“翻轉課堂”教學法在《獸醫(yī)微生物學實驗》教學中的探索

彭 婕

(甘肅農(nóng)業(yè)大學，甘肅 蘭州 730070)

獸醫(yī)微生物學實驗為獸醫(yī)微生物學課程的配套必修實驗課程，旨在培養(yǎng)學生獸醫(yī)微生物學的基本試驗方法和技能，緊密結合臨床實際應用。通過本門課程的學習，學生應掌握顯微鏡使用、培養(yǎng)基制造、抹片制備及染色、細菌分離培養(yǎng)及生化鑒定、動物感染實驗等基本操作，加深對于獸醫(yī)微生物學理論課程的理解，認識到重要畜禽病原微生物的性狀以助于傳染病的診斷。獸醫(yī)微生物學實驗能夠給學生提供豐富的實驗材料，讓同學們通過自己的操作對微生物學知識有更進一步的認識和理解，對學生試驗技能、試驗素質和綜合能力的培養(yǎng)有著重要的意義。但微生物種類繁多，在獸醫(yī)微生物學實驗的課程中可能接觸病原微生物，這就要求每位同學要有嚴謹?shù)脑囼灢僮?，以防止實驗室感染，但獸醫(yī)微生物學實驗課程課時有限，目前的授課方式通常是以教師為主體的“灌輸式”教學，學生始終處于被動式學習的狀態(tài)，其積極性與參與感難以調動。隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，越來越多基于網(wǎng)絡教育的方式逐漸進入課堂，為教師提供更多元化的教學方式，也為學生提供更廣泛的學習途徑[1]。

1 傳統(tǒng)獸醫(yī)微生物實驗教學方法及存在的問題

1.1 傳統(tǒng)獸醫(yī)微生物實驗教學方法

在出現(xiàn)新型教育教學方法之前，獸醫(yī)微生物實驗一直采用傳統(tǒng)的教學方法。授課前學生除學習獸醫(yī)微生物學理論課程知識外，不要求學生進行實驗課程提前預習或者資料查詢。上課時由教師按照大綱內(nèi)容對實驗目的、實驗原理、實驗材料、實驗操作方法和實驗的結果判定方法進行逐步講授，并對重點實驗操作方法進行示教，然后學生根據(jù)教師講授的內(nèi)容及實驗指導中的文字描述進行試驗，實驗過程中教師進行指導。實驗結束后學生需對實驗結果進行判定，完成實驗報告。

1.2 傳統(tǒng)教學方法存在的問題

傳統(tǒng)教學方法的首要問題是教學模式過于單一，一堂實驗課通常為2～3學時，教師講授時長大約需要40～60分鐘（約1～1.5學時）才能將實驗內(nèi)容完整的講述一遍。但在講授的過程中，學生需要在短時間內(nèi)接收、記憶并理解大量的專業(yè)知識，非常容易造成知識混淆，也無法對實驗操作流程有一個明確的規(guī)劃，很難調動學生的學習積極性。通常情況下，大部分學生在聽講的過程中并沒有完全理解和掌握實驗操作的方法，在自行操作過程中就需要不斷地查閱老師的PPT或是實驗指導才能夠勉強完成實驗，其實對實驗的原理并沒有完全理解和掌握。此外，因為操作過程不連貫，導致試驗耗時長，完成后學生并沒有掌握相關專業(yè)知識。

其次，由于傳統(tǒng)教學模式需要教師使用約一半的課時進行講授，導致學生真正實踐的時間較少。傳統(tǒng)教學模式的主導者是授課教師，教師用講授的方式告訴學生用什么材料做什么實驗，最終獲得什么樣的實驗結果，學生在整個教學過程中以記憶和模仿為主，有的學生表現(xiàn)積極就能夠更快接受知識，獲得更多的操作機會；有的學生理解較慢，操作過程中需要不斷重復，到課堂結束可能都沒有完成一次完整的實驗，這進一步打擊了學生的信心，也就導致對本門實驗課失去學習興趣。

最后，傳統(tǒng)教學模式考核方式單一。傳統(tǒng)教學模式的考核方式一般以出勤和實驗報告的完成度為準。實驗報告的內(nèi)容與教師上課講授內(nèi)容基本一致，學生只需要參照教師PPT和實驗指導就能夠完成，有的同學寫的整齊成績就會相對較高，有的同學書面不整潔成績就會相對較低，但單純的考核出勤和實驗報告的完成程度，不考核學生對于知識的理解程度和實驗操作能力，并不能夠真實反應學生是否已經(jīng)接受到相關知識并能夠在未來的學習生涯中將其應用。

