基于OBE的发酵工程实验教学改革探索_任晓莉

２０１４年第２期（总第１３６期）［作者简介］任晓莉（１９７４－），女，副教授，博士。

＊基金项目：山西省高等学校教学改革项目（２０１２１０８），太原工业学院２０１２年校级教学改革研究项目。

基于ＯＢＥ的发酵工程实验教学改革探索＊任晓莉１，佟春生２，赵金安１，赵润柱１（太原工业学院１．环境与安全工程系，２．自动化系，山西太原０３０００８）［摘要］针对发酵工程实验教学中存在的问题，引入了ＯＢＥ（Ｏｕｔｃｏｍｅｓ　Ｂａｓｅｄ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ）教育理念。

本文介绍了ＯＢＥ教育理念的主要特点和实施的基本过程，探讨了ＯＢＥ项目教学法在发酵工程实验教学中的应用，主要涉及学习成果的确定、教与学的实施和评估体系的设计三方面内容。

［关键词］ＯＢＥ；发酵工程；实验教学；改革Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　Ｔｅａｃｈｉｎｇ　Ｒｅｆｏｒｍ　ｏｆ　ＦｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＯＢＥＲｅｎ　Ｘｉａｏｌｉ，Ｔｏｎｇ　Ｃｈｕｎｓｈｅｎｇ，Ｚｈａｏ　Ｊｉｎ’ａｎ，Ｚｈａｏ　ＲｕｎｚｈｕＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ　ｔｅａｃｈｉｎｇ，ｔｈｉｓ　ｐａ－ｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ＯＢＥ（Ｏｕｔｃｏｍｅｓ　Ｂａｓｅｄ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ）ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　ｐｈｉｌｏｓｏｐｈｙ，ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ａｎｄ　ｉｍｐｌｅｍｅｎ－ｔａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　Ｏｕｔｃｏｍｅｓ　Ｂａｓｅｄ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＯＢＥ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｔｅａｃｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｏｆ　ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｈａｓ　ａｌｓｏ　ｂｅｅｎ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｗｈｉｃｈ　ｍａｉｎｌｙｃｏｎｃｅｒｎｓ　ａｎｄ　ｆｏｃｕｓｅｓ　ｏｎ　ｔｈｒｅｅ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｅａｒｎｉｎｇ　ｏｕｔｃｏｍｅｓ，ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｅａｃｈｉｎｇａｎｄ　ｌｅａｒｎｉｎｇ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＯＢＥ；Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｔｅａｃｈｉｎｇ；Ｒｅｆｏｒｍ 发酵工程课程是生物工程专业中非常重要的专业核心课程之一，具有很强的实践性和应用性，其实验教学对生物工程专业应用型人才培养至关重要。

因此，国内外高等院校相继进行实验教学改革，改革的重点包括实验课独立设课、增加实验教学的时间和学分、更新实验内容、减少验证性和单一性实验、改革考核方式和强调灵活多样的实验教学方法等。

［１－４］近几年来，我院对发酵工程课程的实验教学内容、实验教学方法和手段、实验开设方式和实验教学评价体系等方面进行了多次探索与实践，并取得了一定的成绩。

但发酵工程实验在教学改革过程中，遇到了一些问题，如部分学生态度不认真，实验结果参差不齐，甚至有部分学生的实验失败了，学生的创新能力不高等。

针对５６上述存在的问题，我们首次将ＯＢＥ（ＯｕｔｃｏｍｅｓＢａｓｅｄ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，成效为本）的教学模式引入到发酵工程实验教学中，并根据ＯＢＥ的基本内容与主要特征，重点探讨了该教学方法在发酵工程实验教学中的实施与应用。

