基于“项目学习”的微生物学教学范式改革

龙中儿 黄运红 邹龙 倪海燕

摘要：微生物学是高校生命科学及其相关专业的一门基础必修课，提高微生物学课程教学质量对相关专业人才培养具有重要意义。本文构建了创设情境、明确任务，收集资料、制订方案，自主协作、实施方案，成果展示、修正完善，分析评估、拓展升华等五个环节的基于“项目学习”微生物学的教学范式。“项目学习”教学范式的应用充分体现了学生学习的主体地位，有效提高了学生的学习积极性和学习效率。

关键词：微生物学；问题驱动；教学模式；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）02-0116-04

“项目学习”（Project-based learning，简称PBL）是以项目为载体、以有目的的活动为基础，以学生为主体、以教师为主导的一种现代学习方法、教学方法、教学模式（教学范式）与课程理念[1]。“项目学习”教学范式在20世纪90年代初由中德职业教育、劳动技术教育国际合作项目引入我国，此后逐渐在我国基础教育与普通高等教育中应用，取得了显著效应[2，3]。微生物学是高校生命科学及其相关专业学生的一门基础必修课程[4]，课程教学质量对生命科学及其相关专业的人才培养具有重要意义。本文探索基于“项目学习”的微生物学课程教学改革，为我国高等教育课程教学范式改革提供理论依据和实践参考。

一、项目学习教学模式设计

“项目学习”缘起于美国，它指“学生通过完成与真实生活密切相关的项目进行学习，是一种充分选择和利用最优化的资源，在实践体验、内心吸收、探索创新中获得较为完整而具体的知识，形成专门的技能并获得发展的实践活动[1]。”“项目学习”是学生在教师的指导下，从已有经验出发，在复杂、真实的生活情景中借助实验方案设计、实物制作制造、文字图像编制、角色扮演、问题探究等目的性明确的活动，以小组活动的形式对真实世界的主题进行研究，完成知识意义建构，进而培养发现问题、分析问题和解决问题的能力。根据上述“项目学习”教学范式的基本内涵，本文在前人研究成果的基础上[5]将项目学习教学的基本过程设计为五个环节，具体如图1所示。从图1中可以看出，除了第一、第四和第五环节需要教师的参与性比较强之外，第二、第三两个主要环节均由学生独立或相对独立地在课堂时间以外完成，体现了翻转课堂的特征，有利于充分发挥学生学习的主体性和主观能动性。

二、课程教学总体设计

微生物学是关于“一切肉眼看不见的微小生物”的生命现象及其发展规律的学科，学科内容主要包括微生物的形态结构、生理代谢、遗传变异、生态特征和分类进化等五大生物学规律[6，7]。对学生来讲，微生物学课程内容中有关微生物生命现象及其活动规律的事实多、概念多，内容较为枯燥，学生学习兴趣不浓，难度较大，影响学习效果。本文借鉴前人的研究经验[8]，依据教学大纲的要求及不同章节教学内容的特点，分别设计不同的教学方式。

1.课堂讲授+课后拓展资源教学模式。课程中有关学科的基本术语、基本概念和基本原理等基础知识是学生在课程学习中要掌握的重点内容。这类教学内容适宜采用多媒体辅助的课堂講授教学方式，要求教师和学生一起对内容进行精读，对基本术语、基本概念和基本原理等基础知识进行分析，课外要求学生研读教师推荐的相关文献资源、网络资源或是补充多媒体教学资源，以加深对专业知识的理解。

2.课堂讲授+部分项目学习教学模式。当课程内容为要求学生掌握的基本概念和理论，且涉及的内容较多，或是比较分散，或是教材内容不能及时反映当前相关领域的新发展时，这些章节的内容宜采用课堂讲授加部分项目任务的形式进行，将分散的内容或是需要了解、补充的学科动向以项目任务形式引导学生在课外开展学习。

3.完全项目学习教学模式。当课程内容呈模块化分布，每个模块集中讲一个内容，且各模块呈并列关系，或者课程内容的实践性强、实用性强时，可以采用完全项目学习的形式进行教学。

