基于OBE理念的高校“微生物學實驗”課教學設計與實踐

呂沫 劉冰蕾 張敏

［摘 要］ 基于OBE教育理念對高校“微生物學實驗”課程進行教學設計，通過線上線下混合式教學模式的實踐和多元化的評價體系，提高學生的綜合能力和課程教學質量，解決教學過程中遇到的實際問題，提高學生的實驗技能、專業素養和創新能力，達成學生培養和教學改革的雙重目標。實踐證明，該教學模式有助于促進高校基礎教育改革，對高校生物學實驗類課程有借鑒意義。

［關鍵詞］ OBE；混合教學模式；微生物學實驗

［基金項目］ 2021年度南方科技大學校級項目“基于OBE理念的教學科研一體化探索與實踐”（XJZLGC202142）；2021年度南方科技大學校級項目“基于土壤微生物分離和性質鑒定的開放性實驗教學的設計和實踐”（XJZLGC202126）；2020年度深圳市教育科學研究課題“基于SPOC的高校生物實驗課混合教學模式改革研究”（ybfz20003）

［作者簡介］ 呂 沫（1982—），女，黑龍江哈爾濱人，理學博士，南方科技大學生命科學學院高級實驗師，主要從事生物實驗研究；劉冰蕾（1988—），女，湖南婁底人，文學碩士，南方科技大學生命科學學院教學秘書，主要從事生命科學學院教學服務與管理研究；張 敏（1986—），女，安徽宿州人，理學碩士，南方科技大學生命科學學院實驗師（通信作者），主要從事生物實驗研究。

［中圖分類號］ Q93.33 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2023）10-0129-04［收稿日期］ 2022-05-30

引言

高校實驗教學在向學生傳授知識和培養實驗操作技能的同時，也驗證了學科基本理論，引導學生掌握科學的思維方式和解決問題的能力，養成優良的科學作風和協作精神。傳統的教學模式不再適應當前的“互聯網+”教學環境，因此線上線下混合式教學模式應時而生。本文基于OBE教育理念對高校基礎實驗課進行教學改革，以高校“微生物學實驗”課為例，利用現代網絡教學平臺，按照線上預習、線下講解以及線上提升三個步驟，探索新型混合式教學模式并用于實踐。

一、理論依據

OBE（Outcome-based Education， OBE）教育理念是以成果為目標導向，采用逆向思維方式進行課程體系建設的理念。該教育理念重視教學設計和學習成果，已經逐漸深入高校課程。目前，國內關于OBE的應用主要在學校的人才培養模式改革、培養方案設計以及教學設計的研究中，但在高校實驗教學中OBE的應用較少。本文試圖為高校實驗教學提供教學案例，在線上線下混合式教學中引入OBE教育理念，以期提高教學效果［1-3］。

二、基于OBE理念的實驗課教學設計

怎樣把OBE理念引入實驗教學，需要從教學大綱的設計開始，教學大綱是OBE教學模式實施的主要依據。我們將OBE教學設計圍繞“定義產出—實現產出—評價產出”模式展開。

（一）定義產出

在OBE教育理念下，要合理運用教學策略使學生達成教學目標中的學習成果，課程的教學內容緊扣教學目標，明確教學項目和課時的具體分配［4］。“微生物學實驗”課程教學目標根據生物專業人才培養方案制定，培訓學生實驗操作技能和實驗技術應用能力，培養其科學素養和科研思維能力。因此，教學內容設計包含“顯微鏡的使用”“無菌操作技術”“純培養技術”等，每個實驗項目分成幾個子任務，各子任務之間既互相獨立，又互為基礎，以此實現學生科研職業技能的提高與知識結構的改進。教學項目按照從簡單到復雜的順序，使學生的知識和能力得到鞏固與提高。授課方式調動學生的積極性和主動性，并對學生的學習情況進行客觀全面的評價。整體關注學生自主學習、團隊協作、溝通與交流能力的培養以及道德素質的塑造。

