BOPPPS+PBL教學(xué)模式在生物技術(shù)專業(yè)課程中的應(yīng)用與探索
——基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景

魏 杰，張晨娟，賀 音，金莉莉，王 娟，王紅艷，張晶晶，黃金鵬

（遼寧大學(xué)生命科學(xué)院，沈陽 110036）

1 研究背景

“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”作為一種新引擎在教育界掀起一波新浪潮，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力的復(fù)合型人才是高校教育工作者新時期的使命[1]。當(dāng)代大學(xué)生教育水平高，文化知識新，敢于冒險，思想開放。全面擴展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素質(zhì)，讓大學(xué)生擁有更廣闊的視野，將其培養(yǎng)成為思維活躍、具有實踐精神的新型復(fù)合型人才[2]。因此，在生物技術(shù)教學(xué)過程中將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入專業(yè)課程體系，進(jìn)一步優(yōu)化專業(yè)課程教學(xué)，培養(yǎng)當(dāng)今社會需求的復(fù)合型生物人才，是該專業(yè)教育工作者亟需解決的問題。

1.1 生物技術(shù)專業(yè)前景分析

生物技術(shù)是一門包括遺傳學(xué)、發(fā)酵工程學(xué)、細(xì)胞工程、分子生物學(xué)和微生物學(xué)等綜合型強、交叉性高的學(xué)科[3]。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，生物技術(shù)風(fēng)起云涌，生命科學(xué)在國內(nèi)外研究中不斷取得新的進(jìn)展，已然成為21世紀(jì)的前沿學(xué)科[4]。生物技術(shù)作為世界上發(fā)展最為迅速的高科技之一，不斷影響和改變?nèi)祟惖纳?、生產(chǎn)[5]。目前，生物技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥、環(huán)境等多方面均得到了廣泛的應(yīng)用和研究[6-8]。

1.2 BOPPPS教學(xué)模式概述

20世紀(jì)70年代加拿大興起的一種由教學(xué)互動和教學(xué)反思形成的BOPPPS教學(xué)模式，將教學(xué)過程分為引入、目標(biāo)、前測、參與式學(xué)習(xí)、后測和總結(jié)六個階段[9-10]。近年來，該教學(xué)模式已被較多教育工作者接納。BOPPPS教學(xué)模式是以學(xué)生為中心，以教育目標(biāo)為導(dǎo)向，目前這種教學(xué)模式被多個國家的大學(xué)和培訓(xùn)機構(gòu)所推崇[11]。BOPPPS教學(xué)模式被稱為是一種有效率和有效果的教學(xué)模式，在教學(xué)過程中的應(yīng)用可以有效促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，同時還有助于幫助授課教師尋找教學(xué)過程中存在的盲點，幫助教師分析教學(xué)過程中存在的問題，并以此提高教學(xué)成效[12]。

1.3 PBL教學(xué)模式概述

基于問題學(xué)習(xí)的PBL教學(xué)模式，是一種包括提出問題、分解問題、探究問題、思考方案和總結(jié)分享五個環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)方法，該教學(xué)模式又稱為項目式教學(xué)法[13-14]。通過五個教學(xué)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，以學(xué)生為中心，問題為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)或相關(guān)視頻的學(xué)習(xí)等多種途徑解決問題，引導(dǎo)學(xué)生主動提出問題、幫助學(xué)生分析問題、鼓勵學(xué)生解決問題，教師引導(dǎo)并鼓勵學(xué)生多采用創(chuàng)新的方式解決問題[15-16]。這種教學(xué)模式使學(xué)生從被動學(xué)習(xí)變成主動學(xué)習(xí)，從盲目學(xué)習(xí)變成帶著目的性去探尋問題的答案，在幫助學(xué)生學(xué)習(xí)隱含于問題背后的科學(xué)知識的同時，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，并認(rèn)識到終身學(xué)習(xí)的重要性[17]。

1.4 混合式教學(xué)模式的發(fā)展與應(yīng)用

混合式教學(xué)模式不僅可以發(fā)揮自身獨特的優(yōu)勢，兩種或多種教學(xué)模式的混合應(yīng)用在教學(xué)時相輔相成可達(dá)到最佳教學(xué)效果，已經(jīng)成為高校教學(xué)改革中主流發(fā)展趨勢[18]?；旌鲜浇虒W(xué)模式在我國許多高校已經(jīng)得到不同程度的應(yīng)用，并取得一定的教學(xué)效果[19]。慕課、雨課堂、釘釘、微信等輔助工具為教師授課提供了便捷的服務(wù)，線上線下混合式教學(xué)成為潮流，但混合式教學(xué)模式并不是將現(xiàn)有的資源進(jìn)行整合，而是一個復(fù)雜的教學(xué)系統(tǒng)[20]。如何利用多種教學(xué)模式，在發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)和監(jiān)控學(xué)生的同時，發(fā)掘?qū)W生在學(xué)習(xí)過程中的積極性、主動性和創(chuàng)造性仍然是高校教育工作者需要解決的問題。

