職業院校化工專業微生物學 基礎課程信息化教學設計與實施

尹德勝，彭長蘭(廣東輕工職業技術學院，廣東 廣州 510300)

0 引言

信息化環境下的教學既是對傳統教學的繼承，也是對技術環境下教學新模式探索與建構的過程。信息技術為教學模式的發展提供了豐富的資源、工具以及交流與合作平臺[1]。職業院校信息化教學模式是指在教學中，以網絡為基礎，以多媒體為支撐的現代教學技術［2］。對教學資源進行整合，使得教學內容多媒體化、教學個性化、學生學習自主化、教學資源全球化、教學活動合作化、教學環境虛擬化等，從而提升高職院校教育教學水平和綜合能力，進一步提高教學效果［3］。

在微生物中，真菌類最多，真菌類中又以霉菌為最多。霉菌可以直接在許多有機材料上或材料中生長，使產品霉腐，降低產品使用的有效性，嚴重時也會使整個產品報廢。本文以微生物學基礎課程中霉菌的構造和形態觀察任務為例，進行信息化教學設計與實施。

1 教學整體設計

1.1 教學內容分析

微生物學基礎是高分子材料智能制造技術專業群平臺課程。通過本課程的學習，使學生熟悉各種微生物(原核微生物中的細菌、放線菌，真核微生物中的霉菌、酵母菌，非細胞微生物中的病毒)的基本形態結構，掌握微生物的細胞化學組成、營養需求、菌種的選育和保藏、微生物的常規檢驗技術。學會借助顯微技術觀察判斷微生物的種類。本次教學設計選取霉菌的構造和形態觀察任務作為案例，是菌種工、無菌分析工、滅菌工等相關崗位的核心知識和技能要求。

1.2 學情分析

授課對象為中職學生，作為零零后的學生，他們排斥傳統教學，反感照本宣科，不喜歡枯燥、乏味的知識，厭倦傳統的安全教育。但他們思維活躍，對新事物感興趣，喜歡動手實踐和可視化的教學資源，基本熟悉各類APP 的操作，有良好的信息素養和創新設計能力。通過對近3 屆學生課前問卷調查顯示學生的共性：學生深知微生物學基礎是高分子材料智能制造技術專業的基礎課程，對待課程從心態上較重視，但因其理論內容較復雜，對于不擅長理論學習的學生而言，顯得力不從心。知識儲備：學生已初步了解有機化學、無機化學中的基本知識和相關技能，生物化學中蛋白質、核酸、多糖及脂類物質等基礎知識。

1.3 教學目標及重難點

根據專業人才培養方案、課程標準，從學生學情出發，確定如下三維教學目標。知識目標：掌握霉菌的基本形態、菌絲類型和結構、有性和無性繁殖方式、生活史、菌落特征、常見霉菌和人類的關系。知識目標達成手段：通過視頻、圖片、3D 分子模型掌握霉菌的基本形態、菌絲類型和結構等知識；I 博導輔助教學，問卷星、天天練同步練習強化新知；虛擬仿真實驗、微課組、教學平臺等多種教學信息化手段合理共用，實現線上線下混合式教學；趣味實驗、學生實踐讓知識淺顯化。能力目標：能正確認識常見霉菌如青霉、毛霉、曲霉和根霉；能初步辨識各種霉菌，能完成霉菌檢測配套實驗實操，能應用對比學習法掌握各類霉菌的結構和性質，學會知識遷移，能舉一反三。能力目標達成手段：總任務驅動式教學兼多種新課引入方式并用；結合當下熱點問題，引發思考，帶著任務參觀學習；“雙師”教學，理論緊密聯系實際，了解前沿學科知識。素質目標：培育學生自主學習的探究精神，增強無菌操作意識；培養嚴肅的科學態度和刻苦的探索與鉆研工匠精神；增強微生物實訓操作安全意識，培養團隊協作和勞動互助精神；結合社會熱點現象能聯系專業知識解決問題，熱愛生活熱愛本門學科。素質目標達成手段：以小組合作的方式課前探究、課中合作、課后練習，培養學生團隊協作、吃苦耐勞、愛崗敬業、永不放棄的勞動觀；理論聯系實際，在生活中感受學科的力量，培養熱愛專業熱愛生活的科學價值觀；反復錘煉技能，養成追求卓越、精益求精的工匠精神。教學重點為霉菌的菌落特征、常見霉菌和人類的關系；難點為如何辨識各種霉菌。

