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农业教育

基于OBE理念的“六驱四能”教学模式在微生物工程课程改革中的探索与实践

  • 聂春雨 1 ,
  • 聂春梅 2 ,
  • 殷亚杰 1, 3 ,
  • 郎亚军 1, 3 ,
  • 陈乃钰 1 ,
  • 卞立红 1, 3
展开
  • 1. 大庆师范学院生物工程学院,黑龙江 大庆 163712
  • 2. 内蒙古凉城县第四中学,内蒙古 乌兰察布 013750
  • 3. 黑龙江省油田应用化学与技术重点实验室,黑龙江 大庆 163712
殷亚杰(1978—),男,内蒙古赤峰人,博士,教授,从事动物生态学方面的教学及科研工作。

聂春雨(1978—),女,内蒙古集宁人,硕士,副教授,从事微生物工程方面的教学及科研工作。

Office editor: 张琴

收稿日期: 2025-03-25

  网络出版日期: 2026-03-12

基金资助

黑龙江省高等教育教学改革研究项目(SJGYB2024745)

Exploration and practice of the “six-driving four-ability” teaching model based on OBE concept in the course reform of Microbial Engineering

  • Nie Chunyu 1 ,
  • Nie Chunmei 2 ,
  • Yin Yajie 1, 3 ,
  • Lang Yajun 1, 3 ,
  • Chen Naiyu 1 ,
  • Bian Lihong 1, 3
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  • 1. School of Biological Engineering, Daqing Normal University, Daqing 163712, China
  • 2. The Fourth Middle School of Liangcheng County, Ulanqab 013750, China
  • 3. Heilongjiang Provincial Key Laboratory of Oilfield Applied Chemistry and Technology, Daqing 163712, China

Received date: 2025-03-25

  Online published: 2026-03-12

摘要

为提升微生物工程课程教学质量与学生综合素养,本文基于OBE理念开展了课程教学改革实践。改革实践围绕课程内容、教学方法、实验教学、工厂实习、科研协作及课程思政6个维度展开:优化课程内容,调整理论与实验学时,实施模块化设计并补充前沿内容;更新教学方法,采用线上线下混合式、问题与案例驱动、虚实结合3种教学模式;创新实验教学,构建项目导向与虚拟仿真相结合的实验体系;强化工厂实习,建立全程化实习模式;注重科研协作,引导学生参与科研项目与学科竞赛;加强课程思政建设,将课程思政元素融入教学全过程。实践结果表明,学生自主学习能力明显提升,期末考试及格率从80.26%提升至89.21%,课程达成度为0.80;累计获批大学生创新创业项目21项,荣获各类学科竞赛奖项18项,发表学术论文10余篇;学生交流沟通、问题分析与解决等能力明显增强。本文为相关课程教学改革提供参考。

本文引用格式

聂春雨 , 聂春梅 , 殷亚杰 , 郎亚军 , 陈乃钰 , 卞立红 . 基于OBE理念的“六驱四能”教学模式在微生物工程课程改革中的探索与实践[J]. 安徽农学通报, 2026 , 32(5) : 131 -133 . DOI: 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2026.05.031

Abstract

To improve the teaching quality of the Microbial Engineering course and students’ comprehensive literacy, this study carried out practical teaching reform practice based on the OBE concept. The reform was carried out around 6 dimensions, namely curriculum content, teaching methods, experimental teaching, factory practice, scientific research cooperation and ideological and political education. The curriculum content was optimized by adjusting the class hours of theoretical and experimental teaching, implementing modular design and supplementing cutting-edge content. The teaching methods were updated by adopting 3 teaching models: online-offline blended teaching, problem and case-driven teaching, and the combination of virtual and real teaching. The experimental teaching was innovated by constructing an experimental system integrating project-oriented teaching and virtual simulation. Factory practice was strengthened by establishing a full-process practice model. Attention was paid to scientific research cooperation by guiding students to participate in scientific research projects and discipline competitions. Ideological and political construction was enhanced by integrating ideological and political elements into the whole process of course teaching. The practical results showed that students’ autonomous learning ability was significantly improved, with the passing rate of the final exam rising from 80.26% to 89.21% and the course achievement degree reaching 0.80. A total of 21 college students’ innovation and entrepreneurship projects were approved, 18 awards in various discipline competitions were won, and more than 10 academic papers were published. Students’ abilities in communication, problem analysis and problem-solving were obviously enhanced. This paper provides a reference for the teaching reform of relevant courses.

