《探索“微”知》研創式課程建設與實踐

方琳

摘要 闡述了《探索“微”知》研創式課程在教學的內容、方式、資源等方面進行了改革和實踐，旨在讓學生通過對微生物的培養和應用，逐漸產生對微生物學、分子生物學、食品科學等相關方向的興趣，實現學術與學業、品行與品味、適應力與勝任力諸方面充分及均衡的發展。

關鍵詞 研創式大任務課程 微生物學 課程建設

中圖分類號 G633.91

文獻標志碼 B

1課程建設背景

微生物學是研究各類微小生物生命活動規律的科學，是生物專業的一門基礎性課程，引領了生命科學的發展。微生物學的部分內容也是高中生物學習內容的重要組成部分，符合高中課程的學業水平要求。菌株的篩選與鑒定更是眾多生物實驗要素之一。學生學習和認識菌株形態、結構、生長變化過程，能夠掌握純化培養方法，了解生長條件的優化策略，逐步樹立整體和系統的觀念。

微生物學的基礎性使得它具有內容覆蓋面廣、學科交叉多、與現實生活聯系緊密等特點，微生物領域的研究發展也比較快。這些都容易使教學過程中出現主線不明、層次不清等問題。怎樣處理好教學內容繁多與課時有限之間的矛盾是要點。而且本課程主要面向高一學生，他們基礎薄弱，幾乎從未接觸過微生物實驗。因此，如何確保學生能快速進入學習狀態，并開展具有一定探究性和研究價值的實驗，也是教師在教學過程中迫切需要解決的問題。針對這些情況，本課程采用互動式教學加強理論課程中的引導和實踐課程中的操作訓練;以線上自主學習網絡資源庫的建設，對課堂教學內容進行補充和拓展，為啟迪學生創新性思維搭建平臺。

2課程目標

（1）通過觀看視頻和查閱相關文獻，認識了解微生物的種類、特點以及與現實生活的聯系，實現微觀世界與宏觀世界的融合，并提高獲取和運用所學知識的能力。

（2）通過學習和實操訓練能夠熟練掌握培養基的配制、稀釋涂布實驗、微生物分離純化等微生物實驗的基礎操作和研究方法。

（3）通過微生物項目實驗，能夠深刻體會溫度、pH、培養液濃度等差異對菌株生長發育和純化產生的影響，養成嚴謹求實的科學態度，并能逐漸認識到微生物是一個兼具趣味性和探究性的科學實驗性學科，形成人與微生物的協調發展觀。

（4）通過對菌株生長發育過程的記錄、對實驗設計的修正以及最后的匯報活動，增強自身的邏輯思維和語言表達能力。

3課程設計思路

本課程從發展學生的社會責任感，提高實踐探究能力和創新精神等方面出發，面向學生真實生活的世界展開，引導學生從日常生活以及與生活環境或自然環境的接觸中提出與微生物相關的研究課題，在通過課程學習后綜合運用生物學科知識和科學的思維方式去分析和解決現實問題，將理論學習與實際生活緊密聯系。

課程主要分為四個模塊：1課程介紹及小組分工，讓學生逐步明晰階段性任務，了解課程的具體要求。2學生學習必要的微生物分離提取理論知識，并將所學應用于小組內的實驗設計中。3在最初的理論學習分享交流后，教師引導學生在給定的幾個主題范圍內開展微生物分離培養課題研究，包括設計實驗方案、菌株篩選、純化提取、優化培養條件，等等。4學生進行實驗的匯報，并撰寫研究性論文或綜述。該課程注重與學生互動，理論與實踐相結合、線上與線下相輔助，以激發學生主動學習興趣，引導學生開展“大任務式的探究實驗”。

