項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)在微生物實(shí)驗(yàn)課程中的應(yīng)用探索

吳 銘 董 浩 杜林娜

（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 吉林·長春 130118）

微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課是高校生物學(xué)及相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，其教學(xué)目標(biāo)在于通過實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握微生物學(xué)基本知識(shí)和微生物實(shí)驗(yàn)操作基本技能。

近年來，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，為克服傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式對(duì)學(xué)生思維束縛，各高校都在開展“微生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，我們課題組實(shí)踐了項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)在微生物實(shí)驗(yàn)課程中的應(yīng)用，通過綜合性項(xiàng)目設(shè)計(jì)，鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考、綜合分析和主動(dòng)探索的能力，最終提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。與傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展取得了一些較好的效果，但同時(shí)也存在一些待解決的問題。吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院微生物學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題進(jìn)行了剖析，探索了基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)的微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，并取得了良好的教學(xué)效果。

1 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)

所謂項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)，就是以課程內(nèi)容的教學(xué)大綱為主線，教師設(shè)立真實(shí)或接近真實(shí)的項(xiàng)目任務(wù)，讓學(xué)生們分組進(jìn)行學(xué)習(xí)并通過小組協(xié)作制定方案，最終進(jìn)行項(xiàng)目評(píng)價(jià)的新型教學(xué)模式[1-2]。我課題組教師通過討論把項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)應(yīng)用于我院生物科學(xué)類本科生的微生物實(shí)驗(yàn)課教學(xué)過程中。因?yàn)檫@種教學(xué)方式主張?jiān)陧?xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中完成教學(xué)任務(wù)，因此我們教師團(tuán)隊(duì)首先制定一種類型的微生物篩選實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，然后給學(xué)生講解，然后讓學(xué)生分組進(jìn)行自主選題、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、實(shí)際操作、結(jié)果觀察以及反思項(xiàng)目設(shè)計(jì)。教師是該過程的指導(dǎo)者和促進(jìn)者，學(xué)生是該過程的設(shè)計(jì)者和實(shí)踐者。通過應(yīng)用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生能自主地進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作，不僅可以鞏固和擴(kuò)展微生物學(xué)理論課講授的知識(shí)，同時(shí)提高了學(xué)生動(dòng)手操作的能力，提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力，增強(qiáng)創(chuàng)新和實(shí)踐能力[3-5]。當(dāng)前，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)在我校生命科學(xué)學(xué)院生物類本科生中有較好的應(yīng)用。

2 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式微生物實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的特點(diǎn)

2.1 以學(xué)生為中心的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式

在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式中，老師講授實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)，學(xué)生是知識(shí)的被動(dòng)接受者，處于被動(dòng)學(xué)習(xí)的地位。這種教學(xué)模式下學(xué)生不會(huì)主動(dòng)思考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)目的是什么，容易扼制學(xué)生的動(dòng)腦思考力能，課程接受度低，實(shí)驗(yàn)相關(guān)操作技術(shù)掌握不牢。實(shí)驗(yàn)操作學(xué)完就忘，本科畢業(yè)論文不會(huì)自主設(shè)計(jì)的現(xiàn)象頻頻發(fā)生。

在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式微生物實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式中，我們把學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)課程主體，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)成為實(shí)驗(yàn)課課堂重心，把學(xué)生能獨(dú)立完成正確操作實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)課的目的，最終達(dá)到讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人，教師則轉(zhuǎn)變?yōu)檩o導(dǎo)者和促進(jìn)者，教師在學(xué)生設(shè)計(jì)和操作過程進(jìn)行恰當(dāng)?shù)拇鹨山饣?，及時(shí)指點(diǎn)學(xué)生的項(xiàng)目設(shè)計(jì)。通過設(shè)計(jì)項(xiàng)目，提高學(xué)生們學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自覺性，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，同時(shí)學(xué)生們也能更好的吸收和理解微生物學(xué)的理論知識(shí)。

2.2 建立微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課的多元評(píng)價(jià)體系。

傳統(tǒng)的微生物實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式主要采取的是平時(shí)出勤、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和一次革蘭氏染色實(shí)驗(yàn)操作考試的來判斷學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)技能的掌握程度。面對(duì)這種評(píng)價(jià)方式，學(xué)生往往只是糊弄過關(guān)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)操作考試也只占總成績20%，而實(shí)驗(yàn)報(bào)告都是采取互相抄襲。這種考核方式導(dǎo)致學(xué)生知識(shí)掌握度低，微生物相關(guān)實(shí)驗(yàn)技能掌握不牢，理論聯(lián)系實(shí)際能力不強(qiáng)，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維和綜合素質(zhì)提高。而微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)設(shè)計(jì)的是多元評(píng)價(jià)體系。最綜成績包括平時(shí)成績、項(xiàng)目設(shè)計(jì)成績、項(xiàng)目實(shí)施結(jié)果成績、項(xiàng)目合作成績、組間成員互評(píng)、組內(nèi)成員互評(píng)以及實(shí)驗(yàn)技能考試成績組成，評(píng)價(jià)體系更注重學(xué)生平時(shí)自主學(xué)習(xí)情況。根據(jù)學(xué)生分組項(xiàng)目設(shè)計(jì)及完成情況，對(duì)知識(shí)掌握程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)把學(xué)生創(chuàng)新思維能力、小組合作能力等納入考核評(píng)價(jià)體系。多元化考核評(píng)價(jià)讓學(xué)生更加注重理論聯(lián)系實(shí)際，評(píng)價(jià)結(jié)果更為科學(xué)和客觀。