成果导向教育(Outcome-based education,OBE)是一种强调学生能力培养和学业成果的教育理念。杜红延等[1]依托爱课教学支持平台等工具,构建了医学院校生物技术专业微生物工程线上线下混合式教学模式,取得了良好的教学效果;田亚红等[2]从课程内容设计、评价标准优化等维度开展生物技术专业微生物工程课程教学改革,有效提升了学生的综合能力;刘丽娜等[3]结合生物技术专业特色与课程培养目标,将微生物工程课程相关思政元素与研究热点有机融入课堂教学,增强了学生的责任感与创新能力。微生物工程是生物技术专业的核心课程,其教学模式改革对培养学生的创新能力、实践操作能力等具有重要意义[4]。本研究基于OBE教育理念,从优化课程内容、更新教学方法、创新实验教学、强化工厂实习、注重科研协作、加强思政建设6个方面进行课程改革,构建能够培养学生自主学习能力、创新实践能力、交流沟通能力及问题分析与解决能力的教学模式,以期促进学生的全面发展。

1 基于OBE理念的微生物工程课程教学模式构建

1.1 课程内容模块化设计

结合课程教学目标,对微生物工程课程的章节设置与教学内容进行调整,将理论学时由32调整为40,实验学时由24调整为32,并对整体教学内容实施模块化设计。其中,模块一(第1~4章)聚焦典型发酵工艺流程的讲解;模块二(第5~7章)围绕发酵原理与过程控制展开教学;模块三(第8~10章)系统介绍典型发酵产品案例。
为紧密契合微生物工程技术的发展趋势与前沿研究方向,对各模块的授课内容进行针对性补充与优化。模块一中,“发酵工业菌种及扩大培养”增补菌种选育流程设计、菌种扩大培养流程设计相关内容,“培养基优化与控制”增加培养基设计及优化内容,“灭菌与空气的净化”补充空气除菌流程设计内容;模块二新增发酵过程操作与控制相关教学内容;模块三中“发酵工业与环境保护”章节则增补生态环境保护相关内容。

1.2 教学方法多元化试点

在课堂教学中,需要持续更新课程知识和教学方法,将最新的科学发展、教育理论和技术引入到教学中[5]。具体如下。
线上线下混合式教学:融合线上教学资源与线下实验、研讨课程,构建“课前预习—课堂深化—课后巩固”的完整学习闭环。结合混合式与翻转课堂教学理念,依托学习通等平台,引导学生线上自主学习理论知识,线下聚焦实验操作与问题研讨,有效提升学生自主学习能力。​
问题驱动与案例驱动教学:以“某谷氨酸生产企业发酵罐批产量波动较大,如何通过实验确定关键影响因素并优化工艺”为案例,设计问题链引导学生探究,(1)谷氨酸高产菌株的代谢特点是什么?(2)发酵过程中哪些参数会影响菌体生长与产物合成?(3)现有工艺中哪些参数控制不稳定,如何设计实验验证其影响?(4)如何通过多参数协同优化提升产率?通过该问题链,引导学生逐步探究工艺优化的要点,有效培养其科研思维与探究能力。​
虚实结合教学:采用虚实结合的教学方式,为学生提供交互式实验学习体验。在微生物工程课程教学中,引入发酵罐实验3D虚拟仿真、啤酒生产厂3D虚拟仿真教学服务系统,借助三维建模与动画展示功能,助力学生深化对理论知识的理解,强化对微生物工程工艺及技术的认知。

1.3 实验教学项目化驱动

微生物工程课程突破常规课堂实验模式局限,积极开展形式多样的实验教学。
实践项目驱动式教学:构建以项目为导向的实验教学体系,引导学生围绕具体问题或目标开展探究式学习,提升问题解决能力。以“淀粉酶产生菌的筛选与发酵”为实例,学生以小组为单位完成完整项目,涵盖菌种筛选、发酵工艺优化等环节,全程参与实验设计、数据分析及报告撰写全过程,有效强化系统性工程思维,提升科研能力与工程实践能力。
虚拟仿真实验教学:通过模拟大型发酵罐、离心机等设备的操作流程,有效降低教学成本。采用线上虚拟预习+线下实操训练的模式,学生在线上完成虚拟实验预习,线下聚焦实操技能训练,既能减少实操失误,又能提升课堂教学效率。​​

