民族高校微生物学实验教学改革尝试

2018-05-23范瑞娟刘雅琴张琇

大学教育 2018年3期

范瑞娟刘雅琴张琇

[摘要]本文针对北方民族大学微生物学实验课程教学内容、方式及考核模式存在的问题和弊端，提出了基于“翻转课堂”教学模式的改革方法，以期进一步提高教学质量，调动学生学习的积极性和自主性，提升学生独立思考和创新能力，培养学生综合利用理论知识和实验技能解决一定的科学问题的能力。

[关键词]民族高校；微生物学实验；翻转课堂；教学改革；科研思维

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2018）03-0052-03

微生物学实验是微生物学科的重要内容，是一门实践性、操作性很强的专业基础实验课程。随着高等学校本科教学质量与教学改革工程的不断推进，很多高校进行了微生物学实验课程的教学改革[1][2][3][4]。而“翻转课堂”教学模式，成为许多院校在不同教学领域进行教学改革尝试的重要借鉴模式[5][6][7][8]。作为一种开放式教学模式，“翻转课堂”借助网络信息技术为学生构建个性化学习环境，把传统的知识传授和知识内化过程颠倒，让学生在课余时间通过微课等资源完成预设知识点和概念的自主学习，将课堂变成教师与学生互动的场所，主要用来答疑解惑[9]。北方民族大学是一所民族类高校，存在少数民族学生多、学生质量参差不齐、多数学生基础知识薄弱、自主学习和动手能力较差等特点。本文以该校生物科学与工程学院微生物学实验课程的改革为切入点，在吸取传统教学方法精华的同时，针对教学内容、教学方式及考核模式存在的问题和弊端，探讨基于“翻转课堂”教学模式的改革方法，为进一步提高民族类高校教学质量，调动学生自主学习的积极性，培养学生综合利用理论知识和实验技能解决一定的科学问题的能力奠定基础。

一、微生物学实验教学现状

（一）教学内容及方式

目前我校微生物学实验课的学时数为48，其中8次验证性实验占32学时，2次综合性实验占16学时，涵盖微生物形态与结构的观察、微生物的分离和纯化、理化因素对微生物生长的影响等。实验采取传统的教学方式：教师先在课堂上讲解实验理论知识并演示操作，再让学生自己操作，学生操作过程中教师进行指导，最后组织分析实验结果，总结实验中出现的问题。

（二）存在的问题

经过多年的教学实践，我校微生物学实验课程在教学内容选授和教学方法的改革方面取得了一定成果，但仍存在一定问题，比如学生基础知识薄弱、学生积极性不高、独立思考能力较弱、科研思维训练不足，考核方式单一等。

1.忽略了实验技术的实用性，科研思维训练不足

目前我校所开设的微生物学实验，涵盖的内容大多为验证性实验，较少涉及综合性和设计性实验，这种内容设置方法有着非常突出的优点，即强调对基础实验技术的掌握，但在一定范围内或多或少地忽略了实验技术的实用性和学生学习的兴趣。学生普遍反映学完后仅掌握了微生物实验的一些基本操作技能，在以后无法综合使用多项微生物操作技能解决毕业设计、科研训练和科学研究中较复杂的问题。

2.学生基础知识薄弱，对知识的接受能力有较大差异

我校为民族类高校，生源80%～90%来自少数民族地区，学生基础较为薄弱，而且由于学习环境的差异，知识背景参差不齐，入学成绩差异大（分数相差最大者达260多分）[10]，因而对知识的接受能力存在较大差异。部分学生难以跟上教学进度，出现自暴自弃的现象，不参与讨论和交流，甚至在实验室玩手机、聊天，直接影响了班级整体的教学秩序和教学效果。有些来自偏远地区的少数民族学生对汉语的掌握程度较差，不善于交流和讨论，也会对教学进程和教学效果造成影响。

3.学生缺乏积极性，对实验过程缺乏整体的把握

在传统教学模式下，很多学生对老师的依赖性很强，对实验课的准备、操作均缺乏积极性，不主动进行课前预习，遇到任何问题都要依靠老师来解决。部分学生甚至在没有理解实验原理和实验目的的情况下模仿老师的操作，长此以往不利于培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。另外，在2014版培养方案实行后，微生物学实验课被提前到大学一年级，而对于大一学生而言，接触到的实验训练较少，对有些实验有时需要反复操作几次才能得到实验结果，如此一来，延长了操作时间，缩短了分析讨论时间，甚至没有时间讨论总结，从而出现有始无终的现象。有时在教师演示时，并不能保证每一位学生都能看清，导致学生在实验操作时错误较多，效果不理想。