（二）實現產出

1.教學內容整合。根據“微生物學實驗課”程的教學目標，教學內容分為6個模塊，14個單元，按照“基礎知識—實踐應用—總結”的順序展開，如圖1。

2.教學模式構建。根據OBE教學設計，教師將線上學習方式與課堂教學深度融合，根據學生特點個性化定制課程，設置互聯網資源，把線上學習時長計入教學學時。學生利用南科大慕課平臺和Blackboard平臺學習理論知識、實驗操作視頻、教學重難點等相關內容。學生可以反復觀看慕課平臺的操作視頻，從而保證進入課堂教學時每位學生在同一起點。在線下SPOC翻轉課堂中，學生提出問題，教師解答問題，并組織課堂討論，實現課堂翻轉；教師通過教學課件、視頻講解等方法加深對實驗相關知識和原理的理解；學生按照實驗步驟進行實驗，并觀察實驗結果；教師全程指導每位學生的實驗操作，引導學生分析實驗結果，幫助學生實現從理論到實踐、從知識到能力的轉換。

課堂教學之后，教師再利用網絡平臺的各種信息、習題、視頻等提升強化學生的學習效果。學生完成線上和線下作業，達成學習目標。教師充分發揮向導的作用，激發學生學習的興趣，引導學生探索更廣闊的知識，提升學生的學習效果，實現教育的目標。

這種教學模式既體現了學生學習的主體地位，又充分發揮了教師的組織、引導和管理作用，為學生創造了個性化學習、交流合作學習和深度學習的機會，有利于培養學生的自主學習能力、合作探究能力等，從而實現科學素養和科研思維能力的綜合性提高。

（三）評價產出

1.多元化考核與評價體系。基于OBE的教學設計，“微生物學實驗”課程考核注重過程與結果相結合，緊扣教學目標，采取多元化評價方法評價學習成果。實驗成績綜合全面地反映學生的學習情況，考查學生的學習態度、自主學習能力、科研分析能力及綜合運用所學知識和實際動手實驗操作的能力等。在考核過程中，教師跟蹤學生的學習成果，分析存在的問題，及時調整教學實施過程，漸進式達成課程教學目標。考核形式多元化，加入師生互評、學生自評、學生互評等評價方式。本課程的詳細考核細節和評分標準如圖2。

三、基于OBE理念的實驗課教學實踐

“微生物學實驗”從2020年春季學期開始教學實踐基于OBE教育理念的SPOC混合式教學模式。兩年的教學實踐證明，該模式在線上線下教學中皆可靈活安排教學計劃，達到實驗教學課程的學習目標。

（一）混合式教學模式實施過程

1.線上課程。線上教學包含全英文MOOC課程、Blackboard平臺、QQ群等數字教學資源，每節課設置1～2學時的線上學時。課程團隊制作“全英文微生物學實驗MOOC”課程發布在南方科技大學慕課平臺，共11章，33小節。課程包括理論講解、實驗操作視頻、實驗結果展示等。課程團隊構建Blackboard平臺，設置教學目標、教學要求、教學重點、教學難點和綜合測試題等內容；在課前建立QQ討論群，發布課程信息、教學模式和課程公告，在課程中與學生隨時展開討論。

2.SPOC翻轉課堂。翻轉課堂的教學任務為強化課程的重點內容，解決學生在課前學習中的難點和疑點。在課堂開展交流討論，加強師生之間的互動，讓學生更深入全面地理解知識點。在實驗操作環節，學生獨立動手實驗。教師引導學生掌握正確的實驗方法并進行結果分析。本課程設置綜合項目考核即“鑒定未知微生物菌種”，共9學時。這是一個完整的綜合實驗項目，能夠客觀真實地反映學生的學習成果，也是OBE理念重要的一環——學習產出。學生抽取細菌庫，查找細菌的背景知識，利用學到的知識設計鑒定方案；在設計實驗方案時，學生需要考慮可行性及完整性，預判實驗現象和結果，教師對學生實驗設計進行評分和點評；在課堂實踐中，學生根據實驗方案，準備實驗材料，完成實驗操作，得出實驗結論。教師在此過程中考核學生的動手操作能力和實驗技巧。

3.課后教學。課后作為鞏固和拓展知識環節。（1）學生通過英文實驗報告的形式將所學知識內化和吸收，查閱資料對知識點進行拓展。（2）學生在Blackboard提交作業，教師批改作業，針對批改作業中出現的問題QQ在線答疑講解。這樣不僅能促進學生對知識的深入理解，更重要的是為下一次課堂學習營造出學習者主動學習和討論的氛圍，從而充分調動每一位學習者在學習過程中的主動性、積極性和創造性。

