翻轉(zhuǎn)課堂模式在微生物學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用探索

韓娟 繆國鵬 尹琳琳 施翠娥

摘 要：針對微生物學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀，將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于微生物學(xué)實驗教學(xué)中，對其教學(xué)過程和考核方式重新設(shè)計，并對采用該模式后遇到的挑戰(zhàn)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，翻轉(zhuǎn)課堂在微生物學(xué)實驗教學(xué)中是一種值得推薦的教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；微生物學(xué)實驗；應(yīng)用

中圖分類號 G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）20-0163-3

Flipped Classroom Mode Application in Microbiology Experiment Teaching

Han Juan et al.

（School of Biological Engineering，Huainan Normal University，Huainan 232038，China）

Abstract： In view of the present situation of microbiology experiment teaching，this paper puts forward the application of flipped classroom to microbiology experiment teaching，and redesigns its teaching process and examination mode，and analyses and suggests the challenges that are encountered after the use of this model. The result shows that flipped classroom is a recommendable teaching mode in microbiology experiment teaching.

Key words： Flipped classroom；Microbiology experiment；Teaching mode

“翻轉(zhuǎn)課堂”（Flipped Classroom）最初發(fā)源于美國的科羅拉多州落基山林地公園高中，之后在薩爾曼·可汗及其可汗學(xué)院的極力推動下，逐步被教育界所熟知[1-2]。在“互聯(lián)網(wǎng)+”與高等教育逐漸融合的大趨勢下，翻轉(zhuǎn)課堂這種教學(xué)模式也被越來越多地被教育工作者試用，并且獲得了較好的教學(xué)成果[3]。微生物學(xué)屬于生物類專業(yè)基礎(chǔ)課，其實驗教學(xué)是后續(xù)其他課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，具有很強的實踐性和應(yīng)用性。良好的微生物學(xué)實驗教學(xué)，可以培養(yǎng)和開發(fā)學(xué)生的觀察能力、動手操作能力、邏輯思維分析能力、管理組織能力及創(chuàng)造能力等，因此微生物學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量是衡量生命科學(xué)類專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一[4]。鑒于此，筆者根據(jù)多年從事微生物實驗教學(xué)的經(jīng)驗，針對以往微生物學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題，并結(jié)合對翻轉(zhuǎn)課堂的理解，探討翻轉(zhuǎn)課堂在微生物實驗教學(xué)中的應(yīng)用，以期達(dá)到強化學(xué)生所學(xué)理論知識、培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、提高其綜合實驗技能及創(chuàng)造性思維的目的。

1 傳統(tǒng)微生物學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題

1.1 教學(xué)模式呆板，學(xué)生被動地等待教師灌輸知識 傳統(tǒng)教學(xué)模式主要依靠教師講授和演示、學(xué)生模仿，使學(xué)生在實驗教學(xué)中往往表現(xiàn)為被動的模仿型學(xué)習(xí)和記憶型學(xué)習(xí)，在短暫有限的時間內(nèi)接收新的知識點并進(jìn)行模仿操作，不利于調(diào)動其動手、動腦、分析問題和解決問題的主動性，在很大程度上泯滅了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，以致很多學(xué)生只是簡單完成實驗卻不能真正理解掌握，知識沒有真正得到內(nèi)化吸收，即使遇到相似的問題也不會獨立解決，如：不知道需要設(shè)置對照試驗，不知道摸索實驗條件，實驗結(jié)果不理想不知如何尋找原因等等，因為很多工作任課教師提前都做了，學(xué)生并沒有得到應(yīng)有的訓(xùn)練。長此以往，學(xué)生的獨立思考能力和操作能力得不到應(yīng)有的鍛煉，傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)達(dá)不到社會對人才需求提出的更高目標(biāo)。

1.2 課前學(xué)生對實驗內(nèi)容缺乏了解，導(dǎo)致課上接受知識效果一般 學(xué)生上課前對實驗內(nèi)容準(zhǔn)備不夠充分，或根本不預(yù)習(xí)，只等待教師講授；教師上課前不了解學(xué)生對知識的掌握情況，無法根據(jù)學(xué)生的個體水平差異因材施教。教師上課更關(guān)心內(nèi)容的完成，而對學(xué)生的理解和掌握情況關(guān)注度不夠，只能針對教學(xué)過程中的共性問題進(jìn)行分析、指導(dǎo)。

1.3 學(xué)生對教師的課堂演示操作無法進(jìn)行全面細(xì)致的觀察 課堂上，教師一般在講臺上進(jìn)行講解和操作演示，由于觀察角度、距離及遮擋等原因?qū)W生往往無法完全看清教師的操作演示。動手能力強的學(xué)生參與到實際操作，動手能力差的學(xué)生很少接觸實驗操作。學(xué)生思想不易集中，遇到難以解決的問題聽之任之，不思索、不求助、不解決，甚至出現(xiàn)課堂上玩手機(jī)和聊天的情況，難以到達(dá)預(yù)期的實驗效果。

