“以学生为中心 全程管理 智慧教学模式”的改革与实践
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作者:白雪莲 章华伟 武丽敏 石陆娥 周婷 许明峰
[摘 要] 提高教学质量是教育的永恒主题。实验课教学在整个教学环节中发挥着重要作用，如何通过实验教学提高学生的实践能力，培养创新精神是本科教学的重要目标。在微生物实验教学过程中，我们采用全过程管理体系，设置实验模块、多元化的考核方式以及线上线下相结合等手段改革传统的教学方式，极大地激发了学生学习的潜能，培养了学生勇于创新、大胆实践的精神，期望对其他实验课的教学改革提供参考。
[关键词] 过程管理;智慧教学;评价体系
一、引言
“微生物学实验”是一门面向食品科学、生物科学、生态学及医学等专业的必修课，具有操作技术难，操作技能要求严格的特点。随着近年来微生物学、生物化学、分子生物学学科及互联网技术的快速发展，微生物检验及研究方法也发生了巨变，如生物信息学软件大量更新，微生物种属鉴定在基因序列鉴定的基础上与互联网数据和生物信息学联系更加紧密，显微镜技术尤其是激光共聚焦显微技术得到长足发展和广泛应用。新技术革新和相关学科的发展推动了微生物学实验技术的高速发展。因此在“微生物学实验”课程中不仅要让学生掌握基础性的实验技能，还要培养学生的开拓能力、创新性思维和国际视野。针对这门课程的教学现状，在学习其他高校教学改革措施的基础上，结合自己的工作体会、专业要求和学生实际情况，我们以努力提高实验教学质量为目标，针对“微生物学实验”进行了教学改革、对实验内容的开展及评价方法优化等进行了探索。
二、实验教学现状及存在的问题
通过对实验教学目前状况进行分析，发现在以往教学理念和模式的影响下，“微生物学实验”的教学组织形式主要运用“目标管理模式”，其显著特点是：以实验报告和期末实验操作考试成绩高低作为评价学生学习效果的主要依据，通常期末总评分数与实践动手能力呈正相关关系，而对教师“教”与学生“学”的过程考察很少，目前主要采取的管理方式就是教学督导听课，期中检查等形式。总而言之，目标管理模式形式单一容易操作，便于教学管理者评估教学效果[1]。因此，目标管理模式被众多学校使用，主要关注学生期末成绩或者平时实验报告成绩，很少去深度分析教师教学过程中的优势和劣势，很少去研究学生成绩与专业能力之间的关系。针对学生而言，学生只需对照实验指导书按部就班地做实验，记录实验结果，计算或分析完成实验报告就可以取得很好的成绩，最终获得该学分。通过分析目标管理模式的过程我们会发现存在着如下问题：（1）实验内容由教师预先准备好，设计好，以教为主。老师在课上讲解和示范，学生“照猫画虎”，学着做就基本可以完成实验，在这个过程中，学生很少去独立思考，一旦出现机器异常、试剂异常等情况，学生就措手不及，不知道如何去解决问题，甚至不愿意主动去克服困难，完成实验操作。尤其是学习能力差或懒惰的学生存在浑水摸鱼、实验报告组内互相抄袭的现象，很难达到培养能力的目的。（2）课程内容多以验证性实验为主，很少安排现象未知、结果值得期待的实验。如“微生物学实验”内容中基础性实验约占70%，如“细菌显微形态观察”“微生物单染色实验”“血球计数板测定微生物数量”等实验，这些实验在高中生物课程中已经有开设，大学课程中再次开设，学生已经失去了学习兴趣。（3）考核方式单一，考核内容具有局限性，以终结性评价为主。考核常以实验课内容为考点，考试范围窄，操作步骤固定，学习效果区分度差，因此学生从一开始就抱着实验课一定能通过的思想。在这种考试模式下严重影响了学生学习的积极性和进取心，导致“漂亮”成绩背后无法拥有与之匹配的实验技能和科研素养[2]。
三、实验教学改革的方法及措施
