基于OBE理念的高校“微生物學(xué)實驗”課教學(xué)設(shè)計與實踐

呂沫 劉冰蕾 張敏

［摘 要］ 基于OBE教育理念對高?！拔⑸飳W(xué)實驗”課程進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，通過線上線下混合式教學(xué)模式的實踐和多元化的評價體系，提高學(xué)生的綜合能力和課程教學(xué)質(zhì)量，解決教學(xué)過程中遇到的實際問題，提高學(xué)生的實驗技能、專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，達(dá)成學(xué)生培養(yǎng)和教學(xué)改革的雙重目標(biāo)。實踐證明，該教學(xué)模式有助于促進(jìn)高?；A(chǔ)教育改革，對高校生物學(xué)實驗類課程有借鑒意義。

［關(guān)鍵詞］ OBE；混合教學(xué)模式；微生物學(xué)實驗

［基金項目］ 2021年度南方科技大學(xué)校級項目“基于OBE理念的教學(xué)科研一體化探索與實踐”（XJZLGC202142）；2021年度南方科技大學(xué)校級項目“基于土壤微生物分離和性質(zhì)鑒定的開放性實驗教學(xué)的設(shè)計和實踐”（XJZLGC202126）；2020年度深圳市教育科學(xué)研究課題“基于SPOC的高校生物實驗課混合教學(xué)模式改革研究”（ybfz20003）

［作者簡介］ 呂 沫（1982—），女，黑龍江哈爾濱人，理學(xué)博士，南方科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院高級實驗師，主要從事生物實驗研究；劉冰蕾（1988—），女，湖南婁底人，文學(xué)碩士，南方科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教學(xué)秘書，主要從事生命科學(xué)學(xué)院教學(xué)服務(wù)與管理研究；張 敏（1986—），女，安徽宿州人，理學(xué)碩士，南方科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院實驗師（通信作者），主要從事生物實驗研究。

［中圖分類號］ Q93.33 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2023）10-0129-04［收稿日期］ 2022-05-30

引言

高校實驗教學(xué)在向?qū)W生傳授知識和培養(yǎng)實驗操作技能的同時，也驗證了學(xué)科基本理論，引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的思維方式和解決問題的能力，養(yǎng)成優(yōu)良的科學(xué)作風(fēng)和協(xié)作精神。傳統(tǒng)的教學(xué)模式不再適應(yīng)當(dāng)前的“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)環(huán)境，因此線上線下混合式教學(xué)模式應(yīng)時而生。本文基于OBE教育理念對高?；A(chǔ)實驗課進(jìn)行教學(xué)改革，以高?！拔⑸飳W(xué)實驗”課為例，利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，按照線上預(yù)習(xí)、線下講解以及線上提升三個步驟，探索新型混合式教學(xué)模式并用于實踐。

一、理論依據(jù)

OBE（Outcome-based Education， OBE）教育理念是以成果為目標(biāo)導(dǎo)向，采用逆向思維方式進(jìn)行課程體系建設(shè)的理念。該教育理念重視教學(xué)設(shè)計和學(xué)習(xí)成果，已經(jīng)逐漸深入高校課程。目前，國內(nèi)關(guān)于OBE的應(yīng)用主要在學(xué)校的人才培養(yǎng)模式改革、培養(yǎng)方案設(shè)計以及教學(xué)設(shè)計的研究中，但在高校實驗教學(xué)中OBE的應(yīng)用較少。本文試圖為高校實驗教學(xué)提供教學(xué)案例，在線上線下混合式教學(xué)中引入OBE教育理念，以期提高教學(xué)效果［1-3］。

二、基于OBE理念的實驗課教學(xué)設(shè)計

怎樣把OBE理念引入實驗教學(xué)，需要從教學(xué)大綱的設(shè)計開始，教學(xué)大綱是OBE教學(xué)模式實施的主要依據(jù)。我們將OBE教學(xué)設(shè)計圍繞“定義產(chǎn)出—實現(xiàn)產(chǎn)出—評價產(chǎn)出”模式展開。