1.4 工厂实习全过程强化

工厂实习是实现教育与实践融合的有效路径,可使学生接触行业先进生产技术与流程,拓宽专业视野。​微生物工程课程重视工厂实习环节,积极组织学生前往实习基地开展实习(见习)活动。实习前,依托课堂教学与实验课程夯实学生微生物工程专业基础知识,同时邀请企业技术人员走进课堂,讲解企业最新生产技术与工艺要点。实习过程中,学生参与微生物发酵、产品提取、质量控制等环节,在企业技术人员全程指导下,通过亲身体验深化对理论知识的理解与应用。实习结束后,学生撰写实习报告,总结实习经历与学习收获。通过全程化实习培养,帮助学生了解微生物工程领域的就业方向与行业前景;同时鼓励学生在实习期间主持或参与创新项目,培养其创新意识与创新能力。

1.5 科研协作深度融合

微生物工程课程重视学生科研能力的培养,鼓励学生主动参与教师科研项目、申报大学生创新创业项目及学科竞赛,着力培养学生实验操作、实验设计及数据分析能力。通过实验方案设计、成果汇报、科研论文撰写等环节,提升学生的科研能力与沟通表达能力。同时,引导学生参与科研项目的规划与管理,使其了解科研项目从立项到结题的完整流程,培养项目管理素养,为学生未来学术研究或职业生涯发展奠定基础。

1.6 课程思政建设

课程坚持以“知识传授、能力培养、价值引领”为核心目标,在教学大纲中增设思政模块[6]。结合课程教学内容挖掘立德树人元素,明确课程思政融入点,将科学精神、工匠精神等思政内涵融入课程体系,培养学生的爱国情怀、环保意识与创新精神。以“固定化酵母细胞发酵生产乙醇”实验为例,在细胞固定化操作环节,引导学生分组设计实验,向菌悬液中加入1%、3%、5%、7%不同浓度的海藻酸钠溶液,通过对比分析实验结果,培养学生科学严谨的探究精神与动手操作能力;同时,注重强化实验细节规范,包括实验试剂配制、仪器规范操作及废弃试剂合理处理等,培养学生严谨求实的科学态度、环境保护意识与实验安全意识。

2 教学改革成效

基于OBE教学理念,本文在微生物工程课程中开展教学改革探索,有效提升了学生自主学习能力。改革后,学生期末考试及格率从80.26%提升至89.21%,课程达成度为0.80;累计获批大学生创新创业项目21项,其中国家级5项、省级6项、校级10项;荣获全国大学生生命科学竞赛二等奖4项、三等奖8项,黑龙江省“互联网+”大赛铜奖6项,发表学术论文10余篇。学校与相关企业签订实习基地合作协议,围绕学生实习就业、人才培养、实践教学示范基地联盟建设等方面开展深度合作。学生通过参与实习(见习)活动,交流沟通能力、问题分析与解决能力得到明显增强,为后续职业发展奠定了坚实基础。

3 结语

本文基于OBE理念,从课程内容优化、教学方法更新、实验教学创新、工厂实习强化、科研协作培育及思政建设融入6个维度,开展了课程教学改革。改革通过模块化重构课程内容、创新多元化教学模式、构建全过程实践育人体系及融入思政元素,明显提升了课程教学质量与学生综合素养,学生自主学习能力、创新实践能力、工程应用能力及职业素养均得到提升。未来,将持续立足OBE教育理念,结合行业发展需求,不断优化改革方案、完善教学评价体系,进一步提升课程育人质量,培养更多具备扎实专业能力的高素质人才。
[1]
杜红延,陈瑶,林冠峰,等. 医学院校生物技术专业微生物工程线上线下混合式教学模式建立与实践[J]. 高教学刊20239(32):81-85.

[2]
田亚红,王巍杰,唐红梅,等. “双碳” 目标下微生物工程课程教学实践探究[J]. 工业技术与职业教育202422(5):33-36.

[3]
刘丽娜,周静,王亚萍,等. 微生物工程课程思政教学的设计与实践[J]. 大学教育2025(5):95-99.

[4]
聂春雨,郎亚军,殷亚杰,等. 基于应用能力培养的微生物工程课程教学改革[J]. 绿色科技202123(3):199-201.

[5]
王英姿,杜守颖,吴清,等. 基于任务驱动的翻转课堂教学模式在中药药剂学中的应用[J]. 中医教育202039(5):69-72,77.

[6]
聂春雨,聂春梅,殷亚杰,等. 课程思政视角下微生物工程课程教学改革与实践[J]. 安徽农业科学202351(16):279-282.

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