工程教育認證背景下海洋生物醫學工程課程教學改革

叢偉 康元環 葉萌祺

摘? 要：海洋生物醫學工程課程是山東大學海洋資源開發技術專業-海洋生物工程模塊的專業核心課程。在工程教育認證的背景下，通過對課程特點的綜合分析，在“成果導向教育理念”的指導下，對課程的教學目標、授課內容、授課方法及考核方法等方面進行系統性的改革，進而確保海洋生物醫學工程課程的教學質量，最終提升海洋資源開發技術專業人才的培養水平。

關鍵詞：工程教育認證；海洋生物醫學工程；課程改革；成果導向；海洋資源開發技術

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）02-0143-04

Abstract： Marine Biomedical Engineering is a core course of marine bioengineering module of Marine Resources Exploitation Technology Specialty in Shandong University. In the context of engineering education professional certification， based on the combination of the result-oriented education concept and the comprehensive characteristics of the course， the teaching objectives， teaching content， teaching methods， and course assessment have been reformed to ensure the teaching quality of the course of the Marine Biomedical Engineering， and enhance the level of the cultivation of the Marine resources development technology professionals.

Keywords： engineering education certification; Marine Biomedical Engineering; curriculum reform; result-oriented principle; exploitation technology of marine resources

《華盛頓協議》是國際上最具影響力的工程教育學位互認協議，我國在2016年6月正式加入成為其第18個成員[1]。自此，我國具有工程教育的本科院校就要調整已有的培養模式及策略，與國際接軌。目前，我國高等教育已經非常重視工程教育，尤其在“雙一流”建設的背景之下，全國各高校都在積極主動地推進相關專業進行工程教育認證，以此來達到提高人才培養質量的目標。工程教育認證的關鍵內容是以學生為中心，以學生的學習成果為導向，建立成果導向（Outcome-based Education， OBE）的教學模式與基于OBE的評價機制[2-3]。

海洋資源開發技術專業是教育部在2010年批準的高等學校戰略性新興產業相關本科新專業，隸屬海洋工程類[4]。山東大學2012年設置此專業，并于2013年開始招生，是為適應國家海洋開發戰略，依托威海的地域優勢，海洋學院面向海洋資源開發設立的特色工科專業。近年來進行模塊化教學改革，目前該專業分為海洋生態工程、海洋生物工程2個教學方向模塊。其中海洋生物工程模塊專業培養目標“以應用素質教育為方向，以理論知識學習為基礎，以專業培訓為核心”，針對我國海洋強國戰略背景下，以“藍色糧倉”“大健康產業”科技創新工程為代表的可持續性海洋資源開發方式對復合型人才的迫切需要，培養具有強烈社會責任感和使命感，人格健全和身心健康的精英人才；通過專業教育，使學生掌握數學、力學、生物學和化學相關的基礎知識、基本理論和實踐技能，掌握海洋生物工程方面的先進通用技術，并將其應用于解決海洋生物資源開發產業中的復雜問題；通過不斷學習，具有進一步攻讀碩士、博士研究生的潛能；善于自主學習，交流溝通能力強，能適應社會發展，有創新精神和較大的自身發展潛力。

海洋生物醫學工程（以下簡稱“本課程”）是山東大學海洋資源開發技術專業-海洋生物工程模塊的專業核心課程。工程教育認證的核心理念是“學生中心是宗旨，成果導向是要求，持續改進是機制”[5]。然而，本課程傳統的教學模式無法達到海洋資源開發技術專業的工程教育專業認證需求，在教學大綱、授課內容、授課方法及考核體系等方面需要持續性的改進。因此，基于工程教育認證背景，探索山東大學海洋生物資源開發技術專業海洋生物醫學工程課程的教學改革。

一? 海洋生物醫學工程課程的教學現狀

海洋生物醫學工程是山東大學海洋資源開發技術專業-海洋生物工程模塊的核心課程，其主要內容涉及海洋生物病原學基礎知識、海洋生物疾病檢測及診斷技術、海洋生物疾病防控技術等基礎理論和專業知識，是一門由微生物學、免疫學、細胞生物學、寄生蟲學、病理學、水環境學、流行病學和基因工程等多學科交叉的理論性和實踐性都很強的專業課程?；诠こ探逃龑I認證背景，在堅持原有海洋資源開發技術專業特色的同時對原有課程進行系統整合，海洋生物醫學工程是在原水生動物疾病學和水生動物疾病診斷與防治技術的課程基礎之上系統整合而成。整合之后，在教學大綱、授課內容、授課模式、實踐教學和考核方法等幾個方面問題凸顯，亟待解決。

