基于超星“一平三端”的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施*

樓天靈 袁莉霞

（浙江藥科職業(yè)大學(xué) 浙江寧波 315100）

引言

微生物學(xué)是食品、藥品、化妝品等相關(guān)專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)類(lèi)基礎(chǔ)課程，是學(xué)生學(xué)習(xí)微生物檢驗(yàn)技術(shù)、微生物發(fā)酵技術(shù)、免疫學(xué)技術(shù)、基因工程技術(shù)等專(zhuān)業(yè)課程的基礎(chǔ)。微生物學(xué)是一門(mén)集理論和實(shí)踐于一體的學(xué)科，具有應(yīng)用面廣、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)是該門(mén)課程的重要教學(xué)內(nèi)容之一。然而，傳統(tǒng)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課存在教師演示看不清、實(shí)驗(yàn)課時(shí)不夠用、實(shí)驗(yàn)課后總結(jié)不到位等問(wèn)題，這就需要借助現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)平臺(tái)，提升教學(xué)效率，提高教學(xué)效果。超星學(xué)習(xí)通是近幾年中應(yīng)用較廣、較成熟的一個(gè)教學(xué)平臺(tái)，筆者也選擇了這一平臺(tái)對(duì)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了教學(xué)改革，有成效，也有一些問(wèn)題?；谙嚓P(guān)教學(xué)實(shí)踐的反思，筆者期望能夠?qū)β殬I(yè)院校微生物實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)提供一些借鑒。

一、傳統(tǒng)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)與學(xué)生們?cè)谥袑W(xué)就已經(jīng)接觸過(guò)的物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)不同，是學(xué)生們進(jìn)入大學(xué)以后才接觸到的實(shí)驗(yàn)類(lèi)型，是一門(mén)全新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)技術(shù)?？梢哉f(shuō)，學(xué)生們對(duì)于所有微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作都是零基礎(chǔ)的，這就需要教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中對(duì)實(shí)驗(yàn)的目的、原理、實(shí)驗(yàn)材料、步驟、結(jié)果判斷及分析等，都需要一一詳細(xì)講解并演示。同時(shí)，學(xué)生為真正掌握每一次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)技能，也需要反復(fù)操作練習(xí)。

傳統(tǒng)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂存在很多弊端，在時(shí)間、空間都使教師的講解、演示和學(xué)生的練習(xí)受到了極大的限制，不利于課堂教學(xué)的順利開(kāi)展，具體體現(xiàn)在以下三方面。

首先，課堂時(shí)間不夠用。每一次實(shí)驗(yàn)課的課堂時(shí)間有限，往往單次實(shí)驗(yàn)只有4個(gè)課時(shí)，但由于學(xué)生從未接觸過(guò)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，教師需要花費(fèi)大量的時(shí)間去講解和演示，往往會(huì)占去1.5-2課時(shí)，留給學(xué)生的實(shí)際操作時(shí)間非常有限，學(xué)生在課堂上往往只能進(jìn)行一次操作練習(xí)，沒(méi)有糾錯(cuò)和改正的機(jī)會(huì)，不能真正掌握微生物操作技能，只能說(shuō)是了解了這一實(shí)驗(yàn)過(guò)程而已。即使如此，因?yàn)槲⑸飳W(xué)實(shí)驗(yàn)的特殊性（微生物培養(yǎng)需要時(shí)間），實(shí)驗(yàn)結(jié)果需要在至少1-2天后觀察，教師還要占用學(xué)生的課余時(shí)間，為學(xué)生進(jìn)行結(jié)果觀察、討論及分析，這也使得有部分學(xué)生排斥微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)。

其次，操作演示看不清。微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作基本都要在超凈工作臺(tái)里進(jìn)行，教師進(jìn)行規(guī)范演示時(shí)，學(xué)生只能?chē)@在狹小的超凈工作臺(tái)周?chē)^看演示，且超凈臺(tái)四個(gè)側(cè)面中有兩個(gè)面為不透明材質(zhì)，這嚴(yán)重影響了學(xué)生的觀摩；超超凈工作臺(tái)工作噪音大，即使教師在演示過(guò)程中帶著話筒講解，仍有學(xué)生會(huì)聽(tīng)不清楚。整個(gè)演示和講解的過(guò)程中，不少學(xué)生看不清、聽(tīng)不清，甚至看不到、聽(tīng)不到，使得他們?cè)诓僮鬟^(guò)程中不知道如何規(guī)范操作，甚至導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗或?qū)嶒?yàn)結(jié)果不理想，致使學(xué)生失去學(xué)習(xí)的動(dòng)力和信心，課堂效果較差。

