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【摘要】混合教學模式有機整合了在線學習和面授教學模式的優(yōu)勢，最大化提升教學效果。以環(huán)境微生物實驗課程為例進行了高校實驗類課程混合教學的探索性研究和實踐，總結(jié)了環(huán)境微生物實驗課程的混合教學設(shè)計的思路，并分析其實踐應用的效果、問題及進一步的改革方向，為實現(xiàn)高等教育人才培養(yǎng)目標提供有效途徑。

關(guān)鍵詞：混合教學;實驗課程;教學設(shè)計;教學實踐

隨著信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的高速發(fā)展，引發(fā)了教育技術(shù)的深度變革，目前，最具代表性的是在線學習（E-Learning），這類基于網(wǎng)絡(luò)的教學模式已經(jīng)普遍應用于高等教育領(lǐng)域，它利用強大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和媒體功能，使學生可以不受時間和地點的限制，利用網(wǎng)絡(luò)上豐富的學習資源完成學習任務。隨著這種教育模式的廣泛應用，也逐漸顯現(xiàn)出其缺點和不足：單純的在線學習缺乏人與人面對面的溝通、交流和情景的營造，影響學生的深度學習和知識內(nèi)化的效果。而在線學習的缺陷卻恰恰是傳統(tǒng)高等教育面授教學的最大優(yōu)勢。傳統(tǒng)高等教育面授教學模式的缺點是以教師為中心的灌輸式教學，學生只是被動地接受，嚴重制約了學生的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1,2]，難以實現(xiàn)高等教育的目標。因此，近年來出現(xiàn)了中和兩種主流模式的新模式——混合學習（Blendedlearning），它將在線學習與傳統(tǒng)面授教學的優(yōu)勢有機整合在一起[3-5]。混合學習采用多種教學和學習模式（任務驅(qū)動式、合作學習式、探究式、面授式……），實現(xiàn)了從傳統(tǒng)的“以教師為中心”向“以學生為中心”的轉(zhuǎn)變，教師發(fā)揮教學的設(shè)計、引導、答疑解惑、監(jiān)督的主導作用，學生自主學習、協(xié)作學習、激烈討論辯論、各抒己見，最終達到深度學習的效果，促進學生自學能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和主觀能動性的發(fā)揮，并為實現(xiàn)個性化教學提供重要的手段，最大化提升教學效果[6-8]。清華大學教育研究院的研究也表明，信息時代教育教學改革開始邁向了混合教育新階段，這是順應信息化、個性化學習的需要，適應社會對人才培養(yǎng)的需求[9]。混合教學模式已經(jīng)在國內(nèi)外進行了諸多嘗試，積累了許多成功的經(jīng)驗，但主要是針對理論課程的教學實踐，對于實驗類課程的實踐和經(jīng)驗比較少見，而實驗類課程是學生對理論知識深度認知并親自動手檢驗或證實所學知識的過程，對學生動手能力、科學思維的培養(yǎng)具有至關(guān)重要的作用，所以，實驗教學是實現(xiàn)高等教育人才培養(yǎng)目標的重要環(huán)節(jié)[10]。而傳統(tǒng)的灌輸式實驗教學模式難以實現(xiàn)實驗教學的目標[11]，因此，我們在學校教務部門的大力支持下，以技術(shù)性和實踐性較強的環(huán)境微生物實驗課程為例，利用清華教育在線網(wǎng)絡(luò)教學平臺，進行了環(huán)境微生物實驗課程的混合式教學改革的探索和實踐，以期為實驗教學的混合式教學模式在實驗教學中的推廣積累豐富的經(jīng)驗，為大學生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)提供全新的教學方式。

