《探索“微”知》研创式课程建设与实践

方琳

摘要 阐述了《探索“微”知》研创式课程在教学的内容、方式、资源等方面进行了改革和实践，旨在让学生通过对微生物的培养和应用，逐渐产生对微生物学、分子生物学、食品科学等相关方向的兴趣，实现学术与学业、品行与品味、适应力与胜任力诸方面充分及均衡的发展。

关键词 研创式大任务课程 微生物学 课程建设

中图分类号 G633.91

文献标志码 B

1课程建设背景

微生物学是研究各类微小生物生命活动规律的科学，是生物专业的一门基础性课程，引领了生命科学的发展。微生物学的部分内容也是高中生物学习内容的重要组成部分，符合高中课程的学业水平要求。菌株的筛选与鉴定更是众多生物实验要素之一。学生学习和认识菌株形态、结构、生长变化过程，能够掌握纯化培养方法，了解生长条件的优化策略，逐步树立整体和系统的观念。

微生物学的基础性使得它具有内容覆盖面广、学科交叉多、与现实生活联系紧密等特点，微生物领域的研究发展也比较快。这些都容易使教学过程中出现主线不明、层次不清等问题。怎样处理好教学内容繁多与课时有限之间的矛盾是要点。而且本课程主要面向高一学生，他们基础薄弱，几乎从未接触过微生物实验。因此，如何确保学生能快速进入学习状态，并开展具有一定探究性和研究价值的实验，也是教师在教学过程中迫切需要解决的问题。针对这些情况，本课程采用互动式教学加强理论课程中的引导和实践课程中的操作训练;以线上自主学习网络资源库的建设，对课堂教学内容进行补充和拓展，为启迪学生创新性思维搭建平台。

2课程目标

（1）通过观看视频和查阅相关文献，认识了解微生物的种类、特点以及与现实生活的联系，实现微观世界与宏观世界的融合，并提高获取和运用所学知识的能力。

（2）通过学习和实操训练能够熟练掌握培养基的配制、稀释涂布实验、微生物分离纯化等微生物实验的基础操作和研究方法。

（3）通过微生物项目实验，能够深刻体会温度、pH、培养液浓度等差异对菌株生长发育和纯化产生的影响，养成严谨求实的科学态度，并能逐渐认识到微生物是一个兼具趣味性和探究性的科学实验性学科，形成人与微生物的协调发展观。

（4）通过对菌株生长发育过程的记录、对实验设计的修正以及最后的汇报活动，增强自身的逻辑思维和语言表达能力。

3课程设计思路

本课程从发展学生的社会责任感，提高实践探究能力和创新精神等方面出发，面向学生真实生活的世界展开，引导学生从日常生活以及与生活环境或自然环境的接触中提出与微生物相关的研究课题，在通过课程学习后综合运用生物学科知识和科学的思维方式去分析和解决现实问题，将理论学习与实际生活紧密联系。

课程主要分为四个模块：1课程介绍及小组分工，让学生逐步明晰阶段性任务，了解课程的具体要求。2学生学习必要的微生物分离提取理论知识，并将所学应用于小组内的实验设计中。3在最初的理论学习分享交流后，教师引导学生在给定的几个主题范围内开展微生物分离培养课题研究，包括设计实验方案、菌株筛选、纯化提取、优化培养条件，等等。4学生进行实验的汇报，并撰写研究性论文或综述。该课程注重与学生互动，理论与实践相结合、线上与线下相辅助，以激发学生主动学习兴趣，引导学生开展“大任务式的探究实验”。

4教学过程和手段

课程实施方案如图1所示。

4.1课程纲要，突出课程特色

微生物学中还划分了分类学、生态学、微生物生理学等细化的专业学科，课程之间的交叉重叠也很多。如何在有限的授课时间内充分体现出微生物学的课程特色，提高课堂教学的有效性、提炼核心的教学内容是教学的关键。因此在开课前，笔者编写了详细的课程纲要，从多个方面明晰了课程的建设工作。

首先，明确课程的主线和目标，即让学生以小组合作的形式，通过微生物学基础理论学习、实操训练、大任务式课题研究实践以及学术小论文的撰写等活动，激发科研兴趣，提高科学探究、论文写作等能力。其次，在教学内容方面删繁就简，注重基础知识与前沿进展相结合、理论与实践并重、趣味性与知识性兼备。例如，减少对传统微生物分类法的介绍，增加对菌株筛选和形态、结构鉴别方法的应用，以及微生物对生产生活影响等介绍。最后，详細制定了课程实施方案和评价方案。本课程一共36个课时，需要2个学期来完成全部4个模块的教学内容，给学生提供了充分进行项目化实验探究和再修正实验的时间。关于课程实施所需的条件，我校与江南大学合作共建了微生物发酵实验室，硬件设施完善，能够满足课程实验的各项需求。另外，学校也设有多媒体专用教室、计算机教室，能够方便学生随时查找相关资料;学生的学习平板可以随时随地拍照记录实验现象和相关数据，也能及时接收教师传送的线上教学资源。

4.2资源整合，线上与线下结合

本课程采用线上和线下结合的互动式教学，具体的实施手段见图1。线上课程中，教师基于学校的平板深学系统建立了自主学习网络资源库，定时向学生推送试题、理论课视频、优秀学生示范案例、最新资讯与文献等等资源，帮助学生进行巩固所学并对课堂教学进行补充和拓展;另一方面也可以使学生在有限的课堂时间内进行更多的深度学习和实操训练，提高课堂效率。微生物实验操作步骤比较繁琐，操作手法比较细致，且严格要求无菌，否则将会功亏一篑。因此，在网络资源库的建设过程中，教师还拍摄了一套微生物基础实验标准化操作视频，省去了课堂上教师为学生多次演示的时间，还可以让学生通过课前学、课上做的双重学习来强化对实验知识的理解与记忆。