三、教学模式实施过程

根据上述对“项目学习”教学模式的理解，结合微生物学课程的教学大纲要求及其内容特点，在每一章教学内容中都设计了一定的项目学习主题，具体见表1所示。

课程教学时，课程主体内容的教学主要采取课堂讲授的方式进行（当然，讲授的过程尽量采取发现式、讨论式、问题解决的方式进行），实验班级的学生同时按“组间同质、组内异质”的原则分成四人一小组，每一小组于课外按上述项目学习的模式完成上表中所设计的全部项目学习主题任务，课内提供部分时间供学生展示学习的成果，同时引导小组间进行讨论和交流，不同小组间还可以进行比较和评价。

四、教学模式实施成效

经过近三年项目学习教学范式的实践和仅采用课堂讲授的授课制教学模式相比，采用“项目学习”教学范式取得如下教学效果。

1.学生学习热情高涨，课堂内外气氛活泼。传统的课堂讲授模式通常以事实传递为主，学生学习的重点就是记住这些事实，教学枯燥，学生没有激情，教师缺乏热情，课堂气氛往往沉闷乏味。采用基于“项目学习”的翻转课堂以后，鼓励学生独立收集资料、分析资料、设计方案和实施方案，学生有了更多的表现机会，学习参与感明显有了提升，主动性和积极性有了大幅提高，课堂内外气氛活跃。

2.学生学习富于个性，综合能力全面发展。项目学习活动不再局限于课堂之内，学生可以选择适宜自己的地方、时间和学习进度安排学习，适合不同学习能力的学生，学习形式更为灵活。同时，项目驱动下的资料收集、制订方案、实施方案、成果展示等诸多活动方式以及项目实施过程中结果的不确定性、组与组间学习的结果均体现出学生学习的个性特点。另外，在自主学习与协作的过程中，学生的逻辑思维能力、发散思维能力、辩证思维能力、创新发展能力、合作共赢意识等都得到了培养，学生综合素质、人格品性得到了全面发展。

3.学生学习效果明显，课业成绩稳步提高。为了检验基于“项目学习”的教学模式是否有利于学生课业水平的提高，本文分析了所任职学校2014—2016级生物科学专业学生的期末考试学业成绩，其中参与“项目学习”的同学学业成绩优秀率超过35%，而仅采用常规课堂讲授教学模式的学生的优秀率仅为15%。数据表明，基于项目的翻转课堂在提高学生学习成绩上具有一定的作用。

4.项目学习改变现状，教师、学生满意度高。项目学习教学模式的使用一改过去“教师‘满堂灌、学生‘麻木听”的教学窘境，教师对学生在项目学习中表现出来的自主性、积极性非常满意，学生也对教师的教学感到满意。调查结果表明，近四年，采用项目学习教学模式的学生对任课教师的满意度平均高达95.28%，课程学习后选择微生物学相关项目作为毕业论文选题或者考研专业的学生比未采用相应教学模式的班级学生有大幅度的提高。

5.师生互动教学相长，教师素养同步提高。基于项目学习的教学法要求教师选择适合的项目，事先设计好周密的教学活动，制作精良课程微视频，在课堂中有效答疑、引导讨论、实施个性化辅导、指导学生完成项目并点评。教师的素质与能力成为基于项目学习教学法实施的关键，这一教学法必将促使教师全面熟悉教材（大纲），加深对课程知识的理解，加强对教学重难点的把握，实现专业知识纵深发展，实践技能快速提升。

五、教学实践反思

项目教学法改变了传统的以教师为主体的教学模式，将其应用在微生物学教学中，可以充分调动学生学习的积极性和主动性，培养学生团结协作的能力，加强学生和教师之间的互动交流，教学效果明显提升。当然，作为一种新的教学模式，项目学习教学法在实际应用过程中也有一些问题[9]，值得我们予以关注。

1.项目学习教学模式的硬件设施。在项目学习教学模式的五个基本环节中，尤其是第二、第三两个环节中要求学生在教师的指导下相对独立地完成收集资料、制订方案与实施方案，这就要求学校配备有学生课外自主学习所必须的网络资源、实验室等实践场地以及设备等硬件设施条件。

2.项目学习教学模式的教师素养。教师的教学能力和水平是影响“项目学习”教学质量的一个重要因素。项目学习教学模式有时需要打破按章节传授知识的传统做法，而将整个课程的知识有机串联起来，形成一个个项目，这将大大增加教师的备课量。同时，项目学习教学模式需要教师对学生实施方案的具体过程以及相关的问题有一个清晰的认识，能够合理控制项目的实施进度，这不仅仅要求教师的知识面要广，基础知识要牢，无形中还增加了教师的工作时间和精力。教师工作量大了，对教师的责任要求也就高了。因此，为了更好地适应项目学习教学改革，需要学校定期开展教师培训、学术探讨以及教学方法研究，不断提高教师的专业技术能力，提高教学质量。