1混合教學課程網(wǎng)站設(shè)計

環(huán)境微生物實驗課程具有很強的專業(yè)性、技術(shù)性和實踐性，而且需要廣博的專業(yè)基礎(chǔ)知識和扎實的操作技能，因此，必須緊緊圍繞課程特點進行混合教學設(shè)計（圖1），具體專欄包括：課程信息、實驗教學、操作技術(shù)、拓展資源、實訓案例。每個專欄下設(shè)子欄目，課程信息專欄包括課程介紹（教學目標、教學內(nèi)容等）、教學大綱、教學日歷、考核說明等子欄目，使學生對環(huán)境微生物實驗課程有整體認識；實驗教學專欄下以實驗項目作為子欄目，每個實驗項目欄目中包含該實驗的詳細內(nèi)容，包括學習目標、實驗導學、實驗原理、實驗操作、預期結(jié)果、常見問題等內(nèi)容，是教與學的重點；操作技術(shù)專欄包括微生物的所有基本操作技術(shù)，主要以微視頻形式呈現(xiàn)，便于學生直觀形象地學習和掌握微生物操作技能，操作技能的掌握程度直接關(guān)系到實驗的成敗；拓展資源專欄包括實驗相關(guān)的理論知識、相關(guān)儀器的操作技術(shù)、環(huán)境污染的微生物修復技術(shù)等內(nèi)容，拓展教學的廣度和深度，便于學生對實驗內(nèi)容的深度理解和知識的建構(gòu)；實訓案例專欄以具體的環(huán)境問題為依托，設(shè)計綜合性實驗項目，利用環(huán)境微生物實驗技術(shù)解決具體環(huán)境問題，提升學生的實踐技能。

2混合教學過程

混合教學的基本過程是由“線上——線下——線上”過程的有機結(jié)合（圖2）。學生需要在開課前通過網(wǎng)站的課程信息欄目了解課程的教學目標、教學內(nèi)容、課程進展計劃、考核要求等信息，以便在日后的學習中做到心中有數(shù)。每個實驗/實訓項目的學習需要在實驗教學或?qū)嵱柊咐龑谙赂鱾€子欄目中進行，結(jié)合每個實驗/實訓項目的學習目標，通過自主學習和協(xié)作學習完成“線上”學習任務，必要時需參考操作技術(shù)和拓展資源欄目的相關(guān)內(nèi)容，完成學習目標；教師要及時進行“線上”學習的指導、引導和監(jiān)督，使學生在進入實驗室之前對實驗相關(guān)知識、實驗原理及實驗操作過程有深刻清晰的認識；學生進入實驗室后的“線下”面授過程以實驗動手操作為主，教師進行個性化指導及相關(guān)實驗問題的分析；最后，學生要在“線上”通過深層次的討論和自測完成實驗反思和問題的深度剖析，教師進行引導、評價和總結(jié)，促使學生完成知識的內(nèi)化和建構(gòu)過程。

2.1學習目標

學習目標是課程教學的導航，教師要針對每個實驗/實訓項目建立清晰、明確的具體目標，引領(lǐng)學生的學習方向。學生要圍繞學習目標完成相關(guān)知識的學習，最終達到學習目標的要求。比如，培養(yǎng)基的制備實驗，教師需要制定與培養(yǎng)基制備相關(guān)的幾個具體的學習目標：1）明確培養(yǎng)基的成分、作用及類型。2）以牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基的制備為例，完成培養(yǎng)基的配制、滅菌及試管斜面和平板培養(yǎng)基的制備。3）了解常用的微生物滅菌方法、基本原理、適用范圍、操作過程和注意事項。學生要根據(jù)學習目標的具體要求，自主學習培養(yǎng)基基礎(chǔ)知識、種類、特點、用途、常用培養(yǎng)基配方、配制程序、斜面和平板的制作過程、微生物的滅菌方法、原理及適用范圍等相關(guān)知識。所以，學習目標的制定尤為重要，直接關(guān)系到教學目標的實現(xiàn)程度。

