線上線下混合教學模式研究

[基金項目]2024年度重慶市高等教育教學改革研究項目“大健康背景下生物制藥專業學生雙創模式探索研究”（246074）;2023年度重慶市高等教育教學改革研究項目“基于產業背景下生物制藥專業創新拔尖人才培養實踐討論”（233345）

[作者簡介]（1975—），女，河北廊坊人，碩士，重慶理工大學藥學與生物工程學院教授，主要從事生物分離及反應工程研究；（1976—），男，河北滄州人，博士，重慶理工大學藥學與生物工程學院教授，主要從事環境化工教育實踐與創新研究;魯秀敏（1974—），女，山東青州人，博士，重慶理工大學藥學與生物工程學院教授，主要從事生物藥物研發研究。

[中圖分類號]G642.0 [文獻標識碼］A [文章編號]1674-9324（2025）31-0029-04 [收稿日期］2024-09-06

引言

“生物分離工程”課程是生物技術和生物工程領域中的一個重要分支，它涉及從生物材料中分離和純化生物分子、細胞和組織等過程。“生物分離工程”課程在生物制藥行業、食品工業、環境工程、農業生物技術、診斷技術等領域中扮演著關鍵角色，如用于生產治療性蛋白質、疫苗和其他生物藥物等。隨著科技的發展，新的分離技術和設備不斷涌現，教師需要不斷更新教學內容及方法以跟上技術發展的步伐。“生物分離工程”課程不僅是一個多學科交叉、技術密集型的領域，也是一個快速發展、充滿挑戰的領域，教師在教學中需要不斷探索和創新，以適應這一領域的特殊需求。

混合教學模式，通常被稱為混合學習（blendedlearming），是一種將傳統面對面教學與現代在線學習相結合的教育方法。這種模式旨在利用兩種教學形式的優勢，以提高學習效率和學生參與度。混合教學模式具有以下特點。（1）整合性。混合教學模式將線上學習資源和線下課堂活動相結合，形成一種互補的教學結構。（2）靈活性。學生可以根據自己的學習節奏和時間安排，選擇合適的學習方式，無論是線上自學還是線下互動。（3互動性。混合教學模式鼓勵學生在線上和線下環境中與教師和學生進行交流和討論，增強學習體驗。（4）個性化。教師可以根據學生的學習進度和需求，提供個性化的學習資源和指導[1-2]。混合教學模式廣泛應用了信息技術，如學習管理系統（LMS）在線討論板、視頻會議等多種功能。

隨著教育技術的不斷發展，混合教學模式在全球高等教育機構中越來越普及。高校越來越重視個性化學習路徑的設計，以滿足不同學生的學習需求。教師們正在探索如何更有效地設計混合課程，以提高學生的參與度和學習效果。自前，如何將最新的教育技術，如虛擬現實（VR）增強現實（AR）和人工智能（AI）等技術，集成到混合教學模式中也是教育機構的發展趨勢。混合教學模式不僅促進了教育資源的國際化共享，而且為不同國家和地區的學生提供了更多的學習機會[3]。教師的持續專業發展變得更加重要，以適應混合教學模式的要求和利用新技術進行教學。隨著技術的不斷進步和教育理念的更新，混合教學模式有望在未來的教育領域發揮更大的作用。

一、國內外混合教學模式的研究現狀

混合教學模式的研究始于20世紀90年代末，最初是從技術應用的角度來探討在線與面授教學的結合。隨著時間的推移，研究逐漸深人到教學策略、教學方法以及教學效果評價等多個層面。混合教學模式強調技術與教學的深度融合，而不僅僅是技術的簡單應用。研究者們開始關注如何在混合式學習環境中進行有效的教學設計，以及如何通過混合式教學提升學習體驗和教學效果。混合教學模式的研究逐漸呈現出多樣化趨勢，包括翻轉課堂、慕課（MOOCs）項目式學習等多種形式。不同混合教學模式的特點、適用場景及對學習效果的影響不同。越來越多的研究開始關注混合教學模式的教學效果，包括學生的認知學習成果、技能掌握情況、學習滿意度以及自我效能感等方面。研究表明，混合教學模式在提高學生學習動機、參與度和學習成效方面具有積極作用[4-5]混合教學模式對教師的角色和能力提出了新的要求。教師需要具備混合式教學管理能力、教學內容與信息資源整合能力等。盡管混合教學模式得到了廣泛的關注和應用，但也存在一些挑戰和問題，如教學資源的建設、教學模式的標準化、教學評價體系的完善等，研究者們正在尋求解決這些問題的方法和策略。

二、生物分離工程領域教學方法的演變

生物分離工程領域的教學方法隨著教育理念的更新和技術的發展而不斷演變。在教學中主要用到以下方法。

PBL（problem-based learning）教學法是一種以學生為中心、問題為導向的教學方法。該教學法通過選擇與實際工作生活接近的案例，采用小組討論形式，培養學生的自主學習能力和實踐創新能力。

