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摘要：为了提升研究生“高级微生物学”课程教学质量，文章首先分析了“高级微生物学”课程教学现状，然 后论述了混合式教学模式在研究生“高级微生物学”课程中的应用，最后说明了混合式教学模式在研究生 “高级微生物学”课程中应用的效果。
关键词：混合式教学模式,高级微生物学,课程,研究生
高质量研究生教育是“双一流”建设的核心内容 之一。而如何进行课程建设以保障和提高研究生培养质量，已成为现阶段研究生教育面临的重要课题[1]。作为更为合理、有效的教学模式，混合式教学模式既打破了传统教学的时空限制，又能够将传统教学和信息 化教学的优势相结合，引导研究生主动学习，实现教学资源利用的最大化，从而提升研究生学习效果[2-4]。
微生物学是生命科学领域发展最为迅速和广泛 的学科之一，主要研究微生物的形态构造、生理功能、 新陈代谢、遗传育种、生态作用、传染免疫、分类鉴定 等生命活动基本规律，并将其应用于工业发酵、医药 卫生、生物工程、生态保护等实践领域[5-8]。“高级微生 物学”课程作为微生物学相关专业研究生重要的选修课，需要体现学科发展的重要性和前沿性，且在微生 物学基本理论与实验技术的基础上进行进一步拓展， 以培养研究生科研创新及解决现实问题的能力。
为了提升“高级微生物学”课程教学水平，培养研 究生的创新能力，研究者对课程的教学过程进行了多 方面建设实践，如余秀梅等[9]通过将课程设计专业化 、 教师队伍建设年轻化、考核方式灵活化、教学方式多 样化等提升了研究生的创新能力;房耀维等[10]将网络 教学平台强大的功能和丰富的资源运用到“高级微生物学”课程教学过程中，增强了研究生的创新意识。然 而还鲜见将混合式教学模式应用于“高级微生物学” 课程教学过程， 以加强研究生对基础知识的理解能力、培养研究生的实验设计能力、减轻研究生对科学 研究的胆怯心理和提升研究生科研实践动手能力的 研究 。鉴于此，结合教学实际，笔者拟通过分析“高级微生物学”课程教学现状，对混合式教学模式在研究 生“高级微生物学”课程中的应用加以探索，以便根据 师生调研反馈结果进行动态调整，进而提高研究生教 育教学质量。
一、“高级微生物学”课程教学现状
“高级微生物学”课程是面向生物学、生态学、食 品科学等涉及微生物相关研究方向或领域的新入学 研究生开设的，经分析，该课程教学中主要存在以下 问题。
(一)教学方法陈旧
由于规模化招生， 研究生生源呈现出多样化特 点，存在一定比例的跨学科与跨专业考试入学的研究 生，这些来自不同学校和学科的研究生知识基础差异 很大 。原有的“高级微生物学”课程教学模式以教师 “灌输”的课堂教学为主，难以调动研究生学习的积极 性和启发研究生进行独立思考，同时其教学内容也很 难兼顾所有选课的研究生。这是因为传统的高度依赖 教师讲授的教学方法可能导致部分学习能力强的研 究生产生厌烦心理，而一些转专业或基础薄弱的研究 生则可能面临不懂专业问题 、不了解实验完整流程， 以及无法分析实验数据等困难，进而对科研产生胆怯 心理，严重者甚至会对科研产生恐惧。
(二)缺少科研思维训练
研究生阶段的课程学习主要是为科学研究服务 的，而学会应用所学知识设计实验是进行科学研究的 前提 。然而前期调研发现，新入学研究生由于本科阶 段所修课程较多、任务重，普遍缺乏科研创新所需的 科研思维训练，其学习通常呈现出“上课记笔记”“考 试背笔记”“考完全忘记”等特点 。而“高级微生物学” 课程教学内容呈现出重理论讲授的现象，即主要介绍学科理论基础知识与前沿内容，这将很难弥补新进研 究生科研思维较差的缺陷 。大多数选修“高级微生物 学”课程的研究生经过课程学习虽然掌握了学科相关 理论知识，但缺乏将所学理论应用到科学研究过程中 的针对性训练，往往表现为在后续的科研学习中仅能 在导师的安排下，按部就班地完成研究生阶段的学习 内容，缺少实验设计能力，不具备科研创新能力。
