混合式教學(xué)在“微生物學(xué)實驗”中的探索與實踐

岳 莎，覃 希，熊文婷，李小梅

（廣州大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，廣東 廣州 510006）

利用新的教育理念、技術(shù)手段、教學(xué)方法構(gòu)建一個完整的、互動的課程系統(tǒng)的教學(xué)模式，實現(xiàn)從以“教”為中心向以“學(xué)”為中心轉(zhuǎn)變，提高大學(xué)生創(chuàng)新能力，是培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)發(fā)展要求的高素質(zhì)人才的迫切需要。如何將創(chuàng)新能力培養(yǎng)有效融入實際教學(xué)過程，已成為本科教育教學(xué)方法、教學(xué)模式、教學(xué)改革的重要內(nèi)容［1-2］。廣州大學(xué)“微生物學(xué)實驗”課程面向生物科學(xué)（師范）專業(yè)、生物制藥專業(yè)的大二學(xué)生開設(shè)，我校根據(jù)該課程的特點，在不增加教學(xué)大綱學(xué)時的條件下開展混合式教學(xué)，將課堂知識掌握和創(chuàng)新能力培養(yǎng)相結(jié)合，以期充分發(fā)揮專業(yè)核心課程在本科生綜合素質(zhì)培養(yǎng)方面的作用，并為同類課程教學(xué)內(nèi)容改革提供借鑒［3］。

一、混合式教學(xué)模式在“微生物學(xué)實驗”教學(xué)中的實施

（一）按照課前、課中和課后三部曲構(gòu)建混合式課堂教學(xué)模式［4］

課前環(huán)節(jié)包括教師對教學(xué)資源的準(zhǔn)備和學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)。教師提前整理好學(xué)習(xí)資料包，包括進度表、實驗指導(dǎo)、預(yù)習(xí)提示、拓展閱讀資料、預(yù)習(xí)測試題等，于開課前2周發(fā)布于在線學(xué)習(xí)平臺，其中進度表、實驗指導(dǎo)、預(yù)習(xí)提示、拓展閱讀資料發(fā)布于班級學(xué)習(xí)微信群，達(dá)標(biāo)測試題發(fā)布于長江雨課堂平臺，要求學(xué)生開課前必須閱讀實驗指導(dǎo)與預(yù)習(xí)提示，可以選擇性閱讀拓展閱讀資料。全班學(xué)生分組建實驗小組討論群，群內(nèi)討論實驗項目中的技術(shù)要點與規(guī)程，實驗課結(jié)束時提交組內(nèi)討論記錄作評分參考；教師通過班級學(xué)習(xí)微信群、企業(yè)微信給予學(xué)生集中或單獨答疑解惑。學(xué)生在課前至少1天完成達(dá)標(biāo)測試題，并擬寫預(yù)習(xí)報告，預(yù)習(xí)報告重在以流程圖形式擬寫主題內(nèi)容、梳理注意要點。教師在上課前逐一評定預(yù)習(xí)報告并統(tǒng)計測試題成績，以此實抓課前預(yù)習(xí)效果。

課中環(huán)節(jié)包括動態(tài)調(diào)整講解重點和實操訓(xùn)練。集中講解部分，教師將基于學(xué)生在當(dāng)次課預(yù)習(xí)過程中反饋的疑惑及時調(diào)整教學(xué)重點，利用多媒體教學(xué)設(shè)備輔助、通過演示、學(xué)生討論分享等方式實施進行授課，時間控制在1小時內(nèi)。實操訓(xùn)練部分，教師一方面嚴(yán)抓操作規(guī)范性、及時糾偏減錯，同時充分調(diào)動學(xué)生的思維想象、思考、推測并驗證結(jié)論，善于發(fā)現(xiàn)學(xué)生在課堂上的深度學(xué)習(xí)行為和成果亮點，并將其作為學(xué)習(xí)典范在課堂上分享。

課后環(huán)節(jié)，學(xué)生需將本組的實驗結(jié)果與本班、同級和往屆學(xué)生（本班外的實驗數(shù)據(jù)由教師提供），以及與相關(guān)期刊文獻(xiàn)的報道對比，從不同維度分析自己所得實驗結(jié)果的可靠性和科學(xué)性。同時，教師在班級學(xué)習(xí)微信群內(nèi)提出討論話題，引導(dǎo)學(xué)生各抒己見、大膽思考，激發(fā)其創(chuàng)新意識與思維模式，鼓勵他們將拓展思路或方案擬定在實驗報告中，使所學(xué)知識得到整合。最后，教師總結(jié)該次實驗課的班級學(xué)習(xí)狀態(tài)和效果，及時肯定績優(yōu)者。

