基于智慧課堂理念下“發酵工程”混合式教學模式探索

何幫翔，葛飛，張琴，李艷賓

（安徽工程大學，安徽蕪湖 241000）

發酵工程是指采用現代工程技術手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產有用的產品，或把微生物應用于工業生產的新技術[1]。發酵工程是現代生物從理論向應用過渡的中間紐帶，很多現代生物技術都需要通過發酵工程進行放大，逐步形成產業化?！鞍l酵工程”課程涵蓋面極為廣泛，涉及的教學知識點多且分散，對課程的教學模式、教師教學方法和學生的學習效果要求較高。在傳統教學模式下，學生很難掌握眾多抽象概念，易引發畏難、厭學情緒，表現為注意力不集中、反饋不及時、學習狀態差、教師教學效果差等，導致教學質量大打折扣[2]。隨著智慧課堂理念的興起，“發酵工程”傳統教學面臨的困境有望得到解決。

智慧課堂是以“互聯網+”的思維方式，結合大數據、云計算等新一代信息技術打造的智能高效課堂[3]。近年來，數款基于智慧課堂理念的教學軟件得到廣泛開發應用，如雨課堂、學習通、中國大學慕課等[4]。雨課堂可實現教學全過程的數據收集，為教師提供了創新高效型課堂互動手段，方便教師開展混合式教學[5]；學習通在課后作業布置、問卷調查、線上考試等方面功能強大；中國大學慕課在拓寬學生眼界、充分調動學生自學能力方面效果顯著。

“發酵工程”作為安徽工程大學生物工程專業核心課程，在智慧課堂理念下，探索高效結合雨課堂、學習通、慕課等教學軟件與資源，構建線上線下混合式教學模式，可以為學生創建有參與感的個性化學習體驗，提高教師混合式教學能力，對推動“發酵工程”教育教學改革具有重要意義。

1 教學方式改革

傳統教學方式主要特點是“以教師為中心”，教學形式為灌輸式，“講授”有余，而“答疑解惑”不足，造成只注重知識的傳授，而不夠重視創新、合作交流、共享等意識培養[6]。因此傳統教學容易忽視學生的主觀能動性，降低學生的積極性?，F代教學方式改革，其主要思想是形成“以學生為中心，教師為學生服務”的宗旨。在此宗旨下，以雨課堂為基礎，輔以學習通、慕課等，打破傳統授課模式，采用線上線下相結合的混合式教學方法，實現多途徑的預習、前測、自學、考核、討論、后測、反饋、評價的教學方式，培養學生自主、持續學習的能力。

2 教學組織實施

2.1 課前線上預習

傳統教學的課前預習，以學生提前閱讀教材為主，而教材一般為高度凝練的語句，背景知識簡單，學生對所學內容很難形成完整的認識。在混合式教學模式下，教師提前收集整理與所講章節相關的最新研究成果與社會新聞，如經典綜述、最新文獻、重要視頻等，在雨課堂微信公眾號的討論區分享給學生，同時向學生推薦相關慕課在線資源。不僅能彌補教材內容滯后的缺陷，還能使學生對課程內容有感性認識，培養學生理論結合實際的能力。

例如，在講授緒論部分時，筆者在雨課堂推送了青霉素的詳細發現過程，并在討論區布置了題為“結合青霉素的發現過程，談談你對科學精神的理解！”的討論話題，全班42 位同學均根據自己的理解發表了關于探索、求證、創新等科學精神內核的評論。在講授第16 章“發酵工程在食品領域的典型應用”中，課前在雨課堂推送了嗶哩嗶哩網站上百萬播放量的古法醬油制作視頻，在線下講解時能明顯發現學生對醬油的發酵工藝有深刻了解。

2.2 混合式教學與學情跟蹤管理

傳統課堂教學，一般包括點名、PPT 講解、隨機提問等環節，前期點名較費時間，隨機提問參與學生少，所提問題及學生回答內容課后易被遺忘。在混合教學模式下，筆者課前五分鐘利用雨課堂發布隨機動態簽到碼，對學生進行考勤，后臺可自動記錄學生考勤情況（表1）。教學過程中，隨時觀察學生抬頭率、表情、積極性，在適當時機通過發布線上測驗、彈幕交流等方式調動課堂氣氛，保證學生注意力集中。例如，在講授第7 章發酵動力學公式推導部分時，內容理論性強，相對枯燥，教學進行到20 分鐘時，有近4 成學生開始低頭看手機，此時筆者通過雨課堂在線推送提前錄入的隨堂測驗題，能夠拉回學生注意力并了解學生聽課效果。