第三，課后總結(jié)不到位。由于微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的特殊性，無(wú)法在課堂上得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的集體觀察和分析往往占用的是教師和學(xué)生中午短暫休息時(shí)間，導(dǎo)致教師無(wú)法對(duì)每一位學(xué)生的結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，甚至很多時(shí)候教師只能依據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告來(lái)了解學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的掌握情況，存在很多干擾因素，更無(wú)法對(duì)本次實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行準(zhǔn)確的總結(jié)分析。

二、基于超星“一平三端”的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

“一平三端”最早起步于超星泛雅平臺(tái)，它是以泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)為中心的云平臺(tái)，同時(shí)支撐對(duì)應(yīng)課堂教學(xué)的“教室端”、學(xué)生自學(xué)的“移動(dòng)端”和教務(wù)管理的“管理端”，是一個(gè)貫穿教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)、跟蹤記錄教學(xué)全過(guò)程、覆蓋全部教學(xué)數(shù)據(jù)的智慧教學(xué)系統(tǒng)[1]。

筆者自2018年開(kāi)始嘗試將超星“一平三端”教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用到微生物學(xué)理論及實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，真實(shí)感受到了這一智慧教學(xué)系統(tǒng)給整個(gè)教學(xué)過(guò)程帶來(lái)的革新，具體體現(xiàn)在以下幾方面：第一，教學(xué)流程上，實(shí)現(xiàn)了課前、課中、課后完整的教學(xué)閉環(huán)系統(tǒng)，而這在傳統(tǒng)教學(xué)中是很難實(shí)現(xiàn)的；第二，增加師生有效溝通，及時(shí)接收教學(xué)反饋，提升教學(xué)效率；第三，提高教學(xué)管理效率，及時(shí)了解學(xué)生的出勤、作業(yè)完成情況、討論話題參與情況等信息；第四，教學(xué)過(guò)程的精細(xì)化管理，可以實(shí)現(xiàn)將課程過(guò)程化考核落到實(shí)處。筆者以微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課中“細(xì)菌的接種及分離培養(yǎng)技術(shù)”的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，談一談超星“一平三端”系統(tǒng)對(duì)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)教學(xué)方法的革新。

1.課程準(zhǔn)備

在課程開(kāi)始前，教師根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)要求制作微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課微課，準(zhǔn)備每個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)應(yīng)的習(xí)題庫(kù)、PPT文檔及其他補(bǔ)充資料，利用云平臺(tái)上傳以上資源，建立微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的慕課，創(chuàng)建自己的云班級(jí)，邀請(qǐng)班級(jí)學(xué)生進(jìn)入云班級(jí)。

2.課程設(shè)計(jì)

第一，課前預(yù)習(xí)。在每次實(shí)驗(yàn)課前，提前一周布置課前學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生利用超星系統(tǒng)的“移動(dòng)端”自學(xué)相關(guān)內(nèi)容，完成預(yù)習(xí)任務(wù)。預(yù)習(xí)任務(wù)單主要包括以下幾方面。

（1）通過(guò)PPT自學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理，并理清實(shí)驗(yàn)所需的材料。如“細(xì)菌的接種及分離培養(yǎng)技術(shù)”實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖窃谀芰δ繕?biāo)上使學(xué)生學(xué)會(huì)細(xì)菌分區(qū)劃線法，學(xué)會(huì)細(xì)菌在固體斜面、液體培養(yǎng)基的接種方法，以及學(xué)會(huì)細(xì)菌半固體穿刺方法；在知識(shí)目標(biāo)上使學(xué)生掌握細(xì)菌的接種方法及細(xì)菌分離技術(shù)，熟悉細(xì)菌分培養(yǎng)的條件等。實(shí)驗(yàn)原理是：一方面，自然界中不同種類(lèi)的微生物多以混居的群體生活在一起，要研究其中一種微生物，就必須先得到它的純培養(yǎng)物，即微生物的分離與純化。平板分區(qū)劃線法是通過(guò)無(wú)菌操作，用接種環(huán)沾取少量待分離微生物，在無(wú)菌平板上分區(qū)劃線，最開(kāi)始劃線部分微生物連在一起生長(zhǎng)，越往后菌量越少，最后得到單個(gè)的菌落，即純培養(yǎng)物。另一方面，在適合的條件下，同種細(xì)菌在不同的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)，其生長(zhǎng)狀況不同；不同的細(xì)菌在相同的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，它們的生長(zhǎng)情況也不一樣，這些差異稱(chēng)為培養(yǎng)特征，是細(xì)菌鑒別和分類(lèi)的重要依據(jù)。本實(shí)驗(yàn)需要用到的材料有細(xì)菌混合液、大腸埃希菌及金黃色葡萄球菌的純培養(yǎng)物、固體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基、接種工具等[2]。