4.考核方式单一，很难起到督促学生的作用

目前微生物学实验课程的成绩主要来源于实验报告。在这种情况下，有些学生为获取高分或由于偷懒而相互抄袭实验报告，甚至有些学生根本没有做出实验结果，但仍然向其他同学抄取了实验结果。所以，这种单一的考核方式并不能完全、真实、客观地反映学生平时的学习状态和效果，不能对学生进行公平合理、准确有效的評价，从而也很难起到督促学生学习的作用。

二、基于“翻转课堂”的探索性改革

针对我校在教学内容、教学方式及考核模式中存在的问题和弊端，基于“翻转课堂”教学模式，我们通过优化实验内容编排，改革考核方式，增强了实验的综合性和探究性，调动了学生的学习兴趣，提高了学生的综合素质和创新能力。

（一）教学内容的改革

微生物学实验课程主要介绍微生物学实验的基本原理和实验方法，帮助学生了解微生物学的研究进展和发展方向，熟练掌握微生物学的基本研究方法和实验技术，激发科研兴趣，提高分析、解决实际问题及自主创新的能力[11]。我校在微生物学实验涵盖的内容大多为验证性实验，较少涉及综合性和设计性实验，忽略了实验技术的实用性，科研思维训练不足。所以，在改革过程中，在教学内容的设置方面既注重了基础的验证性实验，也在一定程度上增加了综合性探索实验。基于在学时不变的情况下，压缩了验证性实验占用的学时，增加了设计性实验和综合性实验的学时，让学生在掌握微生物基本实验操作技能的基础上，通过综合性与设计性实验，利用微生物学知识尝试解决一些基本科学问题，同时进一步熟练掌握微生物学科基本实验操作技能。在内容没有减少的情况下，验证性实验由8次减少为5次，设计性实验由1次增加到3次，并用4次课程开展综合性实验。其中验证性实验着重于基础实验技术，要求学生吃透实验原理，熟练掌握操作技术，打好基础；而探索性实验则着眼于提高学生运用所学知识和基本实验技术的能力，要求学生在掌握基础实验技术的前提下，自拟提目，自选材料，自定方案，如此能激发学生自身的兴趣。

（二）教学方式的改革

针对我校学生基础知识较薄弱，对知识的接受能力差异较大，缺乏积极主动性等方面的问题，将“翻转课堂”教学模式引入微生物实验教学中，通过课前准备、实验操作、评价反馈等三个环节，让学生在课余时间利用网络平台或移动设备学习微生物实验的一般性操作，课堂上老师就学生存在的共性问题进行解答，节约一般性操作占用的课时，压缩验证性试验内容，增加综合性和设计性实验，提升学生的学习兴趣和对实验操作掌握的熟练程度，培养学生综合利用理论知识和实验技能解决科学问题的能力。

1.课前准备

将验证性实验内容制作成视频，视频内容包括实验的目的、内容、基本原理等，并演示具体的操作方法，针对容易出现问题的环节设置思考题。学生课前通过视频学习，掌握每个验证性实验的原理、步骤及操作要点，并对思考题进行作答。对于设计性和综合性实验，学生结合前期理论课程的学习和对基础实验的掌握情况，以2～4人为1个小组，根据实验室现有条件，通过查阅文献、互相讨论的方式，初步设计出实验方案，并就实验目的、意义、步骤、操作要点、组员分工情况以及所用试剂、仪器、设备等进行详细阐述，教师可引导不同组学生之间相互提问、讨论，并对不当之处提出修改意见，最终确定实验方案。验证性实验所用试剂、耗材、仪器、设备等的准备由老师带领学生完成，而设计性和综合性实验所有准备过程均由学生自己完成，如有必要，可进行预实验。

2.实验操作

对于验证性实验，学生根据视频学习，进入实验室后直接进行操作，老师则对学生的不当操作予以纠正，并就学生存在的共性问题进行解答。对于设计性和综合性实验，每组学生根据自己的实验方案进行操作，老师则主要进行答疑。教学方法改革后，通过20个学时的验证，可以完成传统教学32学时的实验内容，剩余28学时用来完成设计性和综合性实验，进一步提升学生实验操作技能，培养学生综合利用理论知识和实验技能解决一些科学问题的能力。

3.总结、评价及反馈

每次实验结束后，对于验证性实验，学生要对本次实验操作的掌握情况进行自我评价，对于设计性和综合性实验，则要对自己制订的实验方案及进展、结果等情况进行总结，对实验方案中存在的缺陷提出改进措施。教师对每位学生的学习状态和学习效果进行评价并打分，将其作为平时成绩。同时，将实验过程中出现的有关问题进行整理和总结，并将改进意见反馈给学生，便于学生对本次实验内容进行自我总结并做好下次实验准备。

