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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勢，最大化提升教學效果。以環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，總結了環境微生物實驗課程的混合教學設計的思路，并分析其實踐應用的效果、問題及進一步的改革方向，為實現高等教育人才培養目標提供有效途徑。

關鍵詞：混合教學;實驗課程;教學設計;教學實踐

隨著信息技術在教育領域的高速發展，引發了教育技術的深度變革，目前，最具代表性的是在線學習（E-Learning），這類基于網絡的教學模式已經普遍應用于高等教育領域，它利用強大的網絡系統和媒體功能，使學生可以不受時間和地點的限制，利用網絡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化的效果。而在線學習的缺陷卻恰恰是傳統高等教育面授教學的最大優勢。傳統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散思維和創新能力的培養[1,2]，難以實現高等教育的目標。因此，近年來出現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面授教學的優勢有機整合在一起[3-5]。混合學習采用多種教學和學習模式（任務驅動式、合作學習式、探究式、面授式……），實現了從傳統的“以教師為中心”向“以學生為中心”的轉變，教師發揮教學的設計、引導、答疑解惑、監督的主導作用，學生自主學習、協作學習、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、創新能力的培養和主觀能動性的發揮，并為實現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的需求[9]。混合教學模式已經在國內外進行了諸多嘗試，積累了許多成功的經驗，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、科學思維的培養具有至關重要的作用，所以，實驗教學是實現高等教育人才培養目標的重要環節[10]。而傳統的灌輸式實驗教學模式難以實現實驗教學的目標[11]，因此，我們在學校教務部門的大力支持下，以技術性和實踐性較強的環境微生物實驗課程為例，利用清華教育在線網絡教學平臺，進行了環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驗，為大學生創新能力和創新意識的培養提供全新的教學方式。

1混合教學課程網站設計

環境微生物實驗課程具有很強的專業性、技術性和實踐性，而且需要廣博的專業基礎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計（圖1），具體專欄包括：課程信息、實驗教學、操作技術、拓展資源、實訓案例。每個專欄下設子欄目，課程信息專欄包括課程介紹（教學目標、教學內容等）、教學大綱、教學日歷、考核說明等子欄目，使學生對環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容，包括學習目標、實驗導學、實驗原理、實驗操作、預期結果、常見問題等內容，是教與學的重點；操作技術專欄包括微生物的所有基本操作技術，主要以微視頻形式呈現，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系到實驗的成敗；拓展資源專欄包括實驗相關的理論知識、相關儀器的操作技術、環境污染的微生物修復技術等內容，拓展教學的廣度和深度，便于學生對實驗內容的深度理解和知識的建構；實訓案例專欄以具體的環境問題為依托，設計綜合性實驗項目，利用環境微生物實驗技術解決具體環境問題，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”過程的有機結合（圖2）。學生需要在開課前通過網站的課程信息欄目了解課程的教學目標、教學內容、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。每個實驗/實訓項目的學習需要在實驗教學或實訓案例專欄下各個子欄目中進行，結合每個實驗/實訓項目的學習目標，通過自主學習和協作學習完成“線上”學習任務，必要時需參考操作技術和拓展資源欄目的相關內容，完成學習目標；教師要及時進行“線上”學習的指導、引導和監督，使學生在進入實驗室之前對實驗相關知識、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，促使學生完成知識的內化和建構過程。

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，引領學生的學習方向。學生要圍繞學習目標完成相關知識的學習，最終達到學習目標的要求。比如，培養基的制備實驗，教師需要制定與培養基制備相關的幾個具體的學習目標：1）明確培養基的成分、作用及類型。2）以牛肉膏蛋白胨培養基的制備為例，完成培養基的配制、滅菌及試管斜面和平板培養基的制備。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。學生要根據學習目標的具體要求，自主學習培養基基礎知識、種類、特點、用途、常用培養基配方、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知識。所以，學習目標的制定尤為重要，直接關系到教學目標的實現程度。

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子欄目中的具體實驗內容，以及操作技術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，增強相關知識的系統性和完整性，便于學生更好地完成知識的建構和內化。比如，環境樣品中微生物總數的測定實驗，既可以采用傳統的平板培養法，也可以采用熒光顯微鏡計數法，由于傳統的平板培養法屬于基本操作技術的范疇和基本的教學內容，而熒光顯微鏡計數法屬于現代環境微生物實驗技術，需要大型儀器設備的輔助才能完成，所以，將傳統的平板培養法的具體學習內容設計在基本資源中，熒光顯微鏡計數法的相關實驗原理、操作過程、注意事項、預期實驗結果等內容設計在拓展資源專欄下，學生通過自學相關內容，從而掌握環境樣品中微生物計數的兩種常用方法、適用范圍和優缺點，完善學生對微生物計數方法的系統學習。教學資源的設計應遵循學生的認知特點和信息加工規律，將豐富的教學資源進行優化、設計和編排，形成具有層次性、內在邏輯性的片段式學習資源[12]，并創設實驗情景。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，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，并配以實驗操作錄像和講解，每個操作細節要慢速播放或反復播放，激發學生的情感體驗，有利于學生對實驗相關內容的理解、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內容有系統、完整的認識和理解。學生的主要任務是通過自主學習、協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，大膽發表自己的創新觀點，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，恰當地引導同學對于疑難問題的討論、分析或答疑解惑，或適當的討論主題，引導同學展開對實驗重點、難點或操作細節問題的討論或辯論，實現學生由低級思維向高級思維的轉化。比如，在水產養殖廢水處理實驗中，需要向處理系統中添加一種微生物，在微生物分泌的一系列酶的作用下，實現氮污染物的去除。教師可以根據學生的自學情況，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。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，發現問題，立即糾正解決。最后，教師組織同學進行實驗結果的展示和結果互評，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計相應試題，引導學生對相關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、大腸埃希氏菌的關系圖，加深對實驗內容的深度認知。教師要根據同學對討論話題發言的質量及在線自測情況，總結同學對實驗內容掌握的程度，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，激發學生的自主學習的動機，逐漸轉變傳統的教和學模式，培養學生自主學習能力。

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容，但是，在教學評價過程中出現了拷貝、抄襲現象。環境微生物實驗課程是以培養學生的環境微生物實驗技能為目的，因此，需要建立與能力培養目標相配套的評價體系。比如，在實驗考核的試題設置方面，利用多媒體技術制作能夠體現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沒有充分發揮在線討論區的功能

在線討論是混合式教學過程中協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。分析發現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。因為環境微生物實驗知識的理解需要大量相關理論知識的積累，因此，應該豐富教學資源，特別是拓展資源，便于學生建立系統完整的知識體系。另外，教師也應該加強引導和監督，并制定適當的激勵機制，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、協作學習，以及自測、互評等，以便更好地進行知識的內化和知識體系的建構。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，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，致使有些學生產生厭倦情緒。這些問題已經受到學校教務部門的關注，目前正在進行新的教學計劃調整，以便為混合式教學模式的推廣和應用創造良好的環境條件，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結束語

經過環境微生物實驗課程的混合式教學改革的探索和實踐，初步體現了混合式教學方式對實驗教學的促進作用：1）系統的實驗知識的建構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化和建構過程，并培養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方式，也是實驗教學中培養學生科研思維和創新意識的有效途徑；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，實現從傳統教學向混合式教學的平穩過渡。

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作者：高冬梅，張民生單位：中國海洋大學環境科學與工程學院