智慧校園下地方高校“微生物學”慕課設計與建設初探

涂 璇，任立偉，呂育財，楊昌英，龔大春

（三峽大學 生物與制藥學院，湖北 宜昌 443002）

“MOOC”即慕課，是指大規模開放的在線課程。自2012年MOOC興起之初，國內外許多知名高校率先開發了慕課課程，一些研究報告曾預言MOOC將會對高等教育系統帶來革命性的影響[1]。慕課的出現與發展給當代的教育帶來巨大的沖擊，體現出利用現代教育技術對高校課程變革的影響力。經過5年的實踐，目前國內外已經建立了以Edx，Coursera和Udacity等為代表的慕課平臺，清華大學、北京大學、上海交通大學等高校相繼涌現出一批慕課[2]。雖然慕課之風在高校刮起一陣旋風，但是從這6年的實際運用情況來看，MOOC并未對高等教育系統帶來摧枯拉朽的震蕩[3]。MOOC未來將走向何方，MOOC如何為教育教學服務，是當代大學教師需要思考和實踐的重要問題。國家“十三五”教育規劃中明確提出，提高教育質量是教育改革的核心任務[4]。目前國內各大高校都十分重視課程建設，組織大量的人力和物力進行微課、慕課的開發，也涌現出愛課程、中國大學慕課、智慧樹、網易公開課等一批網絡教育平臺。“微生物學”作為生命科學領域的專業基礎核心課程，是各類高校生物類專業、食品類專業及生物工程類等專業的必修課程。因而建設高質量的“微生物學”慕課不僅受眾面廣，而且影響深遠。從2016年國家精品資源共享課程數量來看，在2 686門課程中，一共有17門微生物學或微生物學類的課程，其中湖北省高校就有2門，分別來自武漢大學和華中農業大學，在不同高校的不同專業中，該課程的建設既有共同點，又各有特色和側重。

三峽大學生物工程專業、生物科學專業和生態學專業均開設了“微生物學”及相匹配的實驗課程，該課程是生物工程專業、生物科學專業的專業核心課程。三峽大學通過智慧校園計劃，已經實現網絡校園全覆蓋，智能手機、平板電腦在學生群體中基本普及，學生隨時隨地進行課程學習變為可能，同時“求索學堂”也給學生提供了課程學習和完成作業的網絡學習平臺。“微生物學”教學團隊就建設具有學校專業特色的“微生物學”慕課，在慕課實踐的前提下組織課堂教學的實踐，通過開放式教學互動提高課程教學質量，并實施合理的課程評價體系等方面做了一系列的教學研究與實踐，并取得了初步成效。

1 “微生物學”慕課平臺的設計與建設

課程教學內容的設計是課程建設的核心，如何在慕課平臺上讓課程內容吸引學生并激發學習主動性，是慕課設計的核心。雖然“微生物學”課程在多所高校均有開設，但是每個學校面對的學生學習能力、層次水平有所差異，不同專業和不同的人才培養目標導致沒有一門慕課是通用的。因而要求各個高校的教師能夠準確把握學校學生的特點，以及相關專業人才培養的目標，對課程的知識點進行系統的分解和重組，組織成一個從基礎到應用、從經典到前沿、從理論到實踐，由淺入深的連貫交織的知識點網絡。學校“微生物學”課程的教材以復旦大學周德慶主編的《微生物學教程》為主，同時參考武漢大學沈萍主編的《微生物學》江南大學諸葛健主編的《微生物學》、Lansing M.Prescott等編著的《Microbiology》等國內外優秀教材，根據學生的接受能力對各教材中的內容進行科學合理優化，分層次、分階段組織教學。多年來學院微生物學教研室始終堅持“以學生能力培養為中心”“構想-設計-實施-操作4個過程”“基礎-應用-前沿3個層次”的教學內容組織原則。因而慕課的內容根據此原則分為3個部分：第一部分是基礎理論部分，內容主要涉及每章最基本的概念和核心理論，屬于經典微生物學的內容，要求每位學生必須要掌握，這部分的內容比較抽象，由教師制作成含有大量圖片的課程視頻，放在慕課平臺上供學生修學。第二部分是應用微生物學部分，由于微生物學涉及的領域十分廣，不同的專業側重點不同，對于生物工程專業的學生，可以在導學中提供一些工廠實景作為學習素材，比如安琪酵母生產車間、宜都東陽光的紅霉素發酵車間，對于生物科學專業的學生，可以去食用菌栽培大棚、菌種保藏間等。學生再根據行業或產業應用情況，在教師的指導下進行資料收集和文獻查閱，將收集到的案例或目前國內外相關行業的具體發展現狀整理出來，進行課堂翻轉或討論交流。第三部分是微生物科學前沿部分，這部分內容主要針對那些專業基礎好、學習能力強，還要進一步深造的學生，主要以專題報告的形式來進行教學，比如微生物組學、腸道微生物、合成生物學和極端環境微生物等。慕課內容按照不同標準和不同要求來設計教學內容，可以滿足不同層次和不同專業學生的學習要求，同時也能激發學生的自主學習動力，做到由基礎到應用，理論到實踐，循序漸進的學習，有助于實現學習效率的最大化。