2.3 重視小組組員間的合作式學(xué)習(xí)

學(xué)生被學(xué)習(xí)通隨機(jī)劃分為多個(gè)小組來完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)施。面對(duì)多元評(píng)價(jià)體系中組間成員互評(píng)和組內(nèi)成員互評(píng)，組員會(huì)更加重視整個(gè)小組的合作效果，加強(qiáng)組間成員溝通、交流、互助、分工和合作。每個(gè)小組需要從查找文獻(xiàn)開始，然后進(jìn)行設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案、探討項(xiàng)目方案、優(yōu)化項(xiàng)目方案、實(shí)施項(xiàng)目方案、觀察結(jié)果、記錄和分析結(jié)果，最后進(jìn)行成果展示。每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考，最終逐步使學(xué)生形成獨(dú)立思考習(xí)慣；激發(fā)學(xué)生大膽猜想和謹(jǐn)慎求證的科學(xué)研究精神；培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

3 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)在生物學(xué)類本科微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中的應(yīng)用

《微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》是吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)生物工程專業(yè)、生物技術(shù)專業(yè)和制藥工程專業(yè)本科生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，授課對(duì)象是大二第一學(xué)期的學(xué)生，本課程在人才培養(yǎng)方案里是一門承上啟下的核心課，要求學(xué)生在牢固掌握微生物學(xué)的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)的前提下，熟練操作本微生物學(xué)操作技能和方法，為后續(xù)的發(fā)酵工程、酶工程、基因工程、生物反應(yīng)工程、生物分離工程等專業(yè)課打下良好的基礎(chǔ)，調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)本專業(yè)的興趣，對(duì)學(xué)生盡快了解本專業(yè)的具體內(nèi)容做到切實(shí)的支持。我們課程組基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)模式，突出學(xué)生和教師的雙重主體地位，以課堂講授的知識(shí)為基石，以項(xiàng)目設(shè)計(jì)為手段，激發(fā)學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力和微生物實(shí)驗(yàn)操作動(dòng)手能力，重視使學(xué)生掌握微生物學(xué)的基本研究方法及扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)技能，提高學(xué)生在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中遇到問題的分析和解決能力，逐步培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)和能力，真正實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型高級(jí)技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

具體教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容、組織方案及評(píng)價(jià)體系如下：

3.1 教學(xué)設(shè)計(jì)

微生物學(xué)理論課程主要通過教師講授的方式進(jìn)行，系統(tǒng)的講授微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理生化、生長繁殖、遺傳變異、基因表達(dá)調(diào)控、生態(tài)分布、分類鑒定以及微生物與其他生物的相互關(guān)系及其多樣性，使學(xué)生牢固掌握微生物學(xué)的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)。在此基礎(chǔ)上，微生物實(shí)驗(yàn)課開展相應(yīng)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，目的在于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和思維能力。實(shí)驗(yàn)課程在項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮以下幾方面因素：首先，項(xiàng)目設(shè)計(jì)要圍繞教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)在有限的課時(shí)范圍內(nèi)高效地完成微生物實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)目標(biāo)。其次，考查并提升學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。這就要求學(xué)生在進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)謹(jǐn)并且系統(tǒng)掌握多個(gè)教學(xué)單元的知識(shí)點(diǎn)，而不是單個(gè)零碎知識(shí)點(diǎn)的記憶。通過設(shè)計(jì)與實(shí)際應(yīng)用相關(guān)的項(xiàng)目，使學(xué)生們能了解知識(shí)體系間的關(guān)聯(lián)性，通過把大項(xiàng)目拆分為多個(gè)小實(shí)驗(yàn)來完成對(duì)知識(shí)的掌握。最后，不同知識(shí)點(diǎn)的考核及評(píng)價(jià)方式不同，方式要多樣化。例如第二章和第三章主要講原核微生物和真核微生物的結(jié)構(gòu)特征，那么就要讓學(xué)生在進(jìn)行第一次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)式，要設(shè)計(jì)比較原核微生物和真核微生物的對(duì)比，通過顯微鏡觀察記錄，展開總結(jié)討論等。再如，土壤中微生物的篩選實(shí)驗(yàn)是考察學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。因此讓每個(gè)小組通過項(xiàng)目設(shè)計(jì)、討論設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施、最終篩選不同的微生物，從而達(dá)到教學(xué)目的。通過以上三點(diǎn)，微生物實(shí)驗(yàn)課的項(xiàng)目設(shè)計(jì)要難易適中，循序漸進(jìn)。以項(xiàng)目作為驅(qū)動(dòng)，通過老師講授、學(xué)生自主學(xué)習(xí)、學(xué)生設(shè)計(jì)項(xiàng)目，學(xué)生動(dòng)手操作、組間成員互評(píng)和組內(nèi)成員互評(píng)等多種方式很好地將知識(shí)串聯(lián)起來，激發(fā)了學(xué)生對(duì)微生物的學(xué)習(xí)興趣。

