混合式教学在“微生物学实验”中的探索与实践

岳 莎，覃 希，熊文婷，李小梅

（广州大学 生命科学学院，广东 广州 510006）

利用新的教育理念、技术手段、教学方法构建一个完整的、互动的课程系统的教学模式，实现从以“教”为中心向以“学”为中心转变，提高大学生创新能力，是培养适应21世纪发展要求的高素质人才的迫切需要。如何将创新能力培养有效融入实际教学过程，已成为本科教育教学方法、教学模式、教学改革的重要内容［1-2］。广州大学“微生物学实验”课程面向生物科学（师范）专业、生物制药专业的大二学生开设，我校根据该课程的特点，在不增加教学大纲学时的条件下开展混合式教学，将课堂知识掌握和创新能力培养相结合，以期充分发挥专业核心课程在本科生综合素质培养方面的作用，并为同类课程教学内容改革提供借鉴［3］。

一、混合式教学模式在“微生物学实验”教学中的实施

（一）按照课前、课中和课后三部曲构建混合式课堂教学模式［4］

课前环节包括教师对教学资源的准备和学生课前自主学习。教师提前整理好学习资料包，包括进度表、实验指导、预习提示、拓展阅读资料、预习测试题等，于开课前2周发布于在线学习平台，其中进度表、实验指导、预习提示、拓展阅读资料发布于班级学习微信群，达标测试题发布于长江雨课堂平台，要求学生开课前必须阅读实验指导与预习提示，可以选择性阅读拓展阅读资料。全班学生分组建实验小组讨论群，群内讨论实验项目中的技术要点与规程，实验课结束时提交组内讨论记录作评分参考；教师通过班级学习微信群、企业微信给予学生集中或单独答疑解惑。学生在课前至少1天完成达标测试题，并拟写预习报告，预习报告重在以流程图形式拟写主题内容、梳理注意要点。教师在上课前逐一评定预习报告并统计测试题成绩，以此实抓课前预习效果。

课中环节包括动态调整讲解重点和实操训练。集中讲解部分，教师将基于学生在当次课预习过程中反馈的疑惑及时调整教学重点，利用多媒体教学设备辅助、通过演示、学生讨论分享等方式实施进行授课，时间控制在1小时内。实操训练部分，教师一方面严抓操作规范性、及时纠偏减错，同时充分调动学生的思维想象、思考、推测并验证结论，善于发现学生在课堂上的深度学习行为和成果亮点，并将其作为学习典范在课堂上分享。

课后环节，学生需将本组的实验结果与本班、同级和往届学生（本班外的实验数据由教师提供），以及与相关期刊文献的报道对比，从不同维度分析自己所得实验结果的可靠性和科学性。同时，教师在班级学习微信群内提出讨论话题，引导学生各抒己见、大胆思考，激发其创新意识与思维模式，鼓励他们将拓展思路或方案拟定在实验报告中，使所学知识得到整合。最后，教师总结该次实验课的班级学习状态和效果，及时肯定绩优者。

（二）采用综合考核与评价机制

为了激励和督促学生认真对待实验课的各个环节，有必要构建多维度、重过程的综合评价方法，客观评判学生的学习水平和学习效果，有效提升学生动手能力和思维能力的培养［5］。本次教改中，结合学生在课前、课堂、课后三部曲中的状态与实效，最终成绩的评定按照平时成绩∶实验拓展∶实验成效=4∶2∶4计分。其中，平时成绩部分包括预习成效、实操规范性与掌握度、实验报告质量，按3∶3∶4计分；每个实验项目独立评定，最后求算平均值作为课程的平时成绩。实验拓展以小组内或班级群内的讨论记录、实操表现或实验报告中关于创新或拓展思路的专项内容予以评定。实验成效的考核侧重考查基本操作技能的掌握程度，可结合实验室的场地条件，以二选一的方式进行：（1）最后一次实验课时段，现场限时考核，教师将拟实操项目编号，学生随机抽签进行单独操作演示，教师现场评分。（2）学生两人一组，随机抽取实操项目录制操作视频，在一周内利用课余时间完成视频作业，后提交给教师评分。