1.課程思政融合。在“生物分離工程”教學中融人思政元素，結合技術的歷史背景、原理方法和工程應用，形成具有課程特色的思政教學體系。

2.混合式教學。混合式教學結合了線上和線下教學的優勢，學生通過線上平臺進行預習、復習以及拓展學習，而線下課堂則更注重互動討論和實踐操作。

3.科研反哺教學。將教學團隊的科研成果融入教學內容，使課程內容緊跟行業發展前沿，提高學生的學習興趣和專業認同感。

4.實驗與理論教學相結合。調整課程安排，使理論課更好地銜接實驗課，確保學生能夠及時將理論知識應用于實踐中。

5.考核方式多樣化。如項目報告、實驗操作、課堂參與度、虛擬仿真實驗等，全面評價學生的學習效果。

這些教學方法的演變體現了教育者對于提高教學質量、增強學生實踐能力和創新思維的不斷追求。隨著教育技術的發展和教育理念的更新，生物分離工程領域的教學方法將繼續演進，以適應新時代教育的需求。

三、“生物分離工程”課程線上線下教學模式的課程設計

“生物分離工程”是本校生物制藥專業的核心課程，授課對象主要是大三本科生。學生已經修完“化工原理”“物理化學”“有機化學”“無機化學”“生物化學”“微生物”等專業基礎課，對于物質的理化性質及基本的分離操作原理有了一定的知識儲備，在本門課里主要將上述專業知識應用到生物物質的分離純化。為了提高學生的學習興趣和增強教學效果，本門課采用線上線下混合教學設計。線上教學：教師利用在線平臺進行理論學習、視頻講解、互動討論等；線下教學：教師開展實驗室實踐、小組討論、案例分析、現場指導等。

以第五章《萃取》為例，具體教學操作如下：教師布置課前任務，請大家收集日常生活中關于萃取的例子，比如我們喝的茶水、咖啡等飲品就是一種固液萃取的例子。在萃取過程中，水溶液把茶葉中的茶多酚從固體茶葉中萃取到水溶液中。教師從個別例子中歸納總結出萃取的共性，即目標產物從一相中轉移到另一相，如茶多酚從固相中轉移到液相中。教師接著引導學生思考如何評判萃取效果好壞，引出基本概念如分配系數等，然后依次展開講解不同萃取方法的原理、操作特點等。

在講解固液萃取部分，教師引入屠呦呦團隊提取青蒿素的實驗相關視頻作為課程思政元素，中國在1967年組織全國7省市開展了包括中草藥在內的抗瘧疾藥研究，先后篩選化合物及中草藥達4萬多種，也沒有取得陽性結果。屠呦呦和同事們通過翻閱中醫藥典籍、尋訪民間醫生，搜集了包括青蒿在內的600多種可能對瘧疾治療有效果的中藥藥方，對其中200多種中草藥和380多種提取物進行篩查[5]，用老鼠做實驗，但沒有發現有效結果。在失敗了190次后[6]，屠呦呦從東晉葛洪所著的《肘后備急方》一書中受到了啟發[。書中記載了“青蒿一把，用2升水浸泡，攪碎過濾，取汁液全部喝下”。屠呦呦便將原來的乙醇高溫提取法，改為用乙醚冷浸法，終于從青蒿葉中提取到對瘧原蟲抑制率達到 100% 的有效成分。在動物身上試驗后發現對動物心臟有副作用，屠呦呦便以身試藥[8]，結果顯示，身體各項指標正常。因此發現了改變無數人命運的青蒿素，屠呦呦團隊也獲得了2015年諾貝爾生理學或醫學獎。教師通過這個例子讓學生明白實驗的成功是在大量失敗的基礎上積累出來的，我們要有堅韌不拔的科學精神。

課程結束后，教師組織學生討論如何設計雙水相萃取工藝提取發酵液中的淀粉酶，并安排相關實驗課程。學生通過實驗操作對理論知識有了更深刻的認識，同時因為在課堂上進行了討論，學生在實驗過程中也更順利地完成了實驗。最后，教師可以通過線上測試檢測學生學習效果，鞏固他們對知識點的理解。

在這門課程每章內容都講完后，教師讓學生在線上進行虛擬仿真實驗，掌握分離純化一種蛋白質在實際工廠中的操作流程，使學生對分離純化整個工藝操作有個整體認知。

四、教學效果評估

考核方式也呈現多元化，包括期末試卷考試、線上測試成績、虛擬仿真實驗成績、課堂討論成績等多項，能全面考查學生對本門課的掌握情況

從課程評價結果來看，課程目標達成度平均值為 77.7% ，說明還有部分學生對課程設置并不滿意。主要原因：線上學習部分要靠學生的積極主動性，但這部分監管比較弱，導致自律性差的學生就缺乏相關的學習動力或行動；線下課堂學習部分，學生對生物分離基礎理論掌握不扎實，日常學習中沒有及時總結和鞏固；在分組討論和分組實驗中，有些學生依賴性較強，不積極參與，最終導致沒有得到相應的鍛煉。

