應(yīng)用型人才培養(yǎng)背景下“微生物學(xué)”的教學(xué)實(shí)踐與探索

劉玉玲，彭仁海

（安陽工學(xué)院，河南安陽 455000）

微生物學(xué)是生命科學(xué)的重要組成部分，主要研究微生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理生化、生命活動(dòng)規(guī)律及與人類和自然界的密切關(guān)系[1]。21 世紀(jì)被認(rèn)為是生命科學(xué)的世紀(jì)。微生物學(xué)的發(fā)展正在影響著人類生活的方方面面。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法也廣泛地滲透到現(xiàn)代生命科學(xué)的各分支領(lǐng)域，不斷發(fā)揮著它的獨(dú)特作用?！拔⑸飳W(xué)”課程一直是生物工程專業(yè)的一門專業(yè)必修基礎(chǔ)課，開設(shè)在普通“生物學(xué)”“生物化學(xué)”等專業(yè)課之后，為后續(xù)的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課學(xué)習(xí)奠定理論基礎(chǔ)與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。然而，該課程內(nèi)容繁雜，知識(shí)點(diǎn)多且瑣碎，研究對(duì)象微觀抽象，很容易導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣下降，為應(yīng)付課程考核對(duì)知識(shí)點(diǎn)死記硬背、不能夠活學(xué)活用。因此，如何設(shè)置教學(xué)內(nèi)容、采用什么樣的教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)，是高?！拔⑸飳W(xué)”教學(xué)的頭等大事。作為地方應(yīng)用型本科院校，適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的辦學(xué)定位，生物工程專業(yè)旨在培養(yǎng)掌握生物學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)理論、實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神較強(qiáng)、適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高素質(zhì)應(yīng)用型技術(shù)技能人才。因此，課程教學(xué)活動(dòng)的開展需要以應(yīng)用型和能力培養(yǎng)為主線。2019 年10 月24 日，教育部在印發(fā)的《關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實(shí)施意見》中提出一流本科課程建設(shè)的“兩性一度”，即提升高階性、突出創(chuàng)新性、增加挑戰(zhàn)度，打造“金課”。

對(duì)標(biāo)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)和“金課”標(biāo)準(zhǔn)，在課程教學(xué)過程中，嘗試對(duì)“微生物學(xué)”課程教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱進(jìn)行修訂和完善，突出應(yīng)用性特點(diǎn)；對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行改革，加大學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的時(shí)間投入，給學(xué)生“增負(fù)”，提高教學(xué)效果，以適應(yīng)生物工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)。

一、對(duì)標(biāo)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求，修訂和完善教學(xué)大綱

《生物工程專業(yè)規(guī)范》中指出，生物工程專業(yè)側(cè)重培養(yǎng)應(yīng)用型工程技術(shù)人員[2]，因此教學(xué)過程中不僅要求學(xué)生掌握扎實(shí)的微生物學(xué)基礎(chǔ)理論，而且要以學(xué)生的技能培養(yǎng)作為重要的教學(xué)目標(biāo)，提高教育教學(xué)質(zhì)量。為此，對(duì)標(biāo)生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，根據(jù)目標(biāo)要求，凝練課程與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)一步完善“微生物學(xué)”課程教學(xué)大綱，使課程設(shè)計(jì)中的知識(shí)模塊能夠與人才培養(yǎng)方案中的指標(biāo)點(diǎn)形成對(duì)接，支撐應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的完成。支撐關(guān)系如圖1 所示。

圖1 課程目標(biāo)與專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的支撐關(guān)系

“微生物學(xué)”課程與生活和生產(chǎn)實(shí)踐息息相關(guān)，主要從微生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)代謝、生長、遺傳、生態(tài)、分類等方面讓學(xué)生了解這些微小生物，從而更好地研究利用和控制它們。通過課程學(xué)習(xí)，掌握微生物的形態(tài)構(gòu)造、生理代謝、遺傳變異、生態(tài)分布等基本知識(shí)，掌握微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技術(shù)原理。能力培養(yǎng)方面，使學(xué)生系統(tǒng)掌握和運(yùn)用微生物菌種分離、選育、保藏，以及有害微生物控制技術(shù)；在利用微生物進(jìn)行的生產(chǎn)實(shí)踐中能將基礎(chǔ)理論與生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合，培養(yǎng)解決復(fù)雜問題的能力；具備設(shè)計(jì)和完成微生物相關(guān)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑＫ枷胨刭|(zhì)方面，結(jié)合專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，挖掘課程思政元素，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)自豪感和認(rèn)同感，培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、生物安全意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。從知識(shí)、能力、做人方面實(shí)現(xiàn)高校育人的宗旨。

