基于MOOC的“三位一體”教學模式在微生物學實驗教學中的應用研究

黃運紅 唐雪林 鄒龍 倪海燕 龍中兒

摘要：微生物學實驗是高等院校生命科學及其相關(guān)專業(yè)的一門必修課。文章主要介紹以MOOC教育資源為媒體、以課堂教學為引導、以實驗課堂為平臺的“三位一體”教學模式在微生物學實驗課程教學中的實踐，形成“以學生為中心”的教學理念。結(jié)果表明，該教學模式能有效提高課堂教學質(zhì)量，促進學生自主學習，培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神，為新時代生物方面創(chuàng)新人才的培養(yǎng)奠定基礎。

關(guān)鍵詞：微生物學實驗;教學模式;創(chuàng)新人才

中圖分類號：G642.41? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）12-0241-03

MOOC（Massive Open Online Courses）是大規(guī)模開放在線課程的簡稱，是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)跨越時空的在線授課模式，其基本理念是“以教師為指導，學生為主體”，將學習的主動權(quán)交給學生，注重培養(yǎng)與提升學生的自主學習能力和綜合素質(zhì)[1，2]。近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，基于互聯(lián)網(wǎng)的新型教學模式MOOC應運而生，它是一種以開放訪問和大規(guī)模參與為目的的在線課程，具有大規(guī)模、免費開放、在線共享等鮮明特點，吸引全世界教育者的目光[3，4]。

微生物學是高等院校生命科學及其相關(guān)專業(yè)的一門必修課，是應用性和實踐性都很強的學科，同時是整個生命科學中具有一整套自己獨特操作技術(shù)的學科。其實驗技術(shù)和方法需要特殊的實驗室裝備和專門訓練[5-8]。同時，微生物學的實驗技術(shù)和方法已廣泛地滲透到生命科學的各個領域，是現(xiàn)代生命科學的基礎。因此，微生物學實驗是一門十分重要的專業(yè)基礎課實驗。提高微生物學實驗課教學質(zhì)量，對學生理解理論知識、培養(yǎng)實驗技能、提高分析問題和解決問題的能力等，有重要的作用。

一、微生物學實驗傳統(tǒng)教學模式改革的必要性分析

在新時代全國高等學校本科教育工作會議上，陳寶生部長強調(diào)，全面堅持“以本為本”，切實推進“四個回歸”，不斷提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，把人才培養(yǎng)的質(zhì)量和效果作為檢驗一切工作的根本標準。地方師范院校傳統(tǒng)的微生物學實驗以小型的驗證性實驗為主，如細菌革蘭氏染色法、放線菌形態(tài)觀察、微生物純培養(yǎng)技術(shù)、糖發(fā)酵實驗、大分子水解實驗等。在這種實驗教學模式下，各實驗相互割離，關(guān)聯(lián)性不大。進行實驗時，學生不能將所學知識融會貫通。教學方式上，則以教師為中心。實驗課堂上，教師單純講解示范，學生只是機械地模仿和驗證，不能參與實驗設計和實驗準備，無法自主思考。這不利于學生科學思維的培養(yǎng)、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)及和專業(yè)志趣的激發(fā)，從而難以造就堪當民族復興大任的時代新人。因此，地方師范院校迫切需要對微生物學實驗課程教學思路進行探索，對教學模式進行創(chuàng)新。

二、MOOC“三位一體”教學模式在微生物學實驗教學中的實踐

（一）MOOC的“三位一體”教學模式

MOOC作為一種新型的教學模式，采取開放的網(wǎng)絡形式，將優(yōu)秀的教學資源很好地融合起來，優(yōu)先呈現(xiàn)知識點，從根本上改變傳統(tǒng)高等教育的課程模式、授課形式與教學管理等，為提升人才培養(yǎng)質(zhì)量提供思路和方法。但基于MOOC的實驗教學模式也存在引導性不足、情感交流少、缺乏個性化學習和完成率低等問題。

基于MOOC“三位一體”的實驗教學模式，將實驗課堂設計成一種平臺。這個平臺既要發(fā)揮高校課堂教學的引導性，又能讓課堂主體轉(zhuǎn)換為學生，它以目標性引導為基本、興趣激發(fā)為本質(zhì)、自主學習和討論為目的，從根本上突破現(xiàn)有實驗課堂的局限和MOOC實驗教學模式的不足。基于MOOC“三位一體”的實驗教學模式中，實驗課堂通常由三部分構(gòu)成：理論課堂知識點的鞏固和指定實驗的驗證;外延知識的擴展、精熟MOOC視頻的直觀演示;學生的自主分組、自主項目的設計制作和展示。

