基于網絡教學平臺的微生物學實驗教學改革

梁麗琨， 倪新江， 由翠榮， 曾 勇， 崔龍波

(1.煙臺大學生命科學學院，山東煙臺 264005;2.煙臺大學教務處，山東煙臺 264005)

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基于網絡教學平臺的微生物學實驗教學改革

梁麗琨1， 倪新江1， 由翠榮1， 曾 勇1， 崔龍波2*

(1.煙臺大學生命科學學院，山東煙臺 264005;2.煙臺大學教務處，山東煙臺 264005)

為了提高微生物學實驗教學的質量和效果，利用網絡教學平臺，將實驗教材數字化、實驗過程多媒體化、實驗設計共享化，建設實驗網絡資源，營造網絡實驗環境，使實驗室在時間和空間上得到延伸，使之與課堂實驗教學相結合，實現教師與學生的互動教學，提高了學生的自主學習能力。網絡教學平臺已成為學校微生物學實驗教學的有效輔助手段。

網絡教學平臺；微生物學實驗；教學改革

微生物學不僅是高等院校生命科學各專業的基礎課，也是醫學、農學、林學、水產、環境等學科的基礎課程，是一門重要的實驗學科，微生物學實驗教學對培養學生的動手能力、實踐技能、科學素養和創新能力有著其他教學環節不可替代的作用。網絡技術極大地拓展和提高了人們獲取知識的途徑和便捷性，同時也是解決教育資源匱乏，實現資源共享的有效途徑。利用網絡教學平臺，可以整合優秀的教學資源，突破傳統教學以“課堂、課本、教師”為中心的教學模式，轉向以學生為中心, 重能力培養，激發學生的學習積極性、主動性和創造性的教學模式，借助網絡平臺的優勢，信息和知識的傳播更加便捷有效，學生對知識的理解速度和學習效率顯著提高，實現學習個性化、民主化、終身化，是現代教育發展的趨勢[1]。

1 傳統微生物學實驗教學與基于網絡教學平臺的教學模式

1.1 微生物學實驗教學中傳統課堂授課模式的優劣勢

傳統的教學過程中，教師開展教學、實現教學目標和學生獲取知識都集中在課堂授課過程中。微生物學實驗是生命科學重要的基礎實驗課，特別是隨著分子生物學的發展與拓寬以及交叉學科的發展，微生物學特有的無菌操作技術的應用更加廣泛。微生物學實驗的教學目標是培養學生的實際操作技能，使學生建立起“無菌概念”，掌握微生物培養基制備、實驗器皿的包扎與滅菌、無菌操作技術、顯微制片及觀察技術、微生物分離純化技術和微生物學檢驗技術等基本實驗技能[2]，加深并鞏固微生物學理論知識，培養學生觀察實驗現象、分析并解決問題的能力和嚴謹科學的實驗態度，對學生日后進一步學習和工作都具有非常重要的意義。

學生必須通過動手操作、反復練習才能掌握實驗技能。在傳統的教學模式中，教師能與學生面對面，直接教授儀器的操作、各種無菌操作技術和實驗方法，教授如何設計實驗、分析數據、參與團隊合作，以及如何正視挫折，鍛煉科研工作所需的實踐和社會技能等。然而，傳統的教學模式以教師的灌輸為主，學生基本上只從實驗教材和教學課件中得到相關的實驗知識，其他與實驗相關的資料不能及時傳授給學生，很難激發其學習興趣和積極性。學生對實驗內容與設計的理解依賴于授課教師的講解能力，師生之間的信息交流是簡單的面對面講授和解答，受到時間和環境限制，教師與性格內向學生的溝通更少。實驗項目的設置也受實驗儀器、實驗室環境等硬件以及實驗經費和實驗師資的限制，此外，由于高校專業培養方案的要求，實驗教學總課時數有限，為了讓學生在有限的學時內學習盡量多的實驗技術，每次實驗課經常會安排許多教學內容，這樣就無法保證每個學生有充足的實驗操作時間，而且學生在實驗過程中只是被動地接受，沒有時間和空間去思考和探索，不利于實驗技能、創新能力的培養，也無法提高學生對微生物的學習興趣。另外，微生物學作為生命科學的前沿學科發展迅速，新知識、新技術不斷更新，僅靠課堂有限的時間和空間進行教學也遠遠不夠。