（一）定義產(chǎn)出

在OBE教育理念下，要合理運(yùn)用教學(xué)策略使學(xué)生達(dá)成教學(xué)目標(biāo)中的學(xué)習(xí)成果，課程的教學(xué)內(nèi)容緊扣教學(xué)目標(biāo)，明確教學(xué)項目和課時的具體分配［4］。“微生物學(xué)實驗”課程教學(xué)目標(biāo)根據(jù)生物專業(yè)人才培養(yǎng)方案制定，培訓(xùn)學(xué)生實驗操作技能和實驗技術(shù)應(yīng)用能力，培養(yǎng)其科學(xué)素養(yǎng)和科研思維能力。因此，教學(xué)內(nèi)容設(shè)計包含“顯微鏡的使用”“無菌操作技術(shù)”“純培養(yǎng)技術(shù)”等，每個實驗項目分成幾個子任務(wù)，各子任務(wù)之間既互相獨(dú)立，又互為基礎(chǔ)，以此實現(xiàn)學(xué)生科研職業(yè)技能的提高與知識結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。教學(xué)項目按照從簡單到復(fù)雜的順序，使學(xué)生的知識和能力得到鞏固與提高。授課方式調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，并對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行客觀全面的評價。整體關(guān)注學(xué)生自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊協(xié)作、溝通與交流能力的培養(yǎng)以及道德素質(zhì)的塑造。

（二）實現(xiàn)產(chǎn)出

1.教學(xué)內(nèi)容整合。根據(jù)“微生物學(xué)實驗課”程的教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容分為6個模塊，14個單元，按照“基礎(chǔ)知識—實踐應(yīng)用—總結(jié)”的順序展開，如圖1。

2.教學(xué)模式構(gòu)建。根據(jù)OBE教學(xué)設(shè)計，教師將線上學(xué)習(xí)方式與課堂教學(xué)深度融合，根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)個性化定制課程，設(shè)置互聯(lián)網(wǎng)資源，把線上學(xué)習(xí)時長計入教學(xué)學(xué)時。學(xué)生利用南科大慕課平臺和Blackboard平臺學(xué)習(xí)理論知識、實驗操作視頻、教學(xué)重難點(diǎn)等相關(guān)內(nèi)容。學(xué)生可以反復(fù)觀看慕課平臺的操作視頻，從而保證進(jìn)入課堂教學(xué)時每位學(xué)生在同一起點(diǎn)。在線下SPOC翻轉(zhuǎn)課堂中，學(xué)生提出問題，教師解答問題，并組織課堂討論，實現(xiàn)課堂翻轉(zhuǎn)；教師通過教學(xué)課件、視頻講解等方法加深對實驗相關(guān)知識和原理的理解；學(xué)生按照實驗步驟進(jìn)行實驗，并觀察實驗結(jié)果；教師全程指導(dǎo)每位學(xué)生的實驗操作，引導(dǎo)學(xué)生分析實驗結(jié)果，幫助學(xué)生實現(xiàn)從理論到實踐、從知識到能力的轉(zhuǎn)換。

課堂教學(xué)之后，教師再利用網(wǎng)絡(luò)平臺的各種信息、習(xí)題、視頻等提升強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。學(xué)生完成線上和線下作業(yè)，達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。教師充分發(fā)揮向?qū)У淖饔茫ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，引導(dǎo)學(xué)生探索更廣闊的知識，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，實現(xiàn)教育的目標(biāo)。

這種教學(xué)模式既體現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，又充分發(fā)揮了教師的組織、引導(dǎo)和管理作用，為學(xué)生創(chuàng)造了個性化學(xué)習(xí)、交流合作學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的機(jī)會，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、合作探究能力等，從而實現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)和科研思維能力的綜合性提高。