（2）通過(guò)教師演示視頻，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作步驟。首先是學(xué)習(xí)培養(yǎng)基的分裝，本實(shí)驗(yàn)中包括不同物理狀態(tài)培養(yǎng)基在試管中的分裝，以及固體平板的制備；其次是學(xué)習(xí)細(xì)菌在不同物理狀態(tài)培養(yǎng)基中的接種方法，以及平板分區(qū)劃線法的操作方法；最后是學(xué)習(xí)細(xì)菌的培養(yǎng)條件。與此同時(shí)，根據(jù)視頻中演示教師的提示，記錄下整個(gè)操作過(guò)程中需要注意的細(xì)節(jié)。

（3）查找資料，回答思考題。本實(shí)驗(yàn)主要設(shè)置兩個(gè)思考題：①為什么平板接種后的培養(yǎng)皿要倒置培養(yǎng)？②在接種細(xì)菌時(shí)如何注意無(wú)菌操作？

以上的預(yù)習(xí)任務(wù)均需要寫(xiě)成預(yù)習(xí)報(bào)告上交，教師根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況擬定課堂討論話題及講授重點(diǎn)。

第二，課堂教學(xué)。教師在超星系統(tǒng)的班級(jí)中完成課堂簽到。在授課過(guò)程中，教師無(wú)須花大量時(shí)間講授實(shí)驗(yàn)相關(guān)理論知識(shí)，而是利用超星系統(tǒng)的“教室端”，通過(guò)“選人”或“搶答”等方式，對(duì)本堂實(shí)驗(yàn)課實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)材料、操作注意點(diǎn)等知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行提問(wèn)、總結(jié)，總時(shí)間控制在1課時(shí)以?xún)?nèi)，剩余時(shí)間則由學(xué)生進(jìn)行操作練習(xí)。第一遍操作時(shí)，對(duì)于操作步驟記憶不是很深刻的同學(xué)，可以對(duì)照超星系統(tǒng)中的教師演示視頻邊回顧邊操作，尤其注意操作細(xì)節(jié)，如如何制作試管固體斜面，如何對(duì)接種工具進(jìn)行滅菌，平板分區(qū)劃線接種過(guò)程中每劃一個(gè)區(qū)域灼燒一次接種環(huán)，半固體穿刺接種時(shí)接種線需要盡量的細(xì)、直等操作環(huán)節(jié)。待熟悉操作流程后多次重復(fù)練習(xí)，掌握本次實(shí)驗(yàn)的操作技能，同時(shí)教師在整個(gè)過(guò)程中逐一指導(dǎo)每一位學(xué)生操作上的問(wèn)題，糾正操作誤區(qū)。在下課前最后30分鐘，以4位同學(xué)為一組，組成若干小組，每一小組對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟及細(xì)節(jié)進(jìn)行深入討論后，派一代表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作演示，并拍成視頻，上傳超星系統(tǒng)“云平臺(tái)”的討論區(qū)，作為小組課堂作業(yè)。

第三，課后總結(jié)。利用超星系統(tǒng)的“云平臺(tái)”，教師可以更加充分地對(duì)本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)和分析、點(diǎn)評(píng)。

①操作視頻點(diǎn)評(píng)、評(píng)分。教師可在“討論”區(qū)與學(xué)生們共同點(diǎn)評(píng)每一組的操作視頻，指出每一組同學(xué)操作過(guò)程中沒(méi)有注意到的細(xì)節(jié)問(wèn)題，以及表?yè)P(yáng)其規(guī)范操作部分，加深學(xué)生們對(duì)本次實(shí)驗(yàn)操作的理解和掌握。同時(shí)，通過(guò)小組間相互打分和教師打分相結(jié)合的方式給每組作品評(píng)分。小組操作視頻的討論和互評(píng)，有助于提高學(xué)生綜合分析能力、自我評(píng)價(jià)和自我管理能力。

②實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察和點(diǎn)評(píng)。本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果在實(shí)驗(yàn)課后18-24小時(shí)觀察，學(xué)生可以根據(jù)自己的時(shí)間安排自行前往實(shí)驗(yàn)室觀察自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行拍照、記錄，而無(wú)須教師組織學(xué)生共同前往。實(shí)驗(yàn)結(jié)果上傳超星“云平臺(tái)”的“討論”區(qū)，教師也有充足的時(shí)間可以更好地對(duì)每位同學(xué)的結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。如有的學(xué)生在平板分區(qū)劃線時(shí)，取菌量太大，或區(qū)域間交集過(guò)多，未分離單菌落；有學(xué)生在半固體穿刺接種時(shí)，穿刺線太粗，導(dǎo)致原本無(wú)鞭毛的金黃色葡萄球菌的穿刺線也不清晰等。

