基于OBE理念的高校“微生物学实验”课教学设计与实践

吕沫 刘冰蕾 张敏

［摘 要］ 基于OBE教育理念对高校“微生物学实验”课程进行教学设计，通过线上线下混合式教学模式的实践和多元化的评价体系，提高学生的综合能力和课程教学质量，解决教学过程中遇到的实际问题，提高学生的实验技能、专业素养和创新能力，达成学生培养和教学改革的双重目标。实践证明，该教学模式有助于促进高校基础教育改革，对高校生物学实验类课程有借鉴意义。

［关键词］ OBE；混合教学模式；微生物学实验

［基金项目］ 2021年度南方科技大学校级项目“基于OBE理念的教学科研一体化探索与实践”（XJZLGC202142）；2021年度南方科技大学校级项目“基于土壤微生物分离和性质鉴定的开放性实验教学的设计和实践”（XJZLGC202126）；2020年度深圳市教育科学研究课题“基于SPOC的高校生物实验课混合教学模式改革研究”（ybfz20003）

［作者简介］ 吕 沫（1982—），女，黑龙江哈尔滨人，理学博士，南方科技大学生命科学学院高级实验师，主要从事生物实验研究；刘冰蕾（1988—），女，湖南娄底人，文学硕士，南方科技大学生命科学学院教学秘书，主要从事生命科学学院教学服务与管理研究；张 敏（1986—），女，安徽宿州人，理学硕士，南方科技大学生命科学学院实验师（通信作者），主要从事生物实验研究。

［中图分类号］ Q93.33 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）10-0129-04［收稿日期］ 2022-05-30

引言

高校实验教学在向学生传授知识和培养实验操作技能的同时，也验证了学科基本理论，引导学生掌握科学的思维方式和解决问题的能力，养成优良的科学作风和协作精神。传统的教学模式不再适应当前的“互联网+”教学环境，因此线上线下混合式教学模式应时而生。本文基于OBE教育理念对高校基础实验课进行教学改革，以高校“微生物学实验”课为例，利用现代网络教学平台，按照线上预习、线下讲解以及线上提升三个步骤，探索新型混合式教学模式并用于实践。

一、理论依据

OBE（Outcome-based Education， OBE）教育理念是以成果为目标导向，采用逆向思维方式进行课程体系建设的理念。该教育理念重视教学设计和学习成果，已经逐渐深入高校课程。目前，国内关于OBE的应用主要在学校的人才培养模式改革、培养方案设计以及教学设计的研究中，但在高校实验教学中OBE的应用较少。本文试图为高校实验教学提供教学案例，在线上线下混合式教学中引入OBE教育理念，以期提高教学效果［1-3］。

二、基于OBE理念的实验课教学设计

怎样把OBE理念引入实验教学，需要从教学大纲的设计开始，教学大纲是OBE教学模式实施的主要依据。我们将OBE教学设计围绕“定义产出—实现产出—评价产出”模式展开。

（一）定义产出

在OBE教育理念下，要合理运用教学策略使学生达成教学目标中的学习成果，课程的教学内容紧扣教学目标，明确教学项目和课时的具体分配［4］。“微生物学实验”课程教学目标根据生物专业人才培养方案制定，培训学生实验操作技能和实验技术应用能力，培养其科学素养和科研思维能力。因此，教学内容设计包含“显微镜的使用”“无菌操作技术”“纯培养技术”等，每个实验项目分成几个子任务，各子任务之间既互相独立，又互为基础，以此实现学生科研职业技能的提高与知识结构的改进。教学项目按照从简单到复杂的顺序，使学生的知识和能力得到巩固与提高。授课方式调动学生的积极性和主动性，并对学生的学习情况进行客观全面的评价。整体关注学生自主学习、团队协作、沟通与交流能力的培养以及道德素质的塑造。

