翻轉課堂提高“現代食品微生物學”課堂效果初探

計紅芳，張令文，康壯麗，王正榮

（河南科技學院食品學院，河南新鄉 453003）

“現代食品微生物學”是微生物學的一個分支學科，同時也是食品科學學科的重要組成部分，其作為學校食品科學與工程碩士研究生的一門專業學位課，對食品加工保藏及品質控制等方面起著非常關鍵的作用。該課程理論性與實踐性都很強，教學學時為48學時，相對較少，且涵蓋內容廣泛、知識體系復雜、知識涉及面廣、知識點分散、名詞術語多、文字描述多、記憶內容多，教與學過程均存在一定的困難。高等教育教學改革的最終目標是要培養具有創新精神與能力、與時俱進的高水平高素質的復合型人才。

以“互聯網+”為大背景的教育教學改革，深刻改變著教育面貌，推動教育向網絡化、智能化、數字化方向發展。“互聯網+”與高等教育的各個環節融合，促進了高校教育理念的更新、教學模式的轉變、教學效率的提高。“互聯網+”將對高等教育的發展產生重要的影響。

近年來，互聯網技術與高等教育相結合產生出各種新的教學模式，如翻轉課堂等。傳統教學以教師為中心的單向“填鴨式”灌輸知識的授課方式，正在向更加注重互動交流、平等對話的“翻轉課堂”轉變。所謂翻轉課堂，是通過對教學內容分解、知識點剖析、課堂重組規劃，師生共享教學課件、教學視頻等互聯網資源，如慕課、微課、PPT、數字化教材等教學資源庫，鼓勵學生課下進行自主學習，教學模式由傳授知識轉變為學術問題探討，使教室變成了師生間與學生間交流互動的場所，包括給學生答疑解惑、考核學生靈活運用知識的能力、使學生了解創新創業與學科前沿動態等，從而達到更好的教學效果[1]。這一新穎教學模式隨“互聯網+”的發展變得更加鮮活多樣、生機勃勃，受到教育工作者的關注和青睞。因此，歸納總結了傳統教學模式弊端、翻轉課堂可運用的網絡教學手段與優勢，以及在該課程教學改革中的實際應用效果，為相近領域教學工作提供借鑒與參考。

1 傳統“課堂講授”模式存在弊端

“現代食品微生物學”課程傳統教學方式主要采用的是教師借助PPT“課堂講授”的教學方式。教師是教學活動主體，在準備、講授、示范過程中，將知識傳授給學生；學生是教學活動的客體，是知識的被動承受者。教師按照排定的課表，在規定的時間、地點授課。課程結束后進行期末考試，結合平時課堂表現，給予成績。優點體現在：①能現場演示PPT，課件信息量大，能節約教師備課時間；②教師與學生面對面授課，豐富的面部表情、恰當的肢體語言，良好的師生互動有利于創造良好的課堂氛圍；③教師講授知識的系統性強，有利于學生理清知識脈絡。但同時存在以下缺點。

（1）課程內容多，教學時數少。該課程講授主要內容包括食品微生物的發展歷程、分類方法、微生物學技術、食品的保護措施、食源性病原菌、相關研究動態前沿等相關知識。由于知識點多且零碎分散，學時相對較少，留給學生思考與做筆記的時間也少，教師所教授知識在學生腦海中停留時間較短，印象不夠深刻，學生不容易掌握課程內容內在的邏輯關系。在有限的教學學時內，教師只能疲于在規定時間內盡可能地精講，突出重點和難點。多媒體教學易使學生注意力過度集中在所講幻燈片內容上，不利于把幻燈片所含知識點融入知識體系，給學生的記憶、復習和知識體系構建增加了難度。授課形式過于呆板與單調。

（2）“填鴨式”教學模式單一，學生缺乏獨立思考能力。課堂上通常采用以教師講述為主的教學形式，教師口授、板書、PPT，學生耳聽、筆記。有一部分學生并不去做筆記，而是用手機拍照，用手機或是錄音筆錄音，這些行為不僅分散了其他學生的注意力，而且也干擾了其他學生聽課，學生聽課狀況整體不理想。教學在特定時空內進行，教師以灌輸知識為主，學生被動地接收，有可能造成學生對所學知識不能完全理解，出現死記硬背的現象，忽視了學生的主體作用與學習的主動性、師生間的溝通交流、學生間的協作互助。長此以往，學生缺乏獨立思考與邏輯思維能力，自主學習能力也會變差。

