應用型人才培養背景下“微生物學”的教學實踐與探索

劉玉玲，彭仁海

（安陽工學院，河南安陽 455000）

微生物學是生命科學的重要組成部分，主要研究微生物的形態、結構、生理生化、生命活動規律及與人類和自然界的密切關系[1]。21 世紀被認為是生命科學的世紀。微生物學的發展正在影響著人類生活的方方面面。微生物學實驗技術和方法也廣泛地滲透到現代生命科學的各分支領域，不斷發揮著它的獨特作用。“微生物學”課程一直是生物工程專業的一門專業必修基礎課，開設在普通“生物學”“生物化學”等專業課之后，為后續的專業基礎課和專業課學習奠定理論基礎與實驗基礎。然而，該課程內容繁雜，知識點多且瑣碎，研究對象微觀抽象，很容易導致學生學習興趣下降，為應付課程考核對知識點死記硬背、不能夠活學活用。因此，如何設置教學內容、采用什么樣的教學模式實現課程教學目標，是高校“微生物學”教學的頭等大事。作為地方應用型本科院校，適應應用型人才培養的辦學定位，生物工程專業旨在培養掌握生物學相關基礎理論、實踐能力和創新精神較強、適應地方經濟發展的高素質應用型技術技能人才。因此，課程教學活動的開展需要以應用型和能力培養為主線。2019 年10 月24 日，教育部在印發的《關于一流本科課程建設的實施意見》中提出一流本科課程建設的“兩性一度”，即提升高階性、突出創新性、增加挑戰度，打造“金課”。

對標應用型人才培養目標和“金課”標準，在課程教學過程中，嘗試對“微生物學”課程教學大綱和實驗教學大綱進行修訂和完善，突出應用性特點；對教學模式進行改革，加大學生對課程學習的時間投入，給學生“增負”，提高教學效果，以適應生物工程應用型人才培養的需要，實現課程教學目標。

一、對標應用型人才的培養要求，修訂和完善教學大綱

《生物工程專業規范》中指出，生物工程專業側重培養應用型工程技術人員[2]，因此教學過程中不僅要求學生掌握扎實的微生物學基礎理論，而且要以學生的技能培養作為重要的教學目標，提高教育教學質量。為此，對標生物工程專業人才培養目標，根據目標要求，凝練課程與專業培養目標的對應關系，進一步完善“微生物學”課程教學大綱，使課程設計中的知識模塊能夠與人才培養方案中的指標點形成對接，支撐應用型人才培養目標的完成。支撐關系如圖1 所示。

圖1 課程目標與專業人才培養目標的支撐關系

“微生物學”課程與生活和生產實踐息息相關，主要從微生物的形態、結構、營養代謝、生長、遺傳、生態、分類等方面讓學生了解這些微小生物，從而更好地研究利用和控制它們。通過課程學習，掌握微生物的形態構造、生理代謝、遺傳變異、生態分布等基本知識，掌握微生物學實驗的基本技術原理。能力培養方面，使學生系統掌握和運用微生物菌種分離、選育、保藏，以及有害微生物控制技術；在利用微生物進行的生產實踐中能將基礎理論與生產實踐緊密結合，培養解決復雜問題的能力；具備設計和完成微生物相關的科學實驗能力。思想素質方面，結合專業人才培養目標，挖掘課程思政元素，激發學生的專業自豪感和認同感，培養學生的辯證思維能力、嚴謹的科學態度、生物安全意識和社會責任感。從知識、能力、做人方面實現高校育人的宗旨。

二、多元化教學手段并舉，提高教學效果

（一）混合式教學設計提高學生的自主性與參與度

后疫情時代，線上線下相結合的教學模式在高校中得到廣泛的應用。基于泛雅網絡教學平臺建設了“微生物學”線上課程，開展以學生為中心的教學設計，根據課程教學目標要求，預設教學達成效果，以此來組織設計整個教學過程，圍繞教學目標有效開展教學活動。課前，借助課程平臺自主學習；課中，引入雨課堂智慧教學手段，教師講授，師生互動；課后，深化提高，通過作業、測試等方式來評價學生的目標達成情況，進一步鞏固提高。

