微生物實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新型教學(xué)體系與實(shí)踐探索

雒曉芳 王冬梅 王婉瑩 周雪雁 藺國(guó)珍 李瓊毅

摘要：針對(duì)獸醫(yī)微生物實(shí)驗(yàn)存在的問題和弊端，該研究以MOOC教育資源為媒體，嘗試虛擬仿真平臺(tái)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念。研究表明，基于虛擬仿真平臺(tái)的翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于獸醫(yī)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有效調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高了自主學(xué)習(xí)能力，同時(shí)也轉(zhuǎn)變了教師的角色，促進(jìn)了師生交流，提高了實(shí)驗(yàn)成功率。

關(guān)鍵詞：微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué);慕課;改革;探討

MOOC（Massive Open Online Courses）是大規(guī)模開放在線課程的簡(jiǎn)稱，是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)跨越時(shí)空的在線授課模式，其基本理念是“以教師為指導(dǎo)，學(xué)生為主體”，將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，注重培養(yǎng)與提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和綜合素質(zhì)。近年來(lái)，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(xué)模式MOOC應(yīng)運(yùn)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(fèi)開放、在線共享等鮮明特點(diǎn)，吸引全世界教育者的目光[1-2]。因此，探索基于MOOC 的創(chuàng)新型教學(xué)體系與實(shí)踐既有一定的理論意義，也具有現(xiàn)實(shí)意義。

1. 獸醫(yī)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的問題

傳統(tǒng)的獸醫(yī)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)只能在顯微鏡下觀察幾種細(xì)菌、真菌、放線菌的標(biāo)本片，及利用常規(guī)染色和生理生化反應(yīng)區(qū)別少數(shù)幾種細(xì)菌，難以了解更加豐富的微生物世界及相關(guān)種質(zhì)資源;由于無(wú)法滿足致病性微生物的實(shí)驗(yàn)研究，不能滿足學(xué)生掌握新技術(shù)、學(xué)習(xí)新方法的要求，也難以提高學(xué)生實(shí)踐技能、分析問題和解決問題的能力。另外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還存在著學(xué)生在課堂上操作時(shí)間有限，且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容只能有選擇地進(jìn)行授課，實(shí)際操作完全按照流程走一遍，沒有嘗試其他方案的機(jī)會(huì)。學(xué)生同一實(shí)驗(yàn)無(wú)法在教師指導(dǎo)下重復(fù)進(jìn)行，如果步驟一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，無(wú)法得到正確的數(shù)據(jù)。反之，單次完成實(shí)驗(yàn)操作獲得結(jié)果后亦不能通過多次練習(xí)強(qiáng)化記憶，以熟練掌握該實(shí)驗(yàn)技能。另外，還有一些如厭氧菌的培養(yǎng)、菌種保藏、微生物生長(zhǎng)曲線的測(cè)定等實(shí)用性很強(qiáng)的技術(shù)，由于實(shí)驗(yàn)室條件所限也不能開設(shè)，缺乏重要試驗(yàn)環(huán)節(jié)體驗(yàn)以致學(xué)生對(duì)微生物技術(shù)的認(rèn)識(shí)失去系統(tǒng)性和全面性。在這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，各實(shí)驗(yàn)相互割離，關(guān)聯(lián)性不大。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生不能將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通。教學(xué)方式上，則以教師為中心。實(shí)驗(yàn)課堂上，教師單純講解示范，學(xué)生只是機(jī)械地模仿和驗(yàn)證，不能參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，無(wú)法自主思考。這不利于學(xué)生科學(xué)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(dāng)民族復(fù)興大任的時(shí)代新人。因此，高等大專院校迫切需要對(duì)獸醫(yī)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)思路進(jìn)行探索，對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新。

2. ?MOOC 鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)微生物實(shí)驗(yàn)

2.1 課前自主預(yù)習(xí)

上課前，要求學(xué)生在“以中國(guó)大學(xué)MOOC教育資源”進(jìn)行對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，需要提前掌握開設(shè)實(shí)驗(yàn)的目的、原理、所用的耗材及培養(yǎng)基，熟悉關(guān)鍵的操作方法及注意事項(xiàng)，并提出不懂的問題，教師上課隨時(shí)答疑。

