基于OBE 理念的线上线下混合的“食品微生物学”教学模式的探索

尹琳琳，陈志娜

（淮南师范学院生物工程学院，安徽淮南 232038）

在新工科建设浪潮下，我国工程认证教育进行全面改革，更加重视人才的创新能力和综合素质的培养，从而成为提升我国工科人才培养质量的有效途径[1]。食品质量与安全专业作为学校的一流应用型工科专业，也正进行着面向新工科食品专业人才模式改革的探索与实践。“食品微生物学”是食品质量与安全专业的专业基础课程，教学成效对学生后续专业课程的学习和专业核心技能的培养具有重要影响，因此，对课程进行符合新形势下人才培养目标的改革与探索至关重要。

OBE（Outcome-based education）是一种强调学生学习效果，以成果产出为目标导向，重在能力培养的教育理念，是我国工程教育专业认证委员会明确的认证核心理念，大力推动着工程教育的改革和实践。然而，学生只充当听众的传统教学模式，很难提升学生自主学习能力、创新能力、协作能力等综合能力的培养效果[2-3]。近年来，教育部门对信息技术与教育教学融合教学方式的改革日益重视，随着大规模在线开发课程（MOOC）、雨课堂、超星学习通等网络课堂的涌现，以及快速发展的互联网+信息平台和高速网络的普及，教育者们对线上教学模式进行了大量探索与实践，不断总结与思考在线教学方法在不同高校、学科和专业的适用性[4]。而线上学习对学生的自主安排学习的自律性、专注性等具有极高的要求，部分学生学习中有懈怠、敷衍的情况。因此，在线课堂的实施还应结合学生的实际情况进行特色设计。

教学团队结合学校的地方应用型本科高校的特点，以学生学习成果为导向，深入贯彻OBE 教育理念的原则，以食品质量与安全专业基础课程——食品微生物学为例，进行线上线下混合式教学模式的探索和实践，以期为地方应用型本科高校工科专业课程改革提供借鉴。

1 明确OBE 理念的教学目标

一切教学活动均是为课程目标的实现而服务，OBE 教学理念注重产出效果，旨在培养学生获得预设的各项能力。在制定课程教学目标时，严格控制课程与支撑学生毕业要求能力的贴合度[5-8]。

“食品微生物学”课程目标与毕业要求指标点的对应关系见表1。

表1 “食品微生物学”课程目标与毕业要求指标点的对应关系

由表1 可知，课程目标1 为知识目标，支撑工程知识、研究及使用现代工具等毕业要求；课程目标2、3 为能力目标，支撑问题分析、设计开发/解决方案、研究等毕业要求；目标4 为人文素质教育，支撑环境与可持续发展、职业道德的毕业要求等。满足课程教学目标应依据目标设计教学内容与教学方法以达到实现课程目标的效果。

2 课程内容设计

2.1 课程内容模块化

“食品微生物学”课程教材以《微生物学教程》为主，《食品微生物学》为辅，根据专业特点整合教学内容，理论与实践并重。

“食品微生物学”课程内容模块见图1。

图1 “食品微生物学”课程内容模块

由图1 可知，将课程内容模块化为4 个部分，分为课程概要、认识微生物、培养+利用微生物和应用+控制微生物模块，包括绪论（宏观介绍微生物及食品微生物发展史和研究内容）、微生物主要类群（原核、真核和非细胞微生物的形态、结构、功能及群落特征）、微生物的营养、代谢、生长及遗传变异和育种、微生物生态、微生物与食品加工及食品安全的关系等，涵盖了微生物及食品微生物的主要理论和应用内容。

“食品微生物学”课程内容的特点是知识点多且散、涉及面广，学生在学习过程中理不清逻辑关系，杂乱无章，从而加重学习难度，易出现畏难心理。而在开课之初，以课程内容模块分布及逻辑结构关系的形式，理清主要内容及学习重点，会使散乱的知识点串联起来，形成关联性，使学生学习的方向性明确，减少盲目的死记硬背，增强了对知识的理解力，以助于学生自我持续学习，分析及解决问题能力的培养。

