基于“項目學習”的微生物學教學范式改革

龍中兒 黃運紅 鄒龍 倪海燕

摘要：微生物學是高校生命科學及其相關專業的一門基礎必修課，提高微生物學課程教學質量對相關專業人才培養具有重要意義。本文構建了創設情境、明確任務，收集資料、制訂方案，自主協作、實施方案，成果展示、修正完善，分析評估、拓展升華等五個環節的基于“項目學習”微生物學的教學范式。“項目學習”教學范式的應用充分體現了學生學習的主體地位，有效提高了學生的學習積極性和學習效率。

關鍵詞：微生物學；問題驅動；教學模式；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）02-0116-04

“項目學習”（Project-based learning，簡稱PBL）是以項目為載體、以有目的的活動為基礎，以學生為主體、以教師為主導的一種現代學習方法、教學方法、教學模式（教學范式）與課程理念[1]。“項目學習”教學范式在20世紀90年代初由中德職業教育、勞動技術教育國際合作項目引入我國，此后逐漸在我國基礎教育與普通高等教育中應用，取得了顯著效應[2，3]。微生物學是高校生命科學及其相關專業學生的一門基礎必修課程[4]，課程教學質量對生命科學及其相關專業的人才培養具有重要意義。本文探索基于“項目學習”的微生物學課程教學改革，為我國高等教育課程教學范式改革提供理論依據和實踐參考。

一、項目學習教學模式設計

“項目學習”緣起于美國，它指“學生通過完成與真實生活密切相關的項目進行學習，是一種充分選擇和利用最優化的資源，在實踐體驗、內心吸收、探索創新中獲得較為完整而具體的知識，形成專門的技能并獲得發展的實踐活動[1]。”“項目學習”是學生在教師的指導下，從已有經驗出發，在復雜、真實的生活情景中借助實驗方案設計、實物制作制造、文字圖像編制、角色扮演、問題探究等目的性明確的活動，以小組活動的形式對真實世界的主題進行研究，完成知識意義建構，進而培養發現問題、分析問題和解決問題的能力。根據上述“項目學習”教學范式的基本內涵，本文在前人研究成果的基礎上[5]將項目學習教學的基本過程設計為五個環節，具體如圖1所示。從圖1中可以看出，除了第一、第四和第五環節需要教師的參與性比較強之外，第二、第三兩個主要環節均由學生獨立或相對獨立地在課堂時間以外完成，體現了翻轉課堂的特征，有利于充分發揮學生學習的主體性和主觀能動性。

二、課程教學總體設計

微生物學是關于“一切肉眼看不見的微小生物”的生命現象及其發展規律的學科，學科內容主要包括微生物的形態結構、生理代謝、遺傳變異、生態特征和分類進化等五大生物學規律[6，7]。對學生來講，微生物學課程內容中有關微生物生命現象及其活動規律的事實多、概念多，內容較為枯燥，學生學習興趣不濃，難度較大，影響學習效果。本文借鑒前人的研究經驗[8]，依據教學大綱的要求及不同章節教學內容的特點，分別設計不同的教學方式。

1.課堂講授+課后拓展資源教學模式。課程中有關學科的基本術語、基本概念和基本原理等基礎知識是學生在課程學習中要掌握的重點內容。這類教學內容適宜采用多媒體輔助的課堂講授教學方式，要求教師和學生一起對內容進行精讀，對基本術語、基本概念和基本原理等基礎知識進行分析，課外要求學生研讀教師推薦的相關文獻資源、網絡資源或是補充多媒體教學資源，以加深對專業知識的理解。

2.課堂講授+部分項目學習教學模式。當課程內容為要求學生掌握的基本概念和理論，且涉及的內容較多，或是比較分散，或是教材內容不能及時反映當前相關領域的新發展時，這些章節的內容宜采用課堂講授加部分項目任務的形式進行，將分散的內容或是需要了解、補充的學科動向以項目任務形式引導學生在課外開展學習。

