劉靈芝, 鈕旭光, 宋立超, 肖亦農(nóng), 丁 銳, 張志勇, 李炳學(xué)
(沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué) 土地與環(huán)境學(xué)院,遼寧 沈陽(yáng) 110161)
在“互聯(lián)網(wǎng)+”和“大數(shù)據(jù)”背景下,應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)和智能化移動(dòng)學(xué)習(xí)工具,結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)模式的線上線下混合式教學(xué),已逐步成為高校教學(xué)改革的重要模式之一[1]。微生物學(xué)課程是高等農(nóng)業(yè)院校生物學(xué)、農(nóng)學(xué)等本科專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一,學(xué)生通過(guò)課程學(xué)習(xí)及時(shí)了解微生物學(xué)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì),并為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。目前微生物學(xué)課程內(nèi)容龐雜,缺少與其他專業(yè)課程內(nèi)容的協(xié)調(diào)與整合,教學(xué)方法單一、教學(xué)手段滯后,因此導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性較差,教學(xué)效果不理想[2]。結(jié)合沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)生特點(diǎn),微生物學(xué)課程從線上線下混合式教學(xué)模式建設(shè)入手,推進(jìn)具有 “高階性”、“創(chuàng)新性”和“挑戰(zhàn)度”的“兩性一度”一流課程建設(shè),以期提高學(xué)生課程參與度,提升教育教學(xué)質(zhì)量,促進(jìn)農(nóng)業(yè)院校高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。
微生物學(xué)是高等農(nóng)業(yè)院校的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一,涉及生物學(xué)、農(nóng)學(xué)和環(huán)境學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。該課程的學(xué)習(xí)在構(gòu)建學(xué)生知識(shí)體系,推進(jìn)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面具有重要作用[3]。沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物學(xué)課程是面向全校農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境、環(huán)境科學(xué)、生物技術(shù)、生物科學(xué)、農(nóng)學(xué)、園藝、林學(xué)、食品科學(xué)與工程等18個(gè)專業(yè)年約800名學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)選修課程,包括理論和實(shí)驗(yàn)兩部分。自2013年,微生物學(xué)教研室進(jìn)行了4次微生物學(xué)課程教學(xué)大綱的修訂,以滿足不同授課專業(yè)需求。盡管如此,隨著選課專業(yè)和人數(shù)增加,以及微生物學(xué)新觀點(diǎn)、新技術(shù)的迅速發(fā)展,現(xiàn)有微生物學(xué)課程逐漸出現(xiàn)“內(nèi)容更新慢、專業(yè)應(yīng)用弱和目標(biāo)達(dá)成度低”等問(wèn)題。
微生物學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)是“掌握微生物學(xué)的基本理論和技能,為學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程奠定扎實(shí)的生物學(xué)基礎(chǔ)”。多年的“教與學(xué)”模式下,教師以“灌”為主,學(xué)生則傾向于死記硬背完成課程考試,對(duì)課程學(xué)習(xí)的專業(yè)應(yīng)用性關(guān)注較少,教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度不高。
由于微生物學(xué)課程面向不同專業(yè)開設(shè),在教學(xué)內(nèi)容設(shè)置中,多側(cè)重微生物學(xué)形態(tài)、分類、代謝與生態(tài)等基礎(chǔ)知識(shí)的講授,忽略了微生物學(xué)課程面向不同學(xué)科多類專業(yè)開設(shè)的特點(diǎn),前沿進(jìn)展及專業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀等內(nèi)容更新較為遲滯,表現(xiàn)為教學(xué)內(nèi)容與生物學(xué)、農(nóng)學(xué)和環(huán)境學(xué)等專業(yè)需求結(jié)合性不足,學(xué)生能力素質(zhì)提升受限[4]。因此,在夯實(shí)微生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí),如何結(jié)合專業(yè)需求拓展微生物學(xué)知識(shí)框架,是提升教學(xué)內(nèi)容時(shí)代性和專業(yè)性的必要前提。