1.2 網絡教學平臺的優勢

網絡教學是網絡技術、多媒體技術和遠程教育教學理論相結合的產物，不受時空的限制，師生能夠共享優質的教育資源。如果能充分利用網絡技術，通過實驗課多媒體課件及標本觀察，以及豐富的網絡資源和線下互動等模塊，可以建立開放式立體化的實驗教學模式，提高教學效率。網絡教學有著傳統教學模式無法比擬的巨大優勢[3]，主要體現在以下幾個方面。

1.2.1

提供豐富而全面的實驗相關資源，教學手段多樣化。借助互聯網傳輸的高效與便捷，網絡教學平臺可以提供全面而豐富的課程資源，可以共享優質教學資源，教學手段更加豐富多彩，例如多媒體課件、實驗視頻資料、豐富多彩的微生物形態圖片、web鏈接、互動園地、實驗報告糾錯、課后問題解答以及學習情況跟蹤與考核等。

1.2.2 網絡教學方式更加新奇生動，易調動學生的學習興趣。傳統的課堂教學模式難以擺脫單一枯燥的缺點，網絡教學模式中，學生面對的不再是黑板和單調的教師講解，而是使枯燥知識變得活潑的廣闊的網絡空間。

1.2.3 學習時間靈活，影響力廣泛。傳統的課堂教學中，學生的實驗時間局限于課程表的安排，影響和受益的范圍也僅僅是學校內上課的班級。而大學應以自主學習為主，采用網絡教學后，學生可以隨時登陸網絡教學平臺進行學習，并與教師進行互動交流，學生有充足時間思考和查閱資料，對問題的理解也更有深度和廣度，且性格內向的學生也能積極留言討論，還可加深師生感情，消除隔閡，受益的人群范圍更加廣泛，所有需要微生物實驗技術的人都可以關注該課程，從中獲取知識。

2 網絡教學平臺成為微生物實驗教學的有效輔助手段

2.1 延續課堂教學，提高教學效益

微生物實驗教學已進行了一些改革嘗試：以傳統教學模式為主，輔以多媒體教學，實驗教師定期開會，研究討論實驗項目的設立與完善，統一需要集中演示的實驗技術、學生易出現的操作問題及處理措施、課后思考題的解答等；收集制備實驗內容相關的圖片、操作視頻等資料，直觀展示微生物的形態結構及實驗操作技術，使學生能夠更好地理解和掌握微生物學理論知識和實驗技術，激發學生對微生物學實驗的興趣，進一步培養學生的實驗技能、思維能力和創新能力。但是，微生物學是一門技術性非常強的實驗學科，為了教授更多的實驗技術，在有限的學時內需要安排很多的實驗內容，學生常常不能很好地理解和掌握這些實驗技術。為此，在實驗教學平臺上放置了實驗電子教案、教學課件、實驗操作視頻和操作注意事項等，為學生預習提供方便。要求學生實驗課前進行預習，并書寫預習報告，在充分理解實驗原理的前提下，寫出簡單且便于操作的實驗流程，這樣學生就可以迅速理解教師的講解內容，順利進行實驗操作, 提高教學效率。在課堂教學完成后，學生還可以進入網絡教學平臺，復習并鞏固課堂教學內容。

此外，微生物學實驗技術性高、內容龐雜且實驗現象多變。將開設的每個實驗項目的原理、預期結果、實驗結果的分析與計算、可能出現的問題及原因等都通過文本、圖片、動畫和視頻等方式發布在網絡教學平臺上，確保學生得到正確的實驗結論。如果未出現預期的實驗結果，也能引導學生找出可能的原因并進行合理分析。

2.2 更有效地進行微生物形態學教學

微生物形態學教學是微生物學實驗十分重要的內容[4-5]，除了學習微生物形態觀察技術外，還要盡量讓學生多觀察一些不同類型和種類的微生物，以增強學生對微生物多樣性的認識。顯微制片技術是觀察微生物形態的基本技術，但是，由于學生制片技術和理論知識不足，在課堂上經常觀察不到典型的形態，而且實驗課結束之后,學生也很難再有機會觀察微生物的形態。為此，網絡教學平臺收集制作了大量微生物形態圖片，更加直觀地展示了微生物形態的多樣性，同時還放置了實驗相關儀器設備的圖片，開闊了學生的專業視野。另外，開展網絡教學后，由于學生可從平臺上得到更多的實驗相關內容，實驗觀察時間縮短了，部分解決了教學資源緊張的問題。

