—演示”相结合的多元教学方法，即课堂讲授——模块化与片段式相结合、课堂讨论——课堂小辨析与线上大讨论相衔接、课堂演示——模型展示与虚拟仿真相补充；构建了多层次的教学效果评价方法，即学校督导、学院督导、课程组听课和学生反馈相结合；形成了过程评价和结果考核相结合的课程考核方式，即课堂参与、课后测试、论文辨析的多角度过程评价和知识、素质、能力的多维度结果考核。

2.2 教学内容的优化

在生物工程设备教学过程中，为了激发学生的学习兴趣，提高教学效果，对教学内容进行了优化和调整。教学团队根据生物工程专业培养计划和教学大纲的要求，优化教学内容，避免教学内容的重复。另外，教学团队还根据本校生物工程专业的特色，对部分章节的内容进行优化和升级，讲授最新的研究进展，以满足专业和学科发展的需要。

2.3 教学模式的改革

随着网络技术的发展，生物工程设备教学团队积极进行教学模式的改革，利用超星这一智慧教学平台，积极进行混合式教学：

2.3.1课前热身

教学团队在课前科学设计教学方案，认真准备教学内容，精心制作教学课件，录制了共20 h、7 G的教学视频，搜集了800余张设备照片，60余段延伸视频，17类279个设备结构及工作原理的动画和10余套虚拟仿真设备/系统。然后将精心准备的教案、课件、设备图片、虚拟动画、录制的短视频等内容上传到学习通。学生可在自己的电脑、手机端登陆学习通，对教学内容进行预习；教师也可通过自己的电脑、手机端，随时查看学生的学习进度，如任务点完成的情况、视频观看的时长等，掌握学生的预习情况。教师可在学习通设置课前测验题、讨论话题等内容，学生根据教师布置的任务，提前预习教学内容，完成课前测验，并围绕教师提出的讨论话题收集资料、撰写文案或进行社会调研，为课堂小组讨论做好准备。

2.3.2课堂教学

学生通过学习通APP在手机端进行登陆，可快速实现课堂签到。授课时，课件会实时同步到学生的手机，学生可直接在手机端进行学习，并且实时向教师进行提问；教师可以及时根据学生的反馈情况，回答学生问题并调整授课进度。授课过程中，师生还可以采用弹幕功能进行课堂互动，以此活跃课堂氛围，调动学生的学习热情；教师还可以通过学习通平台不定时发放随堂测验，及时检验学生的学习效果，提高学生学习的积极性。

2.3.3课后活动

授课结束后，学生可通过学习通随时查看教案、课件、视频等教学内容，进行课后复习。教师可通过学习通发布章节测验、课后作业、思考题等内容，要求学生按时完成，以巩固所学内容。对于难以理解或想进一步探讨的问题，学生可通过学习通进行留言与教师进行互动、探讨。

2.4 课程考核的改革

课程考核是课程体系的一个重要组成部分，课程考核的改革也是生物工程设备课程教学改革的一个重要环节。生物工程设备的传统考核方式是：总成绩=平时成绩(10%)+实验成绩(20%)+期末成绩(70%)，平时成绩主要由考勤成绩和平时作业成绩组成。这种考核方式以结果考核为主，忽略了过程考核，没有办法全面评判学生的综合素质。

采用学习通平台后，教学团队在生物工程设备的考核过程中适当增加了过程考核的比重，将平时成绩由10%提高到30%，期末成绩由70%降低到50%；通过在学习通设置任务点、章节测验、课后作业、讨论话题等环节，加强学生学习过程的监控和考核，对学生的平时成绩进行综合评价；期末考试环节，教学团队尝试让学生自己出题，形成题库，最终考题从题库中随机抽取。通过全过程教学设计和效果评价，最终形成了过程评价和结果考核相结合的方式对“生物工程设备”课程进行考核，学生学习能力得到显著提高。

3 结语

以工程教育专业认证为导向，在教学过程中，聚焦学生的学习成效和学习目标达成情况，及时根据本课程支撑的毕业要求设计课程内容、教学方法和考核方式，跟踪学生学习全程，实施了课前、课中和课后全过程育人。