（二）MOOC的“三位一體”教學模式在微生物學實驗教學中的應用

微生物學實驗課程是我校生物科學、生物技術(shù)和生物工程3個本科專業(yè)的專業(yè)基礎實驗課?；贛OOC的“三位一體”教學模式，微生物學實驗課教學團隊設計的實驗內(nèi)容具體如下。

1.課堂教學指定實驗。課堂教學中，學生學習微生物基本操作技術(shù)，如微生物學實驗室常用儀器設備（如顯微鏡、高壓蒸汽滅菌鍋、隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱和電熱恒溫干燥箱等）的使用與保養(yǎng);培養(yǎng)基的制備與滅菌技術(shù);微生物的平板培養(yǎng)技術(shù);無菌操作技術(shù);微生物的制片、染色技術(shù)。

2.MOOC資源精熟學習。微生物學實驗MOOC課程資源主要集中在以下方面：實驗教學PPT、教師的教案和講義、提前錄制的微視頻、電子參考書、學術(shù)期刊、課后作業(yè)和習題、優(yōu)秀學生作品、互動和分組討論發(fā)言（定期發(fā)布互動話題，讓學生線上線下分組討論）、網(wǎng)絡資源鏈接（如武漢大學微生物學精品課程）等。另外，我校《微生物學》課程于2015年獲批江西省級精品資源共享課。學生通過這個平臺可以隨時隨地觀看微生物學實驗視頻，反復學習實驗過程、實驗結(jié)果，自主完成網(wǎng)絡課程學習，進入討論區(qū)參與討論，通過教師提供的關(guān)聯(lián)在線課程擴展學習。

3.學生為主體的分組和自主設計項目。通常按4—6人分組。目前，分組形式以自由分組為主，學生以小組為單位。任課教師根據(jù)自身科研項目出題，如土壤中苯類化合物降解菌的分離與鑒定，纖維素酶、蛋白酶或脂肪酶等酶類產(chǎn)生菌的篩選和鑒定，拮抗稀有放線菌的篩選及鑒定，植物內(nèi)生拮抗真菌的篩選與鑒定，植物根際解鉀菌的篩選與鑒定等。學生自行選擇感興趣的課題，保證選題的多樣性，改變原來一成不變的實驗題目及實驗流程。各小組成員根據(jù)選題查閱文獻資料，討論后綜合設計出實驗方案，主要包括選題意義、技術(shù)路線、實驗材料、實驗步驟及方法、預期結(jié)果、可行性分析等。學生提交實驗方案后，實驗教師認真審閱各組實驗方案，提出修改意見，從而保證實驗的順利開展。在實驗過程中，教師應特別強調(diào)學生的協(xié)作精神及應用基本操作技術(shù)解決問題的能力，注重學生對實驗過程、實驗結(jié)果的分析和記錄以及出現(xiàn)問題時能否提出有效的解決辦法。實驗完成后，學生要完成實驗論文，論文要求以學術(shù)期刊論文的形式提交。