在总结长期实验教学实践的基础上，我们以“微生物学实验”为试点课程探索新的教学方法和手段，采取“以学生为中心，全过程管理，智慧教学”的思路来安排教学内容，从而完善或修正“目标管理”模式下实验课教学存在的问题。采用全过程管理，可以对实验课教学中的每个环节进行识别、控制和评价，将实验课教学管理进行全过程管理，改变了原来的结果管理，事后评价的模式[3]。教学方式逐渐向以学生为主，以学生主动学习、主动探究为主进行转变、将课堂教学向课内、课外相结合、不仅注重最终实验操作考试的成绩，不仅以实验报告作为平时成绩的唯一依据，还要结合平时操作过程的表现，创新性思维的训练等过程性评价作为考核指标。这种模式具有非常重要的意义：（1）有助于学生进行独立思考。“全过程管理模式”主要关注过程，老师在上课时更多关注学生自主学习、自主探究、自主解决问题的意识和能力培养，学生由原来只关注结果逐渐向关注过程转变，提高了学习兴趣。（2）完善原有评价方法，使评价体系多元化，正确看待考试分数。如将创新性实验完成情况的比例加大，验证性实验的占比减小等。学生的学习不再是为了学分，对教师的教学热情也会起到激发作用，在教与学的过程中形成良性循环。（3）有利于将问题暴露在课堂上，避免在实验课结束后发现部分学生高分低能的现象，但已无法及时弥补。在“全过程管理模式”下，教师需要付出更多精力、更多时间对教学过程进行反思，及时完善课堂安排，明确每一个实验的教学目的和作用，发现问题及时解决。（4）轻结果，重过程。教学的重心转移到课堂教学中，激励学生大胆创新，只要敢于探索，即使实验结果不够完美，依然可以得到好的成绩[4]。
课堂教学的具体改革措施我们从“微生物学实验”的教学内容、课堂管理、实验拓展、学生成绩评定等每一个环节入手，在总结过去教学实践经验的基础上，引进了“以学生为中心，全程管理，智慧教学”思路，形成了一套可操作性强的实验课管理体系[5]，将创新的管理思路落到实处，持续推动了课堂教学质量的提升。具体包括相互关联的三个层面的改革：实验内容的改革。将实验分为三个模块：基础技能训练模块，设计与综合型实验模块，创新实验孵化模块。基础技能训练模块包括显微镜使用、接种、无菌操作等基本单元。应用网络资源，开展智慧教学，通过微视频和虚拟实验等方式指导学生课前预习、课后复习，实现实验内容可视化，整合线上线下资源，夯实学生微生物学实验操作基本技能。设计与综合型实验模块包括微生物的分离和纯化，环境因子对微生物生长的影响，利用互联网辅助基因分析鉴定细菌等实验内容，如微生物的分离和纯化实验。首先引导学生检索文献资料，了解自然界中微生物的种类和数量，优势菌群等知识，让学生自己设计实验方案，分组采样，摸索如何分离到尽可能多的微生物，并进行有效分离。各组分享、汇总、比较分析微生物分离和纯化方法，总结经验。通过综合型试验和设计型试验，发挥学生的主观能动性，提高实验教学的效率和质量。让学生自己动手设计实验，准备素材，参与实验，分析实验现象。在此过程中通过同学间反复的研讨、完善，加深对实验内容的认识。在专业知识技能学习的同时，开发了学生全面解决问题的潜能。创新实验孵化模块主要是引导学生拓展思路，自拟与微生物相关课题，由教师审核通过后，撰写实验方案和技术路线，和教师共同讨论方案可行性，然后开展预实验，在预实验基础上修改完善实验方案，开展正式实验，实验时间和地点提前预约，课堂上重点解决实验中难点，课下需同学协调配合共同完成实验。这一模块主要拓展了学生的创新性思维，培养了实践能力，提高了创新型人才培养质量，为将来独立完成毕业论文奠定基础，为学生申报“国家级大学生创新创业训练”项目等起到孵化和培育作用[6]。第二，教学全过程管理体系改革。学生实验是课内外相结合的，因此我们实行了学生登记制度，学生进出实验室进行登记。实验过程中，教师巡查，从学生的实验基本技能的操作是否规范，结果观察是否正确，整理与卫生习惯等各方面进行评分。学生必须认真严谨地对待实验，不仅注重实验结果的记录，还要进行数据分析和实验总结。