智慧校园下地方高校“微生物学”慕课设计与建设初探

涂 璇，任立伟，吕育财，杨昌英，龚大春

（三峡大学 生物与制药学院，湖北 宜昌 443002）

“MOOC”即慕课，是指大规模开放的在线课程。自2012年MOOC兴起之初，国内外许多知名高校率先开发了慕课课程，一些研究报告曾预言MOOC将会对高等教育系统带来革命性的影响[1]。慕课的出现与发展给当代的教育带来巨大的冲击，体现出利用现代教育技术对高校课程变革的影响力。经过5年的实践，目前国内外已经建立了以Edx，Coursera和Udacity等为代表的慕课平台，清华大学、北京大学、上海交通大学等高校相继涌现出一批慕课[2]。虽然慕课之风在高校刮起一阵旋风，但是从这6年的实际运用情况来看，MOOC并未对高等教育系统带来摧枯拉朽的震荡[3]。MOOC未来将走向何方，MOOC如何为教育教学服务，是当代大学教师需要思考和实践的重要问题。国家“十三五”教育规划中明确提出，提高教育质量是教育改革的核心任务[4]。目前国内各大高校都十分重视课程建设，组织大量的人力和物力进行微课、慕课的开发，也涌现出爱课程、中国大学慕课、智慧树、网易公开课等一批网络教育平台。“微生物学”作为生命科学领域的专业基础核心课程，是各类高校生物类专业、食品类专业及生物工程类等专业的必修课程。因而建设高质量的“微生物学”慕课不仅受众面广，而且影响深远。从2016年国家精品资源共享课程数量来看，在2 686门课程中，一共有17门微生物学或微生物学类的课程，其中湖北省高校就有2门，分别来自武汉大学和华中农业大学，在不同高校的不同专业中，该课程的建设既有共同点，又各有特色和侧重。

三峡大学生物工程专业、生物科学专业和生态学专业均开设了“微生物学”及相匹配的实验课程，该课程是生物工程专业、生物科学专业的专业核心课程。三峡大学通过智慧校园计划，已经实现网络校园全覆盖，智能手机、平板电脑在学生群体中基本普及，学生随时随地进行课程学习变为可能，同时“求索学堂”也给学生提供了课程学习和完成作业的网络学习平台。“微生物学”教学团队就建设具有学校专业特色的“微生物学”慕课，在慕课实践的前提下组织课堂教学的实践，通过开放式教学互动提高课程教学质量，并实施合理的课程评价体系等方面做了一系列的教学研究与实践，并取得了初步成效。

1 “微生物学”慕课平台的设计与建设

课程教学内容的设计是课程建设的核心，如何在慕课平台上让课程内容吸引学生并激发学习主动性，是慕课设计的核心。虽然“微生物学”课程在多所高校均有开设，但是每个学校面对的学生学习能力、层次水平有所差异，不同专业和不同的人才培养目标导致没有一门慕课是通用的。因而要求各个高校的教师能够准确把握学校学生的特点，以及相关专业人才培养的目标，对课程的知识点进行系统的分解和重组，组织成一个从基础到应用、从经典到前沿、从理论到实践，由浅入深的连贯交织的知识点网络。学校“微生物学”课程的教材以复旦大学周德庆主编的《微生物学教程》为主，同时参考武汉大学沈萍主编的《微生物学》江南大学诸葛健主编的《微生物学》、Lansing M.Prescott等编著的《Microbiology》等国内外优秀教材，根据学生的接受能力对各教材中的内容进行科学合理优化，分层次、分阶段组织教学。多年来学院微生物学教研室始终坚持“以学生能力培养为中心”“构想-设计-实施-操作4个过程”“基础-应用-前沿3个层次”的教学内容组织原则。因而慕课的内容根据此原则分为3个部分：第一部分是基础理论部分，内容主要涉及每章最基本的概念和核心理论，属于经典微生物学的内容，要求每位学生必须要掌握，这部分的内容比较抽象，由教师制作成含有大量图片的课程视频，放在慕课平台上供学生修学。第二部分是应用微生物学部分，由于微生物学涉及的领域十分广，不同的专业侧重点不同，对于生物工程专业的学生，可以在导学中提供一些工厂实景作为学习素材，比如安琪酵母生产车间、宜都东阳光的红霉素发酵车间，对于生物科学专业的学生，可以去食用菌栽培大棚、菌种保藏间等。学生再根据行业或产业应用情况，在教师的指导下进行资料收集和文献查阅，将收集到的案例或目前国内外相关行业的具体发展现状整理出来，进行课堂翻转或讨论交流。第三部分是微生物科学前沿部分，这部分内容主要针对那些专业基础好、学习能力强，还要进一步深造的学生，主要以专题报告的形式来进行教学，比如微生物组学、肠道微生物、合成生物学和极端环境微生物等。慕课内容按照不同标准和不同要求来设计教学内容，可以满足不同层次和不同专业学生的学习要求，同时也能激发学生的自主学习动力，做到由基础到应用，理论到实践，循序渐进的学习，有助于实现学习效率的最大化。