2.2 融入课程思政，坚持立德树人

“食品微生物学”力求将思政教育的融入贯穿于整个教学过程，寓社会主义核心价值观引导于知识传授之中，在潜移默化中引导学生树立正确职业道德观，培养学生的职业自豪感、爱国主义情怀及社会责任感[9-10]。教学组通过集体备课和充分讨论后，深入挖掘课程中的思政教育内容，以渗透和润物细无声的方式，提升学生的接受度，实现教书育人的根本目标。

“食品微生物学”部分知识点融入思政教育设计见表2。

由表2 可知，介绍绪论中微生物发展史中，微生物奠基人巴斯德为反驳大多数人支持的“自然发生说”，设计了曲颈瓶实验，推动了人类对微生物生理学知识的认识，开启了微生物研究的新阶段，巴斯德对科学研究的严谨态度和不懈努力，为微生物学的发展做出了巨大贡献，激励学生应有为追求真理而具备不懈奋斗，严谨认真和批判新思维的科学素养。

表2 “食品微生物学”部分知识点融入思政教育设计

3 线上线下混合教学模式探索

“食品微生物学”依托淮南师范学院网络教学平台（PC 端）与超星学习通（移动端）建设特色化教学资源，设计个性化课堂面授教学活动，升级教学内容，进而有效融合线上线下混合式教学模式，在借鉴其他课程教学经验的基础上，构建了“课前-课中-课后-课后反馈-课前”的循环教学形式。遵循以学生为中心的自主学习能力培养的原则，强调学生独立思考、创新、分析和解决问题能力的学习成果评价[11]，从而达到学生主动参与、生生和师生互相促进的教学效果。

线上线下混合教学金课建设框架图见图2。

图2 线上线下混合教学金课建设框架图

3.1 线上教学运行模式

线上教学是预习、教堂互动、完成课程任务及知识拓展的主要途径，控制着课程教学运行的节奏。在探索过程中，主要着力于构建线上学习资源、开展多样化线上课堂和拓展育人平台，促进学生自主安排课外学习时间，开展学术研究，提高专业技能的同时，树立严谨的科学精神和正确的价值观。

3.1.1 构建线上学习资源

依托超星学习通线上学习平台，按章节设置课程目录导学，各章节中学习资料包括知识点清单、重难点讲解音视频、人物事迹资料、参考文献等。“食品微生物学”为学校重点建设优秀课程和线下精品课程，授课团队已制作大量高质量课程视频和课件，为学生线上学习提供充足的基础资源。充实相关微生物研究人物事迹资料和学科前沿研究文献，以榜样的力量，激发学生不懈努力和积极探索的动力。

3.1.2 开展多样化线上课堂

依据章节目录，制定线上学习任务列表，包括知识导图制作上传、讨论回复、问题发布、随机测验及小组任务汇报等。知识导图是学生个人必做的章节固定任务，要求标注个人学习难点及存疑部分，规定时间内线上平台提交；随机测验为教师平台上预设，设置面授课前随机发放，以客观题为主，用于判断学生预习效果；讨论回复部分为教师发布，以引导学生主动思考的探索性问题为主，如“微生物的‘体积小面积大’这一特征为什么为其基本特征，其他四大特征与其有何关系？”；“结合芽孢的耐热机理及其萌发过程，分析被产芽孢菌污染的食品是否必须通过高强度杀菌手段才能达到灭菌效果？”；“结合单细胞微生物生长曲线分析：严重涨袋的密封性食品，其中微生物数量是否一定多不可计到严重超标”等类似问题，并鼓励学生主动发布探索性问题，既可激发学生主动思考又能加深对基础知识点的理解。小组任务汇报为线下翻转课堂的延续，部分小组以录制视频的形式上传至在线讨论区。线上各部分内容均有教师在线打分、系统计分和学生互评分，作为平时成绩的主要依据。