2 混合式教學(xué)模式在生物技術(shù)專業(yè)的應(yīng)用

2.1 融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新型、復(fù)合型人才是生物技術(shù)專業(yè)主要的教學(xué)目標(biāo)[21-22]。為了有效激發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的熱情和激情，培養(yǎng)具有自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新精神的復(fù)合型人才。本文基于遼寧大學(xué)生命科學(xué)院發(fā)展現(xiàn)狀和大量的教學(xué)方法基礎(chǔ)上提出了“理論+實踐+競賽”三位一體化的創(chuàng)新培養(yǎng)模式，該培養(yǎng)模式將抽象的生物學(xué)科理論知識和實驗實踐相結(jié)合，不僅可以有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生更好地理解枯燥乏味的專業(yè)知識，而且通過實踐和競賽的學(xué)習(xí)可以有效實現(xiàn)“學(xué)”與“用”融合[23]。

在生物技術(shù)專業(yè)教學(xué)中融入創(chuàng)業(yè)創(chuàng)業(yè)教育是指將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維的培養(yǎng)融入在整個教學(xué)計劃中，在實踐和競賽的過程中印證教育，從而在促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)知識的同時真正理解和消化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的內(nèi)涵。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景下生物技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案如圖1所示。通過對企業(yè)亟需人才和學(xué)生自身發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行調(diào)研，確定生物技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，基于教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)制定詳盡的教學(xué)計劃。“理論+實踐+競賽”三位一體化的教學(xué)模式包含理論、實踐和競賽三大模塊，理論學(xué)習(xí)以專業(yè)課程和專業(yè)核心課程為主；實踐包含實習(xí)實踐和社會實踐；競賽主打“互聯(lián)網(wǎng)+”和“挑戰(zhàn)杯”。以果醋釀造技術(shù)為例，教師通過講授果醋發(fā)酵理論、釀造工藝、主要設(shè)備和生產(chǎn)中質(zhì)量問題及控制等理論知識，引導(dǎo)學(xué)生思考如何對果醋釀造工藝進(jìn)行優(yōu)化，如何通過控制上游和下游相關(guān)生產(chǎn)因素解決生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問題。學(xué)習(xí)理論知識后，教師帶領(lǐng)學(xué)生參觀當(dāng)?shù)毓揍勗燔囬g，進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)。通過指導(dǎo)學(xué)生參加“互聯(lián)網(wǎng)+”和“挑戰(zhàn)杯”提高學(xué)生對課堂知識的靈活掌握，有助于學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力提升。

圖1 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景下生物技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案

2.2 混合式教學(xué)模式設(shè)計

基于國內(nèi)外教學(xué)模式的研究，本研究提出了BOPPPS+PBL混合式教學(xué)模式如圖2所示。BOPPPS+PBL混合式教學(xué)模式以教師教學(xué)改革、構(gòu)建資源庫和學(xué)生三方面為主體。教師通過引入、目標(biāo)、前測、參與式學(xué)習(xí)、后測和總結(jié)六個環(huán)節(jié)講授專業(yè)知識。資源庫包括構(gòu)建慕課、文獻(xiàn)資料庫、教師課件和習(xí)題庫四大模塊。學(xué)生通過課前自主學(xué)習(xí)、課上師生互動、課后翻轉(zhuǎn)課堂和期末學(xué)習(xí)匯報靈活掌握專業(yè)知識。通過對BOPPPS和PBL兩種教學(xué)模式進(jìn)行融合，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，掌握扎實的生物技術(shù)專業(yè)知識。

圖2 BOPPPS+PBL混合式教學(xué)模式設(shè)計

3 BOPPPS+PBL混合式教學(xué)模式在生物技術(shù)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

教學(xué)模式的改革并不是單一地對教學(xué)中某一環(huán)節(jié)進(jìn)行改善，而是需要增加師生互動，提升課堂學(xué)習(xí)氛圍。BOPPPS+PBL混合式教學(xué)模式針對課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂和完善教學(xué)評價系統(tǒng)四方面進(jìn)行改革創(chuàng)新，以微生物工程章節(jié)為例，具體如下。

3.1 課前預(yù)習(xí)

