基于网络教学平台的微生物学实验教学改革

梁丽琨， 倪新江， 由翠荣， 曾 勇， 崔龙波

(1.烟台大学生命科学学院，山东烟台 264005;2.烟台大学教务处，山东烟台 264005)



基于网络教学平台的微生物学实验教学改革

梁丽琨1， 倪新江1， 由翠荣1， 曾 勇1， 崔龙波2*

(1.烟台大学生命科学学院，山东烟台 264005;2.烟台大学教务处，山东烟台 264005)

为了提高微生物学实验教学的质量和效果，利用网络教学平台，将实验教材数字化、实验过程多媒体化、实验设计共享化，建设实验网络资源，营造网络实验环境，使实验室在时间和空间上得到延伸，使之与课堂实验教学相结合，实现教师与学生的互动教学，提高了学生的自主学习能力。网络教学平台已成为学校微生物学实验教学的有效辅助手段。

网络教学平台；微生物学实验；教学改革

微生物学不仅是高等院校生命科学各专业的基础课，也是医学、农学、林学、水产、环境等学科的基础课程，是一门重要的实验学科，微生物学实验教学对培养学生的动手能力、实践技能、科学素养和创新能力有着其他教学环节不可替代的作用。网络技术极大地拓展和提高了人们获取知识的途径和便捷性，同时也是解决教育资源匮乏，实现资源共享的有效途径。利用网络教学平台，可以整合优秀的教学资源，突破传统教学以“课堂、课本、教师”为中心的教学模式，转向以学生为中心, 重能力培养，激发学生的学习积极性、主动性和创造性的教学模式，借助网络平台的优势，信息和知识的传播更加便捷有效，学生对知识的理解速度和学习效率显著提高，实现学习个性化、民主化、终身化，是现代教育发展的趋势[1]。

1 传统微生物学实验教学与基于网络教学平台的教学模式

1.1 微生物学实验教学中传统课堂授课模式的优劣势

传统的教学过程中，教师开展教学、实现教学目标和学生获取知识都集中在课堂授课过程中。微生物学实验是生命科学重要的基础实验课，特别是随着分子生物学的发展与拓宽以及交叉学科的发展，微生物学特有的无菌操作技术的应用更加广泛。微生物学实验的教学目标是培养学生的实际操作技能，使学生建立起“无菌概念”，掌握微生物培养基制备、实验器皿的包扎与灭菌、无菌操作技术、显微制片及观察技术、微生物分离纯化技术和微生物学检验技术等基本实验技能[2]，加深并巩固微生物学理论知识，培养学生观察实验现象、分析并解决问题的能力和严谨科学的实验态度，对学生日后进一步学习和工作都具有非常重要的意义。

学生必须通过动手操作、反复练习才能掌握实验技能。在传统的教学模式中，教师能与学生面对面，直接教授仪器的操作、各种无菌操作技术和实验方法，教授如何设计实验、分析数据、参与团队合作，以及如何正视挫折，锻炼科研工作所需的实践和社会技能等。然而，传统的教学模式以教师的灌输为主，学生基本上只从实验教材和教学课件中得到相关的实验知识，其他与实验相关的资料不能及时传授给学生，很难激发其学习兴趣和积极性。学生对实验内容与设计的理解依赖于授课教师的讲解能力，师生之间的信息交流是简单的面对面讲授和解答，受到时间和环境限制，教师与性格内向学生的沟通更少。实验项目的设置也受实验仪器、实验室环境等硬件以及实验经费和实验师资的限制，此外，由于高校专业培养方案的要求，实验教学总课时数有限，为了让学生在有限的学时内学习尽量多的实验技术，每次实验课经常会安排许多教学内容，这样就无法保证每个学生有充足的实验操作时间，而且学生在实验过程中只是被动地接受，没有时间和空间去思考和探索，不利于实验技能、创新能力的培养，也无法提高学生对微生物的学习兴趣。另外，微生物学作为生命科学的前沿学科发展迅速，新知识、新技术不断更新，仅靠课堂有限的时间和空间进行教学也远远不够。