3.完全項目學習教學模式。當課程內容呈模塊化分布，每個模塊集中講一個內容，且各模塊呈并列關系，或者課程內容的實踐性強、實用性強時，可以采用完全項目學習的形式進行教學。

三、教學模式實施過程

根據上述對“項目學習”教學模式的理解，結合微生物學課程的教學大綱要求及其內容特點，在每一章教學內容中都設計了一定的項目學習主題，具體見表1所示。

課程教學時，課程主體內容的教學主要采取課堂講授的方式進行（當然，講授的過程盡量采取發現式、討論式、問題解決的方式進行），實驗班級的學生同時按“組間同質、組內異質”的原則分成四人一小組，每一小組于課外按上述項目學習的模式完成上表中所設計的全部項目學習主題任務，課內提供部分時間供學生展示學習的成果，同時引導小組間進行討論和交流，不同小組間還可以進行比較和評價。

四、教學模式實施成效

經過近三年項目學習教學范式的實踐和僅采用課堂講授的授課制教學模式相比，采用“項目學習”教學范式取得如下教學效果。

1.學生學習熱情高漲，課堂內外氣氛活潑。傳統的課堂講授模式通常以事實傳遞為主，學生學習的重點就是記住這些事實，教學枯燥，學生沒有激情，教師缺乏熱情，課堂氣氛往往沉悶乏味。采用基于“項目學習”的翻轉課堂以后，鼓勵學生獨立收集資料、分析資料、設計方案和實施方案，學生有了更多的表現機會，學習參與感明顯有了提升，主動性和積極性有了大幅提高，課堂內外氣氛活躍。

2.學生學習富于個性，綜合能力全面發展。項目學習活動不再局限于課堂之內，學生可以選擇適宜自己的地方、時間和學習進度安排學習，適合不同學習能力的學生，學習形式更為靈活。同時，項目驅動下的資料收集、制訂方案、實施方案、成果展示等諸多活動方式以及項目實施過程中結果的不確定性、組與組間學習的結果均體現出學生學習的個性特點。另外，在自主學習與協作的過程中，學生的邏輯思維能力、發散思維能力、辯證思維能力、創新發展能力、合作共贏意識等都得到了培養，學生綜合素質、人格品性得到了全面發展。

3.學生學習效果明顯，課業成績穩步提高。為了檢驗基于“項目學習”的教學模式是否有利于學生課業水平的提高，本文分析了所任職學校2014—2016級生物科學專業學生的期末考試學業成績，其中參與“項目學習”的同學學業成績優秀率超過35%，而僅采用常規課堂講授教學模式的學生的優秀率僅為15%。數據表明，基于項目的翻轉課堂在提高學生學習成績上具有一定的作用。

4.項目學習改變現狀，教師、學生滿意度高。項目學習教學模式的使用一改過去“教師‘滿堂灌、學生‘麻木聽”的教學窘境，教師對學生在項目學習中表現出來的自主性、積極性非常滿意，學生也對教師的教學感到滿意。調查結果表明，近四年，采用項目學習教學模式的學生對任課教師的滿意度平均高達95.28%，課程學習后選擇微生物學相關項目作為畢業論文選題或者考研專業的學生比未采用相應教學模式的班級學生有大幅度的提高。

5.師生互動教學相長，教師素養同步提高。基于項目學習的教學法要求教師選擇適合的項目，事先設計好周密的教學活動，制作精良課程微視頻，在課堂中有效答疑、引導討論、實施個性化輔導、指導學生完成項目并點評。教師的素質與能力成為基于項目學習教學法實施的關鍵，這一教學法必將促使教師全面熟悉教材（大綱），加深對課程知識的理解，加強對教學重難點的把握，實現專業知識縱深發展，實踐技能快速提升。

五、教學實踐反思

項目教學法改變了傳統的以教師為主體的教學模式，將其應用在微生物學教學中，可以充分調動學生學習的積極性和主動性，培養學生團結協作的能力，加強學生和教師之間的互動交流，教學效果明顯提升。當然，作為一種新的教學模式，項目學習教學法在實際應用過程中也有一些問題[9]，值得我們予以關注。