（二）混合式教學模式實踐效果

“微生物學實驗”課程2學分，64學時。本課程在南科大慕課平臺點擊率1 159，平均29次/人；Blackboard平臺2020年秋季課程訪問量5 489，平均196次/人，2021年春季課程訪問量3 179，平均264次/人；師生隨時在QQ群反饋討論。本課程已形成自己獨特的教學風格，受到同行教師和學生的好評。在本校考核教學質量的學生匿名評教系統中，評教分數（滿分100分）從92～93分提升到99.78分，同行評價98～100分。本課程的線上線下混合式教學模式獲南方科技大學教學成果二等獎，本課程已經獲得并完成多項省市級和校級教改項目，課程的部分內容已發表教改文章［5］。

在課程實施之后，對30位學生做了匿名調查，相較于傳統授課模式，有97%的學生愿意選擇該混合教學模式學習，67%的學生認為該混合教學模式會提高他們的學習興趣，有83%的學生認為自學能力有所提高，有47%的學生認為學習興趣有所提高，有30%的學生認為學習成績有所提高等。有97%的學生認為該混合式教學模式充分體現了學習者為中心以及課程設計符合學習者認知結構，100%的學生認為課程資源內容豐富、形式多樣，課程活動具有各要素交互性以及課程評價多樣化。

本課程選課學生除生物系的學生外，涵蓋了生物醫學工程系、環境科學與工程學院、醫學院的學生，在本課程學到的微生物培養技術和無菌操作技術等可以應用到其他相關學科專業。因此，修完本課程的學生繼續申請學校的攀登項目、大創項目、iGEM項目和生命科學競賽等，大多取得了良好的名次，部分學生在本科期間發表了多篇SCI文章。

結語

本文以“微生物學實驗”課程為模板，構建并實踐基于OBE理念的SPOC翻轉課堂實驗教學模式，確定學習成果、學習評價，設計教學內容；通過混合式教學模式培養學生學習的主觀能動性；通過翻轉課堂培養學生大膽提問、解決實際問題的能力；多元化的考核與評價體系可提高學生的綜合能力和課程教學質量，達成學生培養和教學改革的雙重目標。通過該混合式教學模式的實踐，學生的學習成績和實驗技能、專業素養和創新能力以及課程教學評價等都有提高，并啟發了學生對生物領域的探索熱情。因此，該教學模式可以為高等教育教學改革提供理論與實踐的基礎，為國內高校生物實驗教學提供借鑒。

參考文獻

［1］申天恩，斯蒂文·洛克.論成果導向的教育理念［J］.高校教育管理，2016，10（5）：47-51.

［2］王金旭，朱正偉，李茂國.成果導向：從認證理念到教學模式［J］.中國大學教學，2017（6）：77-82.

［3］李志義.成果導向的教學設計［J］.中國大學教學，2015（3）：32-39.

［4］陳永富，朱秋華，尹尚軍.高校實驗教學中學生能力的培養：基于基礎生物實驗課程的改革與實踐［J］.教育理論與實踐，2009，29（27）：54-56.

［5］余春紅，馬小英，呂沫，等.STEAM教育在高校生物實驗課的教學改革與實踐［J］.教育教學論壇，2021（2）：65-68.

Teaching Design and Practice of Microbiology Experiment Course Based on OBE Concept

LYU Mo， LIU Bing-lei， ZHANG Min

（School of Life Sciences， Southern University of Science and Technology， Shenzhen，

Guangdong 518055， China）

Abstract： Based on OBE education concept， the teaching design of the Microbiology Experiment course is carried out. Through the application of online and offline blended teaching model and diversified evaluation system， students comprehensive ability and the course teaching quality are improved. By solving the practical problems encountered in the teaching process and improving students academic performance， experimental skills， professional quality and innovation ability， the dual goals of student training and teaching reform are achieved. It is proved that this teaching model is helpful to promote the reform of basic education in colleges and universities， and has great reference significance for the biology experiment courses.

Key words： OBE; blended teaching model; Microbiology Experiment