（三）評價產(chǎn)出

1.多元化考核與評價體系?；贠BE的教學(xué)設(shè)計，“微生物學(xué)實驗”課程考核注重過程與結(jié)果相結(jié)合，緊扣教學(xué)目標(biāo)，采取多元化評價方法評價學(xué)習(xí)成果。實驗成績綜合全面地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，考查學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、自主學(xué)習(xí)能力、科研分析能力及綜合運(yùn)用所學(xué)知識和實際動手實驗操作的能力等。在考核過程中，教師跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，分析存在的問題，及時調(diào)整教學(xué)實施過程，漸進(jìn)式達(dá)成課程教學(xué)目標(biāo)?？己诵问蕉嘣尤霂熒ピu、學(xué)生自評、學(xué)生互評等評價方式。本課程的詳細(xì)考核細(xì)節(jié)和評分標(biāo)準(zhǔn)如圖2。

三、基于OBE理念的實驗課教學(xué)實踐

“微生物學(xué)實驗”從2020年春季學(xué)期開始教學(xué)實踐基于OBE教育理念的SPOC混合式教學(xué)模式。兩年的教學(xué)實踐證明，該模式在線上線下教學(xué)中皆可靈活安排教學(xué)計劃，達(dá)到實驗教學(xué)課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（一）混合式教學(xué)模式實施過程

1.線上課程。線上教學(xué)包含全英文MOOC課程、Blackboard平臺、QQ群等數(shù)字教學(xué)資源，每節(jié)課設(shè)置1～2學(xué)時的線上學(xué)時。課程團(tuán)隊制作“全英文微生物學(xué)實驗MOOC”課程發(fā)布在南方科技大學(xué)慕課平臺，共11章，33小節(jié)。課程包括理論講解、實驗操作視頻、實驗結(jié)果展示等。課程團(tuán)隊構(gòu)建Blackboard平臺，設(shè)置教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)要求、教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)難點(diǎn)和綜合測試題等內(nèi)容；在課前建立QQ討論群，發(fā)布課程信息、教學(xué)模式和課程公告，在課程中與學(xué)生隨時展開討論。

2.SPOC翻轉(zhuǎn)課堂。翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)任務(wù)為強(qiáng)化課程的重點(diǎn)內(nèi)容，解決學(xué)生在課前學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)和疑點(diǎn)。在課堂開展交流討論，加強(qiáng)師生之間的互動，讓學(xué)生更深入全面地理解知識點(diǎn)。在實驗操作環(huán)節(jié)，學(xué)生獨(dú)立動手實驗。教師引導(dǎo)學(xué)生掌握正確的實驗方法并進(jìn)行結(jié)果分析。本課程設(shè)置綜合項目考核即“鑒定未知微生物菌種”，共9學(xué)時。這是一個完整的綜合實驗項目，能夠客觀真實地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，也是OBE理念重要的一環(huán)——學(xué)習(xí)產(chǎn)出。學(xué)生抽取細(xì)菌庫，查找細(xì)菌的背景知識，利用學(xué)到的知識設(shè)計鑒定方案；在設(shè)計實驗方案時，學(xué)生需要考慮可行性及完整性，預(yù)判實驗現(xiàn)象和結(jié)果，教師對學(xué)生實驗設(shè)計進(jìn)行評分和點(diǎn)評；在課堂實踐中，學(xué)生根據(jù)實驗方案，準(zhǔn)備實驗材料，完成實驗操作，得出實驗結(jié)論。教師在此過程中考核學(xué)生的動手操作能力和實驗技巧。

3.課后教學(xué)。課后作為鞏固和拓展知識環(huán)節(jié)。（1）學(xué)生通過英文實驗報告的形式將所學(xué)知識內(nèi)化和吸收，查閱資料對知識點(diǎn)進(jìn)行拓展。（2）學(xué)生在Blackboard提交作業(yè)，教師批改作業(yè)，針對批改作業(yè)中出現(xiàn)的問題QQ在線答疑講解。這樣不僅能促進(jìn)學(xué)生對知識的深入理解，更重要的是為下一次課堂學(xué)習(xí)營造出學(xué)習(xí)者主動學(xué)習(xí)和討論的氛圍，從而充分調(diào)動每一位學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的主動性、積極性和創(chuàng)造性。

