虚实结合的混合式教学在微生物检测实验课中的应用研究

温斯颖

（上海科技管理学校，上海 200433）

微生物检测是食品生物工艺专业的重要课程，主要内容包括细菌菌落总数的检测、大肠菌群的检测、霉菌酵母菌的检测和常见致病菌的检测，是一门具有很强实践性与应用性的课程。实验教学是微生物检测课程的重要组成部分，它不仅能强化和巩固学生的理论知识、培养学生的基本操作技能和动手能力，还能培养学生独立思考能力以及综合利用知识分析问题、解决问题能力[1]。传统实验教学往往采用“讲授—示范—操练—评价”的模式[2]，微生物检测操作很多动作非常细微，操作的规范性会极大影响检测结果的准确性和操作人员的安全性，但是在课堂上教师难以观察到每位学生的操作，无法了解学生的掌握情况[3]。而实验教学中学生的掌握程度直接影响未来他们从事食品安全检验工作的规范性。因此，提高学生实验操作的规范性，理论结合实际掌握基本技能，是微生物检测实验教学的重要任务。本研究用自主研发的虚拟仿真实训平台进行教学实践，构建了虚实结合的线上线下学习网络，与往届学生进行对比试验，探究信息技术在微生物检测实验教学中的应用效果，优化课程教学设计、教学实施和教学评价等，为中职实训课程教学探索新的教学模式。

1 微生物检测实验教学存在的问题

传统的微生物检测实验教学模式主要存在以下问题：（1）学生主动性差：教学往往沿用传统的“讲解—示范—练习—评价”四步教学法，学生操作前需识读检测标准，其中含大量的文字、表格和术语，学生兴趣不强，不易理解，难以充分发挥学生的主观能动性。（2）实验教学时间短、任务重：实验教学时间短，操作场地局限，难以在有限的授课时间反复练习操作。同时，微生物检测涉及致病菌，具有一定安全风险。（3）教学效果不理想：实验教学中，全班学生同时操作，教师难以关注到所有学生每一步操作的正确性，难以在有限的学时内评估学生操作的规范性，导致教学效果不理想。

2 虚实结合的混合式教学在微生物检测实验课中的应用

2.1 总体设计

以学生沉浸在岗位中体验微生物检测过程为宗旨，以提高其微生物检测能力和强化操作规范性为目标设计了虚实结合的混合式教学模式，包括课前准备、教学开展和教学评价3个阶段（见图1）。

图1 虚实结合的混合式教学模式

2.2 具体实施

（1）课前准备。①确定教学对象，以我校2017级食品班（17人）为实验班，采用虚实结合的混合式教学模式，以2016级食品班（16人）为对照班，采用传统教学模式。②设计教学项目。依据课程标准、职业能力标准要求，将教学过程与检测工作过程对接，查阅食品安全国家标准，在教学中引入微生物检测的典型食品，为学生构建典型工作情境。以病原微生物检测模块中4个项目为例进行教学实践（见图2）。③打造云班课在线教学平台。依据学习目标中的初、中级目标设计预习内容，准备相关微课等网络教学资源，为学生自主学习提供有利条件。平台上还存有学生的实操视频，其在课后可反复观看，学习其他学生的操作优点，还可针对学习目标要求开展自我考核与评价。

图2 教学项目重构与设计

（2）教学开展。实验班采用虚实结合的混合式教学模式，课中按照“任务导入—模拟操练—实战演练—评价小结”的教学流程，理论讲授与实践操作相结合开展教学。根据每次课前学生的自测结果，采取“组内异质、组间同质”的方式，将学生分成3组。课堂上首先教师检查学生课前预习情况，对重点、难点、疑点进行针对性讲解，解答学生的疑问，导入本堂课学习任务。其次根据职业岗位知识和技能要求，组织学生利用虚拟仿真实训平台熟悉检测流程和操作步骤，教师总结典型问题后示范讲解，学生完成虚拟仿真实训平台考核。再次，通过考核的学生佩戴录播眼镜完成实操训练，师生共同进行过程评价，找出实操中的问题，总结实操经验，然后完成实操考核。最后，教师进行讲解和点评，并布置课后测试任务，总结要求学生重点掌握的知识点和技能点，梳理课堂实操中存在的典型问题并录播视频上传云班课，供学生随时查阅复习，课前、课中、课后连贯一体，培优补漏。

