基于OBE理念的細胞工程課程混合式教學(xué)模式研究

游 牧，何 梅，劉海濤

(淮南師范學(xué)院生物工程學(xué)院，安徽淮南 232038)

OBE(outcome-based education)是基于學(xué)習(xí)結(jié)果的教育模式，強調(diào)反向設(shè)計，其核心理念為學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進，以學(xué)習(xí)成效評價教學(xué)設(shè)計和教學(xué)目標[1]。以“學(xué)”為中心，以學(xué)生為主體，從當(dāng)今社會對人才的需求出發(fā)，要求學(xué)校和教師先明確學(xué)習(xí)成果，配合多元、彈性的個性化學(xué)習(xí)要求，讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)過程完成自我實現(xiàn)，再用成果反饋來改進原有的課程教學(xué)。目前OBE理念已得到教育界的普遍認可，也是未來高校課程改革的必然趨勢。

細胞工程是生物師范類專業(yè)的一門專業(yè)必修課，它是以各種細胞為研究對象，應(yīng)用生命科學(xué)理論知識，借助工程學(xué)原理與技術(shù)，在亞細胞、細胞和組織水平上進行改造，獲得特定的生物工程產(chǎn)品的綜合性學(xué)科[2]。細胞工程課程內(nèi)容與生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化密切相關(guān)，該學(xué)科是該領(lǐng)域中最直接應(yīng)用于生產(chǎn)實踐并取得顯著效益的一門應(yīng)用科學(xué)[3]。近年來，初高中課程改革越來越重視“提高生物科學(xué)素養(yǎng)、倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”。該課程涵蓋初高中多個知識、情感和價值目標，是生物類專業(yè)的一門重要專業(yè)課程。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，在疫情防控常態(tài)化的背景下，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的混合式教學(xué)模式將成為未來教學(xué)改革的方向。筆者基于OBE理念，對細胞工程課程進行混合式教學(xué)模式改革探索，以期為其他課程教學(xué)改革提供借鑒。

1 細胞工程課程混合式教學(xué)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

2016年《教育部關(guān)于中央部門所屬高校深化教育教學(xué)改革的指導(dǎo)意見》明確提出：著力推進信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，創(chuàng)新在線課程共享與應(yīng)用模式，推動線上線下混合式教學(xué)改革[4]。很多課程逐漸延展線上內(nèi)容，發(fā)展混合式教學(xué)模式，但在實際教學(xué)過程中仍存在諸多問題。首先，教學(xué)目標模糊，教學(xué)理念落后。繼續(xù)施行“以教師為中心、以教材為中心、以課堂為中心”的教學(xué)思想，忽視授課對象，沒有遵循大學(xué)生知識、能力和素質(zhì)的發(fā)展規(guī)律，教師在前面“跑著教”，學(xué)生在后面“拖著學(xué)”，師生互動較少，學(xué)生被動地接受知識。其次，教學(xué)方式單一，教學(xué)內(nèi)容陳舊。教學(xué)內(nèi)容未及時更新，所謂的“科技前沿”都是5年前的研究成果，教學(xué)設(shè)計、專題討論和作業(yè)習(xí)題等多年未變。課堂思政內(nèi)容單薄，無法引起學(xué)生共鳴，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣。雖然已經(jīng)開展了混合式教學(xué)，但是授課主要采用“滿堂灌”式線下教學(xué)，線上教學(xué)內(nèi)容很少，這嚴重制約了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)新性。最后，對學(xué)生的考核方式單一，課程教學(xué)目標達成度低。對學(xué)生的考核方式以考試為主，缺少對學(xué)生團隊合作、查閱文獻、解決實際問題等綜合能力的全方位過程性考核。對教師教學(xué)效果的考核也比較片面，不能全面反映課程教學(xué)目標的達成情況，不利于課程教學(xué)的持續(xù)改進[5]。

當(dāng)代大學(xué)生在其成長過程中伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)方式既不能滿足學(xué)生的需要，也不能適應(yīng)時代發(fā)展的要求。在疫情防控常態(tài)化背景下，利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)將線上教學(xué)和線下教學(xué)有機結(jié)合起來。通過采用混合式教學(xué)模式來提高教學(xué)效果，將成為未來教學(xué)發(fā)展的必然趨勢。

2 線上線下混合式教學(xué)模式的構(gòu)建

2.1 制定基于OBE理念的教學(xué)目標按照辦學(xué)定位和具備專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力及解決復(fù)雜工程問題能力的畢業(yè)要求，立足于用人單位對人才知識體系和實踐能力等方面的要求，借鑒同類地方師范院校相同課程培養(yǎng)目標和師生建議，制定教學(xué)目標。要求該課程支撐“學(xué)科素養(yǎng)、教學(xué)能力、學(xué)會反思”3個方面的畢業(yè)要求，在課程結(jié)束之后學(xué)生應(yīng)具備掌握學(xué)科專業(yè)知識、學(xué)科教學(xué)知識、終身學(xué)習(xí)意識，并在教學(xué)大綱中進一步明確具體教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)要求、教學(xué)學(xué)時、達成途徑等，體現(xiàn)對課程目標的支撐[6]，提升課程的高階性和挑戰(zhàn)性(表1)。