（二）混合式教學(xué)模式實踐效果

“微生物學(xué)實驗”課程2學(xué)分，64學(xué)時。本課程在南科大慕課平臺點(diǎn)擊率1 159，平均29次/人；Blackboard平臺2020年秋季課程訪問量5 489，平均196次/人，2021年春季課程訪問量3 179，平均264次/人；師生隨時在QQ群反饋討論。本課程已形成自己獨(dú)特的教學(xué)風(fēng)格，受到同行教師和學(xué)生的好評。在本?？己私虒W(xué)質(zhì)量的學(xué)生匿名評教系統(tǒng)中，評教分?jǐn)?shù)（滿分100分）從92～93分提升到99.78分，同行評價98～100分。本課程的線上線下混合式教學(xué)模式獲南方科技大學(xué)教學(xué)成果二等獎，本課程已經(jīng)獲得并完成多項省市級和校級教改項目，課程的部分內(nèi)容已發(fā)表教改文章［5］。

在課程實施之后，對30位學(xué)生做了匿名調(diào)查，相較于傳統(tǒng)授課模式，有97%的學(xué)生愿意選擇該混合教學(xué)模式學(xué)習(xí)，67%的學(xué)生認(rèn)為該混合教學(xué)模式會提高他們的學(xué)習(xí)興趣，有83%的學(xué)生認(rèn)為自學(xué)能力有所提高，有47%的學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)興趣有所提高，有30%的學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)成績有所提高等。有97%的學(xué)生認(rèn)為該混合式教學(xué)模式充分體現(xiàn)了學(xué)習(xí)者為中心以及課程設(shè)計符合學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)，100%的學(xué)生認(rèn)為課程資源內(nèi)容豐富、形式多樣，課程活動具有各要素交互性以及課程評價多樣化。

本課程選課學(xué)生除生物系的學(xué)生外，涵蓋了生物醫(yī)學(xué)工程系、環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院、醫(yī)學(xué)院的學(xué)生，在本課程學(xué)到的微生物培養(yǎng)技術(shù)和無菌操作技術(shù)等可以應(yīng)用到其他相關(guān)學(xué)科專業(yè)。因此，修完本課程的學(xué)生繼續(xù)申請學(xué)校的攀登項目、大創(chuàng)項目、iGEM項目和生命科學(xué)競賽等，大多取得了良好的名次，部分學(xué)生在本科期間發(fā)表了多篇SCI文章。

結(jié)語

本文以“微生物學(xué)實驗”課程為模板，構(gòu)建并實踐基于OBE理念的SPOC翻轉(zhuǎn)課堂實驗教學(xué)模式，確定學(xué)習(xí)成果、學(xué)習(xí)評價，設(shè)計教學(xué)內(nèi)容；通過混合式教學(xué)模式培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性；通過翻轉(zhuǎn)課堂培養(yǎng)學(xué)生大膽提問、解決實際問題的能力；多元化的考核與評價體系可提高學(xué)生的綜合能力和課程教學(xué)質(zhì)量，達(dá)成學(xué)生培養(yǎng)和教學(xué)改革的雙重目標(biāo)。通過該混合式教學(xué)模式的實踐，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績和實驗技能、專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力以及課程教學(xué)評價等都有提高，并啟發(fā)了學(xué)生對生物領(lǐng)域的探索熱情。因此，該教學(xué)模式可以為高等教育教學(xué)改革提供理論與實踐的基礎(chǔ)，為國內(nèi)高校生物實驗教學(xué)提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

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

［2］王金旭，朱正偉，李茂國.成果導(dǎo)向：從認(rèn)證理念到教學(xué)模式［J］.中國大學(xué)教學(xué)，2017（6）：77-82.

［3］李志義.成果導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計［J］.中國大學(xué)教學(xué)，2015（3）：32-39.

［4］陳永富，朱秋華，尹尚軍.高校實驗教學(xué)中學(xué)生能力的培養(yǎng)：基于基礎(chǔ)生物實驗課程的改革與實踐［J］.教育理論與實踐，2009，29（27）：54-56.

［5］余春紅，馬小英，呂沫，等.STEAM教育在高校生物實驗課的教學(xué)改革與實踐［J］.教育教學(xué)論壇，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