1.4 教學理念與策略

1.4.1 教學理念

本次課堅持“以學生為中心”的教學理念，采用基于崗位需求的能力遞進式任務驅動教學法，運用“課前自主探究學、課中互動交流學、課后拓展提升學”的模式，開展“虛實結合”的理實一體化教學［4］。

1.4.2 教學方法

本次課采用線上線下混合式教學模式，主要使用任務驅動、仿真模擬、自主學習、合作探究等教學方法。教法上采用任務驅動式教學法：根據教學內容，任務驅動貫穿始終，勞動教育實時體現，培養匠心精神。部分課程采用雙師教學，結合教學內容，借助學校地理優勢，組織學生到比鄰工業園相關企業如環保企業、食品生產加工企業、生物工程公司參觀實習。憑借學校建校悠久的歷史，積攢了大批已經成長起來的校友企業，在學校長期的德育教育滲透下，他們樂于回饋母校，與學校建立了長期穩定的聯合培養關系。

學法上采用自主學習法和合作探究法：學生課前借助I 博導等學習平臺，進行自主探究，初步構建知識體系。在實驗操作和化學家APP 虛擬仿真等環節，學生以小組形式研討，達到集思廣益，勞動互助的目的。

1.4.3 教學中信息化資源的使用

教學過程中，充分運用信息化手段，實現線上線下相結合的方式開展教學。運用微課群輔助開展課前預習、課中助學和課后復習；借助APP 好彈幕讓學生在課上各抒己見，開展頭腦風暴；使用I 博導和智慧職教作為學習平臺，發布任務；利用問卷星開展課堂小測，實時形成評價；借助APP 生物狗和資源庫中圖片與視頻資料加深學生對霉菌微觀結構的理解。

學校建有配套的微生物檢測檢驗實驗室，學生可以通過對各種真實產品中微生物的檢測實驗及數據的統計發布，來模擬企業崗位實操；建有信息化的課室，教師可通過實時監控學生的操作，增強理論授課趣味性；與多家校友企業和比鄰企業建立校企合作關系，為認識微生物在實際生產中的應用提供了有利保障。

2 教學實施過程

2.1 課前活動實施

學生以自主探究為主完成課前活動。利用智慧職教平臺觀看霉菌霉腐各種食品、工業產品的微課，吸引學生的注意力和興趣；利用I 博導學習平臺發布課前任務，完成在線測試，系統自動生成預習評價，教師進行學情摸底。

2.2 課中教學實施

借助微課及可視化多媒體教學資源，展示霉菌的基本形態、菌絲類型和結構。通過小組討論，讓學生總結出霉菌菌絲的分類狀況：分枝或不分枝的菌絲、氣生菌絲和營養菌絲、有隔膜菌絲或無隔膜菌絲。利用教學平臺上傳，與教師共同推導出霉菌的概念。在展示霉菌的無性孢子(孢囊孢子、分生孢子、節孢子、厚垣孢子)、有性孢子(卵孢子、接合孢子、子囊孢子、擔孢子)兩種繁殖方式的多媒體教學資源的同時，開啟好彈幕軟件，讓學生即時參與討論，活躍課堂氣氛。而后以小組為單位歸納出霉菌的繁殖方式和生活史。

在學習青霉、毛霉、曲霉和根霉的菌落特征時展示實際培養物，請學生用語言描述不同霉菌的菌落特征。微視頻播放各種食品、工業產品上霉菌形成的各種菌落，并列舉霉菌對人類有益和有害的兩方面實例，讓學生感受霉菌與生活息息相關，且有利有弊，認識到霉菌對生活的重要影響。隨后用APP 天天練發布手機闖關答題游戲，邊做邊學習霉菌的菌落特征以初步辨識各種霉菌及認識常見霉菌和人類的關系，突出教學重難點。學生通過教師提前錄制的實訓操作視頻來熟悉微生物檢驗檢測的實際操作。通過即時課堂小測，配合實時數據分析，教師摸底學生掌握程度。請學生代表總結分享微生物檢測過程中的注意事項，教師歸納總結。借助動畫介紹對應崗位安全，突出崗位責任感，指出“以知識武裝頭腦，學微生物，懂微生物，思政育人”。以編撰趣味故事貫穿始終，一方面符合職業院校學生學習特點，提升教學的趣味性；另一方面，通過對比學生課前課后編撰的趣味故事，進一步反饋學生對新知和技能的掌握情況。