2 建立“翻轉課堂”實驗教學模式

“翻轉課堂（The Flipped Classroom）”的教學模式源于美國，是目前最流行的教學模式之一[2]。該模式將學習的主動權交還給學生，打破教師上課講授，學生下課完成作業(yè)的傳統(tǒng)教育模式。課前學生需要利用網(wǎng)絡，通過視頻，資料及討論的方式對課程內(nèi)容進行預先學習，上課過程中老師對學生學習過程中遇到的問題進行答疑，組織小組討論并指導學生完成作業(yè)。這種新型的教學模式能夠有效提高學生的學習興趣和學習積極性。傳統(tǒng)的微生物實驗教學中，教師進行講授及實驗操作演示，學生只是實驗操作的模仿者和重復著，很少有學生能夠思考實驗設置的意義和結果判定的原理及方法[3]。針對獸醫(yī)微生物實驗教學過程中存在的問題，構建了基于“翻轉課堂”混合教學模式，以提高學生在實驗教學過程中的參與度，激發(fā)學生學習興趣，有效改善教學質量。

本次教學研究以17級動物醫(yī)學專業(yè)1班（29 人）、2 班（29 人）、17 級動物醫(yī)學（獸醫(yī)公共衛(wèi)生方向）1班1組（31人）和17級動物醫(yī)學（獸醫(yī)公共衛(wèi)生方向）1班2組（32人）共121位同學作為授課對象，其中17級動物醫(yī)學專業(yè)1班（29人）（記為1組）和17級動物醫(yī)學（獸醫(yī)公共衛(wèi)生方向）1班2組（32人）（記為4組）進行翻轉課堂教學（實驗組）；17級動物醫(yī)學專業(yè)2班（29人）（記為2組）和17級動物醫(yī)學（獸醫(yī)公共衛(wèi)生方向）1班1組（31人）（記為3組）進行傳統(tǒng)講授方式教學（對照組）。其中實驗組1組男生13人，女生16人，4組男生20人女生12人；對照組2組男生17人，女生13人，3組男生17人，女生14人，實驗組和對照組學生性別構成比（χ2=0.033，P=0.856）無統(tǒng)計學差異。兩組學生上學期平均成績分別為試驗組 1 組（77.3±6.29）分，4 組（78.12±12.29）； 對照組 2 組 （76.09±3.96），3 組 （79.24±9.03）分，兩組之間差異無統(tǒng)計學差異（t=0.019，P=0.985）。選取獸醫(yī)微生物實驗中腸道菌分離鑒定的綜合性試驗，進行教學方法探索，并對教學結果進行分析和評價，探索該種新型的教學模式在獸醫(yī)微生物研究中的應用效果，為后續(xù)更好的提升教學效果提供基礎。

2.1 課前準備學習材料

設計與收集與實驗相關的學習材料，制定學生學習目標任務。首先構建課程PPT，內(nèi)容主要包含本次實驗的實驗目的和實驗方法，結果的判定方法等，同時提供參考文獻或書目供學生自主學習。然后錄制操作視頻文件，視頻文件主要針對實驗操作過程中應重點注意的方法，以便學生提前熟悉操作方法。以上材料通過“優(yōu)慕課”向實驗組授課班級發(fā)布教學任務。通過QQ群告知學生可選擇的實驗材料，本次實驗提供的實驗材料為新鮮兔糞，目標分離的腸道微生物為大腸桿菌、沙門菌和志賀菌，實驗室提供普通肉湯培養(yǎng)基進行細菌的培養(yǎng)；提供麥康凱固體培養(yǎng)基預混粉末，SS瓊脂預混粉末和伊紅美藍瓊脂預混粉末三種鑒別培養(yǎng)基進行分離培養(yǎng)；提供革蘭染色相關染料進行分離細菌的染色鏡檢；提供三糖鐵瓊脂、糖發(fā)酵管、MR、VP試驗、硝酸鹽還原試驗、檸檬酸鹽利用、硫化氫試驗及吲哚試驗等生化鑒定培養(yǎng)基進行分離細菌的鑒定。要求學生充分利用互聯(lián)網(wǎng)等資源進行閱讀、查詢，引導學生進行深入的課前自主學習和準備。

