微生物實驗創新型教學體系與實踐探索

雒曉芳 王冬梅 王婉瑩 周雪雁 藺國珍 李瓊毅

摘要：針對獸醫微生物實驗存在的問題和弊端，該研究以MOOC教育資源為媒體，嘗試虛擬仿真平臺的翻轉課堂教學理念。研究表明，基于虛擬仿真平臺的翻轉課堂應用于獸醫微生物學實驗教學，有效調動了學生學習主動性，提高了自主學習能力，同時也轉變了教師的角色，促進了師生交流，提高了實驗成功率。

關鍵詞：微生物實驗教學;慕課;改革;探討

MOOC（Massive Open Online Courses）是大規模開放在線課程的簡稱，是基于互聯網技術跨越時空的在線授課模式，其基本理念是“以教師為指導，學生為主體”，將學習的主動權交給學生，注重培養與提升學生的自主學習能力和綜合素質。近年來，隨著互聯網和信息技術的快速發展，基于互聯網的新型教學模式MOOC應運而生，它是一種以開放訪問和大規模參與為目的的在線課程，具有大規模、免費開放、在線共享等鮮明特點，吸引全世界教育者的目光[1-2]。因此，探索基于MOOC 的創新型教學體系與實踐既有一定的理論意義，也具有現實意義。

1. 獸醫微生物學實驗教學過程中存在的問題

傳統的獸醫微生物學實驗教學只能在顯微鏡下觀察幾種細菌、真菌、放線菌的標本片，及利用常規染色和生理生化反應區別少數幾種細菌，難以了解更加豐富的微生物世界及相關種質資源;由于無法滿足致病性微生物的實驗研究，不能滿足學生掌握新技術、學習新方法的要求，也難以提高學生實踐技能、分析問題和解決問題的能力。另外，實驗教學中還存在著學生在課堂上操作時間有限，且實驗內容只能有選擇地進行授課，實際操作完全按照流程走一遍，沒有嘗試其他方案的機會。學生同一實驗無法在教師指導下重復進行，如果步驟一旦出現錯誤影響實驗結果，無法得到正確的數據。反之，單次完成實驗操作獲得結果后亦不能通過多次練習強化記憶，以熟練掌握該實驗技能。另外，還有一些如厭氧菌的培養、菌種保藏、微生物生長曲線的測定等實用性很強的技術，由于實驗室條件所限也不能開設，缺乏重要試驗環節體驗以致學生對微生物技術的認識失去系統性和全面性。在這種實驗教學模式下，各實驗相互割離，關聯性不大。進行實驗時，學生不能將所學知識融會貫通。教學方式上，則以教師為中心。實驗課堂上，教師單純講解示范，學生只是機械地模仿和驗證，不能參與實驗設計和實驗準備，無法自主思考。這不利于學生科學思維的培養、創新能力的培養及和專業志趣的激發，從而難以造就堪當民族復興大任的時代新人。因此，高等大專院校迫切需要對獸醫微生物學實驗課程教學思路進行探索，對教學模式進行創新。

2. ?MOOC 鼓勵學生自主學習微生物實驗

2.1 課前自主預習

上課前，要求學生在“以中國大學MOOC教育資源”進行對應實驗項目的學習，需要提前掌握開設實驗的目的、原理、所用的耗材及培養基，熟悉關鍵的操作方法及注意事項，并提出不懂的問題，教師上課隨時答疑。

2.2師生互換角色，進行翻轉實驗教學

上課前，教師給學生提供知識要點和安全注意事項。學生通過觀看視頻，理解操作步驟和實驗程序，理解實驗內容和要求，在此基礎上根據綜合性和創新型實驗目的和要求，自主分工，討論和設計實驗方案，能夠應用創新，使綜合性和創新型實驗的效果更好。課中，授課教師則不需要重復講解理論內容，給予學生更充裕的時間在實驗中探索與創新，彌補常規試驗教學的不足，更能激發學生的學習興趣和調動學生自主學習的積極性，提升學生對知識的理解和內化程度，提高學生實驗的綜合素質與創新實驗能力，還可以在很大程度上減少實驗教學周期。

3.虛擬仿真平臺的翻轉課堂應用

3.1 對象與方法

3.1.1 對象

本研究以西北民族大學生命科學與工程學院 2020 級動物醫學專業1班46名本科生為

對照組，采用常規實驗教學模式;2 班 44名學生為實驗組，采用基于虛擬仿真平臺的翻轉課堂教學模式。兩組年齡、性別和上學期測評成績比較差異無顯著性，使用的教材及授課教師均相同。

3.1.2 方法

對照組采用常規實驗教學模式，課堂上教師先講解示教，然后學生分組實驗，最后教師指導總結。實驗組采用基于虛擬仿真平臺的翻轉課堂教學模式，具體如下：教師提前一周布置學習任務，將學習資源發布到網絡教學平臺，學生登錄平臺自主學習，完成操作練習;課堂上學生根據預習內容提出疑點和難點，教師針對學生的問題進行指導，學生分組完成實驗并進行總結。

3.3分析與討論

3.3.1常規教學與虛擬仿真教學的比較（見表 1）

3.3.2 實驗組問卷調查結果（見表 2）

3.3.3創設逼真、協作的實驗環境

對于獸醫微生物教學中存在的問題，如布氏桿菌、禽流感、狂犬病毒的檢測和監控等高危險性、高成本消耗的項目現實中難以開展，都需要虛擬仿真系統實驗的引入，兩者有機結合能夠較好地解決獸醫微生物專業實踐教學環節的共性和個性問題[3]。

3.3.4優化實驗教學內容

部分獸醫微生物學實驗由于耗時較長難以在課堂上開展，而利用虛擬仿真技術可使其直觀地呈現在學生面前，如細菌生長曲線的測定，學生可以利用視頻資源進行動態觀察，有利于理解和掌握相關知識。由于實驗條件及生物安全的制約，在實驗室無法常規開展的實驗項目可以通過虛擬仿真平臺來完成，學生操作不受時間和地點限制，在逼真的情景中掌握相關實驗技能，拓寬知識面 [4-5]。

4.結語

針對傳統教學模式的限制，高危、資源稀缺、高新技術在實驗教學中所占比重日益增大，虛擬仿真實驗成為重要輔助手段。建設虛擬仿真實驗教學平臺并推行虛擬仿真實驗教學是獸醫學教育的趨勢，也是現實需求 [6-7]。基于虛擬仿真平臺的翻轉課堂應用于獸醫微生物學實驗教學，有效調動了學生學習主動性，提高了自主學習能力，同時也轉變了教師的角色，促進了師生交流，提高了實驗成功率。當然，虛擬仿真技術和翻轉課堂在應用過程中還存在一些問題，如實驗素材缺乏、視頻質量欠佳、學生進行虛擬實驗操作不可控性等，有待在以后的教學實踐中不斷改進和完善。

參考文獻：

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[5]陳明亮，葛振英，白慧玲，等.基于醫學虛擬仿真平臺的翻轉課堂在基礎醫學實驗教學的應用[J].中國高等醫學教育，2016（7）：95-96.

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[7]孫彥婷，包文奇，邢召，井匯源，王金合，曹素芳，康宇.基于虛擬仿真技術的獸醫微生物學實驗教學改革[J].畜牧與飼料科學，2019，40（10）：98-101.

基金項目：西北民族大學教育教學改革研究項目（2021XJYBJG-58）;2020年甘肅省教育教學改革研究項目。

作者簡介：雒曉芳（1980-），女，副教授，主要研究方向：微生物學研究。