新工科背景下微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)線上線下混合式教學(xué)初探

毛竹簡

(生態(tài)與資源工程學(xué)院 武夷學(xué)院,福建 武夷山 354300)

教育信息化是教育現(xiàn)代化的基本前提，落到新工科建設(shè)上，既以教育信息化為引領(lǐng)，教學(xué)方法創(chuàng)新為動力，實(shí)施“課堂革命”，加快實(shí)現(xiàn)高等教育現(xiàn)代化，緊跟時代潮流，為社會發(fā)展培養(yǎng)合適的人才[1]。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，是現(xiàn)代生物技術(shù)的支柱之一，通過微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)掌握的微生物學(xué)的基本技能，是整個生物技術(shù)的基石，貫穿于整個生命科學(xué)領(lǐng)域。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生從事自然科學(xué)工作的嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、實(shí)事求是的作風(fēng)，以及觀察、分析和解決問題的綜合素質(zhì)和能力的重要途徑[2]。因此，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，培養(yǎng)操作技能熟練、創(chuàng)新能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的高級應(yīng)用型人才以及成為微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的目標(biāo)。

1 學(xué)情分析及教學(xué)困境

現(xiàn)行的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在以下幾個弊端：

1.1 講解過于抽象，與理論聯(lián)系不足

微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是生命科學(xué)類學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，通常在三、四年級開設(shè)。相較于高中生物接觸過的植物、動物等相關(guān)知識，微生物更加抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)時無法直觀的掌握其形態(tài)特征，這也降低了學(xué)生對微生物學(xué)習(xí)的熱情。課堂操作時，因?yàn)槊總€同學(xué)的觀察視野不同，教師無法進(jìn)行逐一講解，導(dǎo)致學(xué)生難將顯微鏡觀察到的現(xiàn)象與理論聯(lián)系起來，形成立體的知識網(wǎng)絡(luò)。因此有必要在教學(xué)過程中引入現(xiàn)代化的教學(xué)手段豐富教學(xué)效果，提高教學(xué)效率

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)置陳舊，未有效提高操作能力

微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)因其在人才培養(yǎng)中的基礎(chǔ)地位，教學(xué)過程中更加側(cè)重基礎(chǔ)操作訓(xùn)練，通常以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主。教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)的前期準(zhǔn)備通常由授課教師準(zhǔn)備，學(xué)生的參與度不高。傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間的聯(lián)系不明顯，不利于學(xué)生系統(tǒng)的掌握知識，易導(dǎo)致學(xué)生對“無菌操作”掌握不牢，對后續(xù)進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)或畢業(yè)設(shè)計(jì)階段獨(dú)立實(shí)驗(yàn)造成不小的困難。按部就班的教學(xué)過程未調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)的自主性，學(xué)生思考較少，實(shí)踐操作能力也無法得到有效提高。

1.3 考核形式單一，創(chuàng)新性培養(yǎng)不足

現(xiàn)有微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)考核標(biāo)準(zhǔn)單一，實(shí)驗(yàn)成績主要分為三個方面：一為出勤/預(yù)習(xí)情況(0%～10%)，一為課堂實(shí)驗(yàn)操作(30%～50%)，一為實(shí)驗(yàn)報(bào)告(50%～70%)。這種考核方式的注重點(diǎn)放在了實(shí)驗(yàn)報(bào)告上，而大量雷同抄襲的實(shí)驗(yàn)報(bào)告并不能真正體現(xiàn)學(xué)生的動手能力和科研素養(yǎng)。報(bào)告導(dǎo)向的考核方式，注重知識和技術(shù)的傳授，忽視了學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)，其觀察思考能力并沒有得到很好的訓(xùn)練。

