科教融合引領(lǐng)本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)

宋英琦　都韶婷　劉惠君

摘 要 針對(duì)“環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)知識(shí)點(diǎn)片段化的問(wèn)題，筆者所在教研組發(fā)揮授課老師的科研優(yōu)勢(shì)，將單一知識(shí)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)融入至數(shù)個(gè)科研探索性綜合大實(shí)驗(yàn)，形成科教融合型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，并積極推廣線上線下混合教學(xué)模式，鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 生物 綜合性 設(shè)計(jì)性 創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2021.01.013

Abstract In view of the fragmentation of knowledge points that students acquired in environmental engineering microbiology experiment， the teaching group gives full play to their scientific research advantages， and integrates the single knowledge point experiment and verification experiment into several exploratory comprehensive experiments. It forms experimental teaching mode with integration of science and education， which actively promotes the online and offline mixed teaching mode， and encourages students to apply what they have learned and cultivates their innovative ability.

Keywords experimental teaching; biology; comprehensiveness; design; innovation

科研是大學(xué)創(chuàng)新發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力，但若不及時(shí)把科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，并在此過(guò)程中培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，就不利于教學(xué)-科研-教學(xué)協(xié)同發(fā)展，也不利于形成相互促進(jìn)的良好循環(huán)。[1-2]

“環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”是高等院校環(huán)境工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，也是連接環(huán)境工程微生物學(xué)理論與實(shí)踐的橋梁。它不僅是檢驗(yàn)環(huán)境工程微生物理論的主要載體，也是環(huán)境專業(yè)學(xué)生掌握環(huán)境工程微生物實(shí)驗(yàn)操作技能、培養(yǎng)科學(xué)興趣的重要途徑。然而，這類實(shí)驗(yàn)課程往往存在知識(shí)點(diǎn)片段化的問(wèn)題，涵蓋了基礎(chǔ)微生物實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù)、環(huán)境微生物檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)、現(xiàn)代微生物分子生物技術(shù)、污染微生物處理等模塊的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。如表1第一列所示，該實(shí)驗(yàn)課程在大綱修訂前主要為多個(gè)獨(dú)立的小實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們往往不太明白學(xué)習(xí)這些知識(shí)的用途，成了學(xué)以致用的最大障礙。針對(duì)該問(wèn)題，本教研組以“強(qiáng)能力、重應(yīng)用”為導(dǎo)向發(fā)揮授課老師的科研優(yōu)勢(shì)，依托國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目，將這些“單一知識(shí)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)”“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行了整合，融合成數(shù)個(gè)“科研探索性的綜合大實(shí)驗(yàn)”。例如表1中的7個(gè)小實(shí)驗(yàn)，通過(guò)融合探索思維并涵蓋原有的知識(shí)體系，可形成2個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)。實(shí)現(xiàn)了將“各自為政的多項(xiàng)微生物操作技能”進(jìn)行合理、科學(xué)的有機(jī)串聯(lián)，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提升他們的社會(huì)責(zé)任擔(dān)當(dāng)意識(shí)和專業(yè)自豪感（見(jiàn)表1）。

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)“方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)”“操作訓(xùn)練環(huán)節(jié)”和“論文撰寫(xiě)環(huán)節(jié)”，學(xué)生將具備更好的環(huán)境工程微生物學(xué)研究方案設(shè)計(jì)能力;能熟練使用微生物實(shí)驗(yàn)室的工具規(guī)范地從水、土壤、污泥、大氣等環(huán)境樣品中開(kāi)展微生物樣品的采樣、分離、純化、鑒定及工程應(yīng)用;具備更好的數(shù)據(jù)分析及報(bào)告/論文撰寫(xiě)能力，以及良好的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和科學(xué)素養(yǎng)。