課前教師將微生物工程課件上傳至班級群通知學(xué)生預(yù)習(xí)，可通過后臺系統(tǒng)查看學(xué)生預(yù)習(xí)情況，對沒有預(yù)習(xí)的學(xué)生通過群消息公示、電話或微信通知等方式提醒學(xué)生課前預(yù)習(xí)。教師可通過平臺互動或班委反饋，及時整理學(xué)生預(yù)習(xí)遇到的問題，授課時重點講述。

3.2 課堂教學(xué)

課堂教學(xué)分為理論學(xué)習(xí)和實驗實踐學(xué)習(xí)。在理論學(xué)習(xí)時，教師通過相關(guān)視頻或圖片或提出一個具有挑戰(zhàn)性的問題等方式吸引學(xué)生，引出課程學(xué)習(xí)內(nèi)容。在實驗實踐學(xué)習(xí)中有目的地選擇研究性、綜合性、設(shè)計性實驗內(nèi)容或具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗技術(shù)的實驗內(nèi)容加入教學(xué)中。教師通過不斷引導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié)文獻(xiàn)的研究思路，引導(dǎo)學(xué)生思考通過文獻(xiàn)學(xué)習(xí)可以深入探討的問題有哪些，從而進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生自己獨立思考并設(shè)計實驗內(nèi)容。在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，幫助學(xué)生自己獨立完成實驗設(shè)計的教學(xué)方法，可增加學(xué)生的自豪感和積極性，達(dá)到良好的教學(xué)效果。生命科學(xué)是實踐性科學(xué)，需要將所有的理論都形成于假說推理的實驗驗證，通過理論學(xué)習(xí)和實驗實踐學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力，可在一定程度上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.3 翻轉(zhuǎn)課堂

課堂過程增加參與式教學(xué)元素，選擇章節(jié)設(shè)計課程問題，安排學(xué)生自學(xué)，查找文獻(xiàn)資料，制作多媒體課件，以小組為單位開展課堂討論，由教師進(jìn)行歸納總結(jié)。課程作業(yè)作為參與性教學(xué)元素滲透于課堂外作業(yè)中，要求學(xué)生閱讀、翻譯并撰寫讀后感，使學(xué)生了解科學(xué)發(fā)展的前沿，調(diào)動學(xué)生的求知欲。學(xué)生依據(jù)個人興趣，查閱文獻(xiàn)，撰寫符合學(xué)科規(guī)劃的課程論文，以此達(dá)到培養(yǎng)生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生獨立查閱、評述文獻(xiàn)和歸納總結(jié)及表達(dá)能力。

3.4 完善教學(xué)評價系統(tǒng)

教學(xué)評價系統(tǒng)是一項和多種因素相關(guān)的、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，也是教學(xué)質(zhì)量管理中極為重要的一環(huán)。在教學(xué)質(zhì)量評價中擁有一套科學(xué)的系統(tǒng)，對教學(xué)狀態(tài)和教學(xué)質(zhì)量不斷提高具有極其重要的意義。傳統(tǒng)的教學(xué)評價僅包含期末成績（占比60%）和平時成績（占比40%），不能客觀地反應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。本文將學(xué)生總評成績分為四部分，一是期末成績（占比40%）；二是平時實訓(xùn)成績（占比30%），包括社會實踐、競賽參與情況等；三是資料庫學(xué)習(xí)記錄情況（占比20%），包括學(xué)習(xí)次數(shù)、學(xué)習(xí)時間等；四是平時表現(xiàn)（占比10%），包括學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況和課堂紀(jì)律等。這種評分策略可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，培養(yǎng)出知識廣泛、能力突出的綜合應(yīng)用性人才。

4 結(jié)語

本文通過改革傳統(tǒng)的授課模式，將創(chuàng)新教育融入到生物技術(shù)專業(yè)課程授課中，提出BOPPPS+PBL混合式教學(xué)模式，從教師、資源庫和學(xué)生三方面優(yōu)化教學(xué)過程；提出“理論+實踐+競賽”三位一體化的教學(xué)模式，幫助學(xué)生掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識。教師通過對教學(xué)模式不斷改革和創(chuàng)新，構(gòu)建新的教學(xué)目標(biāo)，不斷更新、補充新技術(shù)新內(nèi)容，以教師為引領(lǐng)，學(xué)生為主體，重視對學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)。通過此次教學(xué)模式的改革，擺脫了傳統(tǒng)教學(xué)“填鴨式”的學(xué)習(xí)困境，可以顯著提高學(xué)生課堂的參與度、滿意度，可以進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維，為社會培養(yǎng)生物技術(shù)專業(yè)的復(fù)合應(yīng)用型人才。