基于BOPPPS 的細胞生物學實驗混合式教學模式改革與實踐

譚娟，皮建輝，向小亮

（懷化學院 生物與食品工程學院，湖南懷化 418000）

隨著時代和科技的快速發展，新時期高校學生的學習方式也發生了變化[1-2]。2019 年1 月，教育部印發《關于加強網絡學習空間建設與應用的指導意見》，提出的總體目標是：“到2022 年，面向各級各類教育、全體教師和適齡學生，全面普及綠色安全、可管可控、功能完備、特色鮮明的實名制空間。以空間為紐帶，貫通學校教學、管理與評價等核心業務，將空間作為基于信息技術教育教學的基本環境，作為數字教育資源公共服務體系共享服務的主要渠道，作為先進文化建設和家校共育、校企共建的有效載體，綜合運用信息技術解決教育教學實際問題，實現基于空間的教與學應用、教學管理、教育治理的常態化，加快推進人人皆學、處處能學、時時可學的學習型社會建設。”[3]基于此，實踐課程也需不斷改革，創新教學模式，擴展實驗空間，促進線上線下混合式教學模式在實踐教學過程中更好地應用，精準培養學生核心能力[4-6]。細胞生物學實驗涉及的領域較廣，從植物到動物、從顯微水平到分子水平、從結構到功能，無論是理論基礎還是實驗技術，都在不斷更新，實踐性非常強，因此，細胞生物學實驗對于生物類專業學生的思維力、意志力和創造力等核心能力培養有著不可替代的作用[5,7]。

由于實驗條件、經費、師資等因素的影響，傳統實驗教學方式單一，教學設計缺乏創新性與針對性，理論與實踐融合度不高，而且隨著學分縮減和知識增加，課時分配矛盾日益突出。同時，學生學習能力各不相同，部分學生學習興趣不濃厚，參與度低，缺乏積極性與主動性等。基于此，本文在細胞生物學實驗中實施基于BOPPPS 的線上線下混合式教學模式，結合高校特點，充分利用線上資源，拓展實驗時間和空間，有針對性地培養學生思維力、創造力等核心能力。

1基于BOPPPS的線上線下混合式教學模式概述

BOPPPS 教學模式 將教學過程分為六個模塊：引言（Bridge-in）、目標（Objective）、前測（Pre-assessment）、參與式學習（Participatory Learning）、后測（Post-assessment）以及總結（Summary），六個模塊層層遞進，創新性地提高學生積極性，從而提高教學的有效性，達成教學目標[8-10]。與國際上流行的 PBL、CBL 以及翻轉課堂等教學模式相比，應用BOPPPS 教學模式進行教學設計更具針對性與有效性，越來越多的國內外教師發現其優越性并將其應用到不同類型的課程教學中[11-12]。

基于BOPPPS 的線上線下混合式教學模式是在經典的BOPPPS 教學模式基礎上秉承以“學生為中心”理念，將線上教學平臺與線下課堂教學充分融合，優勢互補，高效達成教學目標[10-12]。基于BOPPPS 的混合式教學模式具有很多優點，教師可應用該模式，以學生為主體，結合課程內容及特點，有針對性地進行不同教學環節的設計、改革與優化。基于BOPPPS 的混合式教學模式雖環環相扣，但不同環節各有側重點，教師應以達成教學目標為導向，切實有效提高教學質量與教學效果。比如在計算機網絡課程在線教學中將BOPPPS教學模式與在線教學有機融合[13]，利用網絡平臺，實現師生之間、生生之間遠程的有效互動，保證教學質量。再比如在動物遺傳學課程中，利用課程內容特點，采用BOPPPS 線上線下混合式教學模式，通過線上視頻、線上課前前測和課后鞏固環節、線下分組討論等設計，增強了課程的趣味性，從而提高了學生學習的積極性，也使教學效率顯著提高[14]。

2 基于BOPPPS的細胞生物學實驗線上線下混合式教學模式改革

細胞生物學實驗教學不斷改革，但在教學過程中仍存在不少問題，集中體現為教學方法單一、教學內容較陳舊、教學經費有限以及教學創新性不夠等。針對現有問題，結合學生認知特點和本課程內容特點，教學團隊明確以學生為主體，重新定位課程目標，并以該目標為導向，基于BOPPPS 教學模式，針對不同類型實驗項目在引言、目標、前測等6 個模塊設計合適的教學方式，形成了一套較為系統、具體、實踐性強的線上線下混合式實踐教學模式，主要改革措施如下：

2.1 重新定位課程目標，細化核心能力提升途徑

針對應用型人才培養方案，根據社會對人才的需求，結合課程內容特點，重新制定課程總體培養目標，然后根據課程目標和教學理念的轉變，結合不同實驗項目，設定更為細致的教學目標。在教學目標設定過程中，除相應的知識能力目標外，更加注重核心能力培養目標的確定。比如“小鼠腹腔巨噬細胞的制備和功能的研究”項目，將教學目標設定為：熟練使用普通光學顯微鏡；應用倒置顯微鏡觀察巨噬細胞吞噬異物的過程并用電腦繪制簡單示意圖表示；通過小組合作完成小鼠抓握、腹腔注射、處死等技術；描述巨噬細胞吞噬的激活及吞噬過程。并引導學生思考內吞作用的過程、機理及其調控方式，細胞功能與細胞結構關系以及細胞分化過程。在實驗方案中，還將實驗設計和實驗內容等與核心能力培養目標一一對應。通過精細化的設計，使師生更加明確每一次實驗的目的和意義，更加有針對性地進行訓練和提升，從而取得良好的教學效果。