作為傳統(tǒng)教學(xué)資源,優(yōu)質(zhì)微生物學(xué)教材內(nèi)容豐富,但專業(yè)性不足。同時(shí),微生物學(xué)理論知識(shí)較為枯燥,學(xué)生多習(xí)慣于考前死記硬背,課程參與度不高,難以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。因此,如何優(yōu)化滿足專業(yè)需求的微生物學(xué)教學(xué)資源,采用多元化教學(xué)模式,推動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新思維形成,是建設(shè)微生物學(xué)課程先進(jìn)性和個(gè)性化的基礎(chǔ)保障。
微生物學(xué)課程具有理論與實(shí)驗(yàn)并重的特點(diǎn)。在傳統(tǒng)微生物學(xué)課程考核中,以“期末試卷+實(shí)驗(yàn)報(bào)告”成績(jī)?yōu)樵u(píng)價(jià)指標(biāo),考核難度較低。學(xué)生習(xí)慣于考前死記硬背、實(shí)驗(yàn)敷衍了事。在理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)操作中,均表現(xiàn)出不善于自主學(xué)習(xí)、缺少獨(dú)立思考和課程參與度不高的問(wèn)題。由于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)操作和獨(dú)立思考等真實(shí)學(xué)習(xí)行為的評(píng)價(jià)并未納入考核體系,部分學(xué)生對(duì)微生物學(xué)知識(shí)的理解和運(yùn)用很難達(dá)到讓人滿意的程度,更何況創(chuàng)新思維和個(gè)性化能力的培養(yǎng)[5-6]。因此,如何增加過(guò)程評(píng)價(jià)和實(shí)踐考核的比例,建立讓學(xué)生“跳一跳”才能通過(guò)的考試評(píng)價(jià)體系,是提升課程“挑戰(zhàn)度”的重要環(huán)節(jié)。
在微生物學(xué)課程建設(shè)中,通過(guò)發(fā)揮教研室職能,優(yōu)化并更新滿足專業(yè)需求的微生物學(xué)課程知識(shí)體系,設(shè)計(jì)提高教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度的可行策略,體現(xiàn)課程“高階性”。采用 “互聯(lián)網(wǎng)+”等線上教學(xué)方法,結(jié)合“跨校修讀”、翻轉(zhuǎn)課堂和創(chuàng)新報(bào)告等多種教學(xué)模式,突出學(xué)生能力培養(yǎng)的“主體”地位,加強(qiáng)課程“創(chuàng)新性”[7-8]。關(guān)注學(xué)習(xí)過(guò)程評(píng)價(jià),增加微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能考核,突出課堂參與的表現(xiàn)性評(píng)價(jià),提升課程“挑戰(zhàn)度”。通過(guò)微生物學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、評(píng)價(jià)體系建設(shè)的相互融合,結(jié)合專業(yè)需求,最終達(dá)到提升學(xué)生能力培養(yǎng)的目的[9]。
在微生物學(xué)課程建設(shè)中,要充分發(fā)揮教研室職能,建立教學(xué)共同體,依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)需求,規(guī)劃課程建設(shè)方向[10]。①針對(duì)微生物學(xué)教材不同章節(jié)內(nèi)容,依據(jù)教師研究方向不同進(jìn)行具體分工,組織教師深入解讀教材不同章節(jié)知識(shí)體系。②教師及時(shí)關(guān)注與授課專業(yè)相關(guān)的微生物學(xué)術(shù)前沿與動(dòng)態(tài),明確微生物學(xué)課程教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容。③在每學(xué)期開課初期,通過(guò)制訂教學(xué)改革計(jì)劃與活動(dòng)方案,組織教學(xué)研討活動(dòng),持續(xù)推進(jìn)微生物學(xué)課程的建設(shè)。如微生物學(xué)教研室自編教材的更新與提升質(zhì)量探討和實(shí)施、微生物學(xué)課程思政內(nèi)容的隱性融入、微生物學(xué)試題庫(kù)建設(shè)與分工、教學(xué)方法的介紹與借鑒等。