（3） 教學內容統一，忽視了學生的主體作用。雖然教師較為注重系統理論知識的傳授，但相對而言，在整個學期，學生獲取知識的周期長，循序漸進的過程容易消磨學生對知識的渴望。面對不同發展需求與人生規劃的學生群體，在同一教學地點，以同樣的教學形式接受同樣的知識內容，很難實現因材施教與個性化需求的差異。教師講述為主，忽視了學生的主體作用，這些不足制約了學生的主動性和創造性培養，限制了學生素質的提高、潛能的發展、個性化培養的需求。

（4） 以課堂教學為主，忽視了課外的交流互動。教師要根據培養方案與教學大綱制定該學期課程的授課計劃。由于課堂教學學時有限，為圓滿完成教學任務與教學目標，教師會從整體上合理安排課程教學進度。學生以被動“填鴨”方式接受知識，上課時很少或根本沒有余下時間和教師進行討論質疑、動態交流，當然偶爾也會引入簡短的小范圍的討論。教師難以了解學生對所學知識掌握情況，整個教學過程呆板、沉悶，最終導致教學效果不夠理想。

（5）考核不夠全面，不注重過程評價。教師只注重期末考試成績，學習過程評價相對較少。“現代食品微生物學”課程考試成績主要包括平時成績與期末試卷成績。到課率、課后作業、實驗報告等是平時成績主要參考依據。這種傳統考試方式的弊端是忽略了學生作為主體的學習過程，不能夠準確、客觀地反映學生的學習效果、興趣，更不利于培養學生主動探索與創新能力。

傳統授課方式體現出的種種弊端，已給予教學工作者深刻的提示與啟發，必將要對課程授與學的方式進行改革。翻轉課堂，可將知識傳授過程延伸到課堂外，基于網絡化與信息化，開啟的線上與線下同時進行學習的模式，建立起師生順利溝通的渠道，實現了以學生為中心的教學理念。這對于培養學生熱愛學習的興趣與熱情、創新能力，滿足新時代高素質復合型人才培養的需求，將具有重要的意義。

2 翻轉課堂可運用的網絡教學手段及在實際教學中的優勢體現

翻轉課堂的特點是學生在課前自學課程教材、PPT、網絡視頻資料、教師布置的預習作業、查閱相關科技文獻等。教師在課堂上根據學生預習情況，集中就難懂與難理解的知識進行重點講解，并基于章節基礎知識開展答疑、作業輔導與知識擴充等。這是一種以學生為中心的“互聯網+課堂”的線上與線下教學相結合的嶄新模式，為研討式、互動式、開放式教學的實施提供了重要前提，翻轉教學的功能得到了進一步提升。翻轉課堂這種自下而上動態活躍、多元豐富的教學模式，越來越受到國內外教育工作者的推崇。

2.1 翻轉課堂可運用的網絡教學手段

（1） 慕課。慕課（MOOC，Massive open online courses）即大規模在線開放課程，它是將優秀的教學資源、教學手段方法與互聯網相結合的產物。慕課具有大規模、在線學習、開放性等特點，不僅在實現優質教學資源共享、促進教育公平方面具有十分重要的意義，它所帶來的“開放、共享”理念也突破了傳統教育觀念的束縛，改變了傳統的教學模式。學生可去慕課網絡平臺進行學習，如慕課網、中國大學MOOC、MOOC中國等。慕課實現了以學生為中心的教學理念，充分發揮了學生學習的主觀能動性與創造力，將逐漸被教師和學生所采納，成為微生物學的一種重要教學方式。

（2） 微課。微課是以教學微視頻為核心載體，圍繞重點、難點、疑點或關鍵教學環節開展的簡短的教學活動，是精心設計和開發的微型優質學習資源。微課主要講解一個知識點、一個單元或者專題，視頻教學資源時長在10 min左右，能幫助學生更好地自主學習、理解知識，具有短小精悍、重點突出、特色鮮明，以及形式上“微”、內容上“精”等特點。微課將文本、聲音、圖片、動畫、錄像等有機結合給課堂教學帶來更多新的變化，正在成為一種新型的教學模式和更高效的教學手段[2]。學生利用微課可以在課余時間靈活地進行預習或復習等學習活動。微課這種相對獨立的自主學習方式能促進學生的個性化學習，愉快的學習氛圍也更容易被學生喜愛和接受[3]。