（二）实现产出

1.教学内容整合。根据“微生物学实验课”程的教学目标，教学内容分为6个模块，14个单元，按照“基础知识—实践应用—总结”的顺序展开，如图1。

2.教学模式构建。根据OBE教学设计，教师将線上学习方式与课堂教学深度融合，根据学生特点个性化定制课程，设置互联网资源，把线上学习时长计入教学学时。学生利用南科大慕课平台和Blackboard平台学习理论知识、实验操作视频、教学重难点等相关内容。学生可以反复观看慕课平台的操作视频，从而保证进入课堂教学时每位学生在同一起点。在线下SPOC翻转课堂中，学生提出问题，教师解答问题，并组织课堂讨论，实现课堂翻转；教师通过教学课件、视频讲解等方法加深对实验相关知识和原理的理解；学生按照实验步骤进行实验，并观察实验结果；教师全程指导每位学生的实验操作，引导学生分析实验结果，帮助学生实现从理论到实践、从知识到能力的转换。

课堂教学之后，教师再利用网络平台的各种信息、习题、视频等提升强化学生的学习效果。学生完成线上和线下作业，达成学习目标。教师充分发挥向导的作用，激发学生学习的兴趣，引导学生探索更广阔的知识，提升学生的学习效果，实现教育的目标。

这种教学模式既体现了学生学习的主体地位，又充分发挥了教师的组织、引导和管理作用，为学生创造了个性化学习、交流合作学习和深度学习的机会，有利于培养学生的自主学习能力、合作探究能力等，从而实现科学素养和科研思维能力的综合性提高。

（三）评价产出

1.多元化考核与评价体系。基于OBE的教学设计，“微生物学实验”课程考核注重过程与结果相结合，紧扣教学目标，采取多元化评价方法评价学习成果。实验成绩综合全面地反映学生的学习情况，考查学生的学习态度、自主学习能力、科研分析能力及综合运用所学知识和实际动手实验操作的能力等。在考核过程中，教师跟踪学生的学习成果，分析存在的问题，及时调整教学实施过程，渐进式达成课程教学目标。考核形式多元化，加入师生互评、学生自评、学生互评等评价方式。本课程的详细考核细节和评分标准如图2。

三、基于OBE理念的实验课教学实践

“微生物学实验”从2020年春季学期开始教学实践基于OBE教育理念的SPOC混合式教学模式。两年的教学实践证明，该模式在线上线下教学中皆可灵活安排教学计划，达到实验教学课程的学习目标。

（一）混合式教学模式实施过程

1.线上课程。线上教学包含全英文MOOC课程、Blackboard平台、QQ群等数字教学资源，每节课设置1～2学时的线上学时。课程团队制作“全英文微生物学实验MOOC”课程发布在南方科技大学慕课平台，共11章，33小节。课程包括理论讲解、实验操作视频、实验结果展示等。课程团队构建Blackboard平台，设置教学目标、教学要求、教学重点、教学难点和综合测试题等内容；在课前建立QQ讨论群，发布课程信息、教学模式和课程公告，在课程中与学生随时展开讨论。

2.SPOC翻转课堂。翻转课堂的教学任务为强化课程的重点内容，解决学生在课前学习中的难点和疑点。在课堂开展交流讨论，加强师生之间的互动，让学生更深入全面地理解知识点。在实验操作环节，学生独立动手实验。教师引导学生掌握正确的实验方法并进行结果分析。本课程设置综合项目考核即“鉴定未知微生物菌种”，共9学时。这是一个完整的综合实验项目，能够客观真实地反映学生的学习成果，也是OBE理念重要的一环——学习产出。学生抽取细菌库，查找细菌的背景知识，利用学到的知识设计鉴定方案；在设计实验方案时，学生需要考虑可行性及完整性，预判实验现象和结果，教师对学生实验设计进行评分和点评；在课堂实践中，学生根据实验方案，准备实验材料，完成实验操作，得出实验结论。教师在此过程中考核学生的动手操作能力和实验技巧。

3.课后教学。课后作为巩固和拓展知识环节。（1）学生通过英文实验报告的形式将所学知识内化和吸收，查阅资料对知识点进行拓展。（2）学生在Blackboard提交作业，教师批改作业，针对批改作业中出现的问题QQ在线答疑讲解。这样不仅能促进学生对知识的深入理解，更重要的是为下一次课堂学习营造出学习者主动学习和讨论的氛围，从而充分调动每一位学习者在学习过程中的主动性、积极性和创造性。