一、ＯＢＥ教学模式ＯＢＥ是２０世纪９０年代发展起来的一种教育模式，在澳大利亚、新西兰、英国、美国和南非等一些国家实施，并取得了较好的反馈。

该模式在香港和台湾备受推崇，成为改良大学教育成效、追求教育卓越的一个正确方式。

ＯＢＥ理论关注和侧重学习成果，强调学生应该了解、理解、掌握和运用某些知识，而不单指教师教什么知识。

Ｓｐａｄｙ　Ｗ．Ｇ．认为该理论代表了一种教育的新范式，是对传统的“内容为本”教育的一种挑战，表１给出了ＯＢＥ与传统教育模式的对比。

［５］表１　ＯＢＥ与传统教育模式的对比传统教育模式ＯＢＥ教育模式被动的学习者主动的学习者考试驱动基于现状的评价“内容为本”的教学大纲知识的整合以教材和教授法为中心以学习者为中心大纲十分严格教师是革新的、有创造力的教师为学习过程负责学习者为自己的学习负责，关注成效强调教师希望达到的目标弹性的时间框架、学习者决定学习进度将内容放置在严格的时间框架中死记硬背批判性思考、探究与行动 资料来源：Ｓｐａｄｙ　Ｗ．Ｇ．（１９９４） 由表１可以看出，与传统教育模式相比，ＯＢＥ教育模式将研究重点从投入转为成效；从教师教转为学生学，而其关键点是让所有学生都能够收到高标准、高质量的学习结果。

ＯＢＥ教学模式尽管在实施过程中由于学科和专业特色存在很大差异，但是其教学模式的基本过程都包括前提（Ｐｒｅｓａｇｅ）、过程（Ｐｒｏｃｅｓｓ）和产物（Ｐｒｏｄｕｃｔ）三个阶段，具体如图１所示。

［６］图１　成效为本教学模式的过程结构图根据图１，ＯＢＥ教学模式的三个阶段分别强调教师对学习成果的准确定位、通过现代教育方法实现其学习成果、对已实现的学习成果进行科学合理的评量。

二、基于ＯＢＥ的发酵工程实验教学改革（一）确定学生预期的学习成果教师教学和学习的过程以预先设计的学习成果作为教学和学习的指南，所以确定学生预期的学习成果是实施ＯＢＥ教学模式的第一步，也是非常重要的一步。

课程的学习成果可以分为描述性成果和功能性成果。

描述性成果一般指知识内容，而陈述性成果则主要指学生通过学习所能达到的能力，具体的包括技能、知识或学生通过教学过程所应具备的素质等。

为了确定合理的学习成果，我们抽查了５０名２００９级生物工程专业学生进行了核心能力（共３２项）问卷调查，并对回收问卷进行了统计和分析，结果见表２。

由表２中可以看出，学生认为最重要的核心能力依次为：专业知识的掌握、实验动手的能力、创新思维的能力及分析和解决问题的能力。

学生认为通过发酵工程实验培养的核心能力依次为：实验动手的能力、使用实验设备和仪器的能力、分６６基于ＯＢＥ的发酵工程实验教学改革探索析和解决问题的能力及团队合作的能力。

调查结果表明，学生通过实验掌握了实验技能，提高了实验操作能力，发展了分析问题和解决问题的能力以及团队合作能力，但是学生注重的创新思维能力的培养和专业知识的掌握并没有实现。

因此，我们结合学校和专业培养目标确定了学习成果目标，包括知识目标、技能目标和能力目标。

知识目标指实验中需要应用或拓展的专业知识，技能目标指实验动手能力，能力目标指通过实验学生要提高创新思维的能力与分析问题和解决问题的能力。

表２　核心能力问卷调查结果学生认为重要的核心能力百分比专业知识的掌握６８％实验动手的能力４２％创新思维的能力４０％分析和解决问题的能力４０％学生在实验中培养的核心能力百分比实验动手的能力４２％使用实验设备和仪器的能力３６％分析和解决问题的能力３４％团体合作的能力３４％ （二）实施教与学活动为了能够实现预期的学习成果，通过和学生的充分沟通及教师间的探讨，我们对发酵工程实验内容进行了改革，新开设的实验以提高性综合实验为主，实验内容涵盖好氧发酵、厌氧发酵、固态发酵和液态发酵，实验产品与我国发酵行业的产品密切相关，具体内容包括乳酸发酵实验系列、柠檬酸发酵实验系列、啤酒发酵实验系列、白酒发酵实验系列、酵母发酵实验系列和菌体蛋白饲料发酵实验系列等，学生可以根据对专业知识的兴趣确定自己的实验内容。

