虛實結合的混合式教學在微生物檢測實驗課中的應用研究

溫斯穎

（上?？萍脊芾韺W校，上海 200433）

微生物檢測是食品生物工藝專業(yè)的重要課程，主要內容包括細菌菌落總數(shù)的檢測、大腸菌群的檢測、霉菌酵母菌的檢測和常見致病菌的檢測，是一門具有很強實踐性與應用性的課程。實驗教學是微生物檢測課程的重要組成部分，它不僅能強化和鞏固學生的理論知識、培養(yǎng)學生的基本操作技能和動手能力，還能培養(yǎng)學生獨立思考能力以及綜合利用知識分析問題、解決問題能力[1]。傳統(tǒng)實驗教學往往采用“講授—示范—操練—評價”的模式[2]，微生物檢測操作很多動作非常細微，操作的規(guī)范性會極大影響檢測結果的準確性和操作人員的安全性，但是在課堂上教師難以觀察到每位學生的操作，無法了解學生的掌握情況[3]。而實驗教學中學生的掌握程度直接影響未來他們從事食品安全檢驗工作的規(guī)范性。因此，提高學生實驗操作的規(guī)范性，理論結合實際掌握基本技能，是微生物檢測實驗教學的重要任務。本研究用自主研發(fā)的虛擬仿真實訓平臺進行教學實踐，構建了虛實結合的線上線下學習網絡，與往屆學生進行對比試驗，探究信息技術在微生物檢測實驗教學中的應用效果，優(yōu)化課程教學設計、教學實施和教學評價等，為中職實訓課程教學探索新的教學模式。

1 微生物檢測實驗教學存在的問題

傳統(tǒng)的微生物檢測實驗教學模式主要存在以下問題：（1）學生主動性差：教學往往沿用傳統(tǒng)的“講解—示范—練習—評價”四步教學法，學生操作前需識讀檢測標準，其中含大量的文字、表格和術語，學生興趣不強，不易理解，難以充分發(fā)揮學生的主觀能動性。（2）實驗教學時間短、任務重：實驗教學時間短，操作場地局限，難以在有限的授課時間反復練習操作。同時，微生物檢測涉及致病菌，具有一定安全風險。（3）教學效果不理想：實驗教學中，全班學生同時操作，教師難以關注到所有學生每一步操作的正確性，難以在有限的學時內評估學生操作的規(guī)范性，導致教學效果不理想。

2 虛實結合的混合式教學在微生物檢測實驗課中的應用

2.1 總體設計

以學生沉浸在崗位中體驗微生物檢測過程為宗旨，以提高其微生物檢測能力和強化操作規(guī)范性為目標設計了虛實結合的混合式教學模式，包括課前準備、教學開展和教學評價3個階段（見圖1）。

圖1 虛實結合的混合式教學模式

2.2 具體實施

（1）課前準備。①確定教學對象，以我校2017級食品班（17人）為實驗班，采用虛實結合的混合式教學模式，以2016級食品班（16人）為對照班，采用傳統(tǒng)教學模式。②設計教學項目。依據(jù)課程標準、職業(yè)能力標準要求，將教學過程與檢測工作過程對接，查閱食品安全國家標準，在教學中引入微生物檢測的典型食品，為學生構建典型工作情境。以病原微生物檢測模塊中4個項目為例進行教學實踐（見圖2）。③打造云班課在線教學平臺。依據(jù)學習目標中的初、中級目標設計預習內容，準備相關微課等網絡教學資源，為學生自主學習提供有利條件。平臺上還存有學生的實操視頻，其在課后可反復觀看，學習其他學生的操作優(yōu)點，還可針對學習目標要求開展自我考核與評價。

圖2 教學項目重構與設計

（2）教學開展。實驗班采用虛實結合的混合式教學模式，課中按照“任務導入—模擬操練—實戰(zhàn)演練—評價小結”的教學流程，理論講授與實踐操作相結合開展教學。根據(jù)每次課前學生的自測結果，采取“組內異質、組間同質”的方式，將學生分成3組。課堂上首先教師檢查學生課前預習情況，對重點、難點、疑點進行針對性講解，解答學生的疑問，導入本堂課學習任務。其次根據(jù)職業(yè)崗位知識和技能要求，組織學生利用虛擬仿真實訓平臺熟悉檢測流程和操作步驟，教師總結典型問題后示范講解，學生完成虛擬仿真實訓平臺考核。再次，通過考核的學生佩戴錄播眼鏡完成實操訓練，師生共同進行過程評價，找出實操中的問題，總結實操經驗，然后完成實操考核。最后，教師進行講解和點評，并布置課后測試任務，總結要求學生重點掌握的知識點和技能點，梳理課堂實操中存在的典型問題并錄播視頻上傳云班課，供學生隨時查閱復習，課前、課中、課后連貫一體，培優(yōu)補漏。