近年來(lái),微生物學(xué)教研室全體教師共同完成校級(jí)微生物學(xué)“一類課”“精品課”和“主干課”建設(shè);主持了省級(jí)“微生物學(xué)線上線下混合式教學(xué)”“微生物學(xué)跨校修讀學(xué)分互認(rèn)教學(xué)模式在農(nóng)業(yè)院校的教學(xué)實(shí)踐研究”,校級(jí)“微生物學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究與實(shí)踐”“基于網(wǎng)絡(luò)課程的交互式微生物學(xué)教學(xué)模式構(gòu)建與應(yīng)用”和“基于科研反哺教學(xué)模式的環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的研究”等多項(xiàng)教學(xué)改革項(xiàng)目,從線上教學(xué)資源建設(shè)、線下教學(xué)方法研討入手,為構(gòu)建課程教學(xué)模式,提升教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度,提供了良好的思路和參考。
微生物學(xué)課程內(nèi)容建設(shè)圍繞著“亦精亦專”的架構(gòu)體系展開[11]。目前微生物學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容分為7~8章,每章授課學(xué)時(shí)限制在2~6學(xué)時(shí),知識(shí)點(diǎn)控制在4~10個(gè)。考慮到教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)需求的結(jié)合性,針對(duì)環(huán)境類和生物類專業(yè),分別增加“微生物與環(huán)境保護(hù)”和“微生物學(xué)研究進(jìn)展”等教學(xué)內(nèi)容。由于“一流課”建設(shè)需要教學(xué)資源的支撐,一直以來(lái),微生物學(xué)課程以教學(xué)知識(shí)點(diǎn)為主線,將沈萍、周德慶和我校微生物學(xué)教研室等主編的《微生物學(xué)》教材作為師生學(xué)習(xí)資源。在指定微生物學(xué)教材的同時(shí),考慮學(xué)生學(xué)習(xí)需求,也會(huì)進(jìn)行微生物學(xué)相關(guān)的國(guó)外優(yōu)秀教材的推薦,如 《Brock Biology of Microorganisms》等。近年來(lái),以中國(guó)大學(xué)慕課平臺(tái)的華中農(nóng)業(yè)大學(xué)“微生物學(xué)”國(guó)家精品課程、遼寧省微生物學(xué)線上跨校修讀課程和沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)“微生物學(xué)”線上精品課程資源作為學(xué)生線上學(xué)習(xí)的主要教學(xué)資源,輔以宏基因組、微生態(tài)、農(nóng)環(huán)視界和iNatue等微信公眾號(hào)推送,為學(xué)生提供豐富、前沿的微生物學(xué)自主學(xué)習(xí)和拓展閱讀資源。此外,通過(guò)設(shè)計(jì)“案例教學(xué)”和“拓展閱讀”等模塊,如巴斯德與曲頸瓶實(shí)驗(yàn)、青霉素殺菌機(jī)理、病毒與人類的關(guān)系、蛹蟲草人工栽培和微生物與石油污染治理等,以拓展相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。在提供豐富微生物學(xué)前沿知識(shí)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)具有專業(yè)特點(diǎn)的課程案例,在激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的同時(shí),達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生“知行合一”的目的[12-13]。
在微生物學(xué)教學(xué)模式建設(shè)中,通過(guò)構(gòu)建多元化教學(xué)模式,推進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)、增強(qiáng)形成刻苦學(xué)習(xí)收獲能力和素質(zhì)提高的意識(shí)[14-15]。具體措施:依托中國(guó)大學(xué)慕課、超星學(xué)習(xí)通等“互聯(lián)網(wǎng)+”線上教學(xué)平臺(tái)完成學(xué)生自主學(xué)習(xí)和拓展。采用線上線下混合、案例教學(xué)和跨校修讀等教學(xué)模式,增加微生物學(xué)課程的專業(yè)結(jié)合性,如設(shè)計(jì)功能微生物分離、微生物與食品生產(chǎn)和宏基因組技術(shù)應(yīng)用等線上線下教學(xué)案例。通過(guò)“研討辯論”“師生互評(píng)”等方式,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新思維能力的形成,提升學(xué)生個(gè)性化能力培養(yǎng)[16]。