混合式教學在“微生物學實驗”中的探索與實踐

岳 莎，覃 希，熊文婷，李小梅

（廣州大學 生命科學學院，廣東 廣州 510006）

利用新的教育理念、技術手段、教學方法構建一個完整的、互動的課程系統的教學模式，實現從以“教”為中心向以“學”為中心轉變，提高大學生創新能力，是培養適應21世紀發展要求的高素質人才的迫切需要。如何將創新能力培養有效融入實際教學過程，已成為本科教育教學方法、教學模式、教學改革的重要內容［1-2］。廣州大學“微生物學實驗”課程面向生物科學（師范）專業、生物制藥專業的大二學生開設，我校根據該課程的特點，在不增加教學大綱學時的條件下開展混合式教學，將課堂知識掌握和創新能力培養相結合，以期充分發揮專業核心課程在本科生綜合素質培養方面的作用，并為同類課程教學內容改革提供借鑒［3］。

一、混合式教學模式在“微生物學實驗”教學中的實施

（一）按照課前、課中和課后三部曲構建混合式課堂教學模式［4］

課前環節包括教師對教學資源的準備和學生課前自主學習。教師提前整理好學習資料包，包括進度表、實驗指導、預習提示、拓展閱讀資料、預習測試題等，于開課前2周發布于在線學習平臺，其中進度表、實驗指導、預習提示、拓展閱讀資料發布于班級學習微信群，達標測試題發布于長江雨課堂平臺，要求學生開課前必須閱讀實驗指導與預習提示，可以選擇性閱讀拓展閱讀資料。全班學生分組建實驗小組討論群，群內討論實驗項目中的技術要點與規程，實驗課結束時提交組內討論記錄作評分參考；教師通過班級學習微信群、企業微信給予學生集中或單獨答疑解惑。學生在課前至少1天完成達標測試題，并擬寫預習報告，預習報告重在以流程圖形式擬寫主題內容、梳理注意要點。教師在上課前逐一評定預習報告并統計測試題成績，以此實抓課前預習效果。

課中環節包括動態調整講解重點和實操訓練。集中講解部分，教師將基于學生在當次課預習過程中反饋的疑惑及時調整教學重點，利用多媒體教學設備輔助、通過演示、學生討論分享等方式實施進行授課，時間控制在1小時內。實操訓練部分，教師一方面嚴抓操作規范性、及時糾偏減錯，同時充分調動學生的思維想象、思考、推測并驗證結論，善于發現學生在課堂上的深度學習行為和成果亮點，并將其作為學習典范在課堂上分享。

課后環節，學生需將本組的實驗結果與本班、同級和往屆學生（本班外的實驗數據由教師提供），以及與相關期刊文獻的報道對比，從不同維度分析自己所得實驗結果的可靠性和科學性。同時，教師在班級學習微信群內提出討論話題，引導學生各抒己見、大膽思考，激發其創新意識與思維模式，鼓勵他們將拓展思路或方案擬定在實驗報告中，使所學知識得到整合。最后，教師總結該次實驗課的班級學習狀態和效果，及時肯定績優者。

（二）采用綜合考核與評價機制

為了激勵和督促學生認真對待實驗課的各個環節，有必要構建多維度、重過程的綜合評價方法，客觀評判學生的學習水平和學習效果，有效提升學生動手能力和思維能力的培養［5］。本次教改中，結合學生在課前、課堂、課后三部曲中的狀態與實效，最終成績的評定按照平時成績∶實驗拓展∶實驗成效=4∶2∶4計分。其中，平時成績部分包括預習成效、實操規范性與掌握度、實驗報告質量，按3∶3∶4計分；每個實驗項目獨立評定，最后求算平均值作為課程的平時成績。實驗拓展以小組內或班級群內的討論記錄、實操表現或實驗報告中關于創新或拓展思路的專項內容予以評定。實驗成效的考核側重考查基本操作技能的掌握程度，可結合實驗室的場地條件，以二選一的方式進行：（1）最后一次實驗課時段，現場限時考核，教師將擬實操項目編號，學生隨機抽簽進行單獨操作演示，教師現場評分。（2）學生兩人一組，隨機抽取實操項目錄制操作視頻，在一周內利用課余時間完成視頻作業，后提交給教師評分。