2.2教學資源

教學資源可分為基本資源和擴展資源兩種類型，基本資源是學生需要通過課程學習所應掌握的基本信息，具體包括實驗教學下設(shè)子欄目中的具體實驗內(nèi)容，以及操作技術(shù)專欄下的基本操作技能；擴展資源是進行深度學習的需求，具體包括拓展資源和實訓案例，它是基本資源的橫向延伸和縱向深入，增強相關(guān)知識的系統(tǒng)性和完整性，便于學生更好地完成知識的建構(gòu)和內(nèi)化。比如，環(huán)境樣品中微生物總數(shù)的測定實驗，既可以采用傳統(tǒng)的平板培養(yǎng)法，也可以采用熒光顯微鏡計數(shù)法，由于傳統(tǒng)的平板培養(yǎng)法屬于基本操作技術(shù)的范疇和基本的教學內(nèi)容，而熒光顯微鏡計數(shù)法屬于現(xiàn)代環(huán)境微生物實驗技術(shù)，需要大型儀器設(shè)備的輔助才能完成，所以，將傳統(tǒng)的平板培養(yǎng)法的具體學習內(nèi)容設(shè)計在基本資源中，熒光顯微鏡計數(shù)法的相關(guān)實驗原理、操作過程、注意事項、預期實驗結(jié)果等內(nèi)容設(shè)計在拓展資源專欄下，學生通過自學相關(guān)內(nèi)容，從而掌握環(huán)境樣品中微生物計數(shù)的兩種常用方法、適用范圍和優(yōu)缺點，完善學生對微生物計數(shù)方法的系統(tǒng)學習。教學資源的設(shè)計應遵循學生的認知特點和信息加工規(guī)律，將豐富的教學資源進行優(yōu)化、設(shè)計和編排，形成具有層次性、內(nèi)在邏輯性的片段式學習資源[12]，并創(chuàng)設(shè)實驗情景。比如從平板向試管斜面的接種操作過程，包含許多操作細節(jié)，不能單純以文字的形式一步一步地表述，否則難以理解和掌握，需要將操作過程分解為兩個階段，從平板取種過程和試管斜面的接種過程，再從中提煉出每個過程的操作細節(jié)，并配以實驗操作錄像和講解，每個操作細節(jié)要慢速播放或反復播放，激發(fā)學生的情感體驗，有利于學生對實驗相關(guān)內(nèi)容的理解、掌握和知識體系的形成。

2.3“線上”教和學

線上的教和學的目的是使學生在進入實驗室之前對實驗相關(guān)內(nèi)容有系統(tǒng)、完整的認識和理解。學生的主要任務是通過自主學習、協(xié)作學習等方式完成學習目標，教師的主要任務是引導、指導和監(jiān)督學生的在線學習情況。在“線上”的自學階段，學生可以自由選擇時間和地點來完成教學資源的學習，通過自學沒有理解或有疑問的知識點可以利用平臺的教學互動功能，展開同學與同學之間或同學與教師之間的討論和交流，學生可以集思廣益，大膽發(fā)表自己的創(chuàng)新觀點，最后進行預習情況自測及同學間的互評。在學生的自學階段，教師要指導學生如何完成學習目標，并利用平臺的教學互動功能，恰當?shù)匾龑瑢W對于疑難問題的討論、分析或答疑解惑，或適當?shù)挠懻撝黝}，引導同學展開對實驗重點、難點或操作細節(jié)問題的討論或辯論，實現(xiàn)學生由低級思維向高級思維的轉(zhuǎn)化。比如，在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理實驗中，需要向處理系統(tǒng)中添加一種微生物，在微生物分泌的一系列酶的作用下，實現(xiàn)氮污染物的去除。教師可以根據(jù)學生的自學情況，適時討論話題——“分析各種氮污染物在微生物作用下的轉(zhuǎn)化過程”，引導同學對實驗原理的深度理解。最后，教師要匯總學生的“線上”學習情況，總結(jié)出共性問題及個別問題，為“線下”面授教學做好準備。

2.4“線下”面授

線下面授教學過程中，學生的主要任務是動手完成整個實驗操作過程，教師的主要任務是完成個性化指導及實驗操作問題分析及總結(jié)。學生進入實驗室后，教師首先要對同學自學中的共性問題進行統(tǒng)一講解、分析或操作演示，然后同學分組完成整個實驗操作過程。期間，教師要針對同學線上學習情況進行個性化指導，并巡視所有同學的操作過程，發(fā)現(xiàn)問題，立即糾正解決。最后，教師組織同學進行實驗結(jié)果的展示和結(jié)果互評，并對操作中存在的問題進行講解和分析。

2.5“線上”反饋

實驗操作完成后，學生對整個實驗內(nèi)容的認識將更為直觀和深入，教師要及時提出相應的話題或設(shè)計相應試題，引導學生對相關(guān)實驗問題進行深度剖析，并完成在線自測，檢驗學習效果。比如，在“地表水的微生物狀況分析及評價”實驗結(jié)束后，讓學生繪制出腸桿菌科、總大腸菌群、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌的關(guān)系圖，加深對實驗內(nèi)容的深度認知。教師要根據(jù)同學對討論話題發(fā)言的質(zhì)量及在線自測情況，總結(jié)同學對實驗內(nèi)容掌握的程度，并及時進行信息反饋，引導同學完成實驗反思及知識內(nèi)化過程。