3.1.3 强化育人内涵

通过学科发展历史中做出突出贡献人物事迹资料，以音频或视频的形式发表小演讲，内容可以包括食品安全事件等热点时事话题、学科研究方向、专业考研及就业现状等，尤其注重学生正确世界观、价值观取向的树立和良好专业素养的养成，学生可回帖或在线与教师沟通，打破了因时间空间限制或学生害羞心理所致的师生交流障碍，极大拓展了教书与育人的途径，深受学生认可，师生交流频率大幅提升。

3.2 规划线下课堂教学

认知心理学认为主体的认知结构是由内外因相互作用的产物，而不是被动地接受刺激，即学生若缺乏主动性内因则无法达到认知的效果[12]。因此，线下课堂教学中，注重控制讲授时间及节奏、引导学生主动进入知识导图逻辑，并丰富课堂活动，以提高学习积极性和学习效率，促使学生养成自主学习、终生发展的理念。同时，通过案例融入课程思政，使学生在潜移默化中领悟科学创新精神，树立正确的价值观和职业道德观，提升专业认同感。

3.2.1 有效控制讲授时间及节奏

通过多年一线教师的授课经验发现，大部分学生很难完整的坚持一节课（45 min）集中注意力，一般在课中前20～30 min 听课状态较佳。因此，课程在45 min 讲授中以“讲重点、析难点、补枝节”的形式，将重点内容串讲时间控制在开课5 min（案例/问题导入，引导学生进入课堂状态）后的20 min 左右。其后，通过实例法剖析线上学习反馈的难点，并师生共同完善线上学习制作的知识导图，补充相关细枝末节，以提高学生参与度。第2 节课进行线上随堂测试10～20 min，教师在测试过程中即时查看学生对重点知识的掌握情况，随后将易错重难点部分，设计问题，以线上讨论互动和翻转课堂的形式强化理解。

虽然第1 节课以讲授为主，但摒弃了传统的“满堂灌”式教学，整个过程注重自然过渡式教学，强调本节内容在整个课程内容模块中的地位及作用。如微生物的营养要素及营养类型部分，首先以“为什么食品是微生物生长繁殖的温床？”为导入，引导学生主动进行食品的物质构成分析，以在线抢答的形式引导学生回顾前三章中各微生物细胞主要结构及成分，从而自行列出微生物需要的营养要素。通过讲解各种营养类型，激发学生思考微生物多样性与营养类型的关系，同时抛出“不同营养物质如何被微生物细胞吸收？”的问题，引出后续学习内容。因此，讲授中时刻注重学生积极性和主动思考能力的调动，从而消除畏难心理，同时也促进教师对讲授内容的深入分析和设计，达到了教学相长的效果。

3.2.2 采用PBL -翻转课堂教学形式

即使教师较好控制课堂节奏，增加了与学生互动性，若课堂形式单一，学生仍会产生疲倦，缺乏新鲜感。PBL（Problem-based learning）是一种以问题为基础的学习，翻转课堂是一种将学习的决定权转移给学生的教学模式。采用两者相结合，以提出问题、小组内讨论、汇报及全体师生评议的形式开展。以微生物分类鉴定为例，1～2 周前在学习通上发布“导致某食品腐败的微生物种类如何鉴定？”，学生随机分组，每组6～8 人，每组在线回复选定食品种类，组间不得重复。组内分工进行文献资料查阅，制定研究思路并提前将汇报PPT 上传至线上讨论区，课堂上由教师随机抽选1～2 组的任意组员汇报，其余小组将汇报视频上传至网络平台，组间在线评价打分，下次课上教师结合线上讨论，概括重难点。这种学习方式可有效杜绝小组学习中的“懒惰分子”，激发学生的集体荣誉感，不仅加深了对课程内容的理解，而且锻炼了主动思考、提出并解决问题和团队合作的能力。

3.3 合理安排课后活动

课后活动于学习通线上进行，教师统筹安排并全程监控。其一，根据课前及课中教学反馈，及时充盈线上资料库，包括文献、讲座视频/纪录片、网站链接等，以便学生课后夯实及拓展专业知识和完成小组任务；其二，教师结合线上学生观看视频、测验及面授中的重难点，设计课后作业，以随机形式发放（作业内容差异化），学生线上提交，并需完成互评任务，给定评分及评阅意见，教师核查并将学生互评合理度计入作业成绩。