（3） 微信。微信是一款可以支持語音、視頻、群聊、圖片和文字等的手機軟件，它具有快速分享信息、開放平等、即時交互等特點。創建微信公眾平臺，可讓學生以班級為單位通過掃描二維碼進行關注，從而獲取該平臺所有網絡資源，真正實現師生間實時交流。大學生群體均為微信手機用戶，這為以微信為媒介進行“自主移動”學習提供了廣泛的互動平臺，易于培養學生學習興趣、提高學生學習效率[4]。

（4）雨課堂。雨課堂是由清華大學教學團隊開發的現代化網絡教學工具，軟件界面全部基于Power Point和微信，它將復雜的信息技術融入二者之中，將師生的智能終端高效連接起來[5]。教師在上課前，電腦需安裝Rain Classroom軟件。使用時，在PPT中打開雨課堂，學生通過微信掃碼登錄，教師創建課程和班級，利用原有的PPT即可開啟雨課堂授課模式。它的主要功能體現在：推送手機課件、視頻、語音，預習及布置作業，彈幕式課堂討論，課堂紅包，到課率，幻燈片同步與“不懂”反饋，大數據采集與分析等[6]。雨課堂授課，不需要投入新的硬件設備，就可實現智慧教室的升級，教師也不用花費太多時間精力去學習雨課堂軟件的使用，易用性與方便性受到了教師的歡迎。學生的智能手機也可轉變為學習工具，提高了學生學習的熱情，后臺大數據分析有助于教師更客觀地掌握學生學習狀況，從而合理安排教學進程[7]。另外，百度、搜狐、優酷、土豆等網絡軟件，也是學生可以利用的網絡學習資源。

2.2 翻轉課堂在實際教學中的優勢體現

（1）由被動學習變成主動學習，突破傳統課堂時空條件對學習過程的限制。翻轉課堂借助于網絡上海量優質教學資源，這些資源以文字、圖像、視頻、音頻等形式最直觀地呈現給廣大師生。通過學生課下自覺學習網絡課程、教材、PPT與查閱科技文獻等方式，增加了“虛擬”學時，擴大了學生知識的視野與眼界，保證了學生能夠進行挖掘式學習潛力的發揮。線上“互聯網+”的個性化學習，是一種由被動變主動的學習過程，能夠培養學生提出問題、解決問題的能力，能夠彌補理論課學時有限的不足之處，使學習方式能夠更加生動、靈活、多樣、便捷。

（2）構建新型的師生關系，增加師生間交流與探討。在翻轉課堂模式下，上課前，由于學生進行過自學的學習過程，對不懂或理解不深刻的知識點已經做了標記。在上課時，學生就會帶著問題，有針對性地進一步學習，能更加明確重點與難點，根據自己的學習的情況與教師探討交流，這樣教師也能夠很好地了解學生對知識的掌握情況，上課時就會對所講解的內容進行調整，準確把握上課節奏。因此，翻轉課堂不僅能夠增加師生間在網絡平臺的時時交流，而且也更能增加師學間在課堂上的交流，提高了學生學習積極性、學習效率。

（3）提升學生的自學能力與綜合素質。翻轉課堂首先要求學生利用課余時間進行自學，如果自學過程完成的不好，后續的教學過程就無法順利實施。讓學生學會獨立學習、認真思考、找出問題，這也是翻轉課堂實施的基礎。學生若經過這樣長期的訓練，自然而然，自學能力會得到大幅提高，最終能夠進行獨立地自我學習。翻轉課堂的教學模式實質上也是一種“探究式”教學，師生間是一種“自主與獨立”“協作與探索”的建構式學習過程，這將有利于學生創新能力的培養，實現了教學上的教學相長與優勢互補。

3 翻轉課堂在實際教學中應用評價

結合翻轉課堂，在“現代食品微生物學”課程中進行了較大幅度的教學改革。

3.1 課前學習資料的準備

（1）教師準備教材。為了揚長避短，該課程選用了多種教材作為教學的主要參考書。具體選用了中國農業大學出版社出版的《食品微生物學》、高等教育出版社出版的《微生物學教程》 （普通高等教育“十一五”國家級規劃教材）為主要教材，以國外優秀教材“Modern Food Microbiology”和《全美經典學習指導系列——微生物學》為參考教材。