（二）采用綜合考核與評價機制

為了激勵和督促學(xué)生認(rèn)真對待實驗課的各個環(huán)節(jié)，有必要構(gòu)建多維度、重過程的綜合評價方法，客觀評判學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和學(xué)習(xí)效果，有效提升學(xué)生動手能力和思維能力的培養(yǎng)［5］。本次教改中，結(jié)合學(xué)生在課前、課堂、課后三部曲中的狀態(tài)與實效，最終成績的評定按照平時成績∶實驗拓展∶實驗成效=4∶2∶4計分。其中，平時成績部分包括預(yù)習(xí)成效、實操規(guī)范性與掌握度、實驗報告質(zhì)量，按3∶3∶4計分；每個實驗項目獨立評定，最后求算平均值作為課程的平時成績。實驗拓展以小組內(nèi)或班級群內(nèi)的討論記錄、實操表現(xiàn)或?qū)嶒瀳蟾嬷嘘P(guān)于創(chuàng)新或拓展思路的專項內(nèi)容予以評定。實驗成效的考核側(cè)重考查基本操作技能的掌握程度，可結(jié)合實驗室的場地條件，以二選一的方式進行：（1）最后一次實驗課時段，現(xiàn)場限時考核，教師將擬實操項目編號，學(xué)生隨機抽簽進行單獨操作演示，教師現(xiàn)場評分。（2）學(xué)生兩人一組，隨機抽取實操項目錄制操作視頻，在一周內(nèi)利用課余時間完成視頻作業(yè)，后提交給教師評分。

（三）教學(xué)模式的評價與改進

課程結(jié)課后1周內(nèi)，教師發(fā)布線上調(diào)查問卷，了解學(xué)生對教學(xué)模式的認(rèn)可度、滿意度、需求及存在的問題。學(xué)期結(jié)束后，對實施教改與否的相關(guān)班級“微生物學(xué)實驗”課成績予以統(tǒng)計分析，評估教改效果并及時改進和優(yōu)化。

二、混合式教學(xué)模式在“微生物學(xué)實驗”教學(xué)中實施后的成效

（一）突破傳統(tǒng)思維，拓展了學(xué)習(xí)時空

學(xué)生在課前做到了有針對性、充分的預(yù)習(xí)，課堂上就不會只是簡單重復(fù)操作，而是思考深層次的問題，然后推測結(jié)論，更容易從實驗中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，并利用所積累的理論和實踐知識解決問題。比如在學(xué)習(xí)經(jīng)典革蘭氏染色方法時，學(xué)生會展開逆向思維，將初染與復(fù)染染料予以對調(diào)，甚至將整個革蘭氏染色過程完全顛倒順序，最后將革蘭氏陰性與陽性細(xì)菌均染成了紫色，結(jié)果無法辨析出兩類細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)不同的細(xì)菌。由此過程，學(xué)生體會到了經(jīng)典方法的每個步驟、每種試劑的科學(xué)性，也會進一步聯(lián)想到微生物學(xué)家為了探索出細(xì)菌的辨識方法，最終得出創(chuàng)建革蘭氏染色法并非一蹴而就，而是不斷探索、試驗，甚至歷經(jīng)無數(shù)次失敗后的結(jié)果。教師此時若再啟發(fā)學(xué)生展開思考討論“還能想到其他的替代或改良染色嗎？”，則實驗過程中的這一小小技術(shù)處理帶來的收獲就不僅是技術(shù)上的思考，還能有機融合了思政元素，取得極好教學(xué)效果。值得一提的是，在學(xué)習(xí)了細(xì)菌的革蘭氏染色方法后，有學(xué)生將該方法應(yīng)用于真菌染色，親身體驗了革蘭氏染色不適于真菌的鏡檢，繼而由細(xì)菌與真菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)差異，進一步思考真菌和細(xì)菌的有效辨識方法。這種自發(fā)地對課程前后知識點的關(guān)聯(lián)理解，正是學(xué)生突破傳統(tǒng)思維、積極探知的融通思維行為，充分體現(xiàn)了學(xué)生的敏銳觀察力。創(chuàng)新精神源于探索精神，學(xué)生不囿于所學(xué)的知識，結(jié)合自己以往的知識與實踐，獨立思考，提出新的想法，無疑促進了創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