4教學過程和手段

課程實施方案如圖1所示。

4.1課程綱要，突出課程特色

微生物學中還劃分了分類學、生態學、微生物生理學等細化的專業學科，課程之間的交叉重疊也很多。如何在有限的授課時間內充分體現出微生物學的課程特色，提高課堂教學的有效性、提煉核心的教學內容是教學的關鍵。因此在開課前，筆者編寫了詳細的課程綱要，從多個方面明晰了課程的建設工作。

首先，明確課程的主線和目標，即讓學生以小組合作的形式，通過微生物學基礎理論學習、實操訓練、大任務式課題研究實踐以及學術小論文的撰寫等活動，激發科研興趣，提高科學探究、論文寫作等能力。其次，在教學內容方面刪繁就簡，注重基礎知識與前沿進展相結合、理論與實踐并重、趣味性與知識性兼備。例如，減少對傳統微生物分類法的介紹，增加對菌株篩選和形態、結構鑒別方法的應用，以及微生物對生產生活影響等介紹。最后，詳細制定了課程實施方案和評價方案。本課程一共36個課時，需要2個學期來完成全部4個模塊的教學內容，給學生提供了充分進行項目化實驗探究和再修正實驗的時間。關于課程實施所需的條件，我校與江南大學合作共建了微生物發酵實驗室，硬件設施完善，能夠滿足課程實驗的各項需求。另外，學校也設有多媒體專用教室、計算機教室，能夠方便學生隨時查找相關資料;學生的學習平板可以隨時隨地拍照記錄實驗現象和相關數據，也能及時接收教師傳送的線上教學資源。

4.2資源整合，線上與線下結合

本課程采用線上和線下結合的互動式教學，具體的實施手段見圖1。線上課程中，教師基于學校的平板深學系統建立了自主學習網絡資源庫，定時向學生推送試題、理論課視頻、優秀學生示范案例、最新資訊與文獻等等資源，幫助學生進行鞏固所學并對課堂教學進行補充和拓展;另一方面也可以使學生在有限的課堂時間內進行更多的深度學習和實操訓練，提高課堂效率。微生物實驗操作步驟比較繁瑣，操作手法比較細致，且嚴格要求無菌，否則將會功虧一簣。因此，在網絡資源庫的建設過程中，教師還拍攝了一套微生物基礎實驗標準化操作視頻，省去了課堂上教師為學生多次演示的時間，還可以讓學生通過課前學、課上做的雙重學習來強化對實驗知識的理解與記憶。

線下課程側重于學生的“大任務式”實驗探究和實驗匯報交流，需要學生結合生活實際，查閱文獻資料，確定小組的項目課題，并給出初步的實驗方案和可行性分析。之后，進行一次分組匯報，由教師和其他組同學共同給出建議。如果小組的研究方案研究價值欠缺或可行性偏低，則需要修改方案或更換課題。確定課題后，小組合作制定詳細實驗方案，并開展實驗探究，完成初步實驗后進行成果匯報交流。最后，各小組在教師指導和全班建議下對實驗進行修正完善，并撰寫相應的實驗報告和研究論文。

4.3知行合一，理論與實踐并重

本課程的實踐性較強，實驗教學也是培養學生動手能力、分析解決實際問題能力和高階思維能力的有效手段，但是實驗的順利進行又離不開理論作為堅實的基礎。因此，本課程理論與實踐雙線并重，從兩方面共同推進教學。本課程的實踐教學主要依托我校微生物發酵實驗室，聯合江南大學微生物發酵實驗中心專家教師的輔助指導開展教學。實驗分為基礎性實驗和綜合性實驗，學時比例約為1∶2。第一部分基礎性實驗，主要包括培養基的制備、菌種分離與純化技術、細菌形態鑒定等微生物分離和篩選的基本操作教學。第二部分綜合性實驗，需要學生2或3人一小組開展“大任務式”實驗探究，進行培養條件的優化，理想狀態下可使得所用菌株生長發育狀態優于已知狀態。