1.2 网络教学平台的优势

网络教学是网络技术、多媒体技术和远程教育教学理论相结合的产物，不受时空的限制，师生能够共享优质的教育资源。如果能充分利用网络技术，通过实验课多媒体课件及标本观察，以及丰富的网络资源和线下互动等模块，可以建立开放式立体化的实验教学模式，提高教学效率。网络教学有着传统教学模式无法比拟的巨大优势[3]，主要体现在以下几个方面。

1.2.1

提供丰富而全面的实验相关资源，教学手段多样化。借助互联网传输的高效与便捷，网络教学平台可以提供全面而丰富的课程资源，可以共享优质教学资源，教学手段更加丰富多彩，例如多媒体课件、实验视频资料、丰富多彩的微生物形态图片、web链接、互动园地、实验报告纠错、课后问题解答以及学习情况跟踪与考核等。

1.2.2 网络教学方式更加新奇生动，易调动学生的学习兴趣。传统的课堂教学模式难以摆脱单一枯燥的缺点，网络教学模式中，学生面对的不再是黑板和单调的教师讲解，而是使枯燥知识变得活泼的广阔的网络空间。

1.2.3 学习时间灵活，影响力广泛。传统的课堂教学中，学生的实验时间局限于课程表的安排，影响和受益的范围也仅仅是学校内上课的班级。而大学应以自主学习为主，采用网络教学后，学生可以随时登陆网络教学平台进行学习，并与教师进行互动交流，学生有充足时间思考和查阅资料，对问题的理解也更有深度和广度，且性格内向的学生也能积极留言讨论，还可加深师生感情，消除隔阂，受益的人群范围更加广泛，所有需要微生物实验技术的人都可以关注该课程，从中获取知识。

2 网络教学平台成为微生物实验教学的有效辅助手段

2.1 延续课堂教学，提高教学效益

微生物实验教学已进行了一些改革尝试：以传统教学模式为主，辅以多媒体教学，实验教师定期开会，研究讨论实验项目的设立与完善，统一需要集中演示的实验技术、学生易出现的操作问题及处理措施、课后思考题的解答等；收集制备实验内容相关的图片、操作视频等资料，直观展示微生物的形态结构及实验操作技术，使学生能够更好地理解和掌握微生物学理论知识和实验技术，激发学生对微生物学实验的兴趣，进一步培养学生的实验技能、思维能力和创新能力。但是，微生物学是一门技术性非常强的实验学科，为了教授更多的实验技术，在有限的学时内需要安排很多的实验内容，学生常常不能很好地理解和掌握这些实验技术。为此，在实验教学平台上放置了实验电子教案、教学课件、实验操作视频和操作注意事项等，为学生预习提供方便。要求学生实验课前进行预习，并书写预习报告，在充分理解实验原理的前提下，写出简单且便于操作的实验流程，这样学生就可以迅速理解教师的讲解内容，顺利进行实验操作, 提高教学效率。在课堂教学完成后，学生还可以进入网络教学平台，复习并巩固课堂教学内容。

此外，微生物学实验技术性高、内容庞杂且实验现象多变。将开设的每个实验项目的原理、预期结果、实验结果的分析与计算、可能出现的问题及原因等都通过文本、图片、动画和视频等方式发布在网络教学平台上，确保学生得到正确的实验结论。如果未出现预期的实验结果，也能引导学生找出可能的原因并进行合理分析。

2.2 更有效地进行微生物形态学教学

微生物形态学教学是微生物学实验十分重要的内容[4-5]，除了学习微生物形态观察技术外，还要尽量让学生多观察一些不同类型和种类的微生物，以增强学生对微生物多样性的认识。显微制片技术是观察微生物形态的基本技术，但是，由于学生制片技术和理论知识不足，在课堂上经常观察不到典型的形态，而且实验课结束之后,学生也很难再有机会观察微生物的形态。为此，网络教学平台收集制作了大量微生物形态图片，更加直观地展示了微生物形态的多样性，同时还放置了实验相关仪器设备的图片，开阔了学生的专业视野。另外，开展网络教学后，由于学生可从平台上得到更多的实验相关内容，实验观察时间缩短了，部分解决了教学资源紧张的问题。