二、多元化教學(xué)手段并舉，提高教學(xué)效果

（一）混合式教學(xué)設(shè)計(jì)提高學(xué)生的自主性與參與度

后疫情時(shí)代，線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式在高校中得到廣泛的應(yīng)用。基于泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)了“微生物學(xué)”線上課程，開展以學(xué)生為中心的教學(xué)設(shè)計(jì)，根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)要求，預(yù)設(shè)教學(xué)達(dá)成效果，以此來組織設(shè)計(jì)整個(gè)教學(xué)過程，圍繞教學(xué)目標(biāo)有效開展教學(xué)活動(dòng)。課前，借助課程平臺(tái)自主學(xué)習(xí)；課中，引入雨課堂智慧教學(xué)手段，教師講授，師生互動(dòng)；課后，深化提高，通過作業(yè)、測試等方式來評(píng)價(jià)學(xué)生的目標(biāo)達(dá)成情況，進(jìn)一步鞏固提高。

（二）案例式教學(xué)提高課堂教學(xué)趣味性

教學(xué)過程中引入案例，通過代入式使學(xué)生進(jìn)入問題場景，讓理論知識(shí)在解決實(shí)際問題的過程中得到升華。教師是問題的提出者，并負(fù)責(zé)引導(dǎo)學(xué)生利用課堂知識(shí)對(duì)問題進(jìn)行分析和解決。例如，在學(xué)習(xí)細(xì)菌細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)與組成時(shí)，講到肽聚糖的聚糖骨架是由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸通過β-1 和4 糖苷鍵相連接而形成的，而溶菌酶可以作用于β-1 和4 糖苷鍵，造成鍵的斷裂，導(dǎo)致聚糖骨架散開，造成細(xì)菌死亡。此時(shí)，作者把日常生活中的一個(gè)細(xì)節(jié)提出來，即老人帶孩子時(shí)，孩子不小心擦傷，應(yīng)急處理時(shí)通常會(huì)用口水涂抹消毒。隨后拋出問題：這樣的做法可不可取，依據(jù)是什么？接到問題之后，學(xué)生反應(yīng)興奮，大部分學(xué)生認(rèn)可這種做法，表示自己經(jīng)歷過這樣的場景，如在運(yùn)動(dòng)或其他活動(dòng)中手受傷時(shí)會(huì)用嘴巴吸一吸。進(jìn)一步解釋原理的時(shí)候，大家也都能從口水中含有溶菌酶著手，結(jié)合溶菌酶的作用位點(diǎn)，給生活細(xì)節(jié)找到科學(xué)解釋，實(shí)現(xiàn)了“學(xué)以致用”。

借助恰當(dāng)?shù)陌咐虒W(xué)可以提高課堂的趣味性，充分激發(fā)學(xué)生的參與積極性，提高學(xué)生利用理論知識(shí)分析和解決問題的能力，提升教學(xué)效果[3]。

（三）根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求，優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容

“微生物學(xué)”作為生物工程專業(yè)的核心課程，具有很強(qiáng)的理論性、實(shí)踐性和應(yīng)用性[4]。適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求，課程教學(xué)需要系統(tǒng)化理論知識(shí)，突出實(shí)踐性，向應(yīng)用性傾斜?！拔⑸飳W(xué)”課程內(nèi)容較多，涵蓋細(xì)菌、真菌、病毒、生理生化、遺傳、生態(tài)等多學(xué)科內(nèi)容[5]，知識(shí)點(diǎn)瑣碎。為達(dá)成課程教學(xué)目標(biāo)，作者在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)嘗試了模塊化教學(xué)，按照教學(xué)內(nèi)容整合高關(guān)聯(lián)度的知識(shí)點(diǎn)，形成知識(shí)模塊，這些知識(shí)模塊之間根據(jù)課程結(jié)構(gòu)進(jìn)行關(guān)聯(lián)（圖2）。理論教學(xué)方面，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容按照一定規(guī)則分解之后的有機(jī)結(jié)合，使課程教學(xué)設(shè)計(jì)與學(xué)科的發(fā)展相適應(yīng)，同時(shí)便于學(xué)生的掌握和理解，克服了碎片化知識(shí)枯燥且難以掌握的缺陷。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的分層遞進(jìn)，既能達(dá)到課程目標(biāo)中對(duì)理論基礎(chǔ)和基本實(shí)驗(yàn)技能的掌握，也實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生探究能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