（3）教学评价。评价包括两部分：一是结果性评价，对学生知识测试和技能考核成绩进行分析，与对照班成绩进行对比，了解借助信息化教学手段，能否提高学习效果。但若只是以考试成绩一锤定音的话，难以对学生做出客观全面的评价[4]。为此，评价的第二个部分在参考结果性评价的基础上加入过程性评价，结合云班课统计的学生自主学习时长、自测正确率以及虚拟仿真实训平台和录播系统收集的学生操作的规范度，共同完成过程性评价（见表1）。

表1 教学质量评价体系

3 虚实结合的混合式教学模式的效果

3.1 翻转学习，目标递进，有效提升学生学习积极性

虚实结合的混合式教学模式打破了课内、课外的界限，使教与学都变得更便捷，学生可以选择自己方便的时间完成预习和复习巩固，微视频的形式让教学内容更具体生动，能帮助学生更好地理解教学内容。预习时依据学习目标中的初、中级目标设计学习内容，配合与预习任务难度相当的练习自测，使学生在自主学习中达成期望目标，初步理解教学内容。随着信息化教学的不断推进，学生的预习习惯和学习能力都在不断改善和提升。第二次自主学习（实验项目二）完成率达78.82%，显著高于第一次（实验项目一）58.24%的完成率，第三次自主学习（实验项目三）完成率相较于第二次又有了显著提升，完成率达105.29%，说明相当一部分学生已经习惯了反复观看学习视频。第四次自主学习（实验项目四）完成率与第三次相比略有提升，但没有显著增长（见图3），说明应用虚实结合的混合式教学模式能在一定程度上提高学生的学习积极性。

图3 4次自主学习完成率比较

预习完成率的提高，能有效提升自测成绩。预习成绩平均分从开始的44.66分，随着越来越多的学生投入更多的时间在自主学习中，平均成绩逐步提升至82.81分（见图4）。这说明应用虚实结合的混合式教学模式能提高学生自主学习能力。

图4 4次预习自测成绩比较

3.2 虚拟助力，加速操练，有效提高学生实操安全性

虚拟仿真实训平台高度还原工作场景，将课堂“搬到”企业，为学生提供沉浸式的操作体验，刚开始学习新的检测项目时，可以在安全的虚拟环境中训练，避免安全事故的发生，保障实操的安全性。在有效的课堂时间内充分训练，对于每个学生的薄弱环节可以进行针对性反复操练，提高操作规范性。

3.3 虚实结合，过程评价，有效保障学生操作规范性

虚拟仿真实训平台自动记录学生操作轨迹，评价操作过程的规范度，只有完全达到系统的规范性要求，通过虚拟考核的学生才能进入无菌室完成实战演练，这给学生一定的学习紧迫感，有利于提升虚拟练习中的专注度。结果表明，学生在经过第一次虚拟操练后，能快速适应虚拟操作，第二次操练的规范性显著提升，之后的操练也是稳中有进步（见图5）。

图5 4次虚拟操练规范性比较

实战演练的规范性也在同步提升。刚开始进行虚实结合的混合式教学时，实验班实战演练的规范性评价得分为81.10分，仅比对照班平均水平（80.45分）略高，并没有显著提升。到了实验项目三实战演练，操作规范性开始有显著提升，项目四和项目三的实战演练规范性稳定在86分以上，相较于对照班有了显著提升（见图6），说明虚实结合的混合式教学能显著提升学生检测操作的规范性。

图6 4次实战演练规范性比较

本研究通过开展虚实结合的混合式教学改革发现，信息化教学能显著提高学生学习的积极性，也能提升其知识和技能掌握程度，其中课前预习微课能显著提升知识的掌握程度，课堂中运用虚拟仿真实训平台和录播眼镜能显著提高学生检测操作的规范性。