兩種實驗教學都要輔以理論指導，尤其是基礎性實驗。在綜合性實驗過程中，教師會定期向學生分享目前國內外微生物在工業上的最新應用等前沿微生物學研究進展，引導學生分析其中的理論基礎以及與小組課題探究之間的聯系。在實驗過程中，教師要開展中期評估，實施針對性的評價和指導，并開展實驗報告和論文撰寫的相關教學。

4.4立德樹人，培養社會責任感

本課程面向學生完整的生活世界，與學生的日常學習生活、社會生活息息相關。俯拾皆是的生物現象、生物學規律不僅蘊含著豐富的知識，更是包含豐富的德育素材。教師將學習與生活有機聯系，潛移默化地滲透育人理念，是促進學生全面發展的重要途徑。例如，教師可以通過介紹微生物肥料、微生物過濾膜、污水處理生物增效劑等最新研究應用，加深學生對知識的理解，還能進一步引發學生認同微生物學的社會價值，并激發學生利用知識改變生活的使命感。再如，通過對“微生物抗藥性”的討論，教師引導學生聯系生活事件，對如何減少抗生素的環境擴散給出方案。另一方面，教師也可以通過樹立科研榜樣，培養學生的社會責任感，如微生物學奠基人“巴斯德”、病原細菌學奠基人柯赫、發現沙眼衣原體的湯飛凡、中國微生物免疫學開拓者謝少文等。在微生物學的發展史上這樣的例子還有很多，他們的共同之處首先在于嚴謹、執著、無畏的研究態度，這是每個學生的榜樣，更重要的是這些科學家的研究都源于他們所處時代生產、生活中的實際需求，解決國家的困境，擇己所長，造福社會。這更是每個學生都應該具備的追求與擔當。

4.5多元評價，促進學生全面發展

本課程的評價不僅僅關注學生的學習結果，更注重學習的過程。首先，評價主體多元化，教師評價、學生自評、組間組內互評。這樣的評價方式不再是學生單一地作為被評價者，學生也參與其中，在自評互評的同時進行對照和比較，能更理性地看待自身優點和不足。其次，評價方式和評價內容多元化，將形成性評價和終結性評價相結合，在課程的初期、中期、后期和全程，從學生理論學習、實驗設計、小組合作、實驗操作等方面都設計了相應的評價項目，具體見表1。

5教學反思

本課程中，學生能夠進行如“幾種不同生活環境中細菌抗藥性的研究”“教室飲水機出水口水質微生物污染情況”“土壤中產淀粉酶菌的分離與培養”“學校游泳池水微生物監測分析”等關于菌種篩選純化、培養條件優化等方面的研究課題，貼合實際生活，具有一定的研究價值。課程的實施對于激發學生自主學習、主動探究，引領學生進一步踏入生物研究領域起到了積極的促進作用。創新型實用人才不僅要有扎實的理論基礎、較強的動手實踐能力和處理復雜問題的邏輯思維能力，還需要具有較強的社會責任感和使命感。本課程將知識的傳授與德育引導結合，將理論積淀與實踐探究并重，有助于落實全方位的育人目標，促進學生全面發展然而，本課程的實施過程中發現，很多方面的探索還有欠缺，仍需要不斷完善。例如，網絡學習平臺的虛擬仿真實驗程序建設尚不成熟、微生物實驗的連續性難以保證。這些還需要從課時安排、經費支持、教學模式等方面著力，進一步優化課程的建設。

參考文獻：

[1]何進，唐清，陳雯莉，等.基于創新能力培養的“微生物學”研究型教學模式探索[J].微生物學通報，2018，45（3）：635-641.

[2]王磊，李穎，樓慧強，等.以前沿進展啟迪創新思維——“微生物生物學”課程特色專題講座[J].微生物學通報，2016，43（4）：834-838.

[3]戴亦軍，何偉，袁生，等.“互聯網+”背景下“微生物學實驗”課程的改革與實踐[J].微生物學通報，2018，45（3）：683-690.

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