(三)缺乏实践操作教学
前期调查发现，许多新进研究生在本科学习期间 由于时间紧或学校科研实践平台紧缺等问题，往往缺 乏或缺少实验技能的专项训练，即使有相应的科研经 历，也主要是在实验室中打杂，很少独立开展研究。而 “高级微生物学”课程培养方案仅有课堂教学，不包含 实验实践课程 。另外，新入学研究生第一学年的培养 方案多为课堂学习，且课程较多，新进研究生很少有 时间进入实验室掌握规范的实践操作。这些现实导致 新入学研究生经过“高级微生物学”课程的培养后依 然对于科研实验室相关仪器设备的使用、实验过程的 注意事项和完整的实验流程等相对生疏 。 因此，当他 们正式进入科研实验室后，指导教师和高年级的研究 生出于实验室管理与安全考虑，通常不会让其独立开 展实验并进行研究探索，进而导致其出现自主实验时 间受限、研究进展缓慢、出成果较晚、焦虑甚至延迟毕 业等问题。
(四)教师队伍单一
“高级微生物学”课程教学常年仅由固定教师进 行授课，且该门课程涉及的知识范围较广，这给教师 备课、教学带来了巨大的挑战 。一旦该授课教师难以 保障课程内容的广度和深度 、授课方式的有趣性等， 可能会导致研究生科研视野狭窄、创新思维受限和学 习动力不足等 。同时，教师队伍过于单一，还会影响课 程建设的稳定性。
据上可知， 作为当下和未来教育变革的重要方 向，混合式教学模式能够融合线上和线下两种教学方 式，将传统课堂教学与研究生培养目标相整合，运用 多样的教学策略提高课程教学效果，在较大程度上避 免上述问题，从而提高研究生的培养质量。
二、混合式教学模式在研究生“高级微生物学”课 程中的应用
通过对前期授课情况进行调查可以发现，研究生 选修“高级微生物学”课程的主要原因有以下四点：其 一，掌握相关理论知识，如微生物参与的物质循环中的氮循环、磷循环、硫循环等;其二，了解微生物学相 关的研究前沿在现实中的应用;其三，获取微生物学 研究的技术方法;其四，学习如何设计实验，进行系统 性和创新性研究 。因此，针对“高级微生物学”课程教 学存在的问题及研究生需求， 以下将通过整合多媒 体、雨课堂、慕课视频等平台及校内外师资，对混合式 教学模式应用实践加以论述。“高级微生物学”课程混 合式教学模式如图 1 所示。
(一)实施混合式教学，打造多元化的教学方式
通过整合校内外教学资源，对“高级微生物学”课 程授课方式进行改革，打造基于混合式教学模式的多 元化教学方式 。课前，教师精选兼顾不同基础研究生 的课程相关资源(视频、文献、资料等)，上传到线上， 让研究生通过雨课堂进行学习。其中，精选的视频、动 画等形式的资源能够较为生动直观地展示相关理论 原理、实验规范操作流程，可大大降低研究生课前学 习的难度。课中，授课教师采用多媒体、雨课堂和慕课 视频等进行“线上+线下”教学，通过翻转课堂、引导式 教学、案例教学和专题讨论等方式与研究生进行角色 实时互换，使其从多个角度理解相关教学内容 。同时， 研究生也可以弹幕的形式提出问题， 让教师进行答 疑，避免跨学科和基础较差的研究生担心问题太简单 而不愿意主动提问的尴尬现象 。课后，研究生可以在 线上进行复习，并针对遇到的困惑与授课教师或同班 研究生进行讨论，减少不理解知识的堆积问题，从而 增强主动学习的自信心，为后续科研学习的顺利开展 打下良好的理论和技术基础。
例如，在讲授原核微生物的基因重组时，首先，教 师可通过相关图片或短视频，让研究生了解什么是转基因、转基因需要哪些工具酶、载体种类、目的基因的 来源，以及目的基因与载体的连接方式等。其次，教师 可通过雨课堂设置多种题型对学生进行测试，如多选 题：基因工程载体应具备哪些特征? (A.自主复制能 力;B.标记基因;C.高效穿梭进入宿主细胞;D.多克隆 位点);单选题：细菌质粒载体所能携带的外源基因只 限于 () 以下的 DNA 片段? (A.30 kb;B.40 kb;C.50 kb;D.10 kb);判断题：基因工程的第一步“切”的步骤 包括切下的目的基因，但不包括切开载体()? (A.对; B.错);等等， 以加深研究生对知识点的记忆 。最后，教 师可结合实际案例讲解其在科研中的应用，使研究生 实现对知识点的内化。又如，在进行微生物无菌培养、 PCR 扩增目的基因和基因克隆等通用实验前，教师可 通过分享慕课上的精品实验课程视频，让研究生更为 直观地了解这些实验的完整流程、注意事项及关键步 骤，如怎样避免微生物培养过程的污染，从而减轻研 究生对实际动手操作的畏难情绪，同时也借此纠正研 究生一些错误的实验操作习惯。