（2） 教師準備PPT。課件經過多次修改，力求內容豐富、重點突出、圖文并茂、與時俱進。

（3） 教師與學生自制微課。為了方便學生學習，教師將關鍵教學環節內容錄制成微視頻。例如，微生物引起蛋制品腐敗變質的原理、微生物在發酵制品中的應用等，以非常直觀的形式呈現給學生。在教學課件的基礎上增錄了同步教學語音。經過一段時間教學后，可以引導學生與教學實際緊密結合，自己制作微課。微課的內容可以是課程的重點、難點，也可以是學科前沿熱點問題。學生在拓展知識點時，就必須查閱大量國內外資料，這是鍛煉學生進行自主學習、開闊視野的好機會。

（4）學生查閱期刊論文。學生在課下，利用大量的網絡資源，查閱國內外期刊及博碩論文，獲取微生物學領域的最新研究方法、研究動態與研究進展。

（5）預習形式。推薦國內外共享慕課網站對相關知識點進行預習。通過微信公眾平臺，將教材電子版、教案、PPT、習題庫、案例庫、圖片庫、課堂練習，課后作業、自制微課等，提供給學生，提前進行課程預習。學生可以各取所需下載相關學習資料，線上提交作業、參加測試，并積極進行互動討論，完成對微生物學課前知識的內化與遷移。

3.2 課堂討論內容的設計

應用雨課堂，考核學生的課前預習情況。教師向學生推送該課程知識中的重點、難點，以彈幕的形式，進行課堂討論，隨時提出問題，掌握學生的學習動態，及時調整教學內容與節奏，加深學生對知識的學習和理解。“現代食品微生物學”課程每一部分內容，均選擇了與學科前沿與熱點問題相關的綜述和研究性期刊論文，以影響因子較高的SCI論文為主，這樣可以將教學與科研有機結合，拓寬學生的知識面和眼界。另外，設計有協同式教學、問題式教學、案例式教學，如最實際的生產案例等互動內容，建立交流群組，師生可以在課堂上進行答疑、討論、共同探究等教學活動。教師采用新穎教學方法與手段有效地引導、啟發學生對所學知識進行對比分析、綜合判斷，從而積極主動地發掘問題、開拓視野，培養創新思維與前瞻性。

3.3 考核方式的轉變

食品專業人才培養目標就是要與產學研結合，培養具備較強創新意識和實踐能力，能在科研、相關企業、檢測機構、監督管理機構等企事業單位從事科學研究、食品分析檢測、質量管理、安全評價、生產經營等方面工作的應用型人才。顯然，基于此人才培養目標，該課程在原先期末考試筆試形式的基礎上，要與翻轉課堂過程化、個性化的考核方式結合，設計動態、多元、有效的考核方式，應使考核內容深度、廣度與課程目標要求相一致，圓滿完成該課程學期教學任務。

針對翻轉教學方式，課程考核方式改革具體方法為平時作業占總成績30%，討論表現占總成績30%，期末考試占總成績40%。其中，平時作業主要為在課前學習中教師布置的預習作業和課后作業，包括查閱文獻、自制微課、去企事業參觀學習實踐現場布置作業等；期末考試主要考核學生對基本知識系統的掌握及對所學知識的靈活運用能力。課堂討論環節包括授課現場討論，在網絡平臺上的討論，例如在微信公眾平臺上將與科學研究、創新創業、企業生產等相關案例通過互助討論區、任務完成區等欄目形式呈現。教師針對具體案例提出問題，學生借助網絡教學資源，尋找答案。通過對學生參與討論的積極性，回答問題的準確性，創新性等判斷，給予學生討論部分成績。通過考核方式的改革，食品學院2016-2018級研究生的該課程成績最終均達到優秀。通過翻轉課堂多元化的成績考核方式，學生不僅掌握了微生物學科相關知識，也能及時了解到微生物學國內外研究動態與企業實際生產對人才需求的情況，更能幫助學生正確樹立專業目標、激發學生學習興趣，培養學生創新思維。

4 結語

翻轉課堂為微生物教學帶來了新的思路，它利用“互聯網+”信息化技術先進的教學手段，使“教師與學生”“線上與線下”進行了有機結合，是一種開放式與整體式的新型教學模式，也是教育教學模式的改革與創新，將給微生物課堂教學的發展帶來新的契機與活力。

翻轉課堂作為一種新興網絡教學模式已得到了廣泛關注。實踐證明，隨著網絡課程教學資源不斷優化、網絡教學平臺功能的不斷改進，翻轉課堂將在微生物課程教學中發揮越來越重要的作用。