在開展“環(huán)境微生物的檢測”實驗時，有的組別源自組員的身體或環(huán)境中的樣本未見菌落出現(xiàn)，學(xué)生對實驗結(jié)果充滿疑惑，教師即以“眼見一定為實嗎？”為題創(chuàng)設(shè)懸念，引導(dǎo)學(xué)生積極思考。討論過程中，學(xué)生各抒己見、教師適時點評，很快就拓展出了營養(yǎng)成分匹配度、培養(yǎng)時長和溫度、菌種代謝特性等相關(guān)知識點，最后得出“所見未必為真相”的結(jié)論。因而實現(xiàn)了在積極活躍的課堂環(huán)境中，充分展示了學(xué)生的智慧，開發(fā)了其潛能，從課堂拓展中觀察、發(fā)現(xiàn)科學(xué)的真理。同樣的實驗中，針對多數(shù)學(xué)生對觀察源自環(huán)境或人體體表的細(xì)菌菌落充滿了好奇，教師鼓勵大家繼續(xù)延伸課堂，繼續(xù)就“大學(xué)校園環(huán)境中的微生物評價”“個人良好衛(wèi)生習(xí)慣的微生物學(xué)分析”等類似課題展開討論或撰寫研究方案，利用課堂所學(xué)知識科學(xué)解析日常的學(xué)習(xí)生活，學(xué)生對此也表現(xiàn)出了極大的探索興趣。在后續(xù)掌握了微生物的鏡檢識別、生理生化鑒定、分離純化技能后，不少學(xué)生已能自主構(gòu)建研究課題，并設(shè)計出可行的實驗方案。然而實驗課程的學(xué)時有限，實驗室的空間也有限，但學(xué)生思維方式的突破則拓展了學(xué)習(xí)的時空，使其作為科研探索的主體作用得到了極大發(fā)揮，實驗課教學(xué)因而呈現(xiàn)出勃勃生機狀態(tài)［6］。

（二）學(xué)生對實驗課教學(xué)的反饋

“微生物學(xué)實驗”結(jié)課后，教師發(fā)布并全部回收了“關(guān)于微生物學(xué)實驗課的教學(xué)調(diào)研問卷”線上調(diào)查問卷。調(diào)研統(tǒng)計顯示，89.42%的學(xué)生認(rèn)同通過微生物實驗課的學(xué)習(xí)極大提高了自己的創(chuàng)新思維能力；95%的學(xué)生認(rèn)為預(yù)習(xí)材料資源豐富，有利于自己對知識的理解和拓展；75%以上的學(xué)生樂意將本組實驗結(jié)果與前人結(jié)果進行多維度對比分析，拓展自己對事情、對事物的理解，有助于引導(dǎo)自己在解決問題中做出正確的決定決策；18%的學(xué)生認(rèn)為實驗課程學(xué)習(xí)任務(wù)較重；考核與評價方面，90%以上的學(xué)生認(rèn)為綜合評價方式客觀、全面、有效；學(xué)生最希望留給微生物實驗室的實驗成果包括：一張顯微攝影照片、一個有趣的故事、一個值得探索的菌株、一幅手繪微生物畫、一首自創(chuàng)詩歌等。事實上，在綜合性實驗環(huán)節(jié)，全班90%以上的學(xué)生已能拍攝出對比分明、高清的革蘭氏混菌染色效果圖，不少人的實驗成果被錄用為教師的課堂教學(xué)優(yōu)秀素材或?qū)嶒炇覚淮罢故镜膬?yōu)秀作品。當(dāng)學(xué)生感受到自己付出的努力被記錄和肯定時，這種成就感必定將激勵他們后續(xù)的學(xué)習(xí)。在給學(xué)弟學(xué)妹表達(dá)寄語一欄，學(xué)生回答頻次最多的有：一定要預(yù)習(xí)，把握這次機會大膽做，要發(fā)散思維，充分利用自己的奇思妙想，不要放棄，享受珍惜微生物實驗過程的各個環(huán)節(jié)，這門微生物學(xué)課程真的特別有趣和有用。該調(diào)研結(jié)果表明，學(xué)生對當(dāng)前課程教學(xué)模式認(rèn)可度高，涵蓋了課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核與評價體系、教學(xué)效果等各方面。