(二)增加实验设计环节，培养研究生科研思维
相较于传统教学，混合式教学更注重研究生对知 识的运用，“线上+线下”教学模式能够加强师生互动， 鼓励研究生参与研究热点专题讨论，同时还能够改变 研究生学习的被动地位，增强研究生学习的自主性和自信心，在培养研究生科研思维和创新能力方面有着 巨大优势 。因此，本文将“高级微生物学”课程教学环 节进行如下调整：课前，研究生自主学习理论知识，阅 读相关文献，寻找知识薄弱点;课中，教师结合自身科 研经历与科研成果讲解理论知识的应用，并组织专题 讨论或课堂答疑、点评等;课后，教师布置类似的科研 题目，明确研究目的，让研究生查阅资料，自行设计试 验方案， 最终通过后续课程的实践环节进行实验操 作，验证试验方案的实际可行性和结果，从而较为完 整和全面地培养研究生的科研素养和能力。
例如，在进行微生物参与的物质循环部分的教学 时，教师可从以下三个方面着手。课前，教师要引导研 究生通过雨课堂、慕课等平台了解不同微生物的特点 (如食谱广、繁殖快、适应能力强等)，以及其在参与的 自然界物质循环(碳素循环、氮素循环、硫素循环、铁 循环、磷循环等) 中所起的作用，如在氮素循环中起到 硝化与反硝化作用。课中，教师结合自己的研究方向和 生态污染修复案例， 使研究生明确当氮素物质 (如铵 氮、硝态氮和亚硝态氮) 在水体、大气、土壤等环境中超过了一定浓度时也会造成污染，以及可利用某些微 生物的氨化作用、硝化和反硝化反应转化或去除含氮 污染物，从而达到净化环境的目的。课后，教师要布置 以微生物净化碳、氮、磷等污染为目标的作业，让研究 生设计完整的试验方案，并在下一次课堂上进行报告。
(三)开展微生物共性研究实验，提升研究生实践 操作能力
实践操作是进行微生物学相关研究的基础，研究 生通过亲自动手实践，熟练技能、掌握新方法，能够更 好地发现、提出和解决问题 。依托于新建成的规范的 环境微生物专业研究实验室和微生物学实验教学平 台，“高级微生物学”课程涉及的实验技术教学及研究 生实践操作的需求问题能够得到解决 。 因此，在前期 理论学习、专题研讨、设计试验方案与视频实验教学 的基础上，本课程增加了线下实验课程 。面向不同基 础和学习背景的研究生， 教师要通过精选基础性实 验、增加综合性实验、加强创新性实验并逐渐加大实 践难度的方式指导其开展微生物共性研究实验，从而 逐步提升研究生的实践操作能力。
例如，在制作用于从环境中分离具有较强好氧反 硝化脱氮能力的微生物的筛选培养基时，研究生可结 合前期学习过的微生物所需的培养营养元素、氮素循 环中的作用及对应的专题讨论自行设计制作配方，也 可以通过查阅以往文献中提及的已被广泛使用的配 方，如百里溴酚蓝筛选培养基。值得注意的是，即使是 成熟的配方，在制作培养基时仍需注意各营养物质的 理化性质、加入顺序等 。从环境中分离筛选出具有较 强好氧反硝化脱氮能力的细菌后，研究生可通过全自 动微生物鉴定系统、显微镜形态观察和分子生物学等 技术对获得的菌株进行分类鉴定。为了进一步明确筛 选获得菌株的硝化反硝化脱氮功能，研究生还需要对 氨氮加氧酶、羟胺氧化还原酶、硝酸盐还原酶和亚硝 酸盐还原酶等功能酶的活力进行检测 。另外，研究生 还可以对参与生物脱氮的相关基因进行克隆预测序， 以验证前期得到的结论 。此外，上述涉及的一系列实 验， 研究生均可以通过线上视频的方式提前学习，做 到心中有数， 从而在线下实际操作时做到不慌乱，动 作规范，跟得上指导教师的思路，进而锻炼并掌握微 生物分离鉴定、酶反应动力学和基因重组等一整套的 实验技术， 以及全自动微生物鉴定系统、PCR 仪等相 关仪器设备的操作方法和注意事项，从而获得扎实的 实验技能 。 同时，此模式也有利于保护实验室的贵重仪器设备，提高其使用效率。