表1 課程目標與畢業(yè)要求的關(guān)系

2.2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容細胞工程課程內(nèi)容豐富，實踐性強，研究前沿更新快，同時涉及初高中生物教學(xué)的多個重要知識點。優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，可以促進教學(xué)目標的達成，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課程教學(xué)應(yīng)秉持“一條主線，兩個重點”原則?！耙粭l主線”，是指保留細胞工程經(jīng)典內(nèi)容，組成植物細胞工程和動物細胞工程兩大模塊，形成主線。“兩個重點”：一是以提高學(xué)生的科研能力為重點，提高學(xué)生的實踐動手能力。細胞工程課程研究前沿更新快，與實踐結(jié)合密切，通常雖然教師已將理論知識講授清楚，但學(xué)生也難以理解和運用[7-8]。借助團隊和專業(yè)教師的科研課題，以學(xué)生小組的方式開展科學(xué)研究，引導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)文獻，參與教師課題的子課題部分，后期在此基礎(chǔ)上形成自己的科研思路，參加全國大學(xué)生生命科學(xué)競賽和安徽省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。在整個過程中，學(xué)生的科研意識和科研思維得到了激發(fā)，技能得到了提升，專業(yè)思維得到了強化。二是以對接中學(xué)課標為重點，拓展師范生的專業(yè)內(nèi)涵。中學(xué)生物課程作為一門科學(xué)課程，不僅要傳播科學(xué)事實和概念，而且要體現(xiàn)科學(xué)探究的過程。細胞工程課程作為一門實踐性較強的課程，“植物細胞培養(yǎng)與次級代謝產(chǎn)物、多倍體與單倍體育種、單克隆抗體技術(shù)、體外受精與核移植動物、多倍體與轉(zhuǎn)基因動物、干細胞與組織工程”等知識點多次在中高考試卷中被重點考查。學(xué)生對5年內(nèi)的相關(guān)試卷考點進行分析評判，結(jié)合自身教師資格證考試，融入線上內(nèi)容。然后，再利用師范生專業(yè)見習(xí)的機會，與當(dāng)?shù)刂袑W(xué)“連幫對”，以小組形式，在中學(xué)生物教師的指導(dǎo)下，輔助中學(xué)生參加全國青少年課外科學(xué)考察活動，熟悉中學(xué)生物的教學(xué)要求。

2.3 將思政元素融入教學(xué)全過程將思政元素有機融入專業(yè)課教學(xué)，是實現(xiàn)知識傳授和價值引領(lǐng)的有效結(jié)合、落實立德樹人根本任務(wù)的重要舉措。課程思政要與時俱進，緊跟學(xué)生的腳步，真正起到“潤物無聲”的效果[9]。目前的學(xué)生大多是00后，他們天生親近互聯(lián)網(wǎng)，喜愛二次元和影音資料，有更深的愛國情懷，也有更強的自我意識。課程思政寓價值觀引導(dǎo)于知識傳授和能力培養(yǎng)之中，幫助學(xué)生塑造正確的三觀，結(jié)合嗶哩嗶哩、抖音等學(xué)生喜愛的網(wǎng)站，將顯性教育與隱性教育相統(tǒng)一，形成協(xié)同效應(yīng)。教師應(yīng)學(xué)會關(guān)注社會熱點，比如在講授“單倍體育種”和“植物次級代謝物”章節(jié)時，可結(jié)合熱門電視劇《功勛》中“屠呦呦”和“袁隆平”等人物，讓學(xué)生剪輯視頻或制作動漫等影音資料，上傳到微信公眾號等平臺上，統(tǒng)計“轉(zhuǎn)評贊”數(shù)量，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中獲得成就感。將一個個思政事例變?yōu)橛醒腥獾摹叭说墓适隆保睋魧W(xué)生內(nèi)心，讓學(xué)生與之共情，激發(fā)學(xué)生的家國情懷和使命意識，樹立學(xué)生的社會主義核心價值觀。