（一）? 教學大綱

教學大綱是根據學科內容及其體系和教學計劃的要求編寫的教學指導文件，以綱要的形式規定了課程的教學目的、目標和任務，知識、技能的范圍、深度與體系結構，教學進度和教學法的基本要求。目前教學大綱存在的主要問題是課程教學目標、任務及技能范圍等與工程專業認證要求相差甚遠。此外，教學大綱中規定的重點、難點與實際教學過程中的重點、難點存在一定的偏差。

（二）? 授課內容

國內尚無海洋生物醫學工程課程方面的教材，且國內大部分院校講述的內容都是水生動物疾病學相關內容，主要依靠的參考教材為黃琪琰主編的《水產動物疾病學》和戰文斌主編的《水產動物病害學》。課程的主要內容偏重于淡水養殖生物相關疾病。此外，課程內容冗雜，先修課程包括微生物學、免疫學、動物生理學、動物組織學和生物化學等，對前期專業基礎知識的需求度較高。因此，授課過程中，授課教師只是選擇本地常規的養殖品種或者是國內主要養殖品種的相關疾病進行授課。

（三）? 授課模式

傳統的海洋生物醫學工程教學采用一名教師講授全部教學內容，且講授的內容主要就是根據參考資料的內容確定。海洋生物的疾病主要包括傳染病和寄生蟲病兩大類，在講授的過程中重點對疾病的病原體形態、致病機制、臨床癥狀、流行規律，以及預防和治療措施等內容進行講授，內容繁雜、抽象，缺乏互動，課堂枯燥，學生反映學習難度較大。嚴重脫離培養目標，教學效果不理想，“以學生為中心”的理念難以實現。

（四）? 實踐教學

海洋生物醫學工程課程是一門理論和實踐性很強的專業課程。山東大學（以下簡稱“我?！保┳?016年開設此課程（2016—2020年課程名稱為水產動物疾病學），由于缺乏相關的實驗設備及教學環境的限制，絕大多數實驗為觀察性或驗證性實驗，無法完成綜合性實驗，嚴重地限制了學生實踐技能方面的訓練。

（五）? 考核方法

海洋生物醫學工程理論教學考核方式為平時成績+期末成績，其中平時成績占30%，期末成績占70%。而平時成績主要以出勤率及課堂表現為主，期末考試更加注重考查對理論知識的掌握程度，記憶性的知識點較多，學生只需在考前突擊背誦相關知識點，就能夠得到比較“理想”的成績，從而出現高分低能的現象，沒辦法檢驗學生對知識的理解和應用的能力。海洋生物醫學工程作為一門實踐性很強的課程，顯然目前的考核方式無法達到檢測學生實踐能力的作用，與課程目標嚴重脫節。

二? 海洋生物醫學工程課程改革內容

（一）? 修訂教學大綱

海洋生物醫學工程的課程目標主要是在建設海洋強國背景下，為適應高科技海水養殖生產的崗位技術需求，以培養合格的水生物病害防治員或者海洋生物疾病方向科研工作者的基本素質和能力為成果導向，將其相關的知識和技能要求融合到課程的教學內容中。本課程是山東大學海洋資源開發技術專業-海洋工程模塊學生必須掌握的一門理論性和實踐性都很強的課程。通過對本課程的學習，學生要掌握海水養殖動物疾病發病病因、致病機制、流行規律、診斷與檢測技術及防控措施等方面的內容。因此，教學大綱的制定要充分體現出國家、地方、學校在該領域人才培養的計劃和目標，同時根據工程教育認證的要求，以學生為中心，以成果為導向，充分地體現出學科發展趨勢?；诖?，制定教學大綱，其課程目標即對學生知識和能力的要求如下：①熟悉海洋生物醫學工程的研究意義，海洋生物醫學工程的主要內容及海洋生物醫學工程的研究方法；②掌握海洋生物常見的疾病種類及病原特性，能夠對海洋生物的發病情況進行準確的判斷，且能夠提出有效的防控手段；③掌握海洋生物疾病檢測和診斷技術，掌握海洋生物病原的分離和鑒定技術，掌握綠色漁業與健康養殖的基礎知識和基本技能，在實際養殖生產過程中正確選擇和使用漁藥，微生態制劑及疫苗等防控海洋生物疾病。

