項目驅動式教學在微生物實驗課程中的應用探索

吳 銘 董 浩 杜林娜

（吉林農業大學 吉林·長春 130118）

微生物學實驗課是高校生物學及相關專業的專業基礎課程，其教學目標在于通過實驗，使學生掌握微生物學基本知識和微生物實驗操作基本技能。

近年來，科學技術飛速發展，為克服傳統驗證性實驗教學模式對學生思維束縛，各高校都在開展“微生物學”實驗教學改革，我們課題組實踐了項目驅動式教學在微生物實驗課程中的應用，通過綜合性項目設計，鍛煉學生獨立思考、綜合分析和主動探索的能力，最終提升學生的綜合素質。與傳統驗證性實驗教學相比，項目驅動式實驗教學的開展取得了一些較好的效果，但同時也存在一些待解決的問題。吉林農業大學生命科學學院微生物學教學團隊對當前實驗教學中存在的問題進行了剖析，探索了基于項目驅動式教學的微生物實驗教學模式，并取得了良好的教學效果。

1 項目驅動式教學

所謂項目驅動式教學，就是以課程內容的教學大綱為主線，教師設立真實或接近真實的項目任務，讓學生們分組進行學習并通過小組協作制定方案，最終進行項目評價的新型教學模式[1-2]。我課題組教師通過討論把項目驅動式教學應用于我院生物科學類本科生的微生物實驗課教學過程中。因為這種教學方式主張在項目設計和實施過程中完成教學任務，因此我們教師團隊首先制定一種類型的微生物篩選實驗設計方案，然后給學生講解，然后讓學生分組進行自主選題、項目設計、實際操作、結果觀察以及反思項目設計。教師是該過程的指導者和促進者，學生是該過程的設計者和實踐者。通過應用項目驅動式微生物實驗教學，使學生能自主地進行項目設計和實驗操作，不僅可以鞏固和擴展微生物學理論課講授的知識，同時提高了學生動手操作的能力，提升團隊協作和溝通能力，增強創新和實踐能力[3-5]。當前，項目驅動式教學在我校生命科學學院生物類本科生中有較好的應用。

2 項目驅動式微生物實驗課教學的特點

2.1 以學生為中心的實驗課教學模式

在傳統實驗課教學模式中，老師講授實驗相關知識，學生是知識的被動接受者，處于被動學習的地位。這種教學模式下學生不會主動思考實驗設計目的是什么，容易扼制學生的動腦思考力能，課程接受度低，實驗相關操作技術掌握不牢。實驗操作學完就忘，本科畢業論文不會自主設計的現象頻頻發生。

在項目驅動式微生物實驗課教學模式中，我們把學生作為實驗課程主體，讓學生自主設計成為實驗課課堂重心，把學生能獨立完成正確操作實驗作為實驗課的目的，最終達到讓學生成為學習的主人，教師則轉變為輔導者和促進者，教師在學生設計和操作過程進行恰當的答疑解惑，及時指點學生的項目設計。通過設計項目，提高學生們學習的主動性和自覺性，調動學生學習的興趣，同時學生們也能更好的吸收和理解微生物學的理論知識。

2.2 建立微生物學實驗課的多元評價體系。

傳統的微生物實驗課教學模式主要采取的是平時出勤、實驗報告和一次革蘭氏染色實驗操作考試的來判斷學生對實驗技能的掌握程度。面對這種評價方式，學生往往只是糊弄過關，因為實驗操作考試也只占總成績20%，而實驗報告都是采取互相抄襲。這種考核方式導致學生知識掌握度低，微生物相關實驗技能掌握不牢，理論聯系實際能力不強，不利于學生創新思維和綜合素質提高。而微生物學實驗課項目驅動式教學設計的是多元評價體系。最綜成績包括平時成績、項目設計成績、項目實施結果成績、項目合作成績、組間成員互評、組內成員互評以及實驗技能考試成績組成，評價體系更注重學生平時自主學習情況。根據學生分組項目設計及完成情況，對知識掌握程度進行評價，同時把學生創新思維能力、小組合作能力等納入考核評價體系。多元化考核評價讓學生更加注重理論聯系實際，評價結果更為科學和客觀。

2.3 重視小組組員間的合作式學習

學生被學習通隨機劃分為多個小組來完成項目設計和實施。面對多元評價體系中組間成員互評和組內成員互評，組員會更加重視整個小組的合作效果，加強組間成員溝通、交流、互助、分工和合作。每個小組需要從查找文獻開始，然后進行設計項目方案、探討項目方案、優化項目方案、實施項目方案、觀察結果、記錄和分析結果，最后進行成果展示。每一個環節都需要學生進行獨立思考，最終逐步使學生形成獨立思考習慣；激發學生大膽猜想和謹慎求證的科學研究精神；培養學生的責任感和團隊合作意識。