“微生物學”慕課教學設計模式見圖1。

圖1 “微生物學”慕課教學設計模式

2 以翻轉課堂為主要形式的課堂教學實踐

雖然目前網上有很多“微生物學”線上課程資源，開課時有很多學生注冊學習，但除了開課學校的學生外，其他學校或社會學生還是很難堅持到課程結束，并拿到學分。由此可見，通過單純網絡視頻學習，很難持續吸引學生，因而不能有效實現人才培養的全過程。因為大學的教師教學不單單是講授知識，還有一個很重要的一個環節是人才的過程培養，慕課的引入還需要根據我國國情和學生的特點進行本土化改良，這也是近5年的慕課實踐下的現代化網絡平臺教育并沒有取代課堂教學的主要原因[5]。以翻轉課堂為主要形式的混合式教學法是目前對慕課教學的最好補充。“翻轉課堂”（Flipped Classroom）是在信息網絡環境下，課程教師提供以教學視頻為主要形式的學習資源，學生在上課前完成對教學視頻等學習資源的觀看和學習，師生在課堂上一起完成作業答疑、協作探究和互動交流等活動的一種新型的教學模式。它顛覆了傳統教學組織形式，實現了基于“以學生為中心”的教學理念的轉變，有利于學生個性化學習和發展，有利于學生自主學習能力、合作精神和創新意識等的培養，翻轉課堂是實施慕課教學的最好補充形式。翻轉課堂的設計與組織要根據教學內容和教學要求來確定，任何一門課程既不能從頭到尾看視頻，也不能將翻轉課堂貫徹始終。雖然目前學校還沒有自己的慕課平臺，但是可以依托學校已有的求索學堂平臺，上傳提前制作好的按知識點分解的教學短視頻，以提供給學生進行課前導學，該平臺可以進行線上作業和小測驗等教學活動。除了利用求索學堂，教師也可以自行利用目前許多教育平臺開發的學習APP，比如超星學習通、Icc、智課堂等，都是很好的教學輔助軟件。在翻轉課堂實施之前，先將要求翻轉的題目和涉及的知識點范圍提前發布給學生，一般6名學生一個小組，讓學生推選出一個小組長，組長組織學生進行任務分工，收集資料，并進行資料的整合和知識內化學習，制作PPT后提前給教師審定，最后在課堂上進行論題討論，并回答其他學生和教師的提問。

從2015年開始進行了翻轉課堂的嘗試，通過3年的教學實踐表明，一堂對學生有收獲的翻轉課堂必須具備以下要素。首先，好的翻轉課堂需要教師在課前花費大量的精力和時間來進行教學設計，每個課題涉及到的知識點都要非常熟悉，課堂討論的氣氛和學生的參與性調動也需要教師花費大量的心思。其次，翻轉課堂的有效實施離不開教師的正確引導和指導，單單布置一個課題給學生，讓他們盲目收集資料，學習有效性不能得到保障，學生一定要在教師的引導下有目的性地收集和整理與課題相關的資料，才能達到良好的學習效果。同時，教師還要有意識地引導學生提出問題，并不僅僅是對準備資料的簡單陳述，而是要完全激發學生內在學習潛力，讓他們通過對知識的深入學習和了解后，具有進一步探索的熱情。最后，教師還需要采用一些必要的激勵機制去獎勵和鼓勵完成較好的小組。在課程結束后的考試情況來看，能夠認真參與翻轉課堂教學的學生，知識點掌握比較扎實，卷面成績都相對較高，平均都在85分以上，由此可見，有效組織好慕課學習下的翻轉課堂才能最終實現對學生學習能力的培養，提高學習效率，保證教學質量，同時還培養了學生的管理才能和團隊合作精神。除了翻轉課堂，教學形式的組織還可以是多樣化的。還通過引入企業教師進課堂，組織學生通過參加全國大學生創新創業大賽、生物技能大賽、培養皿設計大賽、釀酒工藝設計大賽、生物工程設計大賽等國家級、省級和校級比賽，以及參加葡萄酒節等與微生物相關的科技實踐活動來激發學生的學習積極性，鞏固學到的基礎理論知識，讓課外與課內學習相互促進，相互補充，讓學生能夠牢固掌握學過的知識點，并且能夠指導學生進行實際運用。