搞清楚实验误差大的原因以及改进的措施。实验报告内容雷同者，将视为抄袭，以不合格记录。开放性实验由教师和实验员共同管理和指导学生，按照关键点控制原则不定期不定点指导学生完成实验并进行评分。因此全过程管理体系涉及学生开展实验的每一个环节，学生是课程的主体，老师是引导者、管理者，甚至是服务者。第三，考核手段多元化。“微生物学实验”课程考核方式通常是平时实验成绩占50%，期末操作考试成绩占50%，这种评价体系单一，很难客观评价学生学习情况，很难区分实验操作能力的高低。进行教学改革后，我们采用了多元化的评价方式，考核评分主要包括：实验自学与准备（10%）、操作过程评价（40%）、创新能力加分（20%）以及实验操作考试（30%）四部分。（1）实验自学与准备主要根据实验预习报告（重点包括可能的实验操作难点和问题）、线上学习情况、课前提问三个环节进行。（2）实验过程评价依据教师实验巡查登记，包括实验操作规范程度（15%）、实验数据记录（5%）、实验结果分析与实验总结（15%）、实验整理与卫生习惯（5%）。实验数据和实验报告依据学生在实验中数据的误差以及数据分析和总结进行评定。（3）创新能力加分评价标准不只局限于最终展现的结果，我们从实验选题、准备、实验过程、参与度、创新性等多方面评估，把控学生在综合型、设计型、创新型实验中的学习质量。（4）实验考核是根据实验内容进行归纳，形成若干题目，建立试题库，由学生抽签选择考试题目，在规定时间进行操作。题目内容涉及广泛：包括仪器使用方法、仪器保养方法、实验误差解决方案、实验条件不足时如何解决等各类型问题。通过以上多元化的考核方式综合评价了学生动手能力、解决问题能力、创新思维以及团队协作等能力，切实评价了学生实验水平和科研素养。
四、结语
通过对“微生物学实验”实施教学改革，获得了以下成效。
1.激发了学生学习兴趣，极大地提升了教学质量。从以教为主向以学为主转变，学生由原来被动地“听”，模仿地“做”，转变成自己选题、设计实验技术路线、自己利用课上课下时间去完成综合性或设计性实验，虽然花费的时间多了，但是他们感到收获大了几倍，能力提升很快。
2.培养了学生理论联系实际，密切联系生产的能力，他们从选题到开题到实施，不再是“天马行空”脱离现实的状态，更注重基本功、实际问题的解决、创新性思维的训练。他们不再局限于课堂、不再局限于学分，而是真正希望通过自己的努力去解决实际问题。通过比较总评成绩、调查问卷、与学生谈心等形式对课程教学效果进行了实施前后的对比分析，发现学生的主观能动性提高了，创新性思维逐渐形成，学生更加喜欢实验课了，更加乐于投入到创新实践工作中。
3.“实验室”忙起来了。教改后，学生用在微生物实验中的时间越来越多，实验仪器不停运转，有时已经需要预约使用了，让原来利用率不高的仪器设备开始发挥更大的作用。
参考文献
[1]姚佳.医学微生物学教学改革的策略[J].西部素质教育，2019，5（18）：182-183.
[2]白雪莲，周婷，俞伟铭，惠源，王颖，许明峰.教学改革实践面临的难题和应对措施[J].农产品加工，2017（7）：86-88.
[3]杨金水，袁红莉，李宝珍.“双一流”建设背景下农业微生物学课程教学改革的探索[J].微生物学通报，2019（11）：1-9.
[4]王宇光，朱冰春，于欣君.以创新能力培养为导向的“微生物制药学”教学改革研究[J].发酵科技通讯，2019，48（3）：181-185.
[5]张崇英.微课与行动導向教学法相结合的高职《水产微生物》实践教学探索[J].畜禽业，2019，30（8）：58-59.
[6]皇甫瑞娟.《微生物检验技术》教学改革探索[J].科技视界，2019（23）：66-67，79.
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