如結(jié)合線上教學(xué)資源,采用“放線菌分離培養(yǎng)”的“創(chuàng)新報(bào)告”模式,要求學(xué)生將培養(yǎng)基制備、土壤微生物分離與培養(yǎng)等實(shí)驗(yàn)操作和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與微生物學(xué)營(yíng)養(yǎng)與生長(zhǎng)理論知識(shí)相結(jié)合,完成理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的相互融合;通過(guò)“創(chuàng)新報(bào)告”與“師生討論”的方式,引導(dǎo)學(xué)生探究農(nóng)業(yè)抗性微生物的篩選和污染物降解微生物等功能微生物分離方法,以及微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可行的無(wú)菌操作技術(shù);應(yīng)用“微生物學(xué)代謝”的“翻轉(zhuǎn)課堂”模式,將枯燥的微生物學(xué)知識(shí)以酸菜為切入點(diǎn)引出科學(xué)問(wèn)題—乳酸發(fā)酵,引導(dǎo)學(xué)生探討酸菜發(fā)酵過(guò)程中乳酸菌作用,同時(shí)引出酸奶發(fā)酵案例,從機(jī)理上解釋厭氧發(fā)酵、酸奶發(fā)酵過(guò)程營(yíng)養(yǎng)成分的變化。進(jìn)一步提出人體乳糖不耐受的問(wèn)題,從分子角度利用乳糖操縱子模型解釋年齡對(duì)于人體消化吸收牛奶的影響以及微生物在這一過(guò)程中所起到的作用,進(jìn)而擴(kuò)展講解腸道微生物對(duì)于腸道微生態(tài)的調(diào)節(jié)及機(jī)理,使學(xué)生了解腸道菌群影響人體肥胖的相關(guān)知識(shí),最終將乳酸發(fā)酵和腸道微生態(tài)調(diào)控引入食品科學(xué)研究中。通過(guò)構(gòu)建“研討辯論”“師生互評(píng)”等翻轉(zhuǎn)課堂,結(jié)合案例教學(xué)、問(wèn)題教學(xué)等教學(xué)方式,將線上課程資源有機(jī)整合到線下課程的混合式教學(xué)中,使學(xué)生既能從線上資源的靈活性學(xué)習(xí)中受益也能從實(shí)體課程教學(xué)討論及實(shí)踐中獲得更大參與感、存在感、滿足感和相應(yīng)的能力鍛煉[17-18]。
考試評(píng)價(jià)體系的重建是“一流課”建設(shè)的重要保障[19-20]。在微生物學(xué)課程評(píng)價(jià)體系建設(shè)中,改變傳統(tǒng)“期末試卷+實(shí)驗(yàn)報(bào)告”的考核模式,增加線上過(guò)程評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)操作與設(shè)計(jì)考核,以及互動(dòng)課堂表現(xiàn)性評(píng)價(jià)的成績(jī)占比。具體做法:減少期末成績(jī)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告占比,逐步將學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)操作和獨(dú)立思考等真實(shí)學(xué)習(xí)行為的評(píng)價(jià)納入考核體系中;以“注重過(guò)程性考核,推進(jìn)表現(xiàn)性評(píng)價(jià),側(cè)重實(shí)驗(yàn)技能操作,完善期末考試”為核心,構(gòu)建課程評(píng)價(jià)體系??己苏急热缦拢撼欠貉诺绕脚_(tái)提供的線上學(xué)習(xí)過(guò)程評(píng)價(jià)占20%(包括視頻觀看、線上討論、作業(yè)完成、隨堂測(cè)驗(yàn)、搶答等活動(dòng)),微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作與設(shè)計(jì)實(shí)踐能力考核占30%(期中實(shí)驗(yàn)操作考核+期末實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)考核+創(chuàng)新報(bào)告,各占10%),表現(xiàn)性評(píng)價(jià)占20%(翻轉(zhuǎn)課堂中學(xué)生歸納、質(zhì)疑和創(chuàng)新能力的表現(xiàn)性評(píng)價(jià)),以及期末考試提供的試卷考核占30%(采用沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)易爾思教學(xué)平臺(tái)機(jī)考方式隨機(jī)抽題完成考試)。通過(guò)上述方法,微生物學(xué)考核評(píng)價(jià)體系不再局限于考核學(xué)生對(duì)書本知識(shí)的理解、記憶和復(fù)制,而是關(guān)注學(xué)生獨(dú)立思考和運(yùn)用所學(xué)學(xué)科知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的綜合評(píng)價(jià)。同時(shí),通過(guò)增加有難度的考評(píng)體系,增加學(xué)生刻苦學(xué)習(xí)、不斷探究的學(xué)習(xí)意識(shí)。
2014年以來(lái),教研室全體教師遵循“專業(yè)結(jié)合,能力培養(yǎng)”的教學(xué)目的,通過(guò)推進(jìn)多種教學(xué)模式的應(yīng)用,學(xué)生課程應(yīng)用及創(chuàng)新思維不斷加強(qiáng)。