（三）考核方式的改革

我们针对目前微生物学实验课程考核方式单一的问题，进行了改革尝试，加大了平时成绩的考核力度，融入了基础知识掌握程度和独立思考、科研思维能力的考查，实验总成绩由三部分构成：平时成绩占40%、实验报告成绩占30%和期末考核成绩占30%。平时成绩包括实验操作技能、参与讨论的积极性、与小组成员的协作性、实验室环境维护等，对于设计性和综合性实验，除考虑上述几点外，还包括实验方案的完整性和规范性。实验报告除实验目的、原理、步骤外，主要评价实验结果是否正确、分析与讨论是否合理、思考题解答是否准确等。课程结束后，出题考核学生对整个课程的掌握程度，考核题目包括两类，一类考查学生对基础知识的掌握，如革兰氏染色的基本方法及关键步骤，血球计数板的使用原理及注意事项，试管、培养皿、移液管的包扎，平板涂布法及划线培养法演示，高压灭菌锅的操作等，每位学生随机抽取一道基本原理题和一道基本操作题，现场回答和操作，老师就其回答问题和现场操作情况进行打分；另一类为设计题，要求每位学生利用所学到微生物学的知识，通过查阅参考文献，结合实验室现有的材料试剂和仪器设备等，独立设计出一个实验方案，老师就实验方案的完整性和可行性进行评分。

三、基于“翻转课堂”教学模式改革的优势

“翻转课堂”教学模式改变了传统教学中的师生角色和对学习时间的利用方式，由“重结果”转为“重过程”，由“以教促学”转为“以学定教”[12]，并且可以控制课前课程资源，实现差异化教学、分层次教学，有效弥补了传统课堂教学“齐头并进”的缺陷[13]。

在本次微生物学实验的改革尝试中，该教学模式的应用突出了如下优势：首先，可达到因材施教、促进学生个性化学习的目的。我校为民族类高校，少数民族学生多，基础知识较薄弱，对知识的接受能力存在较大差异。而通过“翻转课堂”的形式，学生可以根据自身情况自主决定观看教学视频的时间、地点、方式等，对看不懂的地方也可以反复多次观看；同时，针对教师提出的问题，学生有足够的时间进行独立思考，有利于独立思考能力的培养。其次，可提高学生的动手能力，促进理论与实践的有效结合。“翻转课堂”大幅拓展了传统课堂教学的时空限制，学生可以利用更多的时间与空间体会理论与实践的联系，通过反思交流、评价反馈等课堂环节，提升学生思考问题的能力和对实验掌握的熟练程度，培养学生综合利用理论知识和实验技能解决一些科学问题的能力。第三，可丰富学生的学习形式，激发学生的学习兴趣。在“翻转课堂”教学模式中，教师可以将移动学习整合于课堂教学中，学生可通过移动设备观看教学视频，或随时随地查询信息，从而获得最优的教学体验，使学生的学习形式更加丰富，可利用的学习资源类型更加广泛。

四、结语

基于“翻转课堂”教学模式的微生物学实验教学改革，可以激发学生学习的自主性和积极性，提升学生独立思考和创新的能力，启发学生的科研思维，培养学生综合利用理论知识和实验技能解决一定科学问题的能力。但其在真正实施过程中仍存在一些问题，比如部分少数民族学生基础较薄弱，自学能力较差，通过视频学习时存在一定的困难，需要反复多次观看、学习，因而消耗了较多时间；有些学生反映由于其他课程学习任务较多，实施“翻转课堂”模式需要提前观看视频，或需要查阅文献，设计实验方案，因而增加了其学习负担；对于教师而言，需要完成视频制作、问题答疑、过程评价、实验报告和方案的批改等，因而投入了更多的时间和精力。因此，改革中要针对当前微生物学实验教学中存在的实际问题进行分析总结，不断探索改进，逐渐将“翻转课堂”教学模式应用到微生物实验课程的教学中来。

[ 参考文献 ]

[1] 黄琰，蒋玲，黄磊.翻转课堂在“现代教育技术”实验教学中的应用研究[J].中国电化教育，2014（4）：110-115.

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[3] 孟建宇，李蘅.微生物学开放式实验教学模式的改革探索[J].中国细胞生物学学报，2014（9）：1275-1280.

[4] 董娜，田彦辉，杜铭硕，等.构建微生物学实验教学新模式[J].实验科学与技术，2016（3）：160-161.

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