任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法在環(huán)境微生物學(xué)課程中的應(yīng)用

單鳳君，張婷婷，王 蕊

(遼寧工業(yè)大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧 錦州 121001)

“環(huán)境微生物學(xué)”是遼寧工業(yè)大學(xué)（以下簡稱我校）環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課之一，是后續(xù)水污染控制工程、大氣污染控制工程和固體廢物處理與處置等專業(yè)課的前期基礎(chǔ)課程，也是許多高校環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)必修的專業(yè)課程?！碍h(huán)境微生物學(xué)”理論學(xué)時為32 學(xué)時，在以往的教學(xué)中也嘗試著進行了教學(xué)方法和考試方法改革，如以“環(huán)境問題與微生物的作用”為題，通過文獻閱讀，完成綜述性論文的撰寫，并將論文成績作為期末總評成績的一部分。這種教學(xué)改革形式比較簡單，沒有強化師生互動、生生互動，沒有重點培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力和高級思維?！案母锓椒?，課堂活起來”是《教育部關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實施意見》中的建設(shè)內(nèi)容之一，主要包括以提升教學(xué)效果為目的創(chuàng)新教學(xué)方法；強化課堂設(shè)計；強化現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合；杜絕教師滿堂灌、學(xué)生被動聽的現(xiàn)象[1]。根據(jù)實施意見精神及培養(yǎng)目標(biāo)的要求，將任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)方法引入環(huán)境微生物學(xué)的教學(xué)中，提升了課程學(xué)習(xí)的深度和挑戰(zhàn)性，培養(yǎng)了學(xué)生深度分析、大膽質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的精神和能力，同時也培養(yǎng)了學(xué)生利用微生物學(xué)理論解決環(huán)境污染問題的能力。

一、課程教學(xué)改革策略

（一）整合教材，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

教材是教師的第一手教學(xué)資料，也是學(xué)生最直接的學(xué)習(xí)資料。我校環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的主講教材為周群英、王世芬編著的《環(huán)境工程微生物學(xué)》（第四版）。由于理論教學(xué)僅32 學(xué)時，因此必須對教材內(nèi)容進行重新整合和優(yōu)化。根據(jù)教學(xué)大綱及教學(xué)目標(biāo)，我們將教材分為3 個模塊：一為微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)，主要內(nèi)容為病毒、原核微生物、真核微生物中主要種屬及環(huán)境工程領(lǐng)域主要應(yīng)用的微生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及其功能，此為教材的第一章、第二章、第三章和第六章部分內(nèi)容；二為微生物的營養(yǎng)、繁殖及生態(tài)，主要內(nèi)容為微生物的酶、微生物的營養(yǎng)、微生物的能量代謝、微生物的生存因子及土壤與水體中微生物的生態(tài)，此為第四章、第五章和第七章部分內(nèi)容；三為微生物在環(huán)境工程領(lǐng)域的應(yīng)用，主要內(nèi)容為微生物在碳循環(huán)、氮循環(huán)及磷循環(huán)中的作用，污（廢）水生物處理中的微生物學(xué)原理，有機固體廢物及廢氣的微生物處理及其微生物群落，此為第八章、第九章、第十章和第十一章部分內(nèi)容。此外，我們結(jié)合分散式農(nóng)村生活污水處理工藝的特點，介紹人工濕地、膜生物反應(yīng)器（MBR）和移動床生物膜反應(yīng)器（MBBR）工藝中微生物學(xué)原理及微生物群落。同時，將國內(nèi)外微生物的研究熱點和最新研究成果及時補充到相關(guān)章節(jié)中，做到教學(xué)內(nèi)容不斷優(yōu)化與更新。

（二）補充和完善慕課平臺教學(xué)資源

教師不但要收集互聯(lián)網(wǎng)中與本課程知識相關(guān)的內(nèi)容，而且還要與主講教材知識體系進行整合，并將其上傳至慕課資源平臺，作為學(xué)生課下學(xué)習(xí)的拓展資料[2]。（1）將教學(xué)課件、教學(xué)視頻、微課、其他優(yōu)秀的微生物學(xué)電子教材等教學(xué)資源按課程模塊上傳至慕課平臺，豐富教學(xué)資源。同時，在每個課程模塊下設(shè)置任務(wù)點、考核方式與考核目標(biāo)，為學(xué)生課下學(xué)習(xí)提供目標(biāo)導(dǎo)航。（2）建立題庫、作業(yè)庫和試卷庫，用于階段性學(xué)習(xí)的量化考核。按章節(jié)建立題庫和作業(yè)庫，作為每節(jié)或每章學(xué)習(xí)狀況的考核內(nèi)容。按模塊建立試卷庫，作為學(xué)生階段性學(xué)習(xí)狀況的綜合考核指標(biāo)。

（三）重建課程考核體系

在“環(huán)境微生物學(xué)”教學(xué)中采用任務(wù)驅(qū)動式的教學(xué)方法，目的是增加學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的課外投入，使課堂主角由教師轉(zhuǎn)向?qū)W生，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的能動性和自覺性。因此，學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考核方式也要做相應(yīng)的調(diào)整，具體措施：注重學(xué)生的過程學(xué)習(xí)評價，增設(shè)過程考核量化評價和非量化評價。量化評價即慕課平臺上題庫、作業(yè)庫和試卷庫完成情況。量化考核題目基本為教材的重要知識點，主要以客觀題為主；非量化評價即章節(jié)或模塊任務(wù)點完成情況。任務(wù)點主要為教師設(shè)置的任務(wù)型主觀題目，學(xué)生必須在課前、課中和課下進行刻苦學(xué)習(xí)及大量閱讀文獻或經(jīng)過實踐操作，才能較好地完成。