3.4 做好过程监控，掌握学情信息

线上学习平台可追踪每位学生的学习轨迹，包括签到累计、线上学习任务完成度、课堂互动频次、作业得分、小组任务评价、线上测试等，依据教师设置各项分值权重，统计学生的课程积分。不仅教师可通过平台反馈及线下课堂记录，及时了解每位学生的学情，提出学习预警，学生也可随时查看个人课程积分，自我督促，激发学习动力。同时，教师根据学生阶段性的知识学习反馈，可及时调整后续教学活动，有的放矢，实现个性化、特色化的教学、督学的教学方式。

4 教学效果评价

对食品质量与安全专业2016 级（传统教学法）、2017 级（改革教学法）的学习过程满意度调查和期末考试卷面成绩对比分析（2018 级开课时因新冠肺炎疫情，仅有线上直播课堂和学习通互动环节，缺乏线下课堂内容），结合该教学模式的运行对教师专业素养和学生课外实践应用能力的影响，综合评估教学模式的可行性。

4.1 学习过程满意度调查分析

学习过程满意度调查内容包括课堂活动的参与感、与教师交流主动性、自学与主动思考能力、学科知识的理解与应用能力及专业认同感等方面的满意度情况。

OBE 理念的线上线下混合教学与传统教学学生满意度调查见图3。

图3 OBE 理念的线上线下混合教学与传统教学学生满意度调查

与2016 级相比，2017 级学生的各项满意度均明显提高，其中学生在课堂活动参与感和对知识的理解程度方面满意度在90%以上，其他各方面满意度均在80%以上，而相应2016 级满意度均低于70%，在与教师的主动交流和自学与主动思考能力提升2 个方面的满意度在60%以下，说明线上线下混合式教学促进了学生进入主动学习、主动思考及主动交流的良性学习模式。

4.2 学生对知识掌握度

OBE 理念的线上线下混合教学与传统教学学生试卷成绩分析见图4。

图4 OBE 理念的线上线下混合教学与传统教学学生试卷成绩分析

2 个年级的课程授课及试卷命题题型及难度相近。由图4 可看出，2017 级学生卷面成绩75 分以上的比例显著高于2016 级，且优秀率明显提升，其中75～85 分比例为48.6%，占比最高；而后者60～75 分比例高达44.8%，结合图3 中学生对知识的理解程度来看，对细节知识点的掌握和综合分析问题的能力均有提升，学习能力明显提高。

4.3 教学互促，师生共长

在深入探究OBE 理念教学核心和内涵基础上，实践线上线下教学模式的过程中，教师不仅要不断摸索和学习，更要投入更多时间准备课程资料，设计问题、答疑指导和情感教育等，促使教师不断开拓思维，提升专业素养，以实现教学互促，师生共长的良性循环[13]。近几年的不断探索和实践取得了一定的成效，“食品微生物学”先后被获批为校级优秀课程、线下精品一流开放课程和省级双基达标示范课程；学生的学习与探索积极性显著提高，近3 年发表食品微生物相关学术论文10 余篇，获批校级大学生创业训练项目、挑战杯项目20 余项，其中省级5 项，国家级2 项；共20 个作品参加省大学生食品设计创新大赛决赛，获一等奖2 项，二等奖5 项，三等奖7 项。

5 结语

“食品微生物学”基于OBE 理念线上线下混合教学模式的探索和实践，符合新工科浪潮下应用型专业课程建设中实践能力的培养要求，形成了线上线下深入融合的、灵活的、特色化的教学方式。通过全程学情了解和学习效果评价来看，取得了良好的教学效果，促进了学习产出效果，对地方高校应用型专业核心课程的教学改革提供了借鉴。同时，在线上线下混合教学实践中应因时制宜，时刻关注学生的学习态度及自主学习完成度，及时调整线上学习任务量，如何达到精准、高效的运行也是该教学模式持续探索一个重要问题。因此，该教学团队将在不断的探索和实践中持续改进，建设以立德树人为立足点，与工程教育专业认证相融合的适合新时代创新型人才培养的教学模式。