基于MOOC的“三位一體”教學模式在微生物學實驗教學中的應用研究

黃運紅 唐雪林 鄒龍 倪海燕 龍中兒

摘要：微生物學實驗是高等院校生命科學及其相關專業的一門必修課。文章主要介紹以MOOC教育資源為媒體、以課堂教學為引導、以實驗課堂為平臺的“三位一體”教學模式在微生物學實驗課程教學中的實踐，形成“以學生為中心”的教學理念。結果表明，該教學模式能有效提高課堂教學質量，促進學生自主學習，培養學生的實踐能力和創新精神，為新時代生物方面創新人才的培養奠定基礎。

關鍵詞：微生物學實驗;教學模式;創新人才

中圖分類號：G642.41? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）12-0241-03

MOOC（Massive Open Online Courses）是大規模開放在線課程的簡稱，是基于互聯網技術跨越時空的在線授課模式，其基本理念是“以教師為指導，學生為主體”，將學習的主動權交給學生，注重培養與提升學生的自主學習能力和綜合素質[1，2]。近年來，隨著互聯網和信息技術的快速發展，基于互聯網的新型教學模式MOOC應運而生，它是一種以開放訪問和大規模參與為目的的在線課程，具有大規模、免費開放、在線共享等鮮明特點，吸引全世界教育者的目光[3，4]。

微生物學是高等院校生命科學及其相關專業的一門必修課，是應用性和實踐性都很強的學科，同時是整個生命科學中具有一整套自己獨特操作技術的學科。其實驗技術和方法需要特殊的實驗室裝備和專門訓練[5-8]。同時，微生物學的實驗技術和方法已廣泛地滲透到生命科學的各個領域，是現代生命科學的基礎。因此，微生物學實驗是一門十分重要的專業基礎課實驗。提高微生物學實驗課教學質量，對學生理解理論知識、培養實驗技能、提高分析問題和解決問題的能力等，有重要的作用。

一、微生物學實驗傳統教學模式改革的必要性分析

在新時代全國高等學校本科教育工作會議上，陳寶生部長強調，全面堅持“以本為本”，切實推進“四個回歸”，不斷提升人才培養質量，把人才培養的質量和效果作為檢驗一切工作的根本標準。地方師范院校傳統的微生物學實驗以小型的驗證性實驗為主，如細菌革蘭氏染色法、放線菌形態觀察、微生物純培養技術、糖發酵實驗、大分子水解實驗等。在這種實驗教學模式下，各實驗相互割離，關聯性不大。進行實驗時，學生不能將所學知識融會貫通。教學方式上，則以教師為中心。實驗課堂上，教師單純講解示范，學生只是機械地模仿和驗證，不能參與實驗設計和實驗準備，無法自主思考。這不利于學生科學思維的培養、創新能力的培養及和專業志趣的激發，從而難以造就堪當民族復興大任的時代新人。因此，地方師范院校迫切需要對微生物學實驗課程教學思路進行探索，對教學模式進行創新。

二、MOOC“三位一體”教學模式在微生物學實驗教學中的實踐

（一）MOOC的“三位一體”教學模式

MOOC作為一種新型的教學模式，采取開放的網絡形式，將優秀的教學資源很好地融合起來，優先呈現知識點，從根本上改變傳統高等教育的課程模式、授課形式與教學管理等，為提升人才培養質量提供思路和方法。但基于MOOC的實驗教學模式也存在引導性不足、情感交流少、缺乏個性化學習和完成率低等問題。

基于MOOC“三位一體”的實驗教學模式，將實驗課堂設計成一種平臺。這個平臺既要發揮高校課堂教學的引導性，又能讓課堂主體轉換為學生，它以目標性引導為基本、興趣激發為本質、自主學習和討論為目的，從根本上突破現有實驗課堂的局限和MOOC實驗教學模式的不足。基于MOOC“三位一體”的實驗教學模式中，實驗課堂通常由三部分構成：理論課堂知識點的鞏固和指定實驗的驗證;外延知識的擴展、精熟MOOC視頻的直觀演示;學生的自主分組、自主項目的設計制作和展示。

（二）MOOC的“三位一體”教學模式在微生物學實驗教學中的應用

微生物學實驗課程是我校生物科學、生物技術和生物工程3個本科專業的專業基礎實驗課。基于MOOC的“三位一體”教學模式，微生物學實驗課教學團隊設計的實驗內容具體如下。

1.課堂教學指定實驗。課堂教學中，學生學習微生物基本操作技術，如微生物學實驗室常用儀器設備（如顯微鏡、高壓蒸汽滅菌鍋、隔水式電熱恒溫培養箱和電熱恒溫干燥箱等）的使用與保養;培養基的制備與滅菌技術;微生物的平板培養技術;無菌操作技術;微生物的制片、染色技術。

2.MOOC資源精熟學習。微生物學實驗MOOC課程資源主要集中在以下方面：實驗教學PPT、教師的教案和講義、提前錄制的微視頻、電子參考書、學術期刊、課后作業和習題、優秀學生作品、互動和分組討論發言（定期發布互動話題，讓學生線上線下分組討論）、網絡資源鏈接（如武漢大學微生物學精品課程）等。另外，我校《微生物學》課程于2015年獲批江西省級精品資源共享課。學生通過這個平臺可以隨時隨地觀看微生物學實驗視頻，反復學習實驗過程、實驗結果，自主完成網絡課程學習，進入討論區參與討論，通過教師提供的關聯在線課程擴展學習。