线下课程侧重于学生的“大任务式”实验探究和实验汇报交流，需要学生结合生活实际，查阅文献资料，确定小组的项目课题，并给出初步的实验方案和可行性分析。之后，进行一次分组汇报，由教师和其他组同学共同给出建议。如果小组的研究方案研究价值欠缺或可行性偏低，则需要修改方案或更换课题。确定课题后，小组合作制定详细实验方案，并开展实验探究，完成初步实验后进行成果汇报交流。最后，各小组在教师指导和全班建议下对实验进行修正完善，并撰写相应的实验报告和研究论文。

4.3知行合一，理论与实践并重

本课程的实践性较强，实验教学也是培养学生动手能力、分析解决实际问题能力和高阶思维能力的有效手段，但是实验的顺利进行又离不开理论作为坚实的基础。因此，本课程理论与实践双线并重，从两方面共同推進教学。本课程的实践教学主要依托我校微生物发酵实验室，联合江南大学微生物发酵实验中心专家教师的辅助指导开展教学。实验分为基础性实验和综合性实验，学时比例约为1∶2。第一部分基础性实验，主要包括培养基的制备、菌种分离与纯化技术、细菌形态鉴定等微生物分离和筛选的基本操作教学。第二部分综合性实验，需要学生2或3人一小组开展“大任务式”实验探究，进行培养条件的优化，理想状态下可使得所用菌株生长发育状态优于已知状态。

两种实验教学都要辅以理论指导，尤其是基础性实验。在综合性实验过程中，教师会定期向学生分享目前国内外微生物在工业上的最新应用等前沿微生物学研究进展，引导学生分析其中的理论基础以及与小组课题探究之间的联系。在实验过程中，教师要开展中期评估，实施针对性的评价和指导，并开展实验报告和论文撰写的相关教学。

4.4立德树人，培养社会责任感

本课程面向学生完整的生活世界，与学生的日常学习生活、社会生活息息相关。俯拾皆是的生物现象、生物学规律不仅蕴含着丰富的知识，更是包含丰富的德育素材。教师将学习与生活有机联系，潜移默化地渗透育人理念，是促进学生全面发展的重要途径。例如，教师可以通过介绍微生物肥料、微生物过滤膜、污水处理生物增效剂等最新研究应用，加深学生对知识的理解，还能进一步引发学生认同微生物学的社会价值，并激发学生利用知识改变生活的使命感。再如，通过对“微生物抗药性”的讨论，教师引导学生联系生活事件，对如何减少抗生素的环境扩散给出方案。另一方面，教师也可以通过树立科研榜样，培养学生的社会责任感，如微生物学奠基人“巴斯德”、病原细菌学奠基人柯赫、发现沙眼衣原体的汤飞凡、中国微生物免疫学开拓者谢少文等。在微生物学的发展史上这样的例子还有很多，他们的共同之处首先在于严谨、执着、无畏的研究态度，这是每个学生的榜样，更重要的是这些科学家的研究都源于他们所处时代生产、生活中的实际需求，解决国家的困境，择己所长，造福社会。这更是每个学生都应该具备的追求与担当。

4.5多元评价，促进学生全面发展

本课程的评价不仅仅关注学生的学习结果，更注重学习的过程。首先，评价主体多元化，教师评价、学生自评、组间组内互评。这样的评价方式不再是学生单一地作为被评价者，学生也参与其中，在自评互评的同时进行对照和比较，能更理性地看待自身优点和不足。其次，评价方式和评价内容多元化，将形成性评价和终结性评价相结合，在课程的初期、中期、后期和全程，从学生理论学习、实验设计、小组合作、实验操作等方面都设计了相应的评价项目，具体见表1。

5教学反思

本课程中，学生能够进行如“几种不同生活环境中细菌抗药性的研究”“教室饮水机出水口水质微生物污染情况”“土壤中产淀粉酶菌的分离与培养”“学校游泳池水微生物监测分析”等关于菌种筛选纯化、培养条件优化等方面的研究课题，贴合实际生活，具有一定的研究价值。课程的实施对于激发学生自主学习、主动探究，引领学生进一步踏入生物研究领域起到了积极的促进作用。创新型实用人才不仅要有扎实的理论基础、较强的动手实践能力和处理复杂问题的逻辑思维能力，还需要具有较强的社会责任感和使命感。本课程将知识的传授与德育引导结合，将理论积淀与实践探究并重，有助于落实全方位的育人目标，促进学生全面发展然而，本课程的实施过程中发现，很多方面的探索还有欠缺，仍需要不断完善。例如，网络学习平台的虚拟仿真实验程序建设尚不成熟、微生物实验的连续性难以保证。这些还需要从课时安排、经费支持、教学模式等方面着力，进一步优化课程的建设。

参考文献：

[1]何进，唐清，陈雯莉，等.基于创新能力培养的“微生物学”研究型教学模式探索[J].微生物学通报，2018，45（3）：635-641.

[2]王磊，李颖，楼慧强，等.以前沿进展启迪创新思维——“微生物生物学”课程特色专题讲座[J].微生物学通报，2016，43（4）：834-838.

[3]戴亦军，何伟，袁生，等.“互联网+”背景下“微生物学实验”课程的改革与实践[J].微生物学通报，2018，45（3）：683-690.

3001500316594