圖2 “微生物學(xué)”模塊化教學(xué)設(shè)計(jì)

（四）堅(jiān)持全面多元的課程評(píng)價(jià)方式

堅(jiān)持科學(xué)合理、全面評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果。轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)課程考核“一考定成績”的弊端，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中“忙起來”。在“微生物學(xué)”課程評(píng)價(jià)改革中重新對(duì)考核指標(biāo)進(jìn)行分配，把過程學(xué)習(xí)、課堂參與度、課程學(xué)習(xí)效果納入總評(píng)成績。具體的考核內(nèi)容與指標(biāo)包括：30%的平時(shí)成績（線上課程學(xué)習(xí)過程、課堂互動(dòng)與學(xué)習(xí)考核）、30%的實(shí)驗(yàn)成績（基本操作能力，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析判斷、梳理總結(jié)能力）、40%的期末卷面成績（基本概念、基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況，知識(shí)點(diǎn)綜合運(yùn)用情況，對(duì)實(shí)際問題的分析解決能力）。

三、教學(xué)實(shí)踐效果分析

應(yīng)用型人才培養(yǎng)旨在“以能力培養(yǎng)為中心”。通過實(shí)施基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)和“金課”標(biāo)準(zhǔn)的一系列微生物學(xué)課程改革，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)課程的認(rèn)可度、興趣度有很大提高。對(duì)2019 級(jí)生物工程專業(yè)41 名學(xué)生進(jìn)行了課程滿意度、個(gè)人學(xué)習(xí)效果滿意度調(diào)查，結(jié)果顯示：71%的學(xué)生對(duì)課程的滿意度為“非常滿意”，20%的學(xué)生表示“滿意”；個(gè)人學(xué)習(xí)效果方面，73%的學(xué)生表示“非常滿意”，20%的學(xué)生表示“滿意”。

興趣驅(qū)動(dòng)使學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力得到有效提升，課前能夠主動(dòng)完成線上學(xué)習(xí)任務(wù)、課中積極參與互動(dòng)、課下能夠認(rèn)真完成促進(jìn)課程內(nèi)容鞏固提高的拓展內(nèi)容。為了比較課程改革實(shí)踐前后學(xué)生的課程學(xué)習(xí)效果，分析了改革前后學(xué)生的期末綜合考核成績（圖3），結(jié)果顯示：課程考核合格率由0.68 提升到0.95，優(yōu)良率由0.17 提升到0.54。課程改革與多元化考核方式的實(shí)施，使課程的綜合考核優(yōu)秀率和良好率得到了明顯提升，改革成效顯著。

圖3 實(shí)踐前后學(xué)生期末考試成績分布分析

作為生物工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，“微生物學(xué)”兼具理論的重要性和生產(chǎn)生活實(shí)踐的高度相關(guān)性?；趯W(xué)校定位與專業(yè)地位，“微生物學(xué)”課程把應(yīng)用型人才培養(yǎng)的理念貫穿教學(xué)全過程。完善課程教學(xué)大綱，使課程教學(xué)目標(biāo)緊緊圍繞專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)引領(lǐng)和支撐關(guān)系。優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，體現(xiàn)循序漸進(jìn)的課程梯度，奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)由理論向?qū)嵺`能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的遞進(jìn)，達(dá)成應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。多元化教學(xué)手段并舉，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)生課堂參與度，提高教學(xué)效果。通過課程教學(xué)過程的探索與實(shí)踐，“微生物學(xué)”課程教學(xué)持續(xù)改進(jìn)，促進(jìn)了應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。