“微生物学”慕课教学设计模式见图1。

图1 “微生物学”慕课教学设计模式

2 以翻转课堂为主要形式的课堂教学实践

虽然目前网上有很多“微生物学”线上课程资源，开课时有很多学生注册学习，但除了开课学校的学生外，其他学校或社会学生还是很难坚持到课程结束，并拿到学分。由此可见，通过单纯网络视频学习，很难持续吸引学生，因而不能有效实现人才培养的全过程。因为大学的教师教学不单单是讲授知识，还有一个很重要的一个环节是人才的过程培养，慕课的引入还需要根据我国国情和学生的特点进行本土化改良，这也是近5年的慕课实践下的现代化网络平台教育并没有取代课堂教学的主要原因[5]。以翻转课堂为主要形式的混合式教学法是目前对慕课教学的最好补充。“翻转课堂”（Flipped Classroom）是在信息网络环境下，课程教师提供以教学视频为主要形式的学习资源，学生在上课前完成对教学视频等学习资源的观看和学习，师生在课堂上一起完成作业答疑、协作探究和互动交流等活动的一种新型的教学模式。它颠覆了传统教学组织形式，实现了基于“以学生为中心”的教学理念的转变，有利于学生个性化学习和发展，有利于学生自主学习能力、合作精神和创新意识等的培养，翻转课堂是实施慕课教学的最好补充形式。翻转课堂的设计与组织要根据教学内容和教学要求来确定，任何一门课程既不能从头到尾看视频，也不能将翻转课堂贯彻始终。虽然目前学校还没有自己的慕课平台，但是可以依托学校已有的求索学堂平台，上传提前制作好的按知识点分解的教学短视频，以提供给学生进行课前导学，该平台可以进行线上作业和小测验等教学活动。除了利用求索学堂，教师也可以自行利用目前许多教育平台开发的学习APP，比如超星学习通、Icc、智课堂等，都是很好的教学辅助软件。在翻转课堂实施之前，先将要求翻转的题目和涉及的知识点范围提前发布给学生，一般6名学生一个小组，让学生推选出一个小组长，组长组织学生进行任务分工，收集资料，并进行资料的整合和知识内化学习，制作PPT后提前给教师审定，最后在课堂上进行论题讨论，并回答其他学生和教师的提问。

从2015年开始进行了翻转课堂的尝试，通过3年的教学实践表明，一堂对学生有收获的翻转课堂必须具备以下要素。首先，好的翻转课堂需要教师在课前花费大量的精力和时间来进行教学设计，每个课题涉及到的知识点都要非常熟悉，课堂讨论的气氛和学生的参与性调动也需要教师花费大量的心思。其次，翻转课堂的有效实施离不开教师的正确引导和指导，单单布置一个课题给学生，让他们盲目收集资料，学习有效性不能得到保障，学生一定要在教师的引导下有目的性地收集和整理与课题相关的资料，才能达到良好的学习效果。同时，教师还要有意识地引导学生提出问题，并不仅仅是对准备资料的简单陈述，而是要完全激发学生内在学习潜力，让他们通过对知识的深入学习和了解后，具有进一步探索的热情。最后，教师还需要采用一些必要的激励机制去奖励和鼓励完成较好的小组。在课程结束后的考试情况来看，能够认真参与翻转课堂教学的学生，知识点掌握比较扎实，卷面成绩都相对较高，平均都在85分以上，由此可见，有效组织好慕课学习下的翻转课堂才能最终实现对学生学习能力的培养，提高学习效率，保证教学质量，同时还培养了学生的管理才能和团队合作精神。除了翻转课堂，教学形式的组织还可以是多样化的。还通过引入企业教师进课堂，组织学生通过参加全国大学生创新创业大赛、生物技能大赛、培养皿设计大赛、酿酒工艺设计大赛、生物工程设计大赛等国家级、省级和校级比赛，以及参加葡萄酒节等与微生物相关的科技实践活动来激发学生的学习积极性，巩固学到的基础理论知识，让课外与课内学习相互促进，相互补充，让学生能够牢固掌握学过的知识点，并且能够指导学生进行实际运用。