然而，教改后的課程因知識(shí)點(diǎn)更多、更復(fù)合、更前沿，則更需要強(qiáng)化學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體意識(shí)。常規(guī)教學(xué)模式下學(xué)生被動(dòng)聽(tīng)講和觀看顯然會(huì)因個(gè)體化差異及接受程度不同加劇兩極分化，教師的課堂講授和操作演示也無(wú)法兼顧滿足所有學(xué)生的需求。此外，課堂講授和操作演示會(huì)占用較多課堂時(shí)間，之后學(xué)生為主體的時(shí)間受到擠壓，不利于學(xué)生將知識(shí)內(nèi)化，不利于知識(shí)轉(zhuǎn)化為解決問(wèn)題能力的形成。通過(guò)線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)方式強(qiáng)化預(yù)習(xí)效果、跟蹤反饋，可能一定程度上解決上述問(wèn)題，大幅度提高教學(xué)效果。因此，本課程組在實(shí)際授課過(guò)程中基于翻轉(zhuǎn)理念的線上線下（OTO）混合式教學(xué)，[3]將教學(xué)方式分為課前線上學(xué)習(xí)、課中線下線上混合學(xué)習(xí)、課中/后知識(shí)鞏固三個(gè)階段，以學(xué)生為主體，促成“要我學(xué)”到“我要學(xué)”的轉(zhuǎn)變。具體的教學(xué)方法采用：課前線上學(xué)習(xí)（借助“學(xué)習(xí)通”平臺(tái)結(jié)合MOOC教學(xué)構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂）[4];課中線下學(xué)習(xí)（線下授課，實(shí)施操作練習(xí)）;課中知識(shí)鞏固（學(xué)生制定計(jì)劃通過(guò)“釘釘”直播方式分享，教師針對(duì)學(xué)生的完成情況給予反饋和點(diǎn)評(píng)）;課中線下學(xué)習(xí)（根據(jù)線上討論修訂方案后線下再次實(shí)施操作練習(xí)）;課后知識(shí)鞏固（學(xué)生撰寫(xiě)的文本通過(guò)“釘釘”會(huì)議方式分享，教師針對(duì)學(xué)生的完成情況給予反饋和點(diǎn)評(píng)）。上述教學(xué)方法在一定程度上實(shí)現(xiàn)學(xué)生“學(xué)做”合一，教師也能及時(shí)針對(duì)“學(xué)做”中存在的問(wèn)題進(jìn)行指導(dǎo)、反饋和點(diǎn)評(píng)。

課程的考核方式為考查。考試的總成績(jī)由參與度成績(jī)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)、課程論文成績(jī)和實(shí)驗(yàn)綜合能力測(cè)評(píng)成績(jī)構(gòu)成。

本課程組于期末對(duì)學(xué)生進(jìn)行了能力達(dá)成自我評(píng)價(jià)調(diào)查，共收集到119位19級(jí)同學(xué)的反饋。有51%的同學(xué)認(rèn)為他們可以“很好”地針對(duì)實(shí)際環(huán)境樣品設(shè)計(jì)合理的微生物學(xué)研究方案，結(jié)合無(wú)菌操作展環(huán)境微生物的取樣、接種、培養(yǎng)、染色及計(jì)數(shù)，針對(duì)實(shí)際環(huán)境樣品設(shè)計(jì)合理的微生物學(xué)研究方案并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。另有44%的同學(xué)則認(rèn)為他們開(kāi)展在方案設(shè)計(jì)、動(dòng)手操作、數(shù)據(jù)處理及分析的能力達(dá)到了“好”的水平。

因此，根據(jù)實(shí)驗(yàn)課程特點(diǎn)結(jié)合本學(xué)科前沿研究?jī)?nèi)容，通過(guò)科研促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量提升，有望構(gòu)建“以研促教，以教促研、教學(xué)相長(zhǎng)”的長(zhǎng)效機(jī)制，為同學(xué)們今后的畢業(yè)論文及參及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽等夯實(shí)基礎(chǔ)，助力所在學(xué)科的工程教育專業(yè)認(rèn)證和國(guó)家一流專業(yè)建設(shè)。

*通訊作者：都韶婷

參考文獻(xiàn)

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