1.4 教師人數(shù)少，學(xué)生數(shù)量多，教師教學(xué)任務(wù)繁重 作為生命科學(xué)的一個重要分支，微生物學(xué)是生物科學(xué)、生物工程、生物制藥等專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。有時1個教師一學(xué)期要上多組實驗課，而實驗項目相差不多，同一實驗項目1個教師要在不同的班級多次重復(fù)講授，工作量大，導(dǎo)致教師身心俱疲。

2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)在微生物學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 教學(xué)目標(biāo)設(shè)計 通過微生物學(xué)實驗學(xué)習(xí)，學(xué)生僅僅掌握了基本的實驗操作技能，但在后續(xù)的學(xué)習(xí)或?qū)嵺`中對學(xué)習(xí)的實驗內(nèi)容記憶不深，無法使用多項技能解決科研訓(xùn)練、畢業(yè)論文中的復(fù)雜問題。因此，應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，讓學(xué)生在課外時間通過網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)實驗的基礎(chǔ)操作，課上老師針對學(xué)生疑問進(jìn)行解答，節(jié)約一般性操作占用的時間，壓縮驗證性實驗內(nèi)容，增加設(shè)計性和綜合性實驗，提高學(xué)生對實驗掌握的熟練程度及解決問題的能力。

2.2 教學(xué)內(nèi)容改革 教學(xué)內(nèi)容的改革主要基于在學(xué)時不變的情況下，壓縮驗證性實驗的學(xué)時，增加綜合性和設(shè)計性實驗的學(xué)時，讓學(xué)生在掌握基本實驗操作技能基礎(chǔ)上，通過綜合性和設(shè)計性實驗，利用所學(xué)知識嘗試解決基本科學(xué)問題，突出對實驗操作能力的提升和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。并且調(diào)整實驗的先后順序，不是簡單孤立地練習(xí)某個操作，而是把實驗項目整理聯(lián)系起來，讓學(xué)生體會1個完整的微生物實驗操作，為后期學(xué)生自己獨立從事微生物相關(guān)操作打下良好基礎(chǔ)，大致流程如下（圖1）：

以上操作涵蓋了微生物操作中的簡單基礎(chǔ)操作，最后1個實驗是設(shè)計性實驗微生物生長條件的優(yōu)化，鍛煉學(xué)生利用正交實驗設(shè)計實驗并對實驗結(jié)果進(jìn)行方差分析的能力。采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式前后實驗項目比較見表1和表2。

2.3 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計

2.3.1 教學(xué)微課件創(chuàng)建 教師根據(jù)實驗內(nèi)容錄制視頻或制作PPT，也可以在網(wǎng)上選擇優(yōu)秀的資源。如將霉菌培養(yǎng)與觀察的實驗原理、所需材料、實驗步驟等傳統(tǒng)實驗要講授的內(nèi)容以及實驗操作演示展示出來，強調(diào)易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)，并根據(jù)實驗內(nèi)容給出學(xué)習(xí)任務(wù)單，如要求學(xué)生在實驗前兩周便學(xué)習(xí)相關(guān)微課件；還可以將本學(xué)科領(lǐng)域的新知識、新技術(shù)引入到微課件中，給學(xué)生布置長短適宜、難度適中的相關(guān)文獻(xiàn)，開闊學(xué)生視野，調(diào)動他們的積極性，對于微課件中的疑問要求學(xué)生自己在文獻(xiàn)中找尋答案；并加入實驗室安全和生物安全知識，強化學(xué)生的安全意識，課前對學(xué)生的安全知識進(jìn)行簡單的測試，讓安全問題始終深入人心、警鐘長鳴。視頻講解時間控制在10～15分鐘為宜，輔以PPT展示微生物的顯微圖片等。

2.3.2 搭建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺 微課件制作好以后，需要建立課程網(wǎng)站、免費的網(wǎng)絡(luò)硬盤或者專門的QQ群、微信群，將自己制作的以及在網(wǎng)絡(luò)上搜集整理的學(xué)習(xí)資料發(fā)布給學(xué)生，并布置每次實驗的學(xué)習(xí)內(nèi)容、主要知識點及完成任務(wù)時間節(jié)點等，利用網(wǎng)絡(luò)平臺及時和學(xué)生交流溝通，但面對問題并不是直接給出學(xué)生答案，而是引導(dǎo)學(xué)生從文獻(xiàn)等資料中尋求解決方案。

2.3.3 學(xué)生課前預(yù)習(xí) 學(xué)生上課前，利用課余時間觀看教學(xué)視頻，針對疑惑問題查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，盡可能多地理解與記憶相關(guān)知識點，如仍有疑問，可在線向教師提問；教師對問題進(jìn)行整理與歸納，可以了解學(xué)生的共性和個性問題，便于在課堂上予以針對性的指導(dǎo)。綜合設(shè)計性實驗更能考察學(xué)生的綜合實驗素養(yǎng)，因此在完成基礎(chǔ)知識點的學(xué)習(xí)及查閱問下外，學(xué)生需要完成方案設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)和創(chuàng)新意識，對日后的畢業(yè)論文完成有很大的幫助。