（三）教學模式的評價與改進

課程結課后1周內，教師發布線上調查問卷，了解學生對教學模式的認可度、滿意度、需求及存在的問題。學期結束后，對實施教改與否的相關班級“微生物學實驗”課成績予以統計分析，評估教改效果并及時改進和優化。

二、混合式教學模式在“微生物學實驗”教學中實施后的成效

（一）突破傳統思維，拓展了學習時空

學生在課前做到了有針對性、充分的預習，課堂上就不會只是簡單重復操作，而是思考深層次的問題，然后推測結論，更容易從實驗中發現問題、分析問題，并利用所積累的理論和實踐知識解決問題。比如在學習經典革蘭氏染色方法時，學生會展開逆向思維，將初染與復染染料予以對調，甚至將整個革蘭氏染色過程完全顛倒順序，最后將革蘭氏陰性與陽性細菌均染成了紫色，結果無法辨析出兩類細胞壁結構不同的細菌。由此過程，學生體會到了經典方法的每個步驟、每種試劑的科學性，也會進一步聯想到微生物學家為了探索出細菌的辨識方法，最終得出創建革蘭氏染色法并非一蹴而就，而是不斷探索、試驗，甚至歷經無數次失敗后的結果。教師此時若再啟發學生展開思考討論“還能想到其他的替代或改良染色嗎？”，則實驗過程中的這一小小技術處理帶來的收獲就不僅是技術上的思考，還能有機融合了思政元素，取得極好教學效果。值得一提的是，在學習了細菌的革蘭氏染色方法后，有學生將該方法應用于真菌染色，親身體驗了革蘭氏染色不適于真菌的鏡檢，繼而由細菌與真菌的細胞壁結構差異，進一步思考真菌和細菌的有效辨識方法。這種自發地對課程前后知識點的關聯理解，正是學生突破傳統思維、積極探知的融通思維行為，充分體現了學生的敏銳觀察力。創新精神源于探索精神，學生不囿于所學的知識，結合自己以往的知識與實踐，獨立思考，提出新的想法，無疑促進了創新能力的培養。

在開展“環境微生物的檢測”實驗時，有的組別源自組員的身體或環境中的樣本未見菌落出現，學生對實驗結果充滿疑惑，教師即以“眼見一定為實嗎？”為題創設懸念，引導學生積極思考。討論過程中，學生各抒己見、教師適時點評，很快就拓展出了營養成分匹配度、培養時長和溫度、菌種代謝特性等相關知識點，最后得出“所見未必為真相”的結論。因而實現了在積極活躍的課堂環境中，充分展示了學生的智慧，開發了其潛能，從課堂拓展中觀察、發現科學的真理。同樣的實驗中，針對多數學生對觀察源自環境或人體體表的細菌菌落充滿了好奇，教師鼓勵大家繼續延伸課堂，繼續就“大學校園環境中的微生物評價”“個人良好衛生習慣的微生物學分析”等類似課題展開討論或撰寫研究方案，利用課堂所學知識科學解析日常的學習生活，學生對此也表現出了極大的探索興趣。在后續掌握了微生物的鏡檢識別、生理生化鑒定、分離純化技能后，不少學生已能自主構建研究課題，并設計出可行的實驗方案。然而實驗課程的學時有限，實驗室的空間也有限，但學生思維方式的突破則拓展了學習的時空，使其作為科研探索的主體作用得到了極大發揮，實驗課教學因而呈現出勃勃生機狀態［6］。