2.4 改革教學(xué)方式混合式教學(xué)是信息技術(shù)與高等教育深度融合的產(chǎn)物。要想真正利用好混合式教學(xué)模式，首先要搭建合適的教學(xué)平臺?！皩W(xué)習(xí)通”智慧平臺因其完善的功能被普及。在班級學(xué)情條件參差不齊、教學(xué)課時有限的條件下，傳統(tǒng)的線下教學(xué)無法使每個同學(xué)完成個性化的課前預(yù)習(xí)[10]。提前將該專業(yè)的人才培養(yǎng)方案和課程的教學(xué)大綱上傳到學(xué)習(xí)平臺，使學(xué)生了解所學(xué)內(nèi)容。每次授課前以任務(wù)驅(qū)動形式發(fā)布該項細胞工程技術(shù)的原理、操作流程、前沿發(fā)展，全面介紹該技術(shù)的運行、操作及其與其他技術(shù)混合使用的情況，同學(xué)們可以通過課前測試和群組討論檢驗預(yù)習(xí)成果。在課堂上，由于教師通過線上教學(xué)已經(jīng)了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，可以通過翻轉(zhuǎn)課堂形式鞏固已經(jīng)掌握的知識點，對有難度的知識點采用案例法+情景游戲法進行講解，同步開啟彈幕、投票、投稿、詞云等功能，講解結(jié)束后學(xué)生分組開始“頭腦風(fēng)暴”。課后，線上線下任意對接，在完成資源推送的同時，學(xué)生自主開展課后檢查，可以完成教師預(yù)先布置的作業(yè)，也可以設(shè)計一個環(huán)節(jié)，上傳相關(guān)數(shù)據(jù)或者視頻等[11]。以網(wǎng)絡(luò)平臺為學(xué)習(xí)載體，學(xué)生自主學(xué)習(xí)不受時間和地點的限制，可隨時隨地聆聽教師講授。除了學(xué)習(xí)通APP外，學(xué)生們還喜歡靈活多樣的線上形式，例如在長假或者運動會期間進行釘釘直播，直播以后學(xué)生分組挑戰(zhàn)任務(wù)，成員合作完成，提高了學(xué)生參與學(xué)習(xí)的主動性和積極性。在每個模塊節(jié)點結(jié)束后，及時上傳錄播課，每節(jié)錄播課20 min左右。在保證教學(xué)內(nèi)容完整性的基礎(chǔ)上，錄播課可以將知識點鮮明化、創(chuàng)新化，學(xué)生可以反復(fù)觀看錄播課視頻進行知識鞏固，強化教學(xué)效果。授課教師也有自己的知識壁壘，為了突破傳統(tǒng)教學(xué)的限制，可在社交平臺建立學(xué)習(xí)群，轉(zhuǎn)載中國大學(xué)慕課(MOOC)的視頻和學(xué)習(xí)資料，讓學(xué)生感受名師的教學(xué)風(fēng)范。

2.5 構(gòu)建評價體系，升級評價制度傳統(tǒng)的細胞工程課程考核方式以期末考試筆試為主，而對學(xué)習(xí)過程沒有很好的監(jiān)督和反映。升級評價制度，形成多維度評價，重在過程性考核[12]。課程總成績由平時成績(30%)、實踐能力考核(30%)和期末考試(40%)組成。其中，平時成績主要由課前預(yù)習(xí)、隨堂練習(xí)題、搶答題、出勤和作業(yè)構(gòu)成，將課程學(xué)習(xí)過程做量化處理；實踐能力考核由項目方案設(shè)計、實驗操作及問題解決、團隊協(xié)作、成果展示及分析構(gòu)成；期末考試由理論考試和實驗考核2個部分組成。在教師評價方面，建立了由學(xué)生評教、同行評價及教學(xué)督導(dǎo)組成的三級評價體系，對任課教師的教學(xué)態(tài)度、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)效果等進行定量或描述性評價。通過全面收集所有能反映學(xué)生實際學(xué)習(xí)成果和教師教學(xué)效果的信息，制定相應(yīng)的量化評分標準，并設(shè)置不同學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的分值權(quán)重，經(jīng)過統(tǒng)計分析得出最后成績。

3 教改成效

遵循OBE的原則，在教學(xué)各個環(huán)節(jié)踐行以“學(xué)”為中心，構(gòu)建混合式教學(xué)模式(圖1)，實現(xiàn)了教與學(xué)的有機結(jié)合。筆者通過對細胞工程課程的教學(xué)改革，已經(jīng)基本構(gòu)建完成線上+線下混合授課模式，并將其應(yīng)用在實際教學(xué)中。選取2018級對照班(改革前)和實驗班(改革后)2個班(每班54人)，進行教改前后學(xué)生成績的比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)改革后學(xué)生成績不及格率由7.5%降至0，良好率由24.4%提升至32.9%，優(yōu)秀率由15.3%升至21.3%，實驗班和對照班的學(xué)生成績存在顯著差異(P<0.05)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析和解決問題的能力得到提升，綜合能力也得到提升。同時，對2個班同學(xué)的滿意度進行比較，發(fā)現(xiàn)實驗班學(xué)生滿意率為95.4%，對照班學(xué)生滿意率為86.2%。大部分同學(xué)認為實施課程教學(xué)改革后學(xué)生的參與度大大提高，上課時專注度明顯提升，作為教學(xué)主體參與教學(xué)過程，將生物綜合運用能力有機融入該課程教學(xué)評價中，學(xué)生對復(fù)雜問題的解決能力明顯提升。

圖1 線上線下混合式教學(xué)模式示意

4 結(jié)語

OBE作為一種先進的教育理念，是高等教育改革的方向。為了提高教學(xué)質(zhì)量，細胞工程課程教師應(yīng)在OBE教育理念的引導(dǎo)下，積極推進教育教學(xué)改革，明確課程目標，以學(xué)生為中心，堅持知識傳授與價值引領(lǐng)的結(jié)合，融合多種教學(xué)方法，構(gòu)建線上線下混合教學(xué)模式，拓展教與學(xué)的時間和空間，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的深度，不斷提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。