（三）教学模式的评价与改进

课程结课后1周内，教师发布线上调查问卷，了解学生对教学模式的认可度、满意度、需求及存在的问题。学期结束后，对实施教改与否的相关班级“微生物学实验”课成绩予以统计分析，评估教改效果并及时改进和优化。

二、混合式教学模式在“微生物学实验”教学中实施后的成效

（一）突破传统思维，拓展了学习时空

学生在课前做到了有针对性、充分的预习，课堂上就不会只是简单重复操作，而是思考深层次的问题，然后推测结论，更容易从实验中发现问题、分析问题，并利用所积累的理论和实践知识解决问题。比如在学习经典革兰氏染色方法时，学生会展开逆向思维，将初染与复染染料予以对调，甚至将整个革兰氏染色过程完全颠倒顺序，最后将革兰氏阴性与阳性细菌均染成了紫色，结果无法辨析出两类细胞壁结构不同的细菌。由此过程，学生体会到了经典方法的每个步骤、每种试剂的科学性，也会进一步联想到微生物学家为了探索出细菌的辨识方法，最终得出创建革兰氏染色法并非一蹴而就，而是不断探索、试验，甚至历经无数次失败后的结果。教师此时若再启发学生展开思考讨论“还能想到其他的替代或改良染色吗？”，则实验过程中的这一小小技术处理带来的收获就不仅是技术上的思考，还能有机融合了思政元素，取得极好教学效果。值得一提的是，在学习了细菌的革兰氏染色方法后，有学生将该方法应用于真菌染色，亲身体验了革兰氏染色不适于真菌的镜检，继而由细菌与真菌的细胞壁结构差异，进一步思考真菌和细菌的有效辨识方法。这种自发地对课程前后知识点的关联理解，正是学生突破传统思维、积极探知的融通思维行为，充分体现了学生的敏锐观察力。创新精神源于探索精神，学生不囿于所学的知识，结合自己以往的知识与实践，独立思考，提出新的想法，无疑促进了创新能力的培养。

在开展“环境微生物的检测”实验时，有的组别源自组员的身体或环境中的样本未见菌落出现，学生对实验结果充满疑惑，教师即以“眼见一定为实吗？”为题创设悬念，引导学生积极思考。讨论过程中，学生各抒己见、教师适时点评，很快就拓展出了营养成分匹配度、培养时长和温度、菌种代谢特性等相关知识点，最后得出“所见未必为真相”的结论。因而实现了在积极活跃的课堂环境中，充分展示了学生的智慧，开发了其潜能，从课堂拓展中观察、发现科学的真理。同样的实验中，针对多数学生对观察源自环境或人体体表的细菌菌落充满了好奇，教师鼓励大家继续延伸课堂，继续就“大学校园环境中的微生物评价”“个人良好卫生习惯的微生物学分析”等类似课题展开讨论或撰写研究方案，利用课堂所学知识科学解析日常的学习生活，学生对此也表现出了极大的探索兴趣。在后续掌握了微生物的镜检识别、生理生化鉴定、分离纯化技能后，不少学生已能自主构建研究课题，并设计出可行的实验方案。然而实验课程的学时有限，实验室的空间也有限，但学生思维方式的突破则拓展了学习的时空，使其作为科研探索的主体作用得到了极大发挥，实验课教学因而呈现出勃勃生机状态［6］。

