后疫情時期高校課堂教學模式的實踐與探索
——以“生物分離工程”為例

余天華，覃 敏，吳靜瀾

（1.貴州師范大學 生命科學學院，貴州 貴陽 550001；2.貴州中醫藥大學 藥學院，貴州 貴陽 550001）

2020年，一場突如其來的新冠疫情，打亂了我國人民正常的生活秩序，同時也影響了我國各類學校的正常教學。為了打贏新冠疫情防疫的攻堅戰，我國各學校積極響應國家“停課不停學、不停教”的政策，充分發揮互聯網功能，開展了一場空前的互聯網線上教學[1]。盡管前期存在卡頓、不流暢等現象，部分老師和學生不適應，甚至反對，但通過近一學期的磨合，線上教學方便、資源豐富、課堂容量大、互動性強等優勢日益凸顯。

“生物分離工程”是生物工程專業必修的專業基礎課程，該課程具有較強的實用性和實踐性[2-3]。通過課程的學習，學生可掌握生物分離基本操作單元（如分離、純化和精制等）的原理及技術，將其應用于生物、醫藥、化工、環境和食品等領域，為人類解決資源、能源、環境和健康等問題提供工業生物技術方面的人才[4]。該課程由于實踐性強，而且要求有扎實的物理、數學及工藝方面的知識，由傳統以“教師為中心”向“學生為中心”教學方式的轉變遇到瓶頸，教師的“教”和學生的“學”都很難實現課程設置的目標。

1 課堂教學模式變革的啟示

疫情期間，貴州師范大學“生物分離工程”課程也開展了線上教學。從剛開始采用超星平臺的線上直播，到后來充分利用網絡資源和各類設備（如中國大學MOOC、微信群、QQ群等）進行線上學習和互動，一步步豐富了教學手段和資源。老師從開始授課前資料準備、設備調試的焦慮，到直播過程中對課堂效果的忐忑，再到較滿意地結束整個課程的教學；學生也從開始的應付，到主動參與課堂互動，再到能自主利用網絡獲取資料。所有的學習和教學模式均逐步以“教”為中心轉移到以“學”為中心，學生的學習興趣提升，期末成績也明顯優于前幾屆。隨著疫情防控局勢的好轉，學生回到校園，疫情期間的教學經驗為課堂教學模式的變革提供了方向。

2 教學模式變革的設計與實施

2.1 教學模式的設計

根據疫情前和疫情期間的教學效果，以提升學生生物技術的理論和實踐能力為基礎，以全面提升學生的生物學綜合能力為目標，以“立德樹人”為根本任務，貴州師范大學“生物分離工程”課程團隊依托疫情前的課堂教學和疫情期間采用的各類平臺，以“產出為導向”，有機融入實踐教學，形成“自主+課堂+現場教學”的線上線下混合教學模式。該教學模式包括課前、課中和課后3個環節，具體設計如圖1所示。

圖1 教學模式

2.2 教學模式的實施

2.2.1 學生課前的學習以自主線上學習為主

老師根據下次授課內容和教學任務，提前給學生預留任務，任務包括根據老師提供的多媒體課件預習新課、觀看中國大學MOOC網站上該章節的慕課、完成老師課前預留的5～10個問題及慕課中的作業。預留任務要全面覆蓋課堂教學的內容，緊扣課堂教學目標，突出重難點，具有一定的難度，使大部分同學能通過教材、慕課和網絡上的相關資料進行分析、總結后順利完成。如《過濾》一章的教學中，為學生預留的問題為：（1）過濾的概念；（2）過濾的基本方式；（3）凝聚和絮凝的區別；（4）常用的絮凝劑；（5）過濾設備分類；（6）常用的過濾設備及其特點。通過預留問題，促使學生利用教材和各類網絡資源進行自主學習，讓學生認識和理解過濾在生物分離過程中的重要地位和作用，理解過濾的原理，根據過濾的物料性質，對物料進行過濾前的預處理及選擇過濾設備等，培養學生通過線上線下手段進行自主學習的能力，逐漸形成自主學習的習慣，實現以“教”為中心到以“學”為中心的順利過渡。

2.2.2 學生課中的學習分為課堂教學和現場教學兩個環節

課堂教學充分體現“以學生為中心”，將整個班按照預留題目數分為相應的組數，每組根據課前學習的情況進行討論，然后每組輪流派一名代表對其中某一個題目進行總結；最后老師根據學生總結的情況、存在的問題、課堂教學的任務及目標，將整個課堂內容的知識進行梳理，串聯講解；對問題有一個滿意的答案不是討論的唯一目的，更應有意識地引導學生自主深入問題的本質，將重點放在實際開發和生產中的應用。老師的梳理不僅是對本節課內容的簡單回顧，而要在此基礎上發現學生學習中的不足，充分發揮老師的指導作用，培養學生自主學習的能力，使其掌握生物技術方面知識。如對《過濾》一章中“凝聚和絮凝的區別”進行討論時，不是簡單地列出概念上的差異，而是要學生理解“凝聚”是利用電解質中和膠體所帶電荷，減少甚至消除膠體的靜電排斥作用，“絮凝”是懸浮粒子在高分子絮凝劑之間起架橋作用的本質區別，從而深入探討運用“凝聚”和“絮凝”要求的條件、工藝和方法等。現場教學是利用期中的教學實習周，安排生物工程專業的學生到工廠進行實地考察和學習，通過企業專業人士對整個生產流程和工藝的介紹，輔以教師的講解，將抽象的理論知識與鮮活的實際生產環節相結合，鞏固學校學習的理論知識，讓學生知道這門課程需要學什么、學后有什么用。如學生到生活污水處理廠考察時，現場學習污水處理的3個主要環節：（1）過濾。分離生活污水中的紙屑等固體物質；（2）微生物處理。將生活污水中含有氮磷等易讓水體富營養化的成分進行分解；（3）沉降。采用沉降池，將前兩道工序處理后的懸浮液進行沉降，達到要求后直接排入自然界中。學生能夠認識過濾在生物分離工程、生物技術及實際生產中的重要地位，了解理論學習與實際生產過程的聯系與差異。