1.4 行業(yè)拓展不足，不適應(yīng)本地發(fā)展

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，行業(yè)更新也日新月異。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程更注重于專業(yè)類實(shí)用知識的傳授，較少結(jié)合實(shí)際應(yīng)用及未來行業(yè)發(fā)展對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)。學(xué)用脫節(jié)，學(xué)習(xí)的理論知識未落到實(shí)際生產(chǎn)中去，既不利于學(xué)生繼續(xù)深造，未來就業(yè)也易出現(xiàn)“不適”的情況。而地方高校是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要基地，是推動區(qū)域和地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的主力軍，如何培養(yǎng)出扎實(shí)專業(yè)知識、應(yīng)用能力強(qiáng)，且適應(yīng)本地發(fā)展的復(fù)合型人才是教學(xué)的難點(diǎn)[3]。

2 教學(xué)目標(biāo)及思路

信息化教學(xué)導(dǎo)致的“課堂革命”，引發(fā)了課堂教學(xué)的創(chuàng)新[1]。在教學(xué)中需轉(zhuǎn)換教學(xué)主體，以學(xué)生為課堂中心，教師從講授者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者，提高課堂知識轉(zhuǎn)換效率，充分調(diào)動學(xué)生的生產(chǎn)力。線上開放課程是互聯(lián)網(wǎng)交融的結(jié)果，能讓學(xué)生打破時間地點(diǎn)的限制，根據(jù)自身的情況進(jìn)行選擇性的學(xué)習(xí)[4]。線上課程平臺如中國慕課聯(lián)盟、愛課程等擁有多元化的課程資源。豐富的多媒體視頻、課件、課后練習(xí)題、課后討論可以優(yōu)化整合，學(xué)生獲得的信息將大大增加。與傳統(tǒng)的教學(xué)受限于教材、大綱等不同，線上課程擁有許多優(yōu)秀全面的教學(xué)資源，授課者多為各領(lǐng)域優(yōu)秀教師，具有深厚的專業(yè)知識，也掌握專業(yè)領(lǐng)域最新發(fā)展動態(tài)。通過線上課程，學(xué)生能夠全方位的了解整個學(xué)科的知識脈絡(luò)，及時更新知識體系、展望學(xué)科發(fā)展前沿動態(tài)。

微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的是提高學(xué)生的動手能力，能夠獨(dú)立分析、解決實(shí)驗(yàn)中的實(shí)際問題；培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、良好的實(shí)驗(yàn)作風(fēng)和環(huán)境保護(hù)意識。線上課程能解決學(xué)生主動性問題，但作為一門實(shí)踐課程，將學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力，還需要課堂必不可少的訓(xùn)練。以問題為導(dǎo)向，幫助學(xué)生突破難點(diǎn)，使感性認(rèn)知能轉(zhuǎn)變?yōu)橹R內(nèi)化，實(shí)現(xiàn)技能的提升。以項(xiàng)目的形式開展課堂教學(xué)，能讓學(xué)生全面的參與到各個環(huán)節(jié)中，釋放學(xué)生的創(chuàng)新力。“新工科”對知識的應(yīng)用提出了更高的要求，要不拘泥于理論，而落到實(shí)際生產(chǎn)中去，在實(shí)踐教學(xué)過程中引入一線企業(yè)的指導(dǎo)，培養(yǎng)出更符合行業(yè)、企業(yè)需求的復(fù)合人才[5]。

3 課程教學(xué)設(shè)計(jì)思路

3.1 課前線上平臺的自主學(xué)習(xí)

在課程開始前，通過布置學(xué)習(xí)任務(wù)等方式，引導(dǎo)學(xué)生利用電腦、手機(jī)等設(shè)備進(jìn)行課前預(yù)習(xí)。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中的“細(xì)菌形態(tài)觀察”、“細(xì)菌的革蘭氏染色”等實(shí)驗(yàn)其結(jié)果不夠直觀，通過線上課程的預(yù)習(xí)，學(xué)生能夠很快的在顯微鏡下分辨出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，加快學(xué)生對知識的掌握。線上平臺還包含虛擬仿真平臺，學(xué)生可以在軟件的幫助下模擬實(shí)驗(yàn)操作流程，盡快熟悉基本實(shí)驗(yàn)操作流程，提高課堂操作上手速度。教師可以在學(xué)生線上預(yù)習(xí)的過程中，及時跟蹤學(xué)習(xí)進(jìn)度，收集學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋，進(jìn)而調(diào)整課堂內(nèi)容及重點(diǎn)。