2.2 學生自主學習

學生在課前利用網(wǎng)絡教學資源進行自主學習，是翻轉課堂成功的關鍵。本次探索要求翻轉課堂組學生認真學習教師已發(fā)布學習內(nèi)容，并利用各類網(wǎng)絡資源閱讀查詢相關實驗方法及原理[4]。本次實驗為綜合性試驗，要求學生對兔腸道中的常見微生物進行分離培養(yǎng)與鑒定。要求學生通過通過自主學習列出詳細的實驗計劃，內(nèi)容應包含實驗材料準備方法，實驗詳細操作過程，結果判定方法等。學生在自主學習過程中對疑難之處進行標記，并在小組內(nèi)進行討論，隨后將疑難之處及討論結果通過QQ、微信、郵箱反饋給教師，教師根據(jù)學生反饋及時調整課堂教學的計劃和目標。

2.3 課堂學生教師角色互換

在課堂上，教師是教學活動的設計者、組織者和參與者；學生則是教學活動的實施者，通過相互交流、協(xié)作和試驗實施等一系列探究活動，分析和解決問題。教師根據(jù)學生課前學習反饋的問題進行教學引導，并對學生提交的實驗計劃進行點評，及時指出其中不合理及錯誤的地方，并給予解決方案[5]。同時對操作過程中學生難以理解和操作的方法進行示教演示，以幫助學生更好的完成試驗內(nèi)容。本次實驗計劃學時為8學時，由于學生已經(jīng)對實驗內(nèi)容進行了自行學習，因此授課過程使用學時約0.5學時，講授同時對相關實驗操作進行示教，講授后學生即可開始自行操作，這樣能夠留給學生大量的討論和實踐操作時間。1個授課班的學生隨機分為5個小組，小組內(nèi)討論，根據(jù)自己查閱的資料及教師的講解對實驗方案加以修改和優(yōu)化，并以小組為單位進行試驗操作，選擇并實驗培養(yǎng)基，對新鮮兔糞中的腸道微生物進行分離培養(yǎng)，挑取目標菌落進行鏡檢和純化，并對純化后的菌株進行生化鑒定，最終判定是否成功分離獲得目標菌株。試驗過程中要求學生嚴格遵守實驗室操作規(guī)范，樹立無菌操作的觀念，建立細菌“種”的“群體概念”，將學過的微生物學實驗技術應用于未知菌的鑒定，并對未知菌的鑒定程序及技術方法進行分析討論，同時要求學生及時準確的做好實驗記錄，最后寫出實驗報告，并對結果進行分析討論。

2.4 傳統(tǒng)模式教學組教學方式

傳統(tǒng)模式教學組不進行課前學生自主學習引導，仍采用教師上課講授，實驗示教演示，學生聽課學習的教學模式。教授過程中詳細告知學生培養(yǎng)基的選擇與配制方法，細菌的分離鑒定方法，學生聽課后根據(jù)自己的理解列出實驗操作計劃，并根據(jù)操作計劃進行實驗。由于學生無前期自學過程，對實驗內(nèi)容不夠熟悉，需要教師授課約1～1.5學時對內(nèi)容進行詳細的講解。同樣將1個授課班的學生隨機分為5個實驗小組，根據(jù)教師的講解及自己的理解列出實驗方案，并以小組為單位進行實驗。在實驗過程中同樣要求學生嚴格遵守實驗操作規(guī)范，樹立無菌操作觀念，做好實驗記錄，整理獲得實驗報告，并對實驗結果進行分析討論。

2.5 教學評價

為進一步激發(fā)學生學習動力和完善獸醫(yī)微生物實驗教學評價體系，根據(jù)教學情況，制定了本次教學研究的的教學評價體系，成績主要分為自主學習成績（實驗計劃成績）、實驗操作成績和實驗報告成績?nèi)糠?。其中試驗計劃成績與實驗報告成績均為紙質版作業(yè)，教師進行盲評給分，實驗操作成績包括學生的完成用時及完成度?！胺D課堂”教學組成績主要分為自主學習成績（實驗計劃成績）、實驗操作成績和實驗報告成績均為100分制。翻轉課堂教學組最終成績=自主學習成績（實驗計劃成績）×40%+實驗操作成績×30%+實驗報告成績30%。傳統(tǒng)模式教學組成績主要分為實驗計劃、實驗操作成績和實驗報告成績?nèi)糠?，三部分成績均?00分制，最終成績=實驗計劃×40%+實驗操作成績×30%+實驗報告成績30%。對評價結果進行統(tǒng)計學分析。