表1 雨課堂6 次課堂報告數據分析總覽

傳統課堂教學，在授課過程中教師需要專門花費心思記錄出勤率、答題情況、PPT 放映數量及時長等細節問題。而在混合式教學中，教師只需專注于知識講解、學生聽課狀態把握、課堂互動等，對于具體的教學細節，可利用雨課堂的全景數據驅動功能，對預習—教授—測驗等全過程后臺互動數據進行記錄與分析，使教學過程中細節更加明了、評價更加客觀。表1 為筆者6 次授課的雨課堂后臺數據分析總覽，其中到課率、課堂活躍度、PPT 放映頁數與時長、答題平均分、作答率等記錄數據對指導教師正確評價教學效果、進行教學改進具有重要指導意義。

2.3 翻轉課堂模式探索

翻轉課堂指將學習的決定權轉移給學生，學生通過課后自主選擇學習內容，融入自身理解，在課上教師轉變為導師角色，讓學生分組匯報并進行討論[7]。在教材中，第15 ～20 章是關于發酵工程在各個領域應用，非常適合進行翻轉課堂模式教學。筆者在進行此部分教學時，讓學生自由組隊，在雨課堂中推送與發酵工程應用相關的文獻、慕課等資源。學生在課下自主選擇感興趣的發酵應用領域，并就其中一個關鍵產品，從發酵工藝、菌種、培養基等方面進行學習、歸納、總結。在課上，筆者扮演導師和主持人身份，引導每組學生匯報各自關注的發酵產品工藝與思考，同學之間相互提問與應答，教師最后給予評價和總結?；谶@種教學模式，充分調動了學生積極性，鍛煉了學生自主學習的能力，培養了學生知識運用與表達能力。

2.4 課后作業與測試

傳統教學課后作業與測試以紙質書寫為主，學生書寫費時，教師閱讀批改費力。在智慧課堂理念下，作業、測試、評閱等均可通過教學軟件在線進行。筆者首先在學習通中建立發酵工程題庫，課后依據相應章節選擇題目并發布，題目基本覆蓋教材的重難點，注重鍛煉分析和解決問題的能力，考核學生對各課程目標的能力達成情況。學習通作業系統在評閱時具有快速打分與快捷添加批語功能，并且后臺能夠導出評分成績，十分便利。第一次作業后臺分析顯示，42名學生平均成績達到90.4 分（滿分100），可見學生對相關內容掌握程度較高。此外，期中、期末線上測試也可以通過學習通實現，并且在考試全程能夠實現視頻監控。相比傳統教學下的課后作業與考試，學生利用手機即可輕松完成作業、檢測，教師利用后臺數據分析可以及時掌握學生完成情況，既減輕學生作業負擔與抵觸情緒，又有利于教師科學、準確了解教學效果。

3 教學改革效果

基于以上智慧課堂教學方式探索，在完成“發酵工程”混合式教學實踐后，筆者利用學習通發布“發酵工程”課程滿意度在線調查問卷。表2 展示了問卷調查分析結果，每個教學環節滿意率均在90%以上，其中課程目標1“深刻理解發酵工程基本概念與原理”滿意度為100%，課程目標3“具有較系統的知識體系”滿意度最低，為92.86%?；谡{查分析，筆者后期在“發酵工程”混合式教學實踐中，將著重加深各章節之間、理論與應用之間的聯系，促進學生形成系統的發酵工程知識體系?；趩柧矸治?，學生對教學各環節、課程目標、重難點、教學方式等均有較高滿意度，表明筆者關于“發酵工程”混合式教學模式的改革探索效果較顯著。

表2 混合式教學模式下學生課程滿意度調查

4 結語

“發酵工程”課程的理論知識單一枯燥，知識點零散，傳統教學模式受到各方面條件的限制，造成學生自主學習熱情不高，實踐能力不強?；谥腔壅n堂理念，借助多種智慧教學工具進行的“發酵工程”混合式教學的探索，能較好地提升“發酵工程”教學效果，對推動“發酵工程”課程教學改革有重要意義。