近5年來(lái),26名環(huán)境類專業(yè)學(xué)生進(jìn)入微生物學(xué)教研室,在完成微生物學(xué)相關(guān)本科畢業(yè)論文的基礎(chǔ)上,參加國(guó)家級(jí)和省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目,并獲得遼寧省大學(xué)生環(huán)境生態(tài)保護(hù)科技大賽、全國(guó)(遼寧分賽區(qū))青年科普創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)暨作品大賽-生物環(huán)境命題(大學(xué)組)多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì),在《應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)》等中文核心期刊以第一作者發(fā)表微生物與污染物降解、微生物檢測(cè)方法比較等相關(guān)研究論文。
沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)慕課網(wǎng)平臺(tái)中微生物學(xué)精品課程面向全校師生開放,平臺(tái)包括教學(xué)課件、授課視頻、課程作業(yè)、在線考試、實(shí)驗(yàn)展示等多種模塊。目前為止,累計(jì) 20 645 人次完成線上課程學(xué)習(xí)、討論和機(jī)考測(cè)試等。在此基礎(chǔ)上,2014年起,依托遼寧省線上精品課程“微生物學(xué)”,面向生物技術(shù)農(nóng)業(yè)資源與利用和環(huán)境科學(xué)等共6個(gè)專業(yè)10余個(gè)班級(jí),順利完成了遼寧省跨校修讀學(xué)分課程。
微生物學(xué)課程的改革受到校內(nèi)師生肯定,校內(nèi)教學(xué)督導(dǎo)教師對(duì)微生物學(xué)課程的評(píng)價(jià)時(shí)指出,“微生物學(xué)課程通過(guò)重組教學(xué)內(nèi)容,增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理環(huán)節(jié),改革、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,達(dá)到提高學(xué)生參與度的目的”。學(xué)生反映“微生物學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)給同學(xué)提供自我展示和提升的平臺(tái),極大提高同學(xué)們課堂參與感”。此外,微生物學(xué)課程改革成效也得到了遼寧省教育廳主管部門的高度認(rèn)可,《中國(guó)教育報(bào)》《人民日?qǐng)?bào)》《光明日?qǐng)?bào)》等記者通過(guò)線上線下混合式“微生物學(xué)”課程的觀摩,對(duì)教學(xué)效果給予充分肯定。2017年12月13日《中國(guó)教育報(bào)》以“遼寧建高校免費(fèi)在線學(xué)習(xí)平臺(tái),并探索線上線下混合式跨校聯(lián)合教學(xué)——高校課程‘拆墻’11萬(wàn)學(xué)生共享”為題,詳細(xì)報(bào)道了“微生物學(xué)”課程的教學(xué)理念、教學(xué)過(guò)程、教學(xué)效果和教學(xué)特色,對(duì)課程質(zhì)量和改革成效給予高度評(píng)價(jià)。
在微生物學(xué)線上線下混合式一流課程建設(shè)中,針對(duì)教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的課程內(nèi)容更新遲滯,學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)欠缺,學(xué)習(xí)行為難以評(píng)價(jià),教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度不高等問(wèn)題,通過(guò)發(fā)揮教研室職能,組織全體教師更新微生物學(xué)課程知識(shí)體系,設(shè)計(jì)提高教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度的可行策略;采用“互聯(lián)網(wǎng)+”等線上教學(xué)方法,結(jié)合“跨校修讀”、翻轉(zhuǎn)課堂和創(chuàng)新報(bào)告等多種教學(xué)模式,實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新能力提高;實(shí)施微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能考核、課堂參與的表現(xiàn)性評(píng)價(jià)以及學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程評(píng)價(jià),形成多元性評(píng)價(jià)體系。以“兩性一度”為標(biāo)準(zhǔn),推進(jìn)《微生物學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、評(píng)價(jià)體系建設(shè)的有效融合。雖然線上線下微生物學(xué)一流課程建設(shè)已取得了一些成果,教學(xué)質(zhì)量意識(shí)在教師中已形成共識(shí),但仍需繼續(xù)完善,通過(guò)課程建設(shè)和改革的持續(xù)探索與改進(jìn),不斷提高沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。