3 利用校園網全覆蓋的優勢和現代信息化技術，構建多維度的學習交流平臺

互聯網時代下的大學生，手機、平板電腦的使用基本普及，在知識大爆炸時代的大學生，知識的獲取變得極為容易，但是信息和有效知識的篩選和內化吸收卻需要學生主動去完成。因而，如何利用互聯網下的信息平臺向學生發布有效的知識，提供一個符合大學生學習特點和學習興趣的交流平臺極為重要。

多維度教學平臺框架見圖2。

圖2 多維度教學平臺框架

學校的求索學堂是實現和完成課前導學的良好平臺，教師可以將錄制的知識點視頻上傳到網站，網站內提供電子版的教材和教學相關資料，包括教學大綱、教學課件、考研真題等，并可以在網站上完成作業和問題的討論，滿足學生的基本學習要求。同時推薦學生關注國內外相關網站及論壇（丁香園、小木蟲、哈佛大學生物視頻中心等），下載相關教育APP，比如中國大學慕課、學堂在線、智慧樹、學習通、網易公開課等，去收集微生物相關的國內外優秀課程。QQ群、微信是目前十分普遍和流行的社交平臺，微信公眾號也是傳遞信息的重要渠道，因而可以根據學生的瀏覽習慣，建立一個課程微信公眾號，或者通過安裝統一的教學輔助APP，可在系統里組織發布與課程相關的研究前沿，教師將自身收集到與課程相關的科學研究進展進行處理內化后在自己的課程微信號上發布，能夠有針對性地開闊學生視野，提高學生的學習興趣，彌補課堂教學的不足。

4 科學的評價體系構建

評價體系是課程建設的指揮棒，有什么樣的評價就會導向什么樣的教學。如何客觀公平地評價學生的學習效果和教師的教學質量，則是指導慕課教學和翻轉課堂等有效實施的重要保障。不能用單一的指標來量化比較，必須摒棄以教師為主、純粹知識性考核的傳統評價方式，應該構建一種多主體與多元相結合的過程評價機制。一方面，對實施慕課教學的教師有相應的獎勵性政策，才能激勵教師去研究課程的設計方案。通過同行評議、學生問卷等多種途徑對慕課進行客觀評價，同時要求慕課知識點講解完整、概念闡述明確簡練、視頻可視化強、畫面有沖擊感，能夠吸引學生的眼球，教學內容按照教學大綱的要求能夠完全滿足專業培養的目標。另一方面，是對學生學習效果的評價要注重過程考查。教學質量的控制可以借鑒GMP管理，課程的成績由多個部分組成，其中期末考試卷面成績占總成績的40%，考勤占10%，其余50%均為平時成績，包括作業（占20%），課堂討論（占20%）以及學習筆記（占10%）等。通過這種全過程控制的學習方式，一定能最大程度激發學生學習的內動力，確實做到以學生自我學習為中心，彌補傳統教學的缺憾與不足，將教學與育人相結合，做到人才培養的精細化、個性化。

5 結語

高等教育的信息化、智慧化是不可逆轉的大趨勢，未來的課堂必定是在互聯網下的智能教學和自主學習的有效結合。但不管大學未來的教學方式發展成什么樣，其首要的責任就是為社會培養高質量、高素養和創新能力強的本科人才，這種教育既是知識的傳授，也是思想的傳承。互聯網和人工智能技術的發展會對過去幾千年的教育模式產生巨大沖擊，很多課程資源會被有效整合并共享。在信息化時代下的“微生物學”課程，或許將來可以出現由全國最優秀的教師共同建設該課程，形成一個“微生物學”的課程聯盟，課程的基本知識點和經典理論可以全部實現線上學習，不同高校不同專業的教師根據學校學生的情況組織和管理學生的線下學習、評價考核。此外，線下指導的教師還有一個最重要的作用就是激發和培養學生的創新能力和動手能力。“微生物學”也是一門實踐性強的學科，學生的動手能力是學習課程的重要組成，與微生物理論課程相配套的“微生物學”實驗則需要線下的操作實踐來學習，并促進對理論知識的理解和內化。無論技術怎么樣發展，最終還是為了培養人才服務的，實現人才培養的目標才是教學的根本。目前，學院的“微生物學”課程一直走在課程改革最前沿，課程組成員一直嘗試探索新的教學方法，學習新的教學技術，核心就是提高課程的教學效果，提升人才培養的質量。但無論是現在的慕課，或是將來還會出現新的教育模式，都不會完全取代現有的教育方式，只能是有效的補充和完善，只有多元化多層次的教育方法才能滿足新時代下人才培養的需求。