为使学生易于掌握和理解，我们编写了一本《发酵工程》实验讲义。

在教学方法上，我们以自主式实验教学为主，即教师起引导作用，学生是实验的主体，教师鼓励学生通过各种现代方式查阅相关资料，深入掌握实验理论和实验技术，以更好地掌握专业知识。

除此之外，教师鼓励学生进行综合分析和思考，预先归纳总结实验中的重点、难点和注意事项。

比如酵母发酵实验系列，从原料与试剂的配制、实验仪器和设备的选择、发酵参数的选取、产品的分析与测定等主要由学生自主查阅资料并设计完成。

另外，教师注重理论和实际的结合，强调对实验现象背后的实验原理的解释，让学生在实验教学中进一步掌握并熟练应用专业知识。

综上所述，我们通过多样的教学形式培养学生的创新思维，提高学生利用专业理论知识分析和解决实践问题的能力。

（三）设计学习成果的评估体系为了检查和督促学生的学习效果或效率，确保学生在发酵工程实验教学中达到预期学习成果目标，教师需要在整个实验过程中对学生进行评估。

一般来说，评估不仅是实验教学过程中的重要环节，同时也是实验教学内容的延续，没有严格、有效的评估体系，就很难实现预期的学习成果。

我们初步建立了发酵工程实验教学的评估体系。

评估体系包括三部分：一是实验结果的有效性，即实验结果接近预期理想结果的程度，这是评估学习成果的最主要的手段；二是以报告或答卷形式考核学生对实验中涉及的专业理论知识掌握的程度；三是实验过程中教师通过多次现场检查或提问，考查学生对实验设备、仪器的使用能力和实验动手操作能力。

三、结语将ＯＢＥ教学模式应用到发酵工程实验教学中以提升生物工程专业实验教学质量是一次大胆的探索和尝试，在改革中有效地调动了学生的积极性，取得了较好的预期成效。

但是，具体的做法和措施还需要在实践应用中进一步改革和完善。

由于ＯＢＥ不是对过程的监控，而是对结果的分析与反馈，因此有利于我们重新审视人才培养方案和教学过程，但是在应用ＯＢＥ教学模式时，我们应该尽可能避免将综合统整的教学实践简化为可观察的、低层次的具体任务，只有这样，才有可能形成良好的互动循环，教学质量才会形成一个螺旋式的上升。

（文字编辑：吴文水）参考文献：［１］任晓莉，赵润柱，梁保红．发酵工程课程的教学改革与实践［Ｊ］．微生物学通报，２０１１，３７（１）：１２７－１３０．［２］戴德慧，胡伟莲．发酵工程课程教改（下转第４７页）７６基于ＯＢＥ的发酵工程实验教学改革探索图１　行动学习法下的案例教学模式作。

学生在解决问题中遇到了各种挫折和困难，尝试了很多风险管理方法，也遭受了失败的打击。

这些本身就是行动学习法赋予案例教学的魅力，因为行动学习法不仅是目标导向型的，也是情感导向型和学习导向型的。

即便是问题没有得到圆满的解决，但是在处理问题过程中学习的方法、领悟的感受、小组成员相互鼓励和学习的经历，都是案例教学的成果。

所以，在学期结束，各行动学习小组需要提交一份学习心得体会，总结一个学期的收获和经验教训，在教师的主持下交流、共享。

教师还可以倡议将行动学习小组固化下来，作为团队继续进行未完成问题的研究，或者寻找感兴 趣的新问题，将通过行动学习积累的能力进一步巩固和提高。