2.3 拓展微生物学实验技术，开阔学生的专业视野

微生物学是一门技术性很强的实验学科, 需要学习大量的实验操作技术[6]，但是由于教学计划的限制，在有限的学时内不可能完成所有实验内容，在课堂上只能教授典型的微生物形态学观察方法，进行重要的验证性实验和少数几个设计性和创新性实验，远不能满足微生物学相关科研和工作的需要。为了开阔学生的视野，提高学生的学习兴趣和教学效果，在实验教学平台上，除放置了已开设实验的教学课件和操作视频外，还放置了未开设但很常用的微生物实验技术的操作视频。通过网络教学平台，学生可以学习更多的微生物学相关知识和实验技术，丰富和拓展知识面，开阔了专业视野，使实验室在空间和时间上都得以延伸。

3 基于网络教学平台的微生物学实验教学模式改革

3.1 规范网络化微生物学实验教学内容

在微生物学实验网络教学平台上设置了课程介绍(包括实验课程简介、课程教材、发展沿革和教学条件等)、师资队伍、教学资源(包括教学大纲、实验项目、教学课件、WEB教材或链接、教学视频、实验报告模板、软件下载等模块)、实验成绩考核(包括预习考核、实验操作考核、实验报告考核和实验考试等)、教学成果展示(包括教学成果、科学研究和学生作品等)、师生互动论坛、师生互评系统和参考文献等模块。

设计的实验项目既与理论教学紧密结合，又是独立的课程体系。经过几年的实验教学改革，除保留必须的基础性验证实验外，加强了学生自我学习能动性的培养，将传统的实验课程从理论课程中完全剥离出来，独立设置基础微生物实验课，增加了设计性和创新性实验。通过这些实验课的学习，在锻炼学生动手能力的同时，提高了其实验设计能力，逐步建立起了科学的实验教学体系。

3.2 微生物学网络实验教学模式改革

在明确了微生物学网络实验教学目标和要求的基础上，对每个实验单元按照“背景-材料准备-实验视频或动画-拓展阅读-问题回答-提交实验报告”来进行设计。教师通过网络平台控制面板的各种工具发布实验教学图片、多媒体课件、操作视频及相关网站链接，并通过“跟踪查看次数”、“作业”、“讨论版”等管理和了解学生的课后学习。学生通过查看相关实验教学内容和资源，进一步获取更多课堂外的知识，丰富和拓展知识面，同时利用软件进一步模拟相关实验操作，为实际的实验操作打下坚实的基础。此外，学生通过网络提交实验报告，并通过“发帖”和“回帖”等实现师生的交流与互动。参与者可以随时随地与老师交流实验中出现的问题，在课堂上不愿意提问的性格内向的学生也可以积极发言，主动参与。教师通过学生评测系统，可以准确了解每个学生对实验教学内容的掌握情况，采取针对性的教学和辅导，有效提高实验教学质量。这种教学模式将实验的课堂教学与网络教学相结合，教师面授与网络指导相结合，个人自主学习与课堂被动学习相结合。学生可以突破时间、空间的限制，自行根据实验内容预习、复习，提高学生的听课效率，并且能够更有效地参与实验操作与讨论等教学活动，激发学生自主学习的积极性。