3.學生為主體的分組和自主設計項目。通常按4—6人分組。目前，分組形式以自由分組為主，學生以小組為單位。任課教師根據自身科研項目出題，如土壤中苯類化合物降解菌的分離與鑒定，纖維素酶、蛋白酶或脂肪酶等酶類產生菌的篩選和鑒定，拮抗稀有放線菌的篩選及鑒定，植物內生拮抗真菌的篩選與鑒定，植物根際解鉀菌的篩選與鑒定等。學生自行選擇感興趣的課題，保證選題的多樣性，改變原來一成不變的實驗題目及實驗流程。各小組成員根據選題查閱文獻資料，討論后綜合設計出實驗方案，主要包括選題意義、技術路線、實驗材料、實驗步驟及方法、預期結果、可行性分析等。學生提交實驗方案后，實驗教師認真審閱各組實驗方案，提出修改意見，從而保證實驗的順利開展。在實驗過程中，教師應特別強調學生的協作精神及應用基本操作技術解決問題的能力，注重學生對實驗過程、實驗結果的分析和記錄以及出現問題時能否提出有效的解決辦法。實驗完成后，學生要完成實驗論文，論文要求以學術期刊論文的形式提交。

（三）MOOC的“三位一體”教學模式在微生物學實驗教學中應用效果的評價

針對基于MOOC的“三位一體”教學模式教學效果中學生滿意度的考察，本研究采用問卷調查方法，2016年至今，對生物技術專業和生物工程專業“微生物學實驗”課程學習的學生進行問卷調查，學生認為本教學改革有助于提高實驗課堂教學質量的占98.62%，認為有助于進一步掌握和理解微生物學基本知識、基礎理論的占97.65%，認為有助于激發科研興趣的占98.89%，認為有利于提高實踐能力的占99.01%，認為有助于提高科研素養的占98.01%，認為有助于培養創新能力的占96.89%，認為有助于增強團隊合作精神的占97.82%，贊同此項改革的學生占93.21%。不贊成實驗教學改革的學生，其理由主要是占用課余時間較多。學生普遍認為，通過本課程的學習，他們學會了如何研究課題和設計研究方案，實踐能力得到提升，培養了科研創新能力，科研素養得到培養和訓練。實施“微生物學實驗”教學改革以來，經過本課程學習的生物技術專業和生物工程專業學生的畢業論文普遍受到學院教師的歡迎。教師對這兩個專業學生的滿意率達90%以上，較改革前顯著提升。本教學改革有助于創新人才培養質量的提高，現有多名學生積極參與教師科研活動，其中20余名學生成功申報了與微生物相關的校級本科生創新科研課題，并完成“鐵皮石斛根際內生解鉀菌的篩選與鑒定”“東鄉野生稻內生拮抗真菌的篩選與鑒定”等4篇實驗學術論文，擬在學術期刊上發表。2018屆生物工程班考研錄取率達到50%以上。另外，在基于MOOC的“三位一體”教學模式實驗實施階段，教師與學生要及時對實驗中的問題和結果進行討論與分析，這有利于促進師生間的溝通與交流。

三、幾點體會

（一）加強培訓，不斷提升教師專業素質

基于MOOC的“三位一體”教學模式改革的關鍵，在于教師的專業素質。教學改革過程中，教師應發揮好引導者的作用，圍繞微生物學實驗教學大綱和教學目標，掌握好項目的選題和實驗方案的設計，鼓勵、引導學生思考。為提高課堂教學能力和業務水平，鼓勵團隊教師積極參加國內各高校教師新型教學法的培訓會，了解探究、情境、啟發等教學方法，學習運用現代信息技術制作微課、慕課。同時，鼓勵團隊教師參加國內外微生物學相關學術會議，了解本學科的理論前沿和發展動態，豐富自己的專業知識，厚實專業素質，提高駕馭課堂的能力。

（二）突出學生學習的主體地位

基于MOOC的“三位一體”教學模式更好地突出學生學習的主體地位。在教學改革中，學生自由組合形成研究小組，選擇感興趣的課題，查閱文獻資料，討論并設計實驗方案，完成實驗論文，從根本上轉變傳統的學生處于被動地位的狀態，將學習模式由“教師讓學生學習什么”轉變成“學生自己想學習、探究、了解什么”，成為課堂學習的主人。這既能充分鍛煉學生的動手能力和團隊協作精神，又能充分調動學生專業學習志趣，提高學生學習的參與性、主體性，對學習起到事半功倍的效果。

（三）建立合理的考核體系

考核是教學評價中常用的教學信息收集手段，是教學活動不可缺少的基本環節，在教學過程中發揮著重要的作用。基于MOOC的“三位一體”教學模式改革中，成績考核貫穿實驗始終，并將考核成績與過程管理緊密結合起來，既考核學對生微生物學知識的掌握情況，又考核學生的實驗操作能力，更注重學生的創新能力，關注學生的學習態度、紀律和協作精神。本教學改革中，任課教師制定了微生物學實驗課程考核評定表，主要包括：實驗考勤（10%）、實驗準備（10%）、實驗操作（15%）、實驗報告（20%）、實驗方案（15%）、成果展示（10%）和科研論文（20%）等內容。任課教師根據課程考核評定表，對學生成績進行綜合評定。

四、結語

基于MOOC的“三位一體”教學模式是一種新型的課堂教學模式。本研究團隊將以MOOC教育資源為媒體，以課堂教學為引導，以實驗課堂為平臺，將“三位一體”教學模式應用于微生物學實驗課程教學中，形成“以學生為中心”的教學理念。研究表明，該教學模式能有效提高課堂教學質量，促進學生自主學習，培養學生的實踐能力和創新精神，造就新時代社會主義接班人。這種教學模式若推廣到其他生物學實驗課程教學中，必定會取得較好的教學效果。

參考文獻：

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