2.2.3 學生課后的學習包括課后作業和實驗訓練環節

課后作業的布置不是單一檢測學生某個知識點，而是將知識點進行串聯，注重實際操作和動手能力。如《緒論》結束后，作業為“根據教材內容，結合網絡知識畫出一個生物制品的工藝流程圖，并在圖中標注分離工藝的4個模塊”。學生通過完成作業，掌握從天然生物物質或人工生物細胞中，將人類所需的生物物質進行分離和純化的具體步驟，認識生物分離工程在工業生物技術中的重要性，了解生物工程方面的人才應掌握的知識和具備的能力，使學生制定明確的學習目標。實驗訓練環節是將班級分為3人一組，要求每組設計一個標準的實驗方案，方案必須與生物分離相關，內容包括實驗目的、實驗材料和儀器、實驗方法及可行性分析；方案經教師及學生充分討論后，由學生進入相關老師的科研實驗室完成，期末交一份完整的報告，將獲得的有意義的實驗數據進行總結、分析，在老師的指導下完成論文并在相關期刊上發表。通過實驗訓練環節，增強學生的動手能力，使學生在學習中體會快樂和成就感，進一步強化習得的理論知識，促使學生形成自主學習的能力及習慣。

2.3 考核方式

課程的考核是檢驗學生“學”與教師“教”的效果，督促學生在課程結束后，對課程進行再回顧、吸收、消化到學以致用的重要手段[5]。針對本門課程實踐動手能力要求高的特點，改變以往期末評分由30%的平時作業加70%的末考成績構成的考核方式。根據課程的設計，將考核貫穿于整個教學過程中，期末評分由40%的平時成績加60%的末考成績構成，其中，40%的平時成績包括課前預習及作業完成情況5%、課中討論情況10%、作業15%（包括10%的課后作業和5%的考察報告）和10%的實驗訓練得分。在期末考試中，增加綜合性應用性考核。

3 教學模式實施的效果

教學模式實施的效果是教學改革的主要判斷依據，對疫情前、中和后的教學效果對學生成績的影響進行比較（見表1），也對自主學習及綜合能力的變化進行調查、統計和分析。

3.1 學生成績

由表1可知，從疫情前以教師為主的課堂講授，到疫情中“線上直播+自主”的互動式教學，再到后疫情時期“自主+課堂+現場教學”的線上線下混合教學模式的變化，學生的卷面成績也發生了顯著的變化，卷面平均分由疫情前的71.5分上升到疫情中的73.0分，再到后疫情時期的75.1分；90分以上、80～90分和70～80分的學生從疫情前的6.7%、22.2%和33.3%分別增加到后疫情時期的8.9%、31.1%和35.6%，60～70分和60分以下的學生占比從疫情前的26.7%和11.1%分別降低到后疫情時期的17.8%和6.7%；與疫情前和疫情中相比，后疫情時期90分以上、80～90分和60～70分的學生占比增加，而70～80分和60分以下的學生占比下降，說明教學模式的變革，確實提高了學生掌握知識的能力，疫情前單一的、填鴨式的課堂講授教學效果最差；疫情中采用“線上直播+自主”的互動式教學模式后，盡管學生分散在不同家庭，但由于學生主動學習習慣的養成和學習能力的提升，學生的成績也明顯提高；后疫情時期學生回到學校，采用“自主+課堂+現場教學”的線上線下混合教學模式，在學校統一管理和老師的督促下，學生的自主學習習慣更易養成，在老師的引導和同學的相互影響下，自學能力顯著提升。

表1 疫情不同時期的學生成績

3.2 自主學習及綜合能力

通過自行設計的問卷，對后疫情下采用“自主+課堂+現場教學”的線上線下混合教學模式的學生進行自主學習和綜合能力評價（見表2）。共發放問卷45份，有效問卷45份，有效率為100%。由表2可知，此種教學模式能有效促進學生課前（68.90%）、課中（71.10%）和課后（57.80%）的自主學習，學習效率的提升（71.20%）得到充分認可，有55.60%的學生愿意主動加入老師的科研實驗室，進行科研訓練。另外，73.40%的學生認為該教學模式明顯提升了問題的分析及解決能力；64.50%的學生認為該教學模式對明確該門課程的學習目的和將來的工作任務、培養科研興趣和科研思維能力有幫助；64.20%的學生認為該教學模式能激發生物方面人才的責任感、使命感和緊迫感；64.50%的同學認為此種教學模式能有效植入課程思政內容及案例。

表2 后疫情下自主學習及綜合能力評價

4 結語

后疫情時期“自主+課堂+現場教學”的線上線下混合教學模式，增加了學生自主學習和現場教學環節，提升了學生的自學能力，使學生明確了學習目標和任務，激發了學生的學習興趣，明顯提升了教學效果，有效實現了教學中以“教”為中心向以“學”為中心的轉變。但仍然有部分同學沒有積極參與課前、課中和課后的各個教學環節，在今后的教學中，將逐步完善該教學模式，如提升課堂及現場教學的趣味性，增加自主學習的環節和時間等，為培養出符合當今社會需求、具有較強自主學習能力的生物技術方面人才奠定基礎。