1.項目學習教學模式的硬件設施。在項目學習教學模式的五個基本環節中，尤其是第二、第三兩個環節中要求學生在教師的指導下相對獨立地完成收集資料、制訂方案與實施方案，這就要求學校配備有學生課外自主學習所必須的網絡資源、實驗室等實踐場地以及設備等硬件設施條件。

2.項目學習教學模式的教師素養。教師的教學能力和水平是影響“項目學習”教學質量的一個重要因素。項目學習教學模式有時需要打破按章節傳授知識的傳統做法，而將整個課程的知識有機串聯起來，形成一個個項目，這將大大增加教師的備課量。同時，項目學習教學模式需要教師對學生實施方案的具體過程以及相關的問題有一個清晰的認識，能夠合理控制項目的實施進度，這不僅僅要求教師的知識面要廣，基礎知識要牢，無形中還增加了教師的工作時間和精力。教師工作量大了，對教師的責任要求也就高了。因此，為了更好地適應項目學習教學改革，需要學校定期開展教師培訓、學術探討以及教學方法研究，不斷提高教師的專業技術能力，提高教學質量。

3.項目學習教學模式的教學評價。教學評價是教學活動不可缺少的一個基本環節，在教學過程中發揮著重要的作用。根據項目學習教學模式的具體特點，教學評價時不僅要關注學生學習的結果，更要注重對學生學習過程的考核，包括學習過程的主動性、參與度、學習過程中表現出來的協作意識等。同時，教學評價過程中要完善評價細則，客觀、公正的對學生項目完成情況進行評價。

4.項目學習教學模式的應用問題。首先，項目學習教學模式的使用。其內容的設計打破了教材的章節構成，知識的整合度較好，然而，學生在項目學習過程中獲得的更多的是橫向知識、零散知識，容易導致知識的系統性、全局性不足，學習的邏輯性降低。為了避免這一弊端，教師在設計項目主題時應該將橫向知識和縱向知識相結合，或是在項目完成之后將課程的邏輯體系講給學生，讓學生對課本內容有系統、全面、清晰的認識。其次，并不是課程的所有內容都適合使用項目教學法，只有那些操作性強的學習內容或是與生產實際聯系比較緊密的內容才更適合使用。對于一些理論性強、難度較大的內容，教師還是應該或者輔助采取講授法為主的教學方法，從而降低難度，提升學生的學習效率，以避免可能造成學生專業理論知識欠缺，可持續發展能力不足的問題。第三，在基礎欠缺的情況下實施項目驅動，學生對新知識、新技能儲備不足，學生獨立完成項目，可能無法達成預期的效果。因此，可以將課堂教學和課外項目學習教學模式相結合，兩者相輔相成，最大限度地挖掘學生的潛能，使學生獲得更多的成就感。最后，項目學習教學法要求在有限的時間內完成項目介紹、學生分組、小組討論合作、項目成果展示、教師點評答疑，還必須對項目涉及的知識點、技能點進行深入講解，這必將導致教學內容大大增加，由此降低了教學進度和項目的完成質量，進而導致課時量嚴重不足等諸多問題[9]。因此，在具體實施時可以充分利用翻轉課堂的優勢，將項目實施的主體過程放到課堂之外，課堂內則重點放在師生交流和評價，可在相當程度上解決項目學習教學模式面臨的時間不足的問題。

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Abstract：Microbiology is a basic required course for college students majored in life sciences and related specialities.Improving microbiology teaching quality is very important for the training of related professionals.A new teaching model based on "project-based learning" was constructed in this paper，including five links such as Create situations and clear the tasks，Collect information and formulate plans，implement plans autonomously or independently，exihibit，revise and improve the results，analyze，evaluate，expand and sublimation.It fully embodies the main position of students' learning，and improves the students' enthusiasm and efficiency in learning.

Key words：Microbiology；problem driven；teaching mode；teaching reform