3 項目驅動式教學在生物學類本科微生物學實驗課程中的應用

《微生物學實驗》是吉林農業大學生物工程專業、生物技術專業和制藥工程專業本科生的一門專業基礎課，授課對象是大二第一學期的學生，本課程在人才培養方案里是一門承上啟下的核心課，要求學生在牢固掌握微生物學的基本理論和基礎知識的前提下，熟練操作本微生物學操作技能和方法，為后續的發酵工程、酶工程、基因工程、生物反應工程、生物分離工程等專業課打下良好的基礎，調動學生對本專業的興趣，對學生盡快了解本專業的具體內容做到切實的支持。我們課程組基于項目驅動式的教學模式，突出學生和教師的雙重主體地位，以課堂講授的知識為基石，以項目設計為手段，激發學生的知識運用能力和微生物實驗操作動手能力，重視使學生掌握微生物學的基本研究方法及扎實的實驗技能，提高學生在科學研究和生產實踐中遇到問題的分析和解決能力，逐步培養學生的科研意識和能力，真正實現創新型高級技術人才的培養目標。

具體教學設計、教學內容、組織方案及評價體系如下：

3.1 教學設計

微生物學理論課程主要通過教師講授的方式進行，系統的講授微生物的形態結構、生理生化、生長繁殖、遺傳變異、基因表達調控、生態分布、分類鑒定以及微生物與其他生物的相互關系及其多樣性，使學生牢固掌握微生物學的基本理論和基礎知識。在此基礎上，微生物實驗課開展相應的項目設計，并進行實驗操作，目的在于培養學生的動手操作能力和思維能力。實驗課程在項目設計時主要考慮以下幾方面因素：首先，項目設計要圍繞教學重點和難點設計，實現在有限的課時范圍內高效地完成微生物實驗課的教學目標。其次，考查并提升學生對知識的綜合應用能力。這就要求學生在進行項目設計時要嚴謹并且系統掌握多個教學單元的知識點，而不是單個零碎知識點的記憶。通過設計與實際應用相關的項目，使學生們能了解知識體系間的關聯性，通過把大項目拆分為多個小實驗來完成對知識的掌握。最后，不同知識點的考核及評價方式不同，方式要多樣化。例如第二章和第三章主要講原核微生物和真核微生物的結構特征，那么就要讓學生在進行第一次實驗項目設計式，要設計比較原核微生物和真核微生物的對比，通過顯微鏡觀察記錄，展開總結討論等。再如，土壤中微生物的篩選實驗是考察學生理論聯系實際的能力。因此讓每個小組通過項目設計、討論設計方案、實驗方案的實施、最終篩選不同的微生物，從而達到教學目的。通過以上三點，微生物實驗課的項目設計要難易適中，循序漸進。以項目作為驅動，通過老師講授、學生自主學習、學生設計項目，學生動手操作、組間成員互評和組內成員互評等多種方式很好地將知識串聯起來，激發了學生對微生物的學習興趣。

3.2 教學內容及安排

我校生物學類微生物學實驗課程周課時為4學時，共32學時共7個教學內容（表1微生物實驗課教學內容），最后一次課進行實驗操作考試。為了達成教學目標，我們依照微生物學理論教學進度將實驗學時安排在理論課教授之后，能加強學習效果。理論課的每部分知識單元都通過一個項目設計來實現知識點的理論聯系實際。首先每個項目學生都通過學習通進行隨機分組，然后進行小組討論、角色分配、設計方案、討論方案、實施方案、觀察結果、記錄分析、反思設計等，通過理論和實踐真正掌握微生物學的基礎知識和實驗技能。

表1 微生物實驗課教學內容Table The teaching content of microorganism experiment course

3.3 方案實施

項目主要通過小組學習的方式實施，通過學習通進行隨機分組，每組3～4人。每組推選一名組長，負責統籌項目安排，組內成員要進行分工合作。每名組員均有自己的對應任務，任務完成度和合作能力均計入評價體系。合作能力評價通過組內成員互評打分。例如，“土壤中微生物的篩選”這一項目在完成過程中需要有人查閱當前土壤中微生物篩選方法的各種文獻，有人對文獻進行歸納和分類，有人進行提煉和項目設計方案，集體討論項目設計方案進行討論修訂，然后組員合作實施完成項目設計，最后組員合作記錄實驗結果并進行反思總結。每個環節的執行效果和時間管理都會對整個項目產生影響，因此要求組員之間實現高效的溝通和配合。整個過程中的個人表現又組內成員互評成績決定，最后項目的完成結果關系到組內每個人的成績，所以實驗課項目驅動式的分組學習可以有效提高教學質量。

3.4 評價體系

微生物實驗課程的項目驅動式教學改革的評價體系更加客觀和科學有效（見表2）。通過過程式考核更加關注學生理論聯系實際能力，每個章節知識都有對應的項目設計內容，學生只有主動學習、積極思考、相互交流、及時溝通、分工合作才能更好地完成項目內容，在整個完成過程中要閱讀相關文獻和進行自主設計試驗方案，達到讓學生對知識的理解更加清晰和透徹的宗旨。

表2 評價體系Table2 Evaluation system

4 小結

微生物實驗課驅動式教學將，將學生放置于實驗教學系統的中心地位，讓學生利用充足的課余時間進行自主學習，教師要在教學中引導學生結合理論知識解決實踐和科研中的實際問題，培養學生實踐、操作等多方面的能力。

隨科學技術的飛速發展，微生物的新理論、新成就、新技術層出不窮，因此，更要利用驅動式教學方式，不僅能培養學生能夠初步運用所學理論和技能，而且鍛煉學生查閱文獻，自主學習新技術和新理論，最終能利用所需的微生物知識解決在生產實踐和日常生活中與人類密切相關的微生物學問題。