2.3 拓展微生物學實驗技術，開闊學生的專業視野

微生物學是一門技術性很強的實驗學科, 需要學習大量的實驗操作技術[6]，但是由于教學計劃的限制，在有限的學時內不可能完成所有實驗內容，在課堂上只能教授典型的微生物形態學觀察方法，進行重要的驗證性實驗和少數幾個設計性和創新性實驗，遠不能滿足微生物學相關科研和工作的需要。為了開闊學生的視野，提高學生的學習興趣和教學效果，在實驗教學平臺上，除放置了已開設實驗的教學課件和操作視頻外，還放置了未開設但很常用的微生物實驗技術的操作視頻。通過網絡教學平臺，學生可以學習更多的微生物學相關知識和實驗技術，豐富和拓展知識面，開闊了專業視野，使實驗室在空間和時間上都得以延伸。

3 基于網絡教學平臺的微生物學實驗教學模式改革

3.1 規范網絡化微生物學實驗教學內容

在微生物學實驗網絡教學平臺上設置了課程介紹(包括實驗課程簡介、課程教材、發展沿革和教學條件等)、師資隊伍、教學資源(包括教學大綱、實驗項目、教學課件、WEB教材或鏈接、教學視頻、實驗報告模板、軟件下載等模塊)、實驗成績考核(包括預習考核、實驗操作考核、實驗報告考核和實驗考試等)、教學成果展示(包括教學成果、科學研究和學生作品等)、師生互動論壇、師生互評系統和參考文獻等模塊。

設計的實驗項目既與理論教學緊密結合，又是獨立的課程體系。經過幾年的實驗教學改革，除保留必須的基礎性驗證實驗外，加強了學生自我學習能動性的培養，將傳統的實驗課程從理論課程中完全剝離出來，獨立設置基礎微生物實驗課，增加了設計性和創新性實驗。通過這些實驗課的學習，在鍛煉學生動手能力的同時，提高了其實驗設計能力，逐步建立起了科學的實驗教學體系。

3.2 微生物學網絡實驗教學模式改革

在明確了微生物學網絡實驗教學目標和要求的基礎上，對每個實驗單元按照“背景-材料準備-實驗視頻或動畫-拓展閱讀-問題回答-提交實驗報告”來進行設計。教師通過網絡平臺控制面板的各種工具發布實驗教學圖片、多媒體課件、操作視頻及相關網站鏈接，并通過“跟蹤查看次數”、“作業”、“討論版”等管理和了解學生的課后學習。學生通過查看相關實驗教學內容和資源，進一步獲取更多課堂外的知識，豐富和拓展知識面，同時利用軟件進一步模擬相關實驗操作，為實際的實驗操作打下堅實的基礎。此外，學生通過網絡提交實驗報告，并通過“發帖”和“回帖”等實現師生的交流與互動。參與者可以隨時隨地與老師交流實驗中出現的問題，在課堂上不愿意提問的性格內向的學生也可以積極發言，主動參與。教師通過學生評測系統，可以準確了解每個學生對實驗教學內容的掌握情況，采取針對性的教學和輔導，有效提高實驗教學質量。這種教學模式將實驗的課堂教學與網絡教學相結合，教師面授與網絡指導相結合，個人自主學習與課堂被動學習相結合。學生可以突破時間、空間的限制，自行根據實驗內容預習、復習，提高學生的聽課效率，并且能夠更有效地參與實驗操作與討論等教學活動，激發學生自主學習的積極性。