3.项目学习教学模式的教学评价。教学评价是教学活动不可缺少的一个基本环节，在教学过程中发挥着重要的作用。根据项目学习教学模式的具体特点，教学评价时不仅要关注学生学习的结果，更要注重对学生学习过程的考核，包括学习过程的主动性、参与度、学习过程中表现出來的协作意识等。同时，教学评价过程中要完善评价细则，客观、公正的对学生项目完成情况进行评价。

4.项目学习教学模式的应用问题。首先，项目学习教学模式的使用。其内容的设计打破了教材的章节构成，知识的整合度较好，然而，学生在项目学习过程中获得的更多的是横向知识、零散知识，容易导致知识的系统性、全局性不足，学习的逻辑性降低。为了避免这一弊端，教师在设计项目主题时应该将横向知识和纵向知识相结合，或是在项目完成之后将课程的逻辑体系讲给学生，让学生对课本内容有系统、全面、清晰的认识。其次，并不是课程的所有内容都适合使用项目教学法，只有那些操作性强的学习内容或是与生产实际联系比较紧密的内容才更适合使用。对于一些理论性强、难度较大的内容，教师还是应该或者辅助采取讲授法为主的教学方法，从而降低难度，提升学生的学习效率，以避免可能造成学生专业理论知识欠缺，可持续发展能力不足的问题。第三，在基础欠缺的情况下实施项目驱动，学生对新知识、新技能储备不足，学生独立完成项目，可能无法达成预期的效果。因此，可以将课堂教学和课外项目学习教学模式相结合，两者相辅相成，最大限度地挖掘学生的潜能，使学生获得更多的成就感。最后，项目学习教学法要求在有限的时间内完成项目介绍、学生分组、小组讨论合作、项目成果展示、教师点评答疑，还必须对项目涉及的知识点、技能点进行深入讲解，这必将导致教学内容大大增加，由此降低了教学进度和项目的完成质量，进而导致课时量严重不足等诸多问题[9]。因此，在具体实施时可以充分利用翻转课堂的优势，将项目实施的主体过程放到课堂之外，课堂内则重点放在师生交流和评价，可在相当程度上解决项目学习教学模式面临的时间不足的问题。

参考文献：

[1]Barron B.Doing with understanding：Lessons from research on problem-and project-based learning [J].Journal of the Learning Sciences，1998，7（3/4）：271-311.

[2]吉铮，马阁，王瑞媛，李敏睿.基于项目制学习的环境工程微生物研究型实验探索[J/OL].微生物学通报：1-6.[2018-03-22].

https：//doi.org/10.13344/j.microbiol.China.170895.

[3]阙晨曦，董建文，林开泰，闫晨.项目学习法在风景园林专业教学中的实践——以“创意花园竞赛”课程为例[J].中国林业教育，2018，36（1）：53-56.

[4]教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会.普通高等学校本科生物类专业介绍[J].高校生物学教学研究（电子版），2011，1（1）：3-8.

[5]黄明燕，赵建华.项目学习研究综述——基于与学科教学融合的视角[J].远程教育杂志，2014，32（02）：90-98.

[6]周德庆.微生物学教程[M].第3版.北京：高等教育出版社，2011.

[7]沈萍，陈向东.微生物学[M].第8版.北京：高等教育出版社，2016.

[8]姜贵红.基于项目任务的《组织与工作设计》混合式教学改革[J].襄阳职业技术学院学报，2017，16（6）：24-26，41.

[9]陶双双.对项目教学法应用中若干问题的反思与建议[J].中国职业技术教育，2010，（11）：27-29.

Abstract：Microbiology is a basic required course for college students majored in life sciences and related specialities.Improving microbiology teaching quality is very important for the training of related professionals.A new teaching model based on "project-based learning" was constructed in this paper，including five links such as Create situations and clear the tasks，Collect information and formulate plans，implement plans autonomously or independently，exihibit，revise and improve the results，analyze，evaluate，expand and sublimation.It fully embodies the main position of students' learning，and improves the students' enthusiasm and efficiency in learning.

Key words：Microbiology；problem driven；teaching mode；teaching reform