（三）MOOC的“三位一體”教學模式在微生物學實驗教學中應用效果的評價

針對基于MOOC的“三位一體”教學模式教學效果中學生滿意度的考察，本研究采用問卷調(diào)查方法，2016年至今，對生物技術(shù)專業(yè)和生物工程專業(yè)“微生物學實驗”課程學習的學生進行問卷調(diào)查，學生認為本教學改革有助于提高實驗課堂教學質(zhì)量的占98.62%，認為有助于進一步掌握和理解微生物學基本知識、基礎理論的占97.65%，認為有助于激發(fā)科研興趣的占98.89%，認為有利于提高實踐能力的占99.01%，認為有助于提高科研素養(yǎng)的占98.01%，認為有助于培養(yǎng)創(chuàng)新能力的占96.89%，認為有助于增強團隊合作精神的占97.82%，贊同此項改革的學生占93.21%。不贊成實驗教學改革的學生，其理由主要是占用課余時間較多。學生普遍認為，通過本課程的學習，他們學會了如何研究課題和設計研究方案，實踐能力得到提升，培養(yǎng)了科研創(chuàng)新能力，科研素養(yǎng)得到培養(yǎng)和訓練。實施“微生物學實驗”教學改革以來，經(jīng)過本課程學習的生物技術(shù)專業(yè)和生物工程專業(yè)學生的畢業(yè)論文普遍受到學院教師的歡迎。教師對這兩個專業(yè)學生的滿意率達90%以上，較改革前顯著提升。本教學改革有助于創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高，現(xiàn)有多名學生積極參與教師科研活動，其中20余名學生成功申報了與微生物相關(guān)的校級本科生創(chuàng)新科研課題，并完成“鐵皮石斛根際內(nèi)生解鉀菌的篩選與鑒定”“東鄉(xiāng)野生稻內(nèi)生拮抗真菌的篩選與鑒定”等4篇實驗學術(shù)論文，擬在學術(shù)期刊上發(fā)表。2018屆生物工程班考研錄取率達到50%以上。另外，在基于MOOC的“三位一體”教學模式實驗實施階段，教師與學生要及時對實驗中的問題和結(jié)果進行討論與分析，這有利于促進師生間的溝通與交流。

三、幾點體會

（一）加強培訓，不斷提升教師專業(yè)素質(zhì)

基于MOOC的“三位一體”教學模式改革的關(guān)鍵，在于教師的專業(yè)素質(zhì)。教學改革過程中，教師應發(fā)揮好引導者的作用，圍繞微生物學實驗教學大綱和教學目標，掌握好項目的選題和實驗方案的設計，鼓勵、引導學生思考。為提高課堂教學能力和業(yè)務水平，鼓勵團隊教師積極參加國內(nèi)各高校教師新型教學法的培訓會，了解探究、情境、啟發(fā)等教學方法，學習運用現(xiàn)代信息技術(shù)制作微課、慕課。同時，鼓勵團隊教師參加國內(nèi)外微生物學相關(guān)學術(shù)會議，了解本學科的理論前沿和發(fā)展動態(tài)，豐富自己的專業(yè)知識，厚實專業(yè)素質(zhì)，提高駕馭課堂的能力。

（二）突出學生學習的主體地位

基于MOOC的“三位一體”教學模式更好地突出學生學習的主體地位。在教學改革中，學生自由組合形成研究小組，選擇感興趣的課題，查閱文獻資料，討論并設計實驗方案，完成實驗論文，從根本上轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的學生處于被動地位的狀態(tài)，將學習模式由“教師讓學生學習什么”轉(zhuǎn)變成“學生自己想學習、探究、了解什么”，成為課堂學習的主人。這既能充分鍛煉學生的動手能力和團隊協(xié)作精神，又能充分調(diào)動學生專業(yè)學習志趣，提高學生學習的參與性、主體性，對學習起到事半功倍的效果。

（三）建立合理的考核體系

考核是教學評價中常用的教學信息收集手段，是教學活動不可缺少的基本環(huán)節(jié)，在教學過程中發(fā)揮著重要的作用?；贛OOC的“三位一體”教學模式改革中，成績考核貫穿實驗始終，并將考核成績與過程管理緊密結(jié)合起來，既考核學對生微生物學知識的掌握情況，又考核學生的實驗操作能力，更注重學生的創(chuàng)新能力，關(guān)注學生的學習態(tài)度、紀律和協(xié)作精神。本教學改革中，任課教師制定了微生物學實驗課程考核評定表，主要包括：實驗考勤（10%）、實驗準備（10%）、實驗操作（15%）、實驗報告（20%）、實驗方案（15%）、成果展示（10%）和科研論文（20%）等內(nèi)容。任課教師根據(jù)課程考核評定表，對學生成績進行綜合評定。

四、結(jié)語

基于MOOC的“三位一體”教學模式是一種新型的課堂教學模式。本研究團隊將以MOOC教育資源為媒體，以課堂教學為引導，以實驗課堂為平臺，將“三位一體”教學模式應用于微生物學實驗課程教學中，形成“以學生為中心”的教學理念。研究表明，該教學模式能有效提高課堂教學質(zhì)量，促進學生自主學習，培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神，造就新時代社會主義接班人。這種教學模式若推廣到其他生物學實驗課程教學中，必定會取得較好的教學效果。

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