3 利用校园网全覆盖的优势和现代信息化技术，构建多维度的学习交流平台

互联网时代下的大学生，手机、平板电脑的使用基本普及，在知识大爆炸时代的大学生，知识的获取变得极为容易，但是信息和有效知识的筛选和内化吸收却需要学生主动去完成。因而，如何利用互联网下的信息平台向学生发布有效的知识，提供一个符合大学生学习特点和学习兴趣的交流平台极为重要。

多维度教学平台框架见图2。

图2 多维度教学平台框架

学校的求索学堂是实现和完成课前导学的良好平台，教师可以将录制的知识点视频上传到网站，网站内提供电子版的教材和教学相关资料，包括教学大纲、教学课件、考研真题等，并可以在网站上完成作业和问题的讨论，满足学生的基本学习要求。同时推荐学生关注国内外相关网站及论坛（丁香园、小木虫、哈佛大学生物视频中心等），下载相关教育APP，比如中国大学慕课、学堂在线、智慧树、学习通、网易公开课等，去收集微生物相关的国内外优秀课程。QQ群、微信是目前十分普遍和流行的社交平台，微信公众号也是传递信息的重要渠道，因而可以根据学生的浏览习惯，建立一个课程微信公众号，或者通过安装统一的教学辅助APP，可在系统里组织发布与课程相关的研究前沿，教师将自身收集到与课程相关的科学研究进展进行处理内化后在自己的课程微信号上发布，能够有针对性地开阔学生视野，提高学生的学习兴趣，弥补课堂教学的不足。

4 科学的评价体系构建

评价体系是课程建设的指挥棒，有什么样的评价就会导向什么样的教学。如何客观公平地评价学生的学习效果和教师的教学质量，则是指导慕课教学和翻转课堂等有效实施的重要保障。不能用单一的指标来量化比较，必须摒弃以教师为主、纯粹知识性考核的传统评价方式，应该构建一种多主体与多元相结合的过程评价机制。一方面，对实施慕课教学的教师有相应的奖励性政策，才能激励教师去研究课程的设计方案。通过同行评议、学生问卷等多种途径对慕课进行客观评价，同时要求慕课知识点讲解完整、概念阐述明确简练、视频可视化强、画面有冲击感，能够吸引学生的眼球，教学内容按照教学大纲的要求能够完全满足专业培养的目标。另一方面，是对学生学习效果的评价要注重过程考查。教学质量的控制可以借鉴GMP管理，课程的成绩由多个部分组成，其中期末考试卷面成绩占总成绩的40%，考勤占10%，其余50%均为平时成绩，包括作业（占20%），课堂讨论（占20%）以及学习笔记（占10%）等。通过这种全过程控制的学习方式，一定能最大程度激发学生学习的内动力，确实做到以学生自我学习为中心，弥补传统教学的缺憾与不足，将教学与育人相结合，做到人才培养的精细化、个性化。

5 结语

高等教育的信息化、智慧化是不可逆转的大趋势，未来的课堂必定是在互联网下的智能教学和自主学习的有效结合。但不管大学未来的教学方式发展成什么样，其首要的责任就是为社会培养高质量、高素养和创新能力强的本科人才，这种教育既是知识的传授，也是思想的传承。互联网和人工智能技术的发展会对过去几千年的教育模式产生巨大冲击，很多课程资源会被有效整合并共享。在信息化时代下的“微生物学”课程，或许将来可以出现由全国最优秀的教师共同建设该课程，形成一个“微生物学”的课程联盟，课程的基本知识点和经典理论可以全部实现线上学习，不同高校不同专业的教师根据学校学生的情况组织和管理学生的线下学习、评价考核。此外，线下指导的教师还有一个最重要的作用就是激发和培养学生的创新能力和动手能力。“微生物学”也是一门实践性强的学科，学生的动手能力是学习课程的重要组成，与微生物理论课程相配套的“微生物学”实验则需要线下的操作实践来学习，并促进对理论知识的理解和内化。无论技术怎么样发展，最终还是为了培养人才服务的，实现人才培养的目标才是教学的根本。目前，学院的“微生物学”课程一直走在课程改革最前沿，课程组成员一直尝试探索新的教学方法，学习新的教学技术，核心就是提高课程的教学效果，提升人才培养的质量。但无论是现在的慕课，或是将来还会出现新的教育模式，都不会完全取代现有的教育方式，只能是有效的补充和完善，只有多元化多层次的教育方法才能满足新时代下人才培养的需求。