科教融合引领本科实验教学

宋英琦　都韶婷　刘惠君

摘 要 针对“环境工程微生物学实验”教学知识点片段化的问题，笔者所在教研组发挥授课老师的科研优势，将单一知识点实验、验证性实验融入至数个科研探索性综合大实验，形成科教融合型实验教学模式，并积极推广线上线下混合教学模式，鼓励学生学以致用，培养学生创新能力。

关键词 实验教学 生物 综合性 设计性 创新

中图分类号：G642                                   文献标识码：A    DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2021.01.013

Abstract In view of the fragmentation of knowledge points that students acquired in environmental engineering microbiology experiment， the teaching group gives full play to their scientific research advantages， and integrates the single knowledge point experiment and verification experiment into several exploratory comprehensive experiments. It forms experimental teaching mode with integration of science and education， which actively promotes the online and offline mixed teaching mode， and encourages students to apply what they have learned and cultivates their innovative ability.

Keywords experimental teaching; biology; comprehensiveness; design; innovation

科研是大學创新发展的强大动力，但若不及时把科研成果转化为教学资源，并在此过程中培养创新型人才，就不利于教学-科研-教学协同发展，也不利于形成相互促进的良好循环。[1-2]

“环境工程微生物学实验”是高等院校环境工程专业重要的专业基础课之一，也是连接环境工程微生物学理论与实践的桥梁。它不仅是检验环境工程微生物理论的主要载体，也是环境专业学生掌握环境工程微生物实验操作技能、培养科学兴趣的重要途径。然而，这类实验课程往往存在知识点片段化的问题，涵盖了基础微生物实验方法与技术、环境微生物检测与评价技术、现代微生物分子生物技术、污染微生物处理等模块的实验内容。如表1第一列所示，该实验课程在大纲修订前主要为多个独立的小实验，同学们往往不太明白学习这些知识的用途，成了学以致用的最大障碍。针对该问题，本教研组以“强能力、重应用”为导向发挥授课老师的科研优势，依托国家级科研项目，将这些“单一知识点实验”“验证性实验”进行了整合，融合成数个“科研探索性的综合大实验”。例如表1中的7个小实验，通过融合探索思维并涵盖原有的知识体系，可形成2个综合性实验。实现了将“各自为政的多项微生物操作技能”进行合理、科学的有机串联，有助于激发学生的学习热情，提升他们的社会责任担当意识和专业自豪感（见表1）。

通过上述实验“方案设计环节”“操作训练环节”和“论文撰写环节”，学生将具备更好的环境工程微生物学研究方案设计能力;能熟练使用微生物实验室的工具规范地从水、土壤、污泥、大气等环境样品中开展微生物样品的采样、分离、纯化、鉴定及工程应用;具备更好的数据分析及报告/论文撰写能力，以及良好的团队意识和科学素养。

然而，教改后的课程因知识点更多、更复合、更前沿，则更需要强化学生在学习过程中的主体意识。常规教学模式下学生被动听讲和观看显然会因个体化差异及接受程度不同加剧两极分化，教师的课堂讲授和操作演示也无法兼顾满足所有学生的需求。此外，课堂讲授和操作演示会占用较多课堂时间，之后学生为主体的时间受到挤压，不利于学生将知识内化，不利于知识转化为解决问题能力的形成。通过线上线下相结合的混合式教学方式强化预习效果、跟踪反馈，可能一定程度上解决上述问题，大幅度提高教学效果。因此，本课程组在实际授课过程中基于翻转理念的线上线下（OTO）混合式教学，[3]将教学方式分为课前线上学习、课中线下线上混合学习、课中/后知识巩固三个阶段，以学生为主体，促成“要我学”到“我要学”的转变。具体的教学方法采用：课前线上学习（借助“学习通”平台结合MOOC教学构建翻转课堂）[4];课中线下学习（线下授课，实施操作练习）;课中知识巩固（学生制定计划通过“钉钉”直播方式分享，教师针对学生的完成情况给予反馈和点评）;课中线下学习（根据线上讨论修订方案后线下再次实施操作练习）;课后知识巩固（学生撰写的文本通过“钉钉”会议方式分享，教师针对学生的完成情况给予反馈和点评）。上述教学方法在一定程度上实现学生“学做”合一，教师也能及时针对“学做”中存在的问题进行指导、反馈和点评。

课程的考核方式为考查。考试的总成绩由参与度成绩、实验报告成绩、课程论文成绩和实验综合能力测评成绩构成。

本课程组于期末对学生进行了能力达成自我评价调查，共收集到119位19级同学的反馈。有51%的同学认为他们可以“很好”地针对实际环境样品设计合理的微生物学研究方案，结合无菌操作展环境微生物的取样、接种、培养、染色及计数，针对实际环境样品设计合理的微生物学研究方案并进行数据处理与分析。另有44%的同学则认为他们开展在方案设计、动手操作、数据处理及分析的能力达到了“好”的水平。

因此，根据实验课程特点结合本学科前沿研究内容，通过科研促进实验教学质量提升，有望构建“以研促教，以教促研、教学相长”的长效机制，为同学们今后的毕业论文及参及创新创业竞赛等夯实基础，助力所在学科的工程教育专业认证和国家一流专业建设。

*通讯作者：都韶婷

参考文献

[1] 段洪波.以人才培养为导向的高校科研评价改革探析[J].中国高教研究，2013（3）：74-77.

[2] 杨超，孙元，张芯悦，等.基于科研项目、竞赛的高校创新创业人才培养模式的研究[J]. 高教研究：西南科技大学，2019（3）：11-15.

[3] 李艳艳，周红蕾，丁丽军，等.基于云课堂线上线下混合式教学模式的研究与实践——以高职《宠物外产科病》为例[J].中国教育信息化，2018（2）：52-55.

[4] 姜玉梅.在MOOC和“翻转课堂”下高校思政课教学评价体系的构建[J].黑龙江教育：高教研究与评估，2018（4）：49-52.