3.3 建设网络化微生物学实验教学资源

笔者经过多年的收集和整理，积累和制作了大量微生物学实验课程相关教学资源，如教学大纲、教学条件、教学课件、教学视频、静态图片、web资源链接、实验报告模板、课后训练题解答等，将这些教学资源进行了数字化、数据化，发布于网络教学平台。同时收集制作了已开设实验的动画和详细操作视频，如无菌操作技术、接种技术、显微制片和观察技术、微生物分离纯化技术和食品卫生学检测技术等，另外还收集了并未开设但应用性很强的实验技术的操作视频，如细菌夹膜染色、微生物诱变、浅盘固体接种法、 放线菌印片法、过滤除菌、土壤中藻类和原生动物观察等内容。一方面在网上提供丰富的课堂教学资源，方便预习和复习；另一方面拓展了学生的专业视野，加深了对微生物学及其实验技术的认识和理解，对未来可能进行的微生物学方面的工作有了深入的认识。

3.4 开发网络化虚拟实验室

利用已经成熟的技术，如网页制作、Flash动画、LabVIEW和Java等技术，可实现具有虚拟实验环境、实验仪器设备、实验对象的网络虚拟实验室[6,7]。通过相关软件的制作实现在线虚拟实验，巩固学生在课堂上学习的实验操作，使实验室教学得以延伸，实现实验课程的网络化教学，实现课程内容理论与实践、平面与立体、抽象与具体的有机结合。

4 结语

充分利用现代教育技术，运用有效的教学手段提供丰富多彩的教学内容是现代高等教育的要求。网络平台是传统教学与现代教育技术的有效结合。目前，在我国高校教学中，网络教学只是辅助教学手段, 传统的课堂教学仍占主导地位，但随着网络平台在教学领域作用的逐步显现，网络教学可能成为高等学校教学模式的主流。著名科学家钱学森早已对未来教育作了论述:“未来教育=人脑+电脑+网络”。灵活、便捷、高互动性的网络技术为现代教育技术开辟了教学新领域，使教育“大众化、终身化”得以实现, 提高学习者的自主学习能力和创新能力, 推动全民素质教育和社会进步。

[1] 邹丽萍.关于发展网络教学的思考[J].黑龙江高教研究，2003(4)：100-101.

[2] 沈萍，陈向东.微生物学实验[M].4版.北京：高等教学出版社，2007.

[3] 谷永芬,吴倩. Blackboard 网络教学平台在高校教学中的运用[J].经济研究导刊，2008,33(14)：215-216.

[4] 伦永志.网络教学在医学微生物学实验教学中的应用[J].继续教育医学信息，2004, 17(5): 277-278.

[5] 沈萍，陈向东.微生物学[M].2版.北京:高等教育出版社，2006.

[6] 王涌,李国丽,应艳杰,等.建设网络虚拟实验室,深化实验教学改革[J].实验技术与管理，2010，27(9)：85-87.

[7] 张刚, 罗小华, 贺利芳.构建网络虚拟实验室技术研究[J].实验室研究与探索,2008，27(3)：55-58.

Reformation for Microbiology Experiment Teaching Methods Based on Network Education Platform

LIANG Li-kun1, NI Xin-jiang1, YOU Cui-rong1, CUI Long-bo2*et al

(1. College of Life Science, Yantai University, Yantai, Shandong 264005; 2. Teaching Affaires Office, Yantai University, Yantai, Shandong 264005)

In order to improve teaching effects and education quality of the microbiology experiment course, teaching reform was carried out based on the constructed Network Education Platform. By using the digital textbook, the experimental procedure in multimedia, the sharing experimental design, the Web resource providing experiment teaching under network environment was constructed. In this way, Blackboard Network Education Platform could prolong the laboratory experiment process in both time and space, and was combined with classroom study. Meanwhile, teaching effects including bilateral teaching and student initiative study activity were increased. Network Education Platform had become an important microbiology experiment classroom teaching aids in university.

Network education platform; Microbiology experiment; Teaching reformation

2014年烟台大学教学改革研究项目(A002)；2012年度山东省高等学校教学改革项目(2012025)。

梁丽琨(1966- )，女，山东蓬莱人，副教授，博士，硕士生导师，从事微生物教学及应用微生物研究。*通讯作者，教授，博士，硕士生导师，从事细胞生物学研究。

2015-11-20

S-01

A

0517-6611(2015)35-380-03