（二）学生对实验课教学的反馈

“微生物学实验”结课后，教师发布并全部回收了“关于微生物学实验课的教学调研问卷”线上调查问卷。调研统计显示，89.42%的学生认同通过微生物实验课的学习极大提高了自己的创新思维能力；95%的学生认为预习材料资源丰富，有利于自己对知识的理解和拓展；75%以上的学生乐意将本组实验结果与前人结果进行多维度对比分析，拓展自己对事情、对事物的理解，有助于引导自己在解决问题中做出正确的决定决策；18%的学生认为实验课程学习任务较重；考核与评价方面，90%以上的学生认为综合评价方式客观、全面、有效；学生最希望留给微生物实验室的实验成果包括：一张显微摄影照片、一个有趣的故事、一个值得探索的菌株、一幅手绘微生物画、一首自创诗歌等。事实上，在综合性实验环节，全班90%以上的学生已能拍摄出对比分明、高清的革兰氏混菌染色效果图，不少人的实验成果被录用为教师的课堂教学优秀素材或实验室橱窗展示的优秀作品。当学生感受到自己付出的努力被记录和肯定时，这种成就感必定将激励他们后续的学习。在给学弟学妹表达寄语一栏，学生回答频次最多的有：一定要预习，把握这次机会大胆做，要发散思维，充分利用自己的奇思妙想，不要放弃，享受珍惜微生物实验过程的各个环节，这门微生物学课程真的特别有趣和有用。该调研结果表明，学生对当前课程教学模式认可度高，涵盖了课程结构、教学内容、教学方式、考核与评价体系、教学效果等各方面。

（三）混合式教学模式实施与否的学生成绩比较

本研究中，实施混合式教学模式的班别共有6个班别，与未参与教改的上一届6个班别比较学生期末成绩后发现，参与混合式教学模式教学的学生平均分为92.53±2.75，其中90分以上人数比值为85.69%±16.32%；未参与教改的6个班学生平均分为90.87±1.34，其中90分以上人数比值为60.38%±11.96%；参与教改的班别较未参与教改的班别平均分提高了1.66，而班级90分以上人数比值则显著性提高25.31%（P＜0.05），提示班级绩优人数显著增加，教学效果显著。

三、混合式教学模式在“微生物学实验”教学中实施后的教改经验

本研究在借鉴前人教改的先进经验和近年来项目组成员教学实践的基础上，以培养学生能力和创新思维为出发点，从课前、课中到课后阶段，通过阅读、讨论、写作、实践拓宽知识面，激发创新欲望，提高思辨能力。在混合式教学活动中充分运用班级微信学习群、企业微信和雨课堂等线上平台组织教学环节和课堂互动，注重学生自身观点或想法的表达，采取以学生为中心的互动式交流，教师进行指导，师生共同参与，有利于学生自身创新能力的培养。将传统教学方式的优势和网络化教学的优势结合起来，既发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。

教师在“微生物学实验”教学中采用了多维度、重过程的评价方法，使得学生课前认真做好预习应对课前测验，在课堂上要足够用心，胆大心细操作；课后的报告尽可能展现拓展和创新能力，不必去“借鉴”别人的成果［7］。这种多维度、重过程的综合性评价体系使学生在课程中更多地参与到实验设计和结果分析等多个环节，培养了学生的科学素养和积极主动的思维习惯，提高了分析解决问题的能力。

实验结课后，学生提交的颇有价值的课堂作品数量较往届增加了20%左右，比如基于发现微生物之美的显微摄影照片、微生物培养皿绘画作品，结合自身兴趣爱好创作的诗歌、菌株研发方案，精心制作的主题操作视频等，均被汇编成为实验室的学生特色成果集，供后续教学参考和学生观摩使用。部分开放性实验项目发展成了校级创新科研项目，或融入了学生的其他课程探讨内容，有的还成为师范专业的学生于校外教育实习期间的特色教学内容。

结语

大学生的创新能力来源于创新思维，创新思维的培养建立在学生温故知新的基础上［8］。作为大学生创新能力培养的实施者，教师应关注专业课堂的各个教学环节，优化课堂结构体系，培养所有学生的创新思维。但同一教学班别内的学生对课程的理解及掌握程度难以完全同步。如何构建学生相互之间的激励、帮助与良性竞争的学风，需要教师认真分析、准确掌握教育对象的基础，优选教育教学方法，提高针对性和实效性。毋庸置疑，学生创新能力的培养是综合的过程，教师在引导和教育过程中，如何采取与时俱进的方法激起学生的创新欲望和热情，指导学生投入到创新实践活动中去，更需要教师自身不断学习新知识、新理念和新教法，拓宽思路、提升自身创新能力，为教学质量提升提供保障。