（二）案例式教學提高課堂教學趣味性

教學過程中引入案例，通過代入式使學生進入問題場景，讓理論知識在解決實際問題的過程中得到升華。教師是問題的提出者，并負責引導學生利用課堂知識對問題進行分析和解決。例如，在學習細菌細胞壁的結構與組成時，講到肽聚糖的聚糖骨架是由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸通過β-1 和4 糖苷鍵相連接而形成的，而溶菌酶可以作用于β-1 和4 糖苷鍵，造成鍵的斷裂，導致聚糖骨架散開，造成細菌死亡。此時，作者把日常生活中的一個細節提出來，即老人帶孩子時，孩子不小心擦傷，應急處理時通常會用口水涂抹消毒。隨后拋出問題：這樣的做法可不可取，依據是什么？接到問題之后，學生反應興奮，大部分學生認可這種做法，表示自己經歷過這樣的場景，如在運動或其他活動中手受傷時會用嘴巴吸一吸。進一步解釋原理的時候，大家也都能從口水中含有溶菌酶著手，結合溶菌酶的作用位點，給生活細節找到科學解釋，實現了“學以致用”。

借助恰當的案例教學可以提高課堂的趣味性，充分激發學生的參與積極性，提高學生利用理論知識分析和解決問題的能力，提升教學效果[3]。

（三）根據應用型人才培養要求，優化課程教學內容

“微生物學”作為生物工程專業的核心課程，具有很強的理論性、實踐性和應用性[4]。適應應用型人才培養要求，課程教學需要系統化理論知識，突出實踐性，向應用性傾斜。“微生物學”課程內容較多，涵蓋細菌、真菌、病毒、生理生化、遺傳、生態等多學科內容[5]，知識點瑣碎。為達成課程教學目標，作者在教學設計時嘗試了模塊化教學，按照教學內容整合高關聯度的知識點，形成知識模塊，這些知識模塊之間根據課程結構進行關聯（圖2）。理論教學方面，實現了教學內容按照一定規則分解之后的有機結合，使課程教學設計與學科的發展相適應，同時便于學生的掌握和理解，克服了碎片化知識枯燥且難以掌握的缺陷。實驗教學方面，實現了實驗項目的分層遞進，既能達到課程目標中對理論基礎和基本實驗技能的掌握，也實現了對學生探究能力和創新能力的培養。

圖2 “微生物學”模塊化教學設計

（四）堅持全面多元的課程評價方式

堅持科學合理、全面評價學生學習效果。轉變傳統課程考核“一考定成績”的弊端，讓學生在學習過程中“忙起來”。在“微生物學”課程評價改革中重新對考核指標進行分配，把過程學習、課堂參與度、課程學習效果納入總評成績。具體的考核內容與指標包括：30%的平時成績（線上課程學習過程、課堂互動與學習考核）、30%的實驗成績（基本操作能力，實驗設計能力，對實驗結果的分析判斷、梳理總結能力）、40%的期末卷面成績（基本概念、基礎知識掌握情況，知識點綜合運用情況，對實際問題的分析解決能力）。

三、教學實踐效果分析

應用型人才培養旨在“以能力培養為中心”。通過實施基于應用型人才培養目標和“金課”標準的一系列微生物學課程改革，發現學生對課程的認可度、興趣度有很大提高。對2019 級生物工程專業41 名學生進行了課程滿意度、個人學習效果滿意度調查，結果顯示：71%的學生對課程的滿意度為“非常滿意”，20%的學生表示“滿意”；個人學習效果方面，73%的學生表示“非常滿意”，20%的學生表示“滿意”。

興趣驅動使學生的自主學習能力得到有效提升，課前能夠主動完成線上學習任務、課中積極參與互動、課下能夠認真完成促進課程內容鞏固提高的拓展內容。為了比較課程改革實踐前后學生的課程學習效果，分析了改革前后學生的期末綜合考核成績（圖3），結果顯示：課程考核合格率由0.68 提升到0.95，優良率由0.17 提升到0.54。課程改革與多元化考核方式的實施，使課程的綜合考核優秀率和良好率得到了明顯提升，改革成效顯著。

圖3 實踐前后學生期末考試成績分布分析

作為生物工程專業一門重要的專業基礎課程，“微生物學”兼具理論的重要性和生產生活實踐的高度相關性。基于學校定位與專業地位，“微生物學”課程把應用型人才培養的理念貫穿教學全過程。完善課程教學大綱，使課程教學目標緊緊圍繞專業的人才培養目標，實現引領和支撐關系。優化課程教學內容，體現循序漸進的課程梯度，奠定堅實的理論基礎，實現由理論向實踐能力和創新能力的培養的遞進，達成應用型人才培養的目標。多元化教學手段并舉，培養學生的自主學習能力，提高學生課堂參與度，提高教學效果。通過課程教學過程的探索與實踐，“微生物學”課程教學持續改進，促進了應用型人才培養目標的達成。