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

摘  要：针对生物医药领域微生物发酵生产专门人才培养的需求，医学院校生物技术专业微生物工程课程需要有针对性地对其教学内容和教学方式方法等进行改革，为该领域专门人才的培养提供保障。通过教学内容和课程体系及教学理念和教学目标的改革等建立以生物医药产品为核心的微生物工程课程内容和资源体系，通过爱课教学支持平台、微信公众号、雨课堂和网络试题库等网络教学资源库的建立，将信息化、智能化融入教学，发挥导学、督学、促学及助学的作用，将线上与线下教学有机融合，发挥“1+1>2”的混合式教学效果。该课程的建设成果可为医疗卫生单位、生物技术公司及药企等对微生物工程领域的人才培养赋能，改革实践经验也可为提升生物医药领域专业人才培养质量提供借鉴。

关键词：教学改革；线上和线下混合式教学；医学院校；生物技术；微生物工程

中图分类号：G642       文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）32-0081-05

Abstract： To culture specialized talents with microbial fermentation production in the field of biomedicine， the course of Microbial Engineering for biotechnology majors in medical universities needs to carry out targeted reforms in its teaching content and teaching methods for teaching goal. A curriculum content and resource system of Microbial Engineering with biomedical products as the core is established through the reform of teaching content and curriculum system， teaching philosophy and teaching objectives， etc. Through the establishment of network teaching resources such as Ailesson teaching support platform， WeChat public account， and classroom and network question bank， informatization and intelligence are integrated into teaching， and the role of guiding， supervising and promoting learning as well as student aid is played. Online and offline teaching are organically integrated to give full play to the mixed teaching effect of "1+1>2". The construction achievements of this course can be used to empower talents training in the field of microbial engineering in medical and health institutions， biotechnology companies and pharmaceutical enterprises， and the reform and practical experience can also provide reference for improving the quality of professional talents training in the field of biomedicine.

Keywords： teaching reform; online and offline mixed teaching mode; medical university; biotechnology; Microbial Engineering

基金项目：广东省线上线下混合式一流本科课程 “微生物工程”（202210162）；广东省本科高校创新创业项目 “医学院校生物技术专业《微生物工程》课程教学资源建设与实践”（2018A050920）；广东省本科教学质量工程建设-教学团队建设项目“生物技术专业课程教学团队建设”（B413343002）；南方医科大学高等教育教学改革项目“将大学生发展的‘核心素养’融入医科大学《微生物工程》课程思政的设计和实践”（JG2021053）；南方医科大学本科教学质量工程建设项目“《微生物工程》在线课程建设”（ZL202020）

第一作者简介：杜红延（1976-），女，汉族，河南洛阳人，博士，副教授，硕士研究生导师。研究方向为生物技术专业微生物工程和酶工程课程的理论和实验教学与自身免疫性疾病发病机制及天然产物的抗炎免疫药理。

随着生物技术在医药领域发展应用的日益广泛，需要越来越多的专门人才从事该领域的研究开发，与之相适应的，医学院校也逐步开设专门的生物技术专业。作为生物技术四大工程之一的微生物工程是生物技术产业化进程中的关键环节， 医药卫生领域是微生物工程应用最广泛、成绩最显著、发展最迅速和潜力最大的领域。利用微生物工程技术可以从多方面改进医药的生产，开发新的生物药产品，改善医疗手段，提高社会医疗水平，因此，微生物发酵生产技术工程在生物医药领域有着广阔的发展前景，微生物工程课程也就成了生物技术专业必不可少的一门专业必修课。然而作为生物医药领域应用的微生物工程与该课程起源的以轻工和食品及农业专业为主的课程教学内容和体系应该有所区别和侧重，因此结合专业背景和特色对微生物工程课程进行教学内容和体系的改革就显得势在必行[1-3]。

随着互联网在教育教学领域的应用日益广泛，高校在教育教学改革的过程中高度重视信息化手段[4-5]，南方医科大学检验与生物技术学院于2019年开始探索微生物工程课程与互联网教学的结合，建立了课程线上线下混合式教学模式，该模式通过网络教学与传统面授教学的结合，构建情境、交互、体验和反思为一体的深度学习场景，增强了学生的自主学习意识，培养创新精神，提高实践能力，收到了事半功倍的效果。

一  课程教学内容和体系的改革与实践

（一）  课程教学目标的确立

微生物工程是南方医科大学检验与生物技术学院生物技术和生物制药专业的一门主干专业课程，大三第一学期开设，共计64学时，其中理论40学时，实验16学时，参观见习8学时。结合医学院校生物技术专业的特色和学生的特点，我们从三个方面确立微生物工程课程的教学目标：①知识目标。聚焦学科前沿，掌握工业微生物的基础知识及微生物医药产品的开发利用，阐释微生物药物开发基本规律，解决生物医药产品生产过程中的难点问题。②能力目标。坚持能力导向，掌握研究微生物发酵生产的基本方法与技术，培养严谨的科学态度及理论联系实际独立从事微生物医药产品研发与转化的能力。③素质目标。固守“立德树人”，结合大学生核心素养的培养要求，“知识传授”与“价值引领”同行并重，培养敬畏生命、救死扶伤、德才兼备的应用型医药创新人才。