二、任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法在環(huán)境微生物學(xué)課程中的實施

（一）任務(wù)的設(shè)定

與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)的每個知識點都在任務(wù)中有所運用，每個任務(wù)與知識點密切關(guān)聯(lián)。學(xué)生必須通過完成任務(wù)實現(xiàn)知識獲取，在知識獲取過程中體現(xiàn)目標(biāo)性、自主性和創(chuàng)新性等特點[3]。因此，任務(wù)設(shè)計是任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)實施的第一步。根據(jù)“環(huán)境微生物學(xué)”的課程性質(zhì)及與其他專業(yè)課之間的關(guān)聯(lián)度，緊扣教學(xué)大綱和教學(xué)目標(biāo)，設(shè)置教學(xué)任務(wù)。教師設(shè)定好每個知識環(huán)節(jié)的任務(wù)，并上傳至慕課平臺的討論區(qū)。本課程具體任務(wù)設(shè)計及任務(wù)目標(biāo)見表1。

表1 “環(huán)境微生物學(xué)”任務(wù)設(shè)計及任務(wù)目標(biāo)

（二）任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法的實施

以“采集土壤樣品，獲得土壤中的細(xì)菌菌落總數(shù)及微生物群體特征?！比蝿?wù)完成為例，講述任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)方法在環(huán)境微生物學(xué)課程學(xué)習(xí)中的實施過程。

學(xué)生根據(jù)教材、課件及教學(xué)視頻（知識點：土壤為什么是微生物天然良好的培養(yǎng)基？）進行課前自主預(yù)習(xí)，教師根據(jù)知識點的完成情況確定學(xué)生具備完成任務(wù)的基礎(chǔ)及預(yù)習(xí)中出現(xiàn)的難點問題，進行課前指導(dǎo)。如為何要測定土壤中的細(xì)菌菌落總數(shù)？教師對土壤取樣的原則、污染土壤和未污染土壤中微生物群落的差異等關(guān)鍵問題進行啟發(fā)和回答，然后下達教學(xué)任務(wù)及分組名單。小組成員課前通過組內(nèi)有效協(xié)作進行任務(wù)解決方案的設(shè)計，列出方案設(shè)計過程中遇到的問題，并到課堂上與同學(xué)及教師討論。教師在考核知識點的同時，以相似案例啟發(fā)并解答和延伸問題。最后，由教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和完成任務(wù)目標(biāo)需要的重點知識點和拓展知識點，對教學(xué)內(nèi)容進行歸納和總結(jié)。比如，培養(yǎng)土壤樣品的培養(yǎng)基制備，土壤制樣、培養(yǎng)、觀察、記錄等一系列操作規(guī)則，在實踐操作中鞏固理論教學(xué)，真正做到理論與實踐相結(jié)合，使得各小組在課后通過知識點的復(fù)習(xí)和作業(yè)完成的同時，通過實驗操作，完成任務(wù)作品，并上傳至慕課平臺。任務(wù)完成優(yōu)秀組將作品做成PPT 到課堂上與同學(xué)及教師分享，實現(xiàn)了“對分課堂”。使學(xué)生在任務(wù)完成的過程中，既復(fù)習(xí)了教學(xué)重點又拓展了知識結(jié)構(gòu)，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的能動性，培養(yǎng)了學(xué)生的批判思維和創(chuàng)新精神。

三、任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法的教學(xué)評價

任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)應(yīng)建立與之相適應(yīng)的科學(xué)的教學(xué)評價機制，主要采用過程評價和期末考試相結(jié)合的形式，能客觀、公正地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，激勵學(xué)生自覺、主動地學(xué)習(xí)，讓學(xué)生養(yǎng)成樂于思考、獨立學(xué)習(xí)、善于總結(jié)的學(xué)習(xí)習(xí)慣，提高學(xué)習(xí)能力[4]。

過程評價主要包括課前知識點完成情況、課堂參與情況、課后作業(yè)及任務(wù)目標(biāo)完成情況，同時將學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、團隊協(xié)作精神、批判思維、創(chuàng)新精神和動手能力等作為過程考核指標(biāo)，通過教師評價、學(xué)生自評、學(xué)生互評完成學(xué)習(xí)的過程評價；期末考試主要包括課程基礎(chǔ)知識、基本理論及對基本知識和基本理論的應(yīng)用情況，達到理論和實踐相結(jié)合，培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法的過程評價指標(biāo)及指標(biāo)權(quán)重見表2。

表2 任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法的過程評價指標(biāo)及指標(biāo)權(quán)重

過程性評價貫穿學(xué)生學(xué)習(xí)的全過程。評價指標(biāo)和指標(biāo)權(quán)重作為過程性評價的主要依據(jù)，不僅使學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)明確，也使得學(xué)生能夠挖掘自己的潛能，主動得分。教師及時標(biāo)注和反饋學(xué)生的每一項得分，注重結(jié)果反饋的人文情懷，注重個體學(xué)習(xí)的差異，充分發(fā)揮過程評價的積極作用。

任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)方法以“任務(wù)驅(qū)動”帶動學(xué)習(xí)，實現(xiàn)了“以學(xué)生為中心、以學(xué)習(xí)為中心”和學(xué)生是課堂主體，教師主導(dǎo)課堂的教學(xué)理念。通過任務(wù)解決方案的設(shè)計、補充、完成及任務(wù)目標(biāo)的實現(xiàn)，使知識的掌握以實踐的過程呈現(xiàn)出來，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，提高了教師與學(xué)生之間的互動性，活躍了課前、課中和課后的學(xué)習(xí)氛圍，也使學(xué)生的實踐能力得到了一定的鍛煉與提高，激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)新精神和批判思維，取得了較好的教學(xué)效果。