（二）? 更新授課內容

基于對以上存在問題的考慮，對教學內容進行創新。首先在以往使用教材的基礎上，對參考教材進行了進一步的更新，主要參考任曉明主譯的《新魚病圖譜》。此外，及時關注世界動物衛生組織（OIE）發布的水生動物病害情況及全國水產技術推廣總站定期發布的全國水產動物疫情預報信息，對授課內容進行及時更新，讓學生第一時間了解到目前全球范圍內最新的海洋生物病害狀況。

在疾病防控方面，結合目前我國近海及深遠海養殖特色及養殖業減抗、替抗、無抗戰略政策，同時結合目前國內外海洋生物疾病防控的新技術和發展趨勢，注重學科交叉融通，例如在海洋生物疾病檢查及診斷技術、海洋生物疾病防控技術等方面進行了補充與替換，對授課內容進行了更新和完善。此外，在海洋生物疾病種類方面的授課內容中，主要針對目前我國近海及深遠海養殖的主要生物品種的常見疾病進行了講解，例如大菱鲆、大黃魚、許氏平鲉、河豚和海參等海洋生物常見的細菌病、病毒病及寄生蟲病等。另外也對國內外一些特色或者珍貴養殖品種的常見疾病的診斷和防治方面進行講解，例如大西洋鮭、金槍魚、海膽等海洋生物。

（三）? 創新授課模式

針對授課方法出現的問題，首先組建教學團隊，從學院內部依照教師個人的專業背景及科研方向篩選了研究方向分為病毒、寄生蟲、細菌性疾病的教師組成教學團隊。團隊教師分別對所負責的方向進行授課內容的選擇及編寫，并承擔該部分的教學工作。授課內容要緊跟目前學科發展前沿，且具有新穎性及引導性。另外，采用多種授課方式混合的授課模式。針對不同的授課內容，設計與之相適應的授課方法。

首先，對分教學法，即將課程教學一分為二，一半時間由授課教師講授綱要性及理論性的內容，采用引導的方式讓學生自學；另外一半時間由學生自主掌握，進行分組討論及交流[6]。海洋生物疾病具有種類繁多，宿主廣泛的特點，需要學生掌握的內容太多，讓學生依據自己的興趣，主動去獲取知識，更加有助于對知識的理解和掌握。因此，學生在掌握及理解授課教師講授理論性知識的基礎上，完全依據自己的興趣，自己主動地查閱相關文獻、病魚等解剖圖、病理圖片等，對病原體結構、致病機制、防控措施等內容進行自學、分組討論及交流。

其次，案例教學法。教學團隊結合本地區海水養殖生物種類及發病情況，在實際教學中廣泛地展示出日常工作中疾病診斷的全過程，包括病魚取樣及實驗室檢測等過程。例如，榮成某養殖場養殖的許氏平鲉魚苗出現紅體病，導致大面積死亡的現象，給養殖戶造成較大的經濟損失，教學團隊將現場實地調查照片、病魚的典型癥狀、漁民的防治情況、實驗室診斷情況（包括病理檢測、細菌分離、藥敏實驗等）等制作成一個案例進行分析。這種真實的現場照片及診斷的全過程，在講述的過程中，學生的注意力完全專注到案例上，許多學生在課下自己搜索與海水魚紅體病相關的一些文獻、科研論文等，并主動與教師進行溝通探討。此外，有一部分學生會主動申請作為老師的科研助理，參與實驗室疾病診斷的過程，在整個過程中，通過自己親自動手，對所學的知識點加以論證，從而加深對知識點的理解和掌握。由此可見，采用案例教學法會讓學生更加清晰、明確地認識到日常生活中真實病例發生的過程及相關的診斷和防治方法，能夠加深學生對課堂所學知識的領悟。除此之外，這樣的切身經歷，能夠激發學生的興趣，更加深入地去理解和探索相關的科學問題。

最后，問題導向教學法，即在教學過程中，設計一些問題，引導學生自己主動去學習，并鍛煉總結歸納的能力。海洋生物疾病中，不同的病原都有可能引起相似的臨床癥狀，如何去區分病原，需要學生自己去總結歸納。比如大菱鲆腹水病，溶藻弧菌、遲鈍愛德華氏菌、鰻弧菌和大菱鲆弧菌等均可引發大菱鲆腹水病，那么如何將它們的癥狀進行區分呢？通過問題導向法教學，學生能夠明白，死讀書，讀死書，無法解決實際問題。這種情況下，學生會主動地去思考，主動跟老師進行探討，進而形成自己完整的知識體系，加深對知識的理解和掌握，同時也能夠提高其知識的應用能力。