2.3 課后活動安排

發布課后任務：完成APP 天天練霉菌部分的練習題，系統自動形成課后評價；完成I 博導上拓展微課的學習。

2.4 教學評價設計

采用線上線下相結合，學生、教師、企業導師(能工巧匠進校園項目導師)共同參與的多元教學評價。平臺系統記錄學生學習過程的每一個學習行為，并按學習時長、測試、課堂參與度等類型數據分類；教師、學生、企業導師通過平臺對學生作業進行評價，最終形成以學生學習行為數據為基礎的過程性評價。評價內容包括對本項目個人表現評價、小組間對各組表現互評、項目實操訓練表現、出勤、課堂參與度、作業完成情況、在線考核等多個方面。學生互評、教師和企業導師點評結果與過程評價相結合形成綜合性評價，構成了可記錄、可分析、可反饋的多元智能評價體系。

3 教學實施成效

多策并用，目標高效達成。本次課主要采用任務驅動、自主學習、合作探究等方法實施教學。通過獲得個體、小組及班級整體的學習效果數據，利用大數據分析比對教學目標，班級總體目標達成度在95%以上，高效達成了教學目標。采用信息化教學手段后，學生在課前預習、課上測試、討論答疑、頭腦風暴和課后練習等方面積極性大幅度提高。另外，通過對近3 年課堂情況(結果評價優秀情況、過程評價優秀情況、學生分享次數情況、教師活動比重情況和學生活動比重情況)進行比較發現，信息化教學效果全面優于傳統教學所產生的效果。綱舉目張，重難點有效破解。通過網絡學習平臺預習新知，結合頭腦風暴活動，小組探究，做中學、做中教，突出教學重點，提升學生分析、解決問題能力。信息化手段結合多元評價方式有效地破解了教學重點、難點，提高教學有效性。自微生物學基礎課程通過信息化教學方式以來，學生除課上參與度顯著提升外，課下參與相關專業社團的熱情也都有明顯提升。

4 反思及改進措施

4.1 教學特色創新

環境育人無形，充分發揮環境育人，任務選取巧妙融入課堂思政。根據不同的任務及教學內容引導學生在學習中踐行精益求精的工匠精神與職業素養，讓學生樹立“勞動光榮，技能寶貴，創造偉大”的意識，培養愛國情懷，有效實現德技并修。如：講到實驗室生物安全時，引入我國真菌學創始人和植物病理學莫基人戴芳瀾實例，宣傳中國共產黨的偉大和社會主義制度的優越性；結合2003 年鐘南山院士在抗擊非典、2019 年至今抗擊新型冠狀病毒中的英雄表現，宣傳堅定信念，勇于探索，挑戰科學極限的大無畏精神；介紹2015 年7 月紐約爆發最嚴重軍團菌病已致12 人死亡、113 例感染。不僅要培養出專業知識和水平很高的學生，同時也要培養出具有為人民服務精神的高尚靈魂的人。此外介紹習近平主席授予屠呦呦“共和國勛章”的故事，培養服務大眾的醫學微生物學人文精神。

多元智能評價，成長動態全把控。依托網絡學習平臺，詳細記錄學生評價、教師評價和企業導師點評數據，結合學生學習過程記錄數據，形成全方位、全過程、多角度的評價數據，科學合理地反映了學生學習過程、參與程度和學習效果，精準把握學生成長動態。融合信息技術、網絡學習平臺、資源庫、微課等信息化技術展開教學，學生可以多角度直觀地掌握素材，帶來沉浸式的學習體驗，提高了課堂效率。

4.2 反思診改

教學資源庫雖可滿足基本教學要求，但可供學生選擇的種類還不夠豐富。因此，應不斷加強教學資源庫的建設，擴充資源的容量，提供更多的選擇與樂趣，以滿足學生的個性化學習需求。但同學互評客觀性不足，改進措施：強調評價重要性，強化學生對評價標準的理解和把控，提高學生的評判能力。目前企業主要在課后參與到在線答疑與實訓項目評價環節，參與度仍比較不足。在課程內容的開發、工作案例的開發、參與授課等環節均有不足。下一步，要增強與各類企業聯系，通過企業實戰等方式，增強企業進課堂的頻率，提高學生主動性與學習興趣，有效與職業崗位銜接。