2.2 積極創建優質教學資源，拓寬學生視野

為緊跟學科發展、促進實驗項目更新，通過教學改革推動實驗室建設和課程建設，積極創建良好的實驗環境和豐富的教學網絡資源。首先在中央與地方共建項目支持下，建立獨立的細胞生物學實驗室，新購置熒光顯微鏡、普通顯微鏡及成像系統、細胞培養箱等教學設備，為深化實驗教學改革奠定基礎。同時，在大雅超星等平臺構建細胞生物學實驗網絡教學課程，根據需要自制微視頻或直接引用中國大學MOOC、嗶哩嗶哩等相關平臺線上優質課程資源，在有限條件下讓學生通過網絡平臺學習各種優質資源，了解細胞實驗發展動態，拓寬視野，培養學生的科研思維和創新能力。

2.3 緊密結合院校科研成果，以創新項目激發學生學習興趣

細胞生物學實驗經典內容主要集中在細胞器分離、細胞結構與功能觀察等，這些實驗對于學生理解細胞的基本結構和功能非常重要，這些項目操作相對簡單，但非常耗時，學生參與實驗的積極性不高。因此，在教學理念轉變和硬件條件建設的基礎上，通過結合科研成果等方式進行創新性的設計，把經典實驗內容融入創新性實驗項目，并與應用實踐緊密結合，從而顯著提高學生開展實驗的積極性。以“線粒體和液泡系的超活染色觀察”經典實驗項目為例，一般以洋蔥為實驗材料，結果清晰而明顯。如果提供備選實驗材料，比如鐵皮石斛、金線蓮、黃精等珍稀藥用植物的組培結果，將科研成果作為實驗材料進行橫向和縱向的對比，將不同材料之間的液泡系進行比較，或者進行同一材料不同部位或不同時期的比較，結合功能進行分析，不但應用性強，而且實踐內容更加充實，大大激發了學生的學習興趣。通過緊密結合科研成果，創新實驗項目，不僅拓寬了學生的視野，也鍛煉了學生的科研創新思維。

2.4 基于BOPPPS 教學模式，結合項目培養目標設計教學過程

基于BOPPPS 的線上線下混合式教學模式包含6個模塊，各個模塊緊密聯系但又相對獨立，可以在不同的時間和地點分別實施，因此，根據不同類型實驗項目的要求，以及設定的教學目標和學生特點，對不同模塊進行調整設計，選取和設計適宜的教學方式，比如基礎性實驗項目側重線上教學，在引言、目標以及前測模塊進行重點設計；而綜合設計性實驗項目側重交流實踐，在參與式學習及總結模塊進行重點設計，著重培養學生的協作能力、創新能力等核心能力。這種“以學生為中心，以網絡為平臺”的線上線下混合式教學模式，教學環節豐富緊湊，教學手段多樣化，形成了各具特色的教學過程，使學生綜合能力得到全面提高。

2.5 緊扣人才培養目標，實行全過程綜合能力考核

傳統實驗考核方式是平時成績（占30%）+期末理論和實踐考試成績（占70%），不能真實反映學生的學習效果。而線上線下混合式教學模式實施時間較長，空間相對自由，考核方法多樣。因此，根據培養目標，實行全過程考核，包括每一個項目的課前、課中和課后考核；考核形式多元化，包括線上和線下結合、理論與操作相結合，具體評分權重見表1。改革后的考核方式更加靈活多樣，學生學習積極性提高，也有利于培養學生良好的實驗操作習慣。

表1 細胞生物學實驗線上線下混合式教學考核權重表

3 基于BOPPPS的細胞生物學實驗線上線下混合式教學模式方案設計

根據不同類型的實驗項目和實驗內容，基于BOPPPS，有針對性地進行線上線下混合式教學模式方案設計。下面以改革傳統實驗項目“線粒體和液泡系的超活染色觀察”為單因子設計性創新實驗項目為例，該項目在經典實驗內容和結果的基礎上，進一步深入探討不同植物在不同生長發育時期液泡系的形態有何差異，同一植物不同部位的液泡系形態又有何差異，同時引導學生從不同層面比如生理學、形態學、生態學等角度考慮問題，把形態結構與外部生態環境聯系起來，全面思考問題。基于BOPPPS 的線上線下混合式教學模式具體操作實施過程如表2 所示。

4結語

地方院校以培養應用型人才為主，基于BOPPPS的細胞生物學實驗線上線下混合式教學模式，通過線上豐富的微視頻教學資源、緊密結合科研成果的教學內容、全程考核的教學手段，極大地調動了學生學習的自主性與積極性，顯著提升了教師的教學效果和學生的學習效率。該模式使學生在實驗教學過程中真正成為學習的主體，而且有針對性地引導學生獨立思考、發散思維、運用所學知識解決實踐問題，提高其核心競爭力，有利于培養出具有核心能力的應用型人才，同時還解決了課程學時有限和資源有限等系列問題。但是，實驗教學實施過程中還存在教學環節較多、部分實驗步驟等待時間較長、教師不能對學生實踐操作及時指導等問題，因此，后續教學過程中還需要進一步優化、細化，以達到更好的教學效果。