2.2師生互換角色，進(jìn)行翻轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

上課前，教師給學(xué)生提供知識(shí)要點(diǎn)和安全注意事項(xiàng)。學(xué)生通過觀看視頻，理解操作步驟和實(shí)驗(yàn)程序，理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求，在此基礎(chǔ)上根據(jù)綜合性和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，自主分工，討論和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，能夠應(yīng)用創(chuàng)新，使綜合性和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的效果更好。課中，授課教師則不需要重復(fù)講解理論內(nèi)容，給予學(xué)生更充裕的時(shí)間在實(shí)驗(yàn)中探索與創(chuàng)新，彌補(bǔ)常規(guī)試驗(yàn)教學(xué)的不足，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，提升學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和內(nèi)化程度，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的綜合素質(zhì)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ€可以在很大程度上減少實(shí)驗(yàn)教學(xué)周期。

3.虛擬仿真平臺(tái)的翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用

3.1 對(duì)象與方法

3.1.1 對(duì)象

本研究以西北民族大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院 2020 級(jí)動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè)1班46名本科生為

對(duì)照組，采用常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式;2 班 44名學(xué)生為實(shí)驗(yàn)組，采用基于虛擬仿真平臺(tái)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。兩組年齡、性別和上學(xué)期測(cè)評(píng)成績(jī)比較差異無(wú)顯著性，使用的教材及授課教師均相同。

3.1.2 方法

對(duì)照組采用常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，課堂上教師先講解示教，然后學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，最后教師指導(dǎo)總結(jié)。實(shí)驗(yàn)組采用基于虛擬仿真平臺(tái)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，具體如下：教師提前一周布置學(xué)習(xí)任務(wù)，將學(xué)習(xí)資源發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生登錄平臺(tái)自主學(xué)習(xí)，完成操作練習(xí);課堂上學(xué)生根據(jù)預(yù)習(xí)內(nèi)容提出疑點(diǎn)和難點(diǎn)，教師針對(duì)學(xué)生的問題進(jìn)行指導(dǎo)，學(xué)生分組完成實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行總結(jié)。

3.3分析與討論

3.3.1常規(guī)教學(xué)與虛擬仿真教學(xué)的比較（見表 1）

3.3.2 實(shí)驗(yàn)組問卷調(diào)查結(jié)果（見表 2）

3.3.3創(chuàng)設(shè)逼真、協(xié)作的實(shí)驗(yàn)環(huán)境

對(duì)于獸醫(yī)微生物教學(xué)中存在的問題，如布氏桿菌、禽流感、狂犬病毒的檢測(cè)和監(jiān)控等高危險(xiǎn)性、高成本消耗的項(xiàng)目現(xiàn)實(shí)中難以開展，都需要虛擬仿真系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的引入，兩者有機(jī)結(jié)合能夠較好地解決獸醫(yī)微生物專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的共性和個(gè)性問題[3]。

3.3.4優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

部分獸醫(yī)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)由于耗時(shí)較長(zhǎng)難以在課堂上開展，而利用虛擬仿真技術(shù)可使其直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，如細(xì)菌生長(zhǎng)曲線的測(cè)定，學(xué)生可以利用視頻資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察，有利于理解和掌握相關(guān)知識(shí)。由于實(shí)驗(yàn)條件及生物安全的制約，在實(shí)驗(yàn)室無(wú)法常規(guī)開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以通過虛擬仿真平臺(tái)來(lái)完成，學(xué)生操作不受時(shí)間和地點(diǎn)限制，在逼真的情景中掌握相關(guān)實(shí)驗(yàn)技能，拓寬知識(shí)面 [4-5]。

4.結(jié)語(yǔ)

針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的限制，高危、資源稀缺、高新技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所占比重日益增大，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)成為重要輔助手段。建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)并推行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是獸醫(yī)學(xué)教育的趨勢(shì)，也是現(xiàn)實(shí)需求 [6-7]。基于虛擬仿真平臺(tái)的翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于獸醫(yī)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有效調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高了自主學(xué)習(xí)能力，同時(shí)也轉(zhuǎn)變了教師的角色，促進(jìn)了師生交流，提高了實(shí)驗(yàn)成功率。當(dāng)然，虛擬仿真技術(shù)和翻轉(zhuǎn)課堂在應(yīng)用過程中還存在一些問題，如實(shí)驗(yàn)素材缺乏、視頻質(zhì)量欠佳、學(xué)生進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)操作不可控性等，有待在以后的教學(xué)實(shí)踐中不斷改進(jìn)和完善。

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基金項(xiàng)目：西北民族大學(xué)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（2021XJYBJG-58）;2020年甘肅省教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目。

作者簡(jiǎn)介：雒曉芳（1980-），女，副教授，主要研究方向：微生物學(xué)研究。