3.2 教學(xué)內(nèi)容及安排

我校生物學(xué)類微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程周課時(shí)為4學(xué)時(shí)，共32學(xué)時(shí)共7個(gè)教學(xué)內(nèi)容（表1微生物實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容），最后一次課進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作考試。為了達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，我們依照微生物學(xué)理論教學(xué)進(jìn)度將實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)安排在理論課教授之后，能加強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。理論課的每部分知識(shí)單元都通過一個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)的理論聯(lián)系實(shí)際。首先每個(gè)項(xiàng)目學(xué)生都通過學(xué)習(xí)通進(jìn)行隨機(jī)分組，然后進(jìn)行小組討論、角色分配、設(shè)計(jì)方案、討論方案、實(shí)施方案、觀察結(jié)果、記錄分析、反思設(shè)計(jì)等，通過理論和實(shí)踐真正掌握微生物學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能。

表1 微生物實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容Table The teaching content of microorganism experiment course

3.3 方案實(shí)施

項(xiàng)目主要通過小組學(xué)習(xí)的方式實(shí)施，通過學(xué)習(xí)通進(jìn)行隨機(jī)分組，每組3～4人。每組推選一名組長，負(fù)責(zé)統(tǒng)籌項(xiàng)目安排，組內(nèi)成員要進(jìn)行分工合作。每名組員均有自己的對(duì)應(yīng)任務(wù)，任務(wù)完成度和合作能力均計(jì)入評(píng)價(jià)體系。合作能力評(píng)價(jià)通過組內(nèi)成員互評(píng)打分。例如，“土壤中微生物的篩選”這一項(xiàng)目在完成過程中需要有人查閱當(dāng)前土壤中微生物篩選方法的各種文獻(xiàn)，有人對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行歸納和分類，有人進(jìn)行提煉和項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案，集體討論項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案進(jìn)行討論修訂，然后組員合作實(shí)施完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)，最后組員合作記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行反思總結(jié)。每個(gè)環(huán)節(jié)的執(zhí)行效果和時(shí)間管理都會(huì)對(duì)整個(gè)項(xiàng)目產(chǎn)生影響，因此要求組員之間實(shí)現(xiàn)高效的溝通和配合。整個(gè)過程中的個(gè)人表現(xiàn)又組內(nèi)成員互評(píng)成績決定，最后項(xiàng)目的完成結(jié)果關(guān)系到組內(nèi)每個(gè)人的成績，所以實(shí)驗(yàn)課項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式的分組學(xué)習(xí)可以有效提高教學(xué)質(zhì)量。

3.4 評(píng)價(jià)體系

微生物實(shí)驗(yàn)課程的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)改革的評(píng)價(jià)體系更加客觀和科學(xué)有效（見表2）。通過過程式考核更加關(guān)注學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力，每個(gè)章節(jié)知識(shí)都有對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)內(nèi)容，學(xué)生只有主動(dòng)學(xué)習(xí)、積極思考、相互交流、及時(shí)溝通、分工合作才能更好地完成項(xiàng)目內(nèi)容，在整個(gè)完成過程中要閱讀相關(guān)文獻(xiàn)和進(jìn)行自主設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，達(dá)到讓學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解更加清晰和透徹的宗旨。

表2 評(píng)價(jià)體系Table2 Evaluation system

4 小結(jié)

微生物實(shí)驗(yàn)課驅(qū)動(dòng)式教學(xué)將，將學(xué)生放置于實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的中心地位，讓學(xué)生利用充足的課余時(shí)間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，教師要在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合理論知識(shí)解決實(shí)踐和科研中的實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐、操作等多方面的能力。

隨科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，微生物的新理論、新成就、新技術(shù)層出不窮，因此，更要利用驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方式，不僅能培養(yǎng)學(xué)生能夠初步運(yùn)用所學(xué)理論和技能，而且鍛煉學(xué)生查閱文獻(xiàn)，自主學(xué)習(xí)新技術(shù)和新理論，最終能利用所需的微生物知識(shí)解決在生產(chǎn)實(shí)踐和日常生活中與人類密切相關(guān)的微生物學(xué)問題。