（3）教學評價。評價包括兩部分：一是結果性評價，對學生知識測試和技能考核成績進行分析，與對照班成績進行對比，了解借助信息化教學手段，能否提高學習效果。但若只是以考試成績一錘定音的話，難以對學生做出客觀全面的評價[4]。為此，評價的第二個部分在參考結果性評價的基礎上加入過程性評價，結合云班課統(tǒng)計的學生自主學習時長、自測正確率以及虛擬仿真實訓平臺和錄播系統(tǒng)收集的學生操作的規(guī)范度，共同完成過程性評價（見表1）。

表1 教學質量評價體系

3 虛實結合的混合式教學模式的效果

3.1 翻轉學習，目標遞進，有效提升學生學習積極性

虛實結合的混合式教學模式打破了課內、課外的界限，使教與學都變得更便捷，學生可以選擇自己方便的時間完成預習和復習鞏固，微視頻的形式讓教學內容更具體生動，能幫助學生更好地理解教學內容。預習時依據(jù)學習目標中的初、中級目標設計學習內容，配合與預習任務難度相當?shù)木毩曌詼y，使學生在自主學習中達成期望目標，初步理解教學內容。隨著信息化教學的不斷推進，學生的預習習慣和學習能力都在不斷改善和提升。第二次自主學習（實驗項目二）完成率達78.82%，顯著高于第一次（實驗項目一）58.24%的完成率，第三次自主學習（實驗項目三）完成率相較于第二次又有了顯著提升，完成率達105.29%，說明相當一部分學生已經習慣了反復觀看學習視頻。第四次自主學習（實驗項目四）完成率與第三次相比略有提升，但沒有顯著增長（見圖3），說明應用虛實結合的混合式教學模式能在一定程度上提高學生的學習積極性。

圖3 4次自主學習完成率比較

預習完成率的提高，能有效提升自測成績。預習成績平均分從開始的44.66分，隨著越來越多的學生投入更多的時間在自主學習中，平均成績逐步提升至82.81分（見圖4）。這說明應用虛實結合的混合式教學模式能提高學生自主學習能力。

圖4 4次預習自測成績比較

3.2 虛擬助力，加速操練，有效提高學生實操安全性

虛擬仿真實訓平臺高度還原工作場景，將課堂“搬到”企業(yè)，為學生提供沉浸式的操作體驗，剛開始學習新的檢測項目時，可以在安全的虛擬環(huán)境中訓練，避免安全事故的發(fā)生，保障實操的安全性。在有效的課堂時間內充分訓練，對于每個學生的薄弱環(huán)節(jié)可以進行針對性反復操練，提高操作規(guī)范性。

3.3 虛實結合，過程評價，有效保障學生操作規(guī)范性

虛擬仿真實訓平臺自動記錄學生操作軌跡，評價操作過程的規(guī)范度，只有完全達到系統(tǒng)的規(guī)范性要求，通過虛擬考核的學生才能進入無菌室完成實戰(zhàn)演練，這給學生一定的學習緊迫感，有利于提升虛擬練習中的專注度。結果表明，學生在經過第一次虛擬操練后，能快速適應虛擬操作，第二次操練的規(guī)范性顯著提升，之后的操練也是穩(wěn)中有進步（見圖5）。

圖5 4次虛擬操練規(guī)范性比較

實戰(zhàn)演練的規(guī)范性也在同步提升。剛開始進行虛實結合的混合式教學時，實驗班實戰(zhàn)演練的規(guī)范性評價得分為81.10分，僅比對照班平均水平（80.45分）略高，并沒有顯著提升。到了實驗項目三實戰(zhàn)演練，操作規(guī)范性開始有顯著提升，項目四和項目三的實戰(zhàn)演練規(guī)范性穩(wěn)定在86分以上，相較于對照班有了顯著提升（見圖6），說明虛實結合的混合式教學能顯著提升學生檢測操作的規(guī)范性。

圖6 4次實戰(zhàn)演練規(guī)范性比較

本研究通過開展虛實結合的混合式教學改革發(fā)現(xiàn)，信息化教學能顯著提高學生學習的積極性，也能提升其知識和技能掌握程度，其中課前預習微課能顯著提升知識的掌握程度，課堂中運用虛擬仿真實訓平臺和錄播眼鏡能顯著提高學生檢測操作的規(guī)范性。