3混合教學實踐中存在的問題及解決措施

混合教學在環(huán)境微生物實驗課程教學中的實踐表明了其對提高學生思維的活躍程度產(chǎn)生了積極的影響，學生在“線上”或“線下”積極的暢所欲言，開闊了思路，增加了分析問題和解決問題的能力，實驗技能明顯提高。但是，初期的實踐仍然存在諸多問題，總結(jié)如下：

3.1學生的自主學習意識和自主學習能力較差

由于受傳統(tǒng)教學模式和學習習慣的影響，學生對教師的依賴程度較高，目前，主要是在教師引領(lǐng)下的自主學習和思考，學生難以能動地學習，也缺乏獨立思考和協(xié)作學習的主動性。因此，在初期的教學實踐中，教師必須采取有效的引導和激勵措施，比如，加強教師與學生的溝通和交流，及時解決學生自學中存在的問題；將“線上”學習情況納入課程考核過程，激發(fā)學生的自主學習的動機，逐漸轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教和學模式，培養(yǎng)學生自主學習能力。

3.2教學評價體系不合理

目前的教學評價主要包括實驗報告、實驗考核及討論交流三部分內(nèi)容，但是，在教學評價過程中出現(xiàn)了拷貝、抄襲現(xiàn)象。環(huán)境微生物實驗課程是以培養(yǎng)學生的環(huán)境微生物實驗技能為目的，因此，需要建立與能力培養(yǎng)目標相配套的評價體系。比如，在實驗考核的試題設(shè)置方面，利用多媒體技術(shù)制作能夠體現(xiàn)操作技能和問題分析能力的試題，增強對實驗技能的評價力度。

3.3沒有充分發(fā)揮在線討論區(qū)的功能

在線討論是混合式教學過程中協(xié)作學習和深度學習的重要方式，但目前來看，學生僅僅是討論一些自學中遇到的常規(guī)問題，對于教師提出的討論話題，同學們的討論也不夠深入。分析發(fā)現(xiàn)問題的根源在于學生的知識面狹窄，不能對問題進行深度思考和分析。因為環(huán)境微生物實驗知識的理解需要大量相關(guān)理論知識的積累，因此，應該豐富教學資源，特別是拓展資源，便于學生建立系統(tǒng)完整的知識體系。另外，教師也應該加強引導和監(jiān)督，并制定適當?shù)募顧C制，促使學生積極主動地參與討論，暢所欲言，并在討論過程中擴展知識面，提高對問題理解的深度。

3.4自主學習時間受到限制

混合式教學需要大量的在線學習時間，完成教學資源的自主學習、協(xié)作學習，以及自測、互評等，以便更好地進行知識的內(nèi)化和知識體系的建構(gòu)。但是，目前學生的課程繁忙，少有的空閑時間還要忙于其他課程的課后作業(yè)，因此，難以使學生安心進行在線學習。目前，很多同學都是采用推遲晚上睡覺時間來進行在線學習，致使有些學生產(chǎn)生厭倦情緒。這些問題已經(jīng)受到學校教務部門的關(guān)注，目前正在進行新的教學計劃調(diào)整，以便為混合式教學模式的推廣和應用創(chuàng)造良好的環(huán)境條件，相信在學校教務部門及師生的共同努力下，混合教學模式必將促進實驗教學的深度改革。

4結(jié)束語

經(jīng)過環(huán)境微生物實驗課程的混合式教學改革的探索和實踐，初步體現(xiàn)了混合式教學方式對實驗教學的促進作用：1）系統(tǒng)的實驗知識的建構(gòu)和實驗技能的掌握需要復雜的拓展知識的支持，利用混合教學方式能夠更好地促使學生完成知識的內(nèi)化和建構(gòu)過程，并培養(yǎng)和鍛煉學生的自學能力；2）這是目前高等教育大班教學背景下個性化教學的一種有效的實現(xiàn)方式，也是實驗教學中培養(yǎng)學生科研思維和創(chuàng)新意識的有效途徑；3）可以充分拓展實驗教學的廣度和深度，是實現(xiàn)深度教學的有效途徑。但是，目前的教學實踐還存在諸多亟待解決的問題，需要認真思考過渡階段的每個實踐細節(jié)，實現(xiàn)從傳統(tǒng)教學向混合式教學的平穩(wěn)過渡。

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作者：高冬梅，張民生單位：中國海洋大學環(huán)境科學與工程學院