③課后作業(yè)步驟及點(diǎn)評(píng)。課后作業(yè)主要包括兩部分，第一部分是傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告；第二部分是教師通過(guò)超星“云平臺(tái)”中的“作業(yè)”模塊，搜集本次實(shí)驗(yàn)相關(guān)的習(xí)題，組建課后作業(yè)，檢查學(xué)生們對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的掌握情況。最后，教師通過(guò)班級(jí)群聊，點(diǎn)評(píng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況，及課后作業(yè)中錯(cuò)誤率較高的題目，幫助學(xué)生鞏固相關(guān)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，進(jìn)一步內(nèi)化本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

3.課程評(píng)價(jià)

課程評(píng)價(jià)不再局限于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告分?jǐn)?shù)和老師的印象分，而是更加精細(xì)化，把過(guò)程化管理真正落到實(shí)處，做到評(píng)價(jià)的公平、公正。

評(píng)價(jià)的精細(xì)化管理得益于超星系統(tǒng)的“管理端”學(xué)生的簽到率、課堂回答問(wèn)題參與率、作業(yè)分、討論參與率、學(xué)生預(yù)習(xí)任務(wù)點(diǎn)完成情況、每次的小組操作得分等都在“管理端”有詳細(xì)記錄，教師只需設(shè)置各項(xiàng)分?jǐn)?shù)比值，即可一鍵輸出每位同學(xué)的線上得分，最后加上實(shí)驗(yàn)報(bào)告得分，就可最終獲得每位同學(xué)的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程最終評(píng)分。

如此精細(xì)化的分?jǐn)?shù)評(píng)價(jià)系統(tǒng)能夠幫助學(xué)生綜合認(rèn)識(shí)自己的優(yōu)勢(shì)和不足，讓學(xué)生對(duì)自己的得分了解的明明白白，同時(shí)也使學(xué)生的學(xué)習(xí)更有規(guī)劃和明確的目標(biāo)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

三、課后反思

從學(xué)生對(duì)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的考核結(jié)果來(lái)看，利用超星“一平三端”，重新設(shè)計(jì)課程，取得了良好的教學(xué)效果，且精細(xì)化的過(guò)程化學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生期末考核有顯著的正向影響，并且還有多位學(xué)生在校級(jí)微生物技能大賽中獲獎(jiǎng)。在課程滿(mǎn)意度問(wèn)卷調(diào)查中，絕大多數(shù)同學(xué)表示對(duì)本課程非常滿(mǎn)意，個(gè)人學(xué)習(xí)體驗(yàn)較好、學(xué)習(xí)興趣增加，學(xué)習(xí)主動(dòng)性也有提升。在中國(guó)知網(wǎng)，同樣可以找到越來(lái)越多的高校教師運(yùn)用超星“一平三端”教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)改革，并且普遍任務(wù)取得了理想的教學(xué)效果[3]。但在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中也反映出了一些問(wèn)題，為了更好地推進(jìn)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的改革，筆者將從以下幾方面進(jìn)行改進(jìn)。

1.不斷豐富、更新和提升課程線上教學(xué)資源的質(zhì)量。線上教學(xué)資源的豐富度和質(zhì)量直接影響了線上教學(xué)的開(kāi)展，教師團(tuán)隊(duì)需要不斷積累相關(guān)教學(xué)素材，根據(jù)國(guó)家相關(guān)政策、法規(guī)，如《藥典》《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》等，實(shí)時(shí)更新教學(xué)視頻、PPT等學(xué)習(xí)資源，同時(shí)要對(duì)習(xí)題庫(kù)進(jìn)行不斷更新和補(bǔ)充，多維度豐富線上教學(xué)資源[4]。

2.提高教師自身素質(zhì)。利用超星“一平三端”的線上線下學(xué)習(xí)，使學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)寬度更廣，學(xué)生會(huì)向教師提出更多知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的超綱問(wèn)題，這對(duì)要求任課教師不斷提升自身的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，積累更多專(zhuān)業(yè)知識(shí)，了解專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的最新發(fā)展，甚至是部分交叉學(xué)科的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

3.完善課程教學(xué)設(shè)計(jì)。一方面，教師需要重新整合教學(xué)內(nèi)容，精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)，合理分配線上和線下學(xué)習(xí)任務(wù)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率；另一方面，教師要成為學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生參與線上討論，幫助學(xué)生糾正錯(cuò)誤，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人[5]。