（二）  课程教学内容的选择和调整

微生物工程课程起源于食品行业的发酵工程，我国大学工科的发酵工程专业也脱胎于农学院的农产品加工专业，虽然已经积累了部分发酵生产理论和生产实践经验，但由于不同行业产品的差异和不同专业学生的知识背景的差异，医学类院校生物技术专业在教学和人才培养过程中暴露出了一些问题。考虑到不同的专业特色差异，沿用之前的教学内容和教学资源明显缺乏针对性。我们通过对教学内容和课程体系的改革、课程网站建设等建立以生物医药产品为核心的微生物工程课程内容和资源体系，突出医学类生物技术和生物制药专业微生物工程课程的特色。现有教学内容大都以传统的食品和农产品及轻工产品发酵生产为蓝本，且偏重工程放大，考虑到医学院校学生的工科基础薄弱，我们本着“秉承工科特色，加强理学研究”的学科建设理念，开发针对于医学院校生物医药领域微生物工程课程的教学资源新体系，为生物医药领域培养理论和实践相结合的新型人才创造条件[1]。

具体从以下几个方面入手对教学内容和体系进行改革：①首先制定有针对性地围绕与微生物生产有关的生物医药产品展开的教学大纲，以生产和应用过程的主要单元操作原理与工艺条件为主要内容从而使学生能够掌握并利用微生物生产生物医药产品的基本理论；②进而由理论指导实践，学会分析生产和应用过程中存在的技术问题；③为了激发学生的求知欲望，教师在教学中不局限于教材内容，根据教学大纲的要求，结合课程的具体内容，进行相关知识的补充和删减；④加强研究国内外微生物工程技术的发展，将新技术和新方法及时引入到课程中来，不断完善和丰富课程内容体系；⑤在教学内容上更加注意体现现代微生物工程技术要求的背景知识的教学特色，加强参观和实践环节，使教学内容更加趋于合理、完整；⑥将教师实际的科研成果凝练为教学案例融入教学、促进教学，从科研项目的选题、研究内容、创新性及如何发现问题、解决问题等方面生动形象地给学生讲解，启发学生的创新能力。

二  建立和使用线上教学资源库拓展和提升线上教学途径和效果

（一）  爱课教学支持平台的建立成为线上课堂辅助教学的主阵地

南方医科大学于2015年建立爱课教学支持平台并投入使用，随后不断地升级改造完善各项功能，更好地满足师生在线教学、移动学习、交流互动等需求。为推动互联网时代混合式教学科学、规范落地，发挥后疫情时代线上教学的优势，微生物工程课程于2019年依托该平台建立在线教学资源，经过多年的不断更新和完善，目前上传包括国外和自己制作的教学视频在内的各类教学、实验操作、参观见习等视频文件27个，总时长约1 000分钟，提供教学大纲、课件、专业科研文献、专业英语学习视听材料、前沿进展和学生优秀作业等学习资源100多项，以及拓展作业、翻转课堂、讨论和交流贴等互动活动（图1）。据统计，2020至2022三个学年微生物工程课程爱课教学支持平台的学生使用情况见表1。

（二）  课程微信公众号成为课外知识拓展和与学生互动的教学辅助平台

微信公众号是目前比较流行的新媒体传播平台，抓住年轻学生对微信公众号推崇和热爱的心理，顺应时代潮流建立了微生物工程课程的微信公众号作为线上辅助教学平台。微信公众号平台可以实现随时随地的阅读和学习目的，与爱课教学支持平台只能在校园网范围内使用形成互补，为学生们的在线学习需求提供了便利，“微生物工程教学”微信公众号设立教学咨讯、知识拓展和课程互动三个主菜单，主菜单下又分列子菜单，学生使用情况可通过后台数据进行统计，用来评估学生的学习情况（图2）。据统计2020至2022三个学年课程微信公众号教学平台学生访问总次数分别为1 189、1 619和1 163人次，充分发挥了教学辅助作用。

（三）  “雨课堂”嵌入式在线教学工具提高学生课堂参与度

“雨课堂”是由清华大学和学堂在线共同推出的新型智慧教学解决方案，是教育部在线教育研究中心的最新研究成果，致力于快捷免费地为所有教学过程提供数据化、智能化的信息支持。其是一款嵌入在PPT中的小插件，可以通过手机微信端实现课堂在线的扫码签到、小测习题发布、弹幕推送和实时投票等功能，在课堂上可以通过手机微信实现与学生之间的充分互动，并且课后可以利用在线回放功能进行课程复习，达到了较好效果。这一新颖的教学工具深受年轻学生喜爱，“雨课堂”的使用情况记录和效果如图3所示。

（四）  网络题库的建立与线上机考系统的使用实现无纸化考核模式