3.3 建設網絡化微生物學實驗教學資源

筆者經過多年的收集和整理，積累和制作了大量微生物學實驗課程相關教學資源，如教學大綱、教學條件、教學課件、教學視頻、靜態圖片、web資源鏈接、實驗報告模板、課后訓練題解答等，將這些教學資源進行了數字化、數據化，發布于網絡教學平臺。同時收集制作了已開設實驗的動畫和詳細操作視頻，如無菌操作技術、接種技術、顯微制片和觀察技術、微生物分離純化技術和食品衛生學檢測技術等，另外還收集了并未開設但應用性很強的實驗技術的操作視頻，如細菌夾膜染色、微生物誘變、淺盤固體接種法、 放線菌印片法、過濾除菌、土壤中藻類和原生動物觀察等內容。一方面在網上提供豐富的課堂教學資源，方便預習和復習；另一方面拓展了學生的專業視野，加深了對微生物學及其實驗技術的認識和理解，對未來可能進行的微生物學方面的工作有了深入的認識。

3.4 開發網絡化虛擬實驗室

利用已經成熟的技術，如網頁制作、Flash動畫、LabVIEW和Java等技術，可實現具有虛擬實驗環境、實驗儀器設備、實驗對象的網絡虛擬實驗室[6,7]。通過相關軟件的制作實現在線虛擬實驗，鞏固學生在課堂上學習的實驗操作，使實驗室教學得以延伸，實現實驗課程的網絡化教學，實現課程內容理論與實踐、平面與立體、抽象與具體的有機結合。

4 結語

充分利用現代教育技術，運用有效的教學手段提供豐富多彩的教學內容是現代高等教育的要求。網絡平臺是傳統教學與現代教育技術的有效結合。目前，在我國高校教學中，網絡教學只是輔助教學手段, 傳統的課堂教學仍占主導地位，但隨著網絡平臺在教學領域作用的逐步顯現，網絡教學可能成為高等學校教學模式的主流。著名科學家錢學森早已對未來教育作了論述:“未來教育=人腦+電腦+網絡”。靈活、便捷、高互動性的網絡技術為現代教育技術開辟了教學新領域，使教育“大眾化、終身化”得以實現, 提高學習者的自主學習能力和創新能力, 推動全民素質教育和社會進步。

[1] 鄒麗萍.關于發展網絡教學的思考[J].黑龍江高教研究，2003(4)：100-101.

[2] 沈萍，陳向東.微生物學實驗[M].4版.北京：高等教學出版社，2007.

[3] 谷永芬,吳倩. Blackboard 網絡教學平臺在高校教學中的運用[J].經濟研究導刊，2008,33(14)：215-216.

[4] 倫永志.網絡教學在醫學微生物學實驗教學中的應用[J].繼續教育醫學信息，2004, 17(5): 277-278.

[5] 沈萍，陳向東.微生物學[M].2版.北京:高等教育出版社，2006.

[6] 王涌,李國麗,應艷杰,等.建設網絡虛擬實驗室,深化實驗教學改革[J].實驗技術與管理，2010，27(9)：85-87.

[7] 張剛, 羅小華, 賀利芳.構建網絡虛擬實驗室技術研究[J].實驗室研究與探索,2008，27(3)：55-58.

Reformation for Microbiology Experiment Teaching Methods Based on Network Education Platform

LIANG Li-kun1, NI Xin-jiang1, YOU Cui-rong1, CUI Long-bo2*et al

(1. College of Life Science, Yantai University, Yantai, Shandong 264005; 2. Teaching Affaires Office, Yantai University, Yantai, Shandong 264005)

In order to improve teaching effects and education quality of the microbiology experiment course, teaching reform was carried out based on the constructed Network Education Platform. By using the digital textbook, the experimental procedure in multimedia, the sharing experimental design, the Web resource providing experiment teaching under network environment was constructed. In this way, Blackboard Network Education Platform could prolong the laboratory experiment process in both time and space, and was combined with classroom study. Meanwhile, teaching effects including bilateral teaching and student initiative study activity were increased. Network Education Platform had become an important microbiology experiment classroom teaching aids in university.

Network education platform; Microbiology experiment; Teaching reformation

2014年煙臺大學教學改革研究項目(A002)；2012年度山東省高等學校教學改革項目(2012025)。

梁麗琨(1966- )，女，山東蓬萊人，副教授，博士，碩士生導師，從事微生物教學及應用微生物研究。*通訊作者，教授，博士，碩士生導師，從事細胞生物學研究。

2015-11-20

S-01

A

0517-6611(2015)35-380-03