3 結果與討論

分別對學生的實驗計劃、實驗操作及結果報告進行評分，并對評分進行生物學統(tǒng)計和分析，結果見圖1。翻轉課堂教學組實驗計劃的平均成績分別為 1 組 79.13±6.70、4 組 79.68±6.60，傳統(tǒng)方法教學組實驗計劃的平均成績分別為2組79.48±7.23、3 組 79.20±7.08，不同教學組間實驗計劃平均成績并無明顯差異，說明學生可以通過自主學習完成實驗設計，并合理安排實驗進度。翻轉課堂教學組實驗操作平均成績分別為1組85.34±6.15、4 組 85.63±7.04，傳統(tǒng)教學組實驗操作平均成績分別為 2組75.34±7.65、3組74.03±7.34，翻轉課堂教學組實驗操作平均成績成績顯著高于傳統(tǒng)教學組，說明學生在自主學習過程中已經(jīng)對實驗操作技能有了最基本的認識和了解，并且對實驗過程有了一個初步的認知，通過進一步觀察教師課堂講授和示教能夠快速接納并運用于自己的實驗操作中，因此在實驗過程中能夠形成一個連貫的試驗體系，合理安排各項實驗時間，有效提升了實驗用時和完成度。而傳統(tǒng)教學組的同學僅通過聆聽教師講授和觀察教師課堂演示進行實驗進度安排，并未形成自己連貫的實驗體系，需要在實驗過程中不斷確認每一步的操作方法，會耗費大量的時間，也常常會出現(xiàn)操作失誤而返工，這也造成了實驗用時長和完成度較差。翻轉課堂教學組實驗報告平均成績分別為1組 86.72±6.98、4 組 87.81±6.72，傳統(tǒng)教學組實驗報告平均成績分別為 2組 78.79±4.86、3組77.90±4.54，翻轉課堂教學實驗報告平均成績組也高于傳統(tǒng)教學組，表明在前期自主學習過程中，學生已經(jīng)基本掌握各實驗的方法及原理，在聽講過程中能夠第一時間將教師講授的內(nèi)容進行總結歸納，這有效幫助學生更好的對實驗結果進行理解和判斷，并對觀察到的結果進行分析，正確判定實驗成功與否，最終寫出完整且有據(jù)的實驗報告。經(jīng)計算，翻轉課堂教學組的最終平均成績分別為 1 組 83.41±6.15、4 組 84.13±6.30，傳統(tǒng)教學組最終平均成績分別為2組78.38±6.11、3組77.65±5.44，翻轉課堂教學組最終平均成績高于傳統(tǒng)教學組。以上結果表明，將翻轉課堂教學模式運用于獸醫(yī)微生物實驗教學中，能夠有效提高學生的學習興趣和對知識及技能的掌握能力。這種“課前自主學習+課堂深度互動”的新型教學模式，能夠效利用寶貴的課堂時間，讓學生能夠有更充足的時間完成實驗操作并進行思考和討論[6]。“課前自主學習+課堂深度互動”的教學模式能夠有效提高獸醫(yī)微生物學實驗課堂教學效率，學生提前自主學習能夠縮短授課學時，教師講授時只需要對學生設計不合理及錯誤的地方進行糾正，并給予解決方案即可，能夠讓學生有更多的時間進行自我實踐，能夠在有限的課時中掌握微生物學實驗的操作技能，有效解決了本門課程課程內(nèi)容繁多，課時數(shù)有限，學生學不會就下課的問題，“翻轉課堂”作為一種新型的教學模式，從本質上強化了學生作為學習者的主導地位，體現(xiàn)了深度學習的思想，彰顯了混合式教學的優(yōu)勢，推進了個性化教學的實踐[5]?！督逃畔⒒臧l(fā)展規(guī)劃（2011～2020年）》指出：利用信息技術開展啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學，鼓勵發(fā)展性評價，探索建立以學習者為中心的教學新模式，倡導網(wǎng)絡校際協(xié)作學習，提高信息化教學水平[7]。將“翻轉課堂”應用于以實踐操作為主的獸醫(yī)微生物學實驗教學中，能夠使學生在學習過程中具有更強烈的責任感，更好的幫助學生完成自主學習和知識內(nèi)化，促進課堂教學的順利開展，最終提高教學質量。

圖1 成績分布統(tǒng)計圖