五、討論與結論

（一）混合教學模式對“生物分離工程”課程教學的影響

混合教學模式通過學生線上重復學習理論知識和線下課堂討論與實驗操作的結合，使學生能夠及時將理論知識應用于實踐中，提高了學習的實效性。教師可以利用線上資源豐富教學內容，如提供拓展閱讀材料、實驗操作視頻等，為學生提供了更廣泛的學習資源。教師結合線上平臺可采用BOPPPS教學設計、案例分析、任務驅動等多樣的教學方法，促進了學生的主動學習和創新思維的培養。同時線上平臺為學生提供了更多參與課堂的機會，如通過線上討論、投票等形式，提高了學生的課堂參與度和學習興趣。混合教學模式采用多元化評價體系，不僅注重學生的知識掌握，還重視學生的能力培養和素質提升，實現了對學生學習過程的全面評價。通過線上學習平臺的數據分析功能，教師可以更好地了解學生的學習情況，實現個性化教學和針對性指導。總之，混合教學模式的實施提高了“生物分離工程”課程的教學效果，學生的專業能力、實踐能力和創新能力得到了全面提升。

（二）混合式教學實踐中遇到的問題和挑戰

在混合式教學中可能存在以下問題。

1.教學互動和監管困難。在混合式教學中，教師面臨線上學習監管困難，難以確保學生真正參與學習過程。同時，線上互動環節效果不理想，影響教學效果。混合式教學中學生的考試成績真實性存疑，教師難以準確評估學生的學習效果，需要建立更有效的教學評價機制。

2.教學設計和實施挑戰。混合式教學需要教師對教學流程進行重組，合理設計線上和線下教學活動，這對教師的教學設計能力提出了更高要求，實踐中存在諸多挑戰。

3.教學理念和模式轉變。混合式教學要求從“混合”走向“融合”，這需要教師轉變教學理念和模式。

4.教師和學生的角色轉變：在混合式教學中，教師角色由知識傳授者轉變為學習引導者，學生需要更加主動參與學習過程，這種角色轉變對雙方都提出了新的挑戰。

（三）改進混合教學模式的建議

能夠更愛學、更易學，并能學得更好。要想使混合教學做好做實，真正發揮其優勢，我們需要做到以下幾點。首先，要加強教師培訓，提供專業的混合式教學培訓，幫助教師掌握必要的技術工具和教學策略，增強其在線教學設計和實施的能力。其次，要優化教學資源，開發和整合高質量的教學資源，包括互動性強的在線課程、視頻、模擬實驗等，確保教學內容的豐富性和前沿性。再次，要提升學生自主學習能力，教師要設計好教學活動，注重培養學生的自主學習能力，如通過設置自主學習任務、提供學習指導和反饋等。同時利用平臺在線討論板、實時問答、小組作業等功能，提高學生參與度，增強師生及生生之間的互動交流。最后，要鼓勵教師進行創新性教學設計，探索適合不同學科和學生特點的混合教學模式。要持續關注學生在學習過程中的體驗，確保線上和線下學習環節都能提供積極的學習體驗，這也需要教師付出更多的精力。

總之，在線上線下混合式教學過程中，我們要逐步解決混合式教學實踐中的問題，提高教學效果，促進教育技術與教學實踐的深度融合，使學生

參考文獻

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Research on the Blended Online and Ofline Teaching Mode Taking：“Biological SeparationEngineering\"as an ExampleZHENG Li-jie， ZHAO Tian-tao，LU Xiu-min，QIU Chong-yan

（School of Pharmacy and Bioengineering， Chong qing University of Technology， Chongqing，400054，China）

Abstract： Under thestudent-centeredteachingphilosophyblendedlearningisaneducational methodthat combines traditional face-to-face teaching withmodern online learning.Blended teaching is widely practiced by teachers because of its characteristics of allowing learning anytime，anywhere，and repeatedly.This article takes “Biological Separation Engineering”as the research object.Based on the introduction of the development process and characteristics of blended teaching，it elaborates in detailonhow to conductonline and ofline blended teaching， evaluate grade and other aspects inthe teaching process of“Biological Separation Engineering”，and puts forward the shortcomings and suggestions of blended teaching，in order to bettr realize the practical efectof blended teaching and improve students' interest and effectiveness in learning.

KeyWords：Biological SeparationEngineering;blended teaching，onlineand ofline;teachingreform