（二）混合式教学模式实践效果

“微生物学实验”课程2学分，64学时。本课程在南科大慕课平台点击率1 159，平均29次/人；Blackboard平臺2020年秋季课程访问量5 489，平均196次/人，2021年春季课程访问量3 179，平均264次/人；师生随时在QQ群反馈讨论。本课程已形成自己独特的教学风格，受到同行教师和学生的好评。在本校考核教学质量的学生匿名评教系统中，评教分数（满分100分）从92～93分提升到99.78分，同行评价98～100分。本课程的线上线下混合式教学模式获南方科技大学教学成果二等奖，本课程已经获得并完成多项省市级和校级教改项目，课程的部分内容已发表教改文章［5］。

在课程实施之后，对30位学生做了匿名调查，相较于传统授课模式，有97%的学生愿意选择该混合教学模式学习，67%的学生认为该混合教学模式会提高他们的学习兴趣，有83%的学生认为自学能力有所提高，有47%的学生认为学习兴趣有所提高，有30%的学生认为学习成绩有所提高等。有97%的学生认为该混合式教学模式充分体现了学习者为中心以及课程设计符合学习者认知结构，100%的学生认为课程资源内容丰富、形式多样，课程活动具有各要素交互性以及课程评价多样化。

本课程选课学生除生物系的学生外，涵盖了生物医学工程系、环境科学与工程学院、医学院的学生，在本课程学到的微生物培养技术和无菌操作技术等可以应用到其他相关学科专业。因此，修完本课程的学生继续申请学校的攀登项目、大创项目、iGEM项目和生命科学竞赛等，大多取得了良好的名次，部分学生在本科期间发表了多篇SCI文章。

结语

本文以“微生物学实验”课程为模板，构建并实践基于OBE理念的SPOC翻转课堂实验教学模式，确定学习成果、学习评价，设计教学内容；通过混合式教学模式培养学生学习的主观能动性；通过翻转课堂培养学生大胆提问、解决实际问题的能力；多元化的考核与评价体系可提高学生的综合能力和课程教学质量，达成学生培养和教学改革的双重目标。通过该混合式教学模式的实践，学生的学习成绩和实验技能、专业素养和创新能力以及课程教学评价等都有提高，并启发了学生对生物领域的探索热情。因此，该教学模式可以为高等教育教学改革提供理论与实践的基础，为国内高校生物实验教学提供借鉴。

参考文献

［1］申天恩，斯蒂文·洛克.论成果导向的教育理念［J］.高校教育管理，2016，10（5）：47-51.

［2］王金旭，朱正伟，李茂国.成果导向：从认证理念到教学模式［J］.中国大学教学，2017（6）：77-82.

［3］李志义.成果导向的教学设计［J］.中国大学教学，2015（3）：32-39.

［4］陈永富，朱秋华，尹尚军.高校实验教学中学生能力的培养：基于基础生物实验课程的改革与实践［J］.教育理论与实践，2009，29（27）：54-56.

［5］余春红，马小英，吕沫，等.STEAM教育在高校生物实验课的教学改革与实践［J］.教育教学论坛，2021（2）：65-68.

Teaching Design and Practice of Microbiology Experiment Course Based on OBE Concept

LYU Mo， LIU Bing-lei， ZHANG Min

（School of Life Sciences， Southern University of Science and Technology， Shenzhen，

Guangdong 518055， China）

Abstract： Based on OBE education concept， the teaching design of the Microbiology Experiment course is carried out. Through the application of online and offline blended teaching model and diversified evaluation system， students comprehensive ability and the course teaching quality are improved. By solving the practical problems encountered in the teaching process and improving students academic performance， experimental skills， professional quality and innovation ability， the dual goals of student training and teaching reform are achieved. It is proved that this teaching model is helpful to promote the reform of basic education in colleges and universities， and has great reference significance for the biology experiment courses.

Key words： OBE; blended teaching model; Microbiology Experiment