2.3.4 教師課堂教學(xué)實施 教師不再像傳統(tǒng)課堂那樣花費較多的時間講解實驗原理和步驟，而是解決學(xué)生自學(xué)過程中的疑難問題。給學(xué)生分組，每組4人，每組選出一名組長。鼓勵學(xué)生講解感興趣的知識點，促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動性。教師強調(diào)實驗中的注意事項、安全問題，始終主導(dǎo)課堂，積極引導(dǎo)、糾錯糾偏。實驗操作完成后，首先要求小組內(nèi)針對結(jié)果討論、互評，讓學(xué)生從多個角度審視自己的結(jié)果。同時，針對實驗結(jié)果尤其錯誤的實驗結(jié)果，推測出可能的原因，對操作中出現(xiàn)的問題進(jìn)行討論、探究。最后由教師對這些問題進(jìn)行概括解答，從而將過去簡單地撰寫實驗報告轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂結(jié)果討論和成果匯報。

2.3.5 考核方式設(shè)計及教學(xué)效果評價 以往的考核方式是平時成績50%+考試成績50%，平時成績主要根據(jù)實驗報告得出，考試成績采取一對一口試的方法，考核方式相對單一。有些學(xué)生課堂不認(rèn)真做實驗，課后抄襲實驗報告成風(fēng)，這樣認(rèn)真對待實驗與否在實驗報告的體現(xiàn)上就會大打折扣；考試前臨時突擊知識點，應(yīng)付口試考試，考核的最終結(jié)果不能全面反映學(xué)生掌握知識的真實情況，嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量。針對反轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，成績由課前預(yù)習(xí)（25%）、課堂操作（25%）、成果展示（25%）、實驗報告（25%）幾個部分組成，課前預(yù)習(xí)和成果展示由小組成員給大家展示，學(xué)生組內(nèi)組間及教師3方打分構(gòu)成，充分調(diào)動學(xué)生的積極性與主動性，讓學(xué)生真正認(rèn)真對待每一次實驗讓更多的學(xué)生真正參與到實驗教學(xué)中來。同時，教師在每學(xué)期課程結(jié)束后，對翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)效果進(jìn)行調(diào)查，查漏補缺，以學(xué)生的意見反饋指導(dǎo)下次實驗的實施，真正做到以學(xué)生為主體，切實提高教學(xué)質(zhì)量。

3 翻轉(zhuǎn)課堂實施中的挑戰(zhàn)

3.1 對教師提出了更高的要求 視頻的制作、網(wǎng)絡(luò)平臺的構(gòu)建、合適文獻(xiàn)的搜索，對教師提出了更高的信息技術(shù)要求，對于年齡較大的教師來說難度較大；翻轉(zhuǎn)課堂是互助式、探究式學(xué)習(xí)，要求教師對學(xué)生不斷進(jìn)行引導(dǎo)，對問題及時解答，同時要求教師具備更強的課堂管理能力；考核方式更加多元，各個環(huán)節(jié)都有評分，教師需付出更多的精力關(guān)注學(xué)生，整理成績。采用翻轉(zhuǎn)課堂，教師需要耗費更多的備課、答疑解問及統(tǒng)分考核時間等，同時為了應(yīng)對課堂中的狀況，需要不斷學(xué)習(xí)吸收前沿知識，對老師的時間、精力、學(xué)習(xí)能力、管理能力等提出了更高的要求。

3.2 對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力有一定的要求 翻轉(zhuǎn)課堂需要學(xué)生課前觀看微課，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，保質(zhì)保量按時完成課前預(yù)習(xí)內(nèi)容；課堂上需要根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容開展自己的實驗操作過程，可能會出現(xiàn)錯誤，需要反復(fù)練習(xí)，操作合格后才能得到結(jié)果。學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動接受到主動探究，這對學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性及自主學(xué)習(xí)的能力提出了更高的要求。所以實施翻轉(zhuǎn)課堂，最好對應(yīng)的理論課程也采用該種教學(xué)模式，讓學(xué)生熟悉翻轉(zhuǎn)課堂的模式、更深刻地掌握理論知識，從而為動手操作地實驗打下牢固的基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

與傳統(tǒng)教學(xué)方式相比，翻轉(zhuǎn)課堂在微生物實驗中的應(yīng)用，使學(xué)生的思考能力、動手能力和實踐能力有了很大提升[5]，與培養(yǎng)應(yīng)用型人才辦學(xué)目標(biāo)相符，有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、解決實際問題能力和邏輯思維能力。但在其真正實施過程中，依然有很多問題需要不斷探究：如何培養(yǎng)教師的多媒體操作能力，提高其工作效率；如何讓學(xué)生更感興趣，更愿意主動參與翻轉(zhuǎn)課堂的實施等。

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（責(zé)編：張宏民）