（四）? 豐富實踐教學

實踐教學采用分組形式進行，首先采用多媒體教學手段，將實踐教學過程中所需要的理論性知識和技術要點進行系統的講授。針對重要的操作步驟及注意事項進行重點的講解，讓學生在實踐之前了解和掌握相關的知識技能，并運用到實踐中。實踐教學能夠全面地檢驗學生對知識的掌握程度、創新思維及團隊協作能力。因此，在具體的實踐過程中，教師只負責提出科學問題和提供實驗條件，實驗方案、實驗方法、實驗操作步驟、實驗數據的處理和實驗報告的撰寫都由學生以團隊的形式獨立完成。教師在整個檢驗過程中只作為輔助引導的角色來提升學生的創新能力。此外，教師針對實驗課題的特點，結合學生實驗過程中存在的問題及實驗結果的情況，再對實驗過程中運用到的實驗技能和相關理論進行進一步的強調，并與同學們進行探討，這樣能夠進一步地加深同學對理論知識的理解及掌握，同時更能夠提升學生獨立的動手能力及創新能力。

海洋生物醫學工程作為我校海洋資源開發技術專業-海洋工程模塊的專業核心課程，缺少相關的疾病標本，導致實驗課開設過程中學生對疾病的理解受到極大的限制。因此，自2018年起，教研組教師就通過各種方式搜集和制備相關的疾病標本，包括病理組織切片、細菌標本、寄生蟲標本等。通過搜集和制備這些疾病標本，為實驗課中觀察性實驗提供了重要的實驗材料，這樣學生通過直接觀察相關的疾病切片，能夠更加直觀地加深對疾病的認識。

課程實習中增補細菌性疾病相關的實驗，這些內容的增補是本課程實踐教學改革的一項重要舉措。細菌性疾病是海水養殖過程中最常見的且危害嚴重的一類疾病，而弧菌病則是海水養殖生物細菌病的主要疾病之一。因此，在致病菌分離的實驗中設計了弧菌的分離、人工回感、分離菌株的生理生活實驗鑒定、藥敏實驗、細菌DNA的提取、16S測序及結果的比對等內容，通過對這些內容的學習，學生能夠掌握整個細菌性疾病診斷的全過程并且也能夠掌握臨床用藥的依據。除此之外，我們還開設了對分離出來的致病弧菌的拮抗益生菌的分離及靶向噬菌體的分離實驗，在養殖業減抗、替抗、無抗戰略政策下，益生菌和噬菌體作為替抗的新方略受到了業界的極大關注。在我們的課程實習過程中增添此部分的實驗，能夠讓學生初步掌握益生菌和噬菌體的分離方法，使學生在了解行業前沿的基礎上，初步掌握相關的實驗技能，這樣能夠提高學生的行業認同感，也能夠提升其學習及探索興趣。學生普遍對此增補細菌性疾病相關的實驗反響較好，對本課程的學習興趣進一步提升。

（五）? 完善考核體系

對于考核體系的改革，以提高平時成績在期末總成績中的占比，來提高學生學習的主動性，平時成績占40%，期末成績占60%。其中，對平時成績的考核進行改革，將平時成績依據考勤10%+課程表現20%+課堂分組討論30%+課后分組討論及匯報40%的比例進行考核。對于課后分組討論及匯報的評分，采用小組會評及授課教師評分的綜合方式，其中小組成員互評占40%，授課教師評分占60%。小組互評的過程中采用答辯的方式進行，這樣既提高了學生的課堂參與度，同時也提升了學生主動學習的積極性。期末考核階段，減少基礎概念等記憶性課題的占比，主要以海洋生物疾病診斷與防治方面的綜合分析題為主，以考察學生對課堂知識的掌握和綜合應用的能力為主要考核目標。

三? 結束語

海洋資源開發技術專業作為山東大學的一門特色專業，在服務國家海洋強國建設及山東省海洋強省的戰略計劃中發揮著重要的作用。海洋生物醫學工程是山東大學海洋生物資源開發技術專業的核心課程之一，在培養適應海洋資源開發專業要求的人才中也同樣起著非常重要的作用。因此，在工程教育認證的背景之下，基于OBE理念對課程進行一系列的改革，可以極大地提高課程的教學質量，提升學生的專業素養，增強其核心競爭力，為我國的海洋強國建設貢獻力量。

參考文獻：

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