（三）混合式教學(xué)模式實施與否的學(xué)生成績比較

本研究中，實施混合式教學(xué)模式的班別共有6個班別，與未參與教改的上一屆6個班別比較學(xué)生期末成績后發(fā)現(xiàn)，參與混合式教學(xué)模式教學(xué)的學(xué)生平均分為92.53±2.75，其中90分以上人數(shù)比值為85.69%±16.32%；未參與教改的6個班學(xué)生平均分為90.87±1.34，其中90分以上人數(shù)比值為60.38%±11.96%；參與教改的班別較未參與教改的班別平均分提高了1.66，而班級90分以上人數(shù)比值則顯著性提高25.31%（P＜0.05），提示班級績優(yōu)人數(shù)顯著增加，教學(xué)效果顯著。

三、混合式教學(xué)模式在“微生物學(xué)實驗”教學(xué)中實施后的教改經(jīng)驗

本研究在借鑒前人教改的先進經(jīng)驗和近年來項目組成員教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上，以培養(yǎng)學(xué)生能力和創(chuàng)新思維為出發(fā)點，從課前、課中到課后階段，通過閱讀、討論、寫作、實踐拓寬知識面，激發(fā)創(chuàng)新欲望，提高思辨能力。在混合式教學(xué)活動中充分運用班級微信學(xué)習(xí)群、企業(yè)微信和雨課堂等線上平臺組織教學(xué)環(huán)節(jié)和課堂互動，注重學(xué)生自身觀點或想法的表達(dá)，采取以學(xué)生為中心的互動式交流，教師進行指導(dǎo)，師生共同參與，有利于學(xué)生自身創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。將傳統(tǒng)教學(xué)方式的優(yōu)勢和網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)的優(yōu)勢結(jié)合起來，既發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過程的主導(dǎo)作用，又充分體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)過程主體的主動性、積極性與創(chuàng)造性。

教師在“微生物學(xué)實驗”教學(xué)中采用了多維度、重過程的評價方法，使得學(xué)生課前認(rèn)真做好預(yù)習(xí)應(yīng)對課前測驗，在課堂上要足夠用心，膽大心細(xì)操作；課后的報告盡可能展現(xiàn)拓展和創(chuàng)新能力，不必去“借鑒”別人的成果［7］。這種多維度、重過程的綜合性評價體系使學(xué)生在課程中更多地參與到實驗設(shè)計和結(jié)果分析等多個環(huán)節(jié)，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和積極主動的思維習(xí)慣，提高了分析解決問題的能力。

實驗結(jié)課后，學(xué)生提交的頗有價值的課堂作品數(shù)量較往屆增加了20%左右，比如基于發(fā)現(xiàn)微生物之美的顯微攝影照片、微生物培養(yǎng)皿繪畫作品，結(jié)合自身興趣愛好創(chuàng)作的詩歌、菌株研發(fā)方案，精心制作的主題操作視頻等，均被匯編成為實驗室的學(xué)生特色成果集，供后續(xù)教學(xué)參考和學(xué)生觀摩使用。部分開放性實驗項目發(fā)展成了校級創(chuàng)新科研項目，或融入了學(xué)生的其他課程探討內(nèi)容，有的還成為師范專業(yè)的學(xué)生于校外教育實習(xí)期間的特色教學(xué)內(nèi)容。

結(jié)語

大學(xué)生的創(chuàng)新能力來源于創(chuàng)新思維，創(chuàng)新思維的培養(yǎng)建立在學(xué)生溫故知新的基礎(chǔ)上［8］。作為大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實施者，教師應(yīng)關(guān)注專業(yè)課堂的各個教學(xué)環(huán)節(jié)，優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu)體系，培養(yǎng)所有學(xué)生的創(chuàng)新思維。但同一教學(xué)班別內(nèi)的學(xué)生對課程的理解及掌握程度難以完全同步。如何構(gòu)建學(xué)生相互之間的激勵、幫助與良性競爭的學(xué)風(fēng)，需要教師認(rèn)真分析、準(zhǔn)確掌握教育對象的基礎(chǔ)，優(yōu)選教育教學(xué)方法，提高針對性和實效性。毋庸置疑，學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是綜合的過程，教師在引導(dǎo)和教育過程中，如何采取與時俱進的方法激起學(xué)生的創(chuàng)新欲望和熱情，指導(dǎo)學(xué)生投入到創(chuàng)新實踐活動中去，更需要教師自身不斷學(xué)習(xí)新知識、新理念和新教法，拓寬思路、提升自身創(chuàng)新能力，為教學(xué)質(zhì)量提升提供保障。