(四)加强教师队伍建设，拓展教学的深度和广度
加强授课教师队伍建设可促进所有教师课程教学水平共同提升，保障课程教学稳定开展 。 以笔者所 在学校为例，经过“高级微生物学”课程建设，组建了 总计 5 人的稳定合理的授课教师团队。其中，教授、特 聘教授、副教授、实验师各 1 人，外聘西南大学教授 1 人。授课教师团队成员均具有微生物相关研究的知识 背景和科研工作经历，但教学风格更加多样化，而且 从事的具体研究方向也各不相同，如绿僵菌酪氨酸蛋 白磷酸酶功能的研究、盐碱土嗜/耐盐细菌资源发掘及 相关胞外多糖结构与应用、食品中霉菌产生的毒素多 样性研究和硝化细菌在氮污染废水治理中的应用等， 因此，采用研究专题的授课形式，可使课程教学内容 更加丰富全面，激发研究生的学习热情 。同时，各授课 教师由于需要进行科研还会密切关注当前与自 己研 究领域相近的热点科学问题， 如生态环境的生物修 复、微生物的致病机理、微生物资源的挖掘等，并在授 课时将其与课程理论相结合，从而拓展课程教学内容 的深度。
此外， 各授课教师应立足国家科研人才需求，不 局限于经典教材和教案，在课堂上以近几年申请到的 国家自然科学基金、省基金、省教育厅基金等科研项目作为案例，讲解选题的依据、如何提出科学问题、如 何设计试验解决问题等，在拓展课程的深度和广度的 基础上加强对研究生科研思维与视野的培养。
三、混合式教学模式在研究生“高级微生物学”课 程中应用的效果
笔者对所在学校近 3 年参加基于混合式教学模 式的“高级微生物学”课程教学的学生进行了问卷调 查，总计发放调查问卷 77 份，回收调查问卷 77 份。结 果显示：与传统教学模式相比，应用混合式教学模式 后，研究生对“高级微生物学”课程教学的满意度有了 显著提升 。其中，90.48%的研究生对教学内容与教学 模式满意，95.24%的研究生认为课程学习有助于自己 日后的科学研究 。同时，还有 85.71%的研究生认为微 生物共性实验环节提高了自己的实验操作能力，也有 部分研究生表示通过实验样品采集的注意事项、配制 培养基时添加药品的顺序等基础实验细节认识到了 科研的严谨性;95.23%的研究生表示，通过多媒体、雨 课堂与慕课视频等先演示实验操作流程再开展实际 实验操作的教学方式，有效减轻了对科学研究的畏难情绪，对后续的科研实践有了更多的自信。另外，不同 教师结合自身科研经历讲授科研思维与学科前沿知 识的授课环节收获了研究生的高度好评，有 98.00%的 研究生认为此环节大幅度拓展了自 己对微生物相关 领域认知的深度和广度，同时也引发了对后续即将开 展的研究方向更深入的思考。
通过 3 年的实践，笔者所在学校加强了“高级微 生物学”课程和授课教师团队建设，整合了学科教学 资源，充分发挥了混合式教学模式的优势，增强了研 究生自主学习的积极性和学习的自信心，有效提升了 新进研究生的实验设计和实验操作能力，减轻了研究 生对科研的畏难情绪，为日后的科研学习奠定了坚实 的基础。此外，研究生的论文写作水平较低，为了进一 步提高研究生的培养质量，增加论文写作培养环节将 是未来课程建设的新方向。
四、结语
随着网络信息技术的发展与普及，将研究生“高 级微生物学”课程由传统单一 的教学模式转变为与信 息技术深度结合的混合式教学模式，既是机遇，也是 挑战 。混合式教学模式在课程中应用的实践表明，该 模式更具有优势，在很大程度上解决了“高级微生物 学”课程教学中存在的问题，提升了课程教学效果，但 今后仍需要教师和学生互相配合，不断完善，从而更 好地为高质量研究生教育教学服务。
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