（二）學生對實驗課教學的反饋

“微生物學實驗”結課后，教師發布并全部回收了“關于微生物學實驗課的教學調研問卷”線上調查問卷。調研統計顯示，89.42%的學生認同通過微生物實驗課的學習極大提高了自己的創新思維能力；95%的學生認為預習材料資源豐富，有利于自己對知識的理解和拓展；75%以上的學生樂意將本組實驗結果與前人結果進行多維度對比分析，拓展自己對事情、對事物的理解，有助于引導自己在解決問題中做出正確的決定決策；18%的學生認為實驗課程學習任務較重；考核與評價方面，90%以上的學生認為綜合評價方式客觀、全面、有效；學生最希望留給微生物實驗室的實驗成果包括：一張顯微攝影照片、一個有趣的故事、一個值得探索的菌株、一幅手繪微生物畫、一首自創詩歌等。事實上，在綜合性實驗環節，全班90%以上的學生已能拍攝出對比分明、高清的革蘭氏混菌染色效果圖，不少人的實驗成果被錄用為教師的課堂教學優秀素材或實驗室櫥窗展示的優秀作品。當學生感受到自己付出的努力被記錄和肯定時，這種成就感必定將激勵他們后續的學習。在給學弟學妹表達寄語一欄，學生回答頻次最多的有：一定要預習，把握這次機會大膽做，要發散思維，充分利用自己的奇思妙想，不要放棄，享受珍惜微生物實驗過程的各個環節，這門微生物學課程真的特別有趣和有用。該調研結果表明，學生對當前課程教學模式認可度高，涵蓋了課程結構、教學內容、教學方式、考核與評價體系、教學效果等各方面。

（三）混合式教學模式實施與否的學生成績比較

本研究中，實施混合式教學模式的班別共有6個班別，與未參與教改的上一屆6個班別比較學生期末成績后發現，參與混合式教學模式教學的學生平均分為92.53±2.75，其中90分以上人數比值為85.69%±16.32%；未參與教改的6個班學生平均分為90.87±1.34，其中90分以上人數比值為60.38%±11.96%；參與教改的班別較未參與教改的班別平均分提高了1.66，而班級90分以上人數比值則顯著性提高25.31%（P＜0.05），提示班級績優人數顯著增加，教學效果顯著。

三、混合式教學模式在“微生物學實驗”教學中實施后的教改經驗

本研究在借鑒前人教改的先進經驗和近年來項目組成員教學實踐的基礎上，以培養學生能力和創新思維為出發點，從課前、課中到課后階段，通過閱讀、討論、寫作、實踐拓寬知識面，激發創新欲望，提高思辨能力。在混合式教學活動中充分運用班級微信學習群、企業微信和雨課堂等線上平臺組織教學環節和課堂互動，注重學生自身觀點或想法的表達，采取以學生為中心的互動式交流，教師進行指導，師生共同參與，有利于學生自身創新能力的培養。將傳統教學方式的優勢和網絡化教學的優勢結合起來，既發揮教師引導、啟發、監控教學過程的主導作用，又充分體現學生作為學習過程主體的主動性、積極性與創造性。

教師在“微生物學實驗”教學中采用了多維度、重過程的評價方法，使得學生課前認真做好預習應對課前測驗，在課堂上要足夠用心，膽大心細操作；課后的報告盡可能展現拓展和創新能力，不必去“借鑒”別人的成果［7］。這種多維度、重過程的綜合性評價體系使學生在課程中更多地參與到實驗設計和結果分析等多個環節，培養了學生的科學素養和積極主動的思維習慣，提高了分析解決問題的能力。

實驗結課后，學生提交的頗有價值的課堂作品數量較往屆增加了20%左右，比如基于發現微生物之美的顯微攝影照片、微生物培養皿繪畫作品，結合自身興趣愛好創作的詩歌、菌株研發方案，精心制作的主題操作視頻等，均被匯編成為實驗室的學生特色成果集，供后續教學參考和學生觀摩使用。部分開放性實驗項目發展成了校級創新科研項目，或融入了學生的其他課程探討內容，有的還成為師范專業的學生于校外教育實習期間的特色教學內容。

結語

大學生的創新能力來源于創新思維，創新思維的培養建立在學生溫故知新的基礎上［8］。作為大學生創新能力培養的實施者，教師應關注專業課堂的各個教學環節，優化課堂結構體系，培養所有學生的創新思維。但同一教學班別內的學生對課程的理解及掌握程度難以完全同步。如何構建學生相互之間的激勵、幫助與良性競爭的學風，需要教師認真分析、準確掌握教育對象的基礎，優選教育教學方法，提高針對性和實效性。毋庸置疑，學生創新能力的培養是綜合的過程，教師在引導和教育過程中，如何采取與時俱進的方法激起學生的創新欲望和熱情，指導學生投入到創新實踐活動中去，更需要教師自身不斷學習新知識、新理念和新教法，拓寬思路、提升自身創新能力，為教學質量提升提供保障。