3.2 課上增設(shè)綜合模設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)

微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門基礎(chǔ)性的實(shí)踐課程，在實(shí)驗(yàn)課時的限制下，現(xiàn)行的教學(xué)內(nèi)容多為常規(guī)驗(yàn)證性，很多實(shí)驗(yàn)內(nèi)容被壓縮。通過線上預(yù)習(xí)可以壓縮驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)學(xué)時，轉(zhuǎn)而增設(shè)綜合模塊化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。綜合性實(shí)驗(yàn)如“細(xì)菌的生理生化試驗(yàn)”、“土壤中微生物的分離純化”等能夠讓學(xué)生在加強(qiáng)基本技能的訓(xùn)練的同時，也強(qiáng)化了學(xué)生的應(yīng)用能力。進(jìn)一步可結(jié)合專業(yè)教師的科研情況增設(shè)一些開放設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，如“材料抗菌性研究”、“茶山土壤微生物修護(hù)”等項(xiàng)目，以學(xué)生為主體分組開展。學(xué)生從查找資料開始，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，整個實(shí)驗(yàn)的展開均由學(xué)生主導(dǎo)，教師只進(jìn)行引導(dǎo)，讓學(xué)生能夠全面的將課堂知識與實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

3.3 建立立體評價體系

可以從以下幾個方面對實(shí)驗(yàn)成績進(jìn)行立體評定：

(1)抽取微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作，如革蘭氏染色、顯微計(jì)數(shù)等，讓學(xué)生當(dāng)場進(jìn)行獨(dú)立操作，根據(jù)現(xiàn)場表現(xiàn)進(jìn)行打分，考查學(xué)生的基本技能。

(2)綜合性/設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)按照小組的形式進(jìn)行評分，考查實(shí)驗(yàn)組織情況、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案、創(chuàng)新性及實(shí)驗(yàn)完成情況等，綜合考量學(xué)生的科研能力。

(3))組間討論及組內(nèi)互評，考查學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和組織管理能力。

3.4 課堂外與一線企業(yè)緊密交流

新工科教育離不開企業(yè)的配合。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂的訓(xùn)練能夠讓學(xué)生獲得生物技術(shù)基礎(chǔ)，而一線企業(yè)在行業(yè)發(fā)展趨勢的把握以及專業(yè)實(shí)踐能力方面有明顯優(yōu)勢。課堂外，以行業(yè)專家講座、參觀相關(guān)企業(yè)等方式，能使學(xué)生獲得微生物學(xué)科前沿及行業(yè)發(fā)展趨勢，充分了解微生物相關(guān)企業(yè)工作環(huán)境及流程，推動學(xué)生理論知識與實(shí)踐的緊密結(jié)合。企業(yè)深度參與實(shí)踐課程，引導(dǎo)學(xué)生基于難點(diǎn)導(dǎo)向的科研思維，培養(yǎng)能在產(chǎn)業(yè)一線解決復(fù)雜工程問題的復(fù)合型技術(shù)人才。

4 結(jié)語

高校是“新工科”人才培養(yǎng)的重要基地，是推動區(qū)域和地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的主力軍，如何培養(yǎng)出扎實(shí)專業(yè)知識、應(yīng)用能力強(qiáng)，且適應(yīng)本地發(fā)展的復(fù)合型人才是高校教學(xué)的難點(diǎn)。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的線上線下混合式教學(xué)嘗試改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，線上資源的充分利用為學(xué)生提供了更寬闊的視野；線下開放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)釋放了學(xué)生的創(chuàng)造力，為學(xué)生提供了探索的機(jī)會；地方企業(yè)專家的參與拓展了專業(yè)前沿，為學(xué)生的專業(yè)理想種下一顆種子。然而，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一個長期的工程，過程中必然會遇到各類的問題，需要我們在實(shí)踐中摸索完善，培養(yǎng)出適合“新工科”的復(fù)合型人才。