顾欣 王新谱 李培富 于大华

摘  要：高校实验教学中存在学生学习体验不佳、创造性思维训练不足等问题，有必要开展基于学习体验重构的实验教学模式研究。文章以农业微生物学实验教学为例，以建构主义为理论基础，遵循“以学生为中心”的理念，运用线上线下混合式教学，基于教学目标、学习内容、学习者和学习环境分析，形成学习活动、教学策略与资源等设计方案。教学效果评价表明，学生获得自主性、挑战性和创新性的学习体验，教学效果得到提升。

关键词：学习体验;实验教学;创造性思维; 线上线下混合式教学

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）15-0111-04

Abstract： Many problems exist in the experimental teaching in colleges and universities， such as the poor learning experience of students， the lack of creative thinking training and so on. It is necessary to carry out the research of experimental teaching mode based on learning experience reconstruction. This paper discusses the above problems， taking the experimental teaching of Agricultural Microbiology as an example. Constructivism is regarded as the theoretical basis， following the idea of student-centered. Online-offline hybrid teaching is used. The research has formed the design scheme of learning activities， teaching strategies and teaching resources， based on the analysis of teaching objectives， learning contents， learners and environment. The evaluation of teaching effect shows that the students get autonomous， challenging and innovative learning experience， and the teaching effect is improved.

Keywords： learning experience; experimental teaching; creative thinking; online-offline teaching

目前，我國高校农林专业以“卓越农林人才教育培训计划2.0”为指引，深化农科教结合，通过多学科的现代科学技术融合，建设中国特色、世界水平的一流农林专业，培养“一懂两爱”的一流农林人才[1]。农业微生物学是我校涉农专业的必修课程，涉及国家一流学科1个，一流专业以“培养能够适应和引领未来农林发展需要的卓越农林人才”为育人总目标，以“多学科融合与创新创业融合”为教学改革方向，坚持“以学生为中心，以教师为引导”的教学思想。课程实验教学的目标是通过观测与分析使学生获得专业知识和发展能力，能够评价农业生产中有关问题和现象，“一懂两爱”，树立正确的职业价值观，具备创新意识、创新能力和团队精神。

随着人才培养目标和教育理念的变化，传统实验教学模式已难以适应当代卓越农林人才培养的需要。实验教学设计和教学活动过于偏重技能训练。学生的“参与感低”“主观感受不被重视”“听得多、讨论得少”“按部就班多、创新思考少”的现象不同程度地存在。学生的实验学习体验总体缺乏自主性、能动性，难以获得自信和合作的学习氛围，使教学中创造性思维和情感培养难以见效。针对以上问题，实验教学改革势在必行。当前，线上线下混合式教学模式以其在时间和空间、教与学的方式和技术支持等方面的显著优势，有利于学生获得新的学习体验[2]，吸引了大批教师将其运用到实验教学中[3-5]。近年来，在国家级和自治区级教改项目的支持下，农业微生物学课程进行了一系列改革，建设配套慕课，施行线上线下混合式教学，完善了实验室软硬件条件，构建了“基于学习体验重构的实验教学模式”（以下简称改革模式），取得了良好的教学效果。

一、重构学习体验的根本是“以学生为中心”的教学理念

建构主义指导下的教学观强调学生的主动性，认为教学“以学生为中心”。学生在学习情境中通过意义建构而获得知识[6]。因此，学生在学习过程中建立起来的主观心理感受——即学习体验与学生知识的建构直接相关。研究表明，通过教学活动，学生在心理上形成自信、自主性和自我满足等体验。这种积极、良好的情绪和情感构成学生学习的内在动力，影响学生的学习策略和对知识建构的状态[7]。因此，良好的学习体验是获得良好教学效果的重要前提。

农业微生物学实验教学遵循“以学生为中心”的教学思想，兼顾不同实验教学情境的共性和个性，通过协调学习环境（包括实验室内、外和线上线下的学习环境）的时空衔接，采用创造性思维训练活动，优化学生协作与会话的场景，助力学生形成自主性、挑战性和创新性学习体验，训练创造性思维，实现学生的意义建构。

二、重构学习体验的教学设计

在建构主义指导下，实验课程教学设计遵循“以学生为中心”的教学思想，兼顾不同实验教学情境的共性和个性，通过协调学习环境的时空衔接，采用创造性思维训练活动，优化学生协作与会话的场景，助力学生形成自主性、挑战性和创新性学习体验，训练创造性思维，实现学生的意义建构。

（一）学习目标确定

传统教学目标几乎全部以知识理解和技能掌握为主要内容。改革模式确立了不同的能力目标和情感目标，即学生通过学习，在能力维度上不仅能够分析实验结果，还能够运用专业知识与技能解决实验中出现的问题，并能将所学运用于专业实践;在情感维度上具备团队合作意识、创新意识和创新能力。由此自浅至深，由单一技能的分析延伸到技能应用、岗位需求，再提升至创新构想、发明构想和创业设想，其间融入“一懂两爱”思政教育元素。

（二）学习者和学习环境分析

学习本课程的农林专业学生对实验教学具有较强的好奇心，期待所学知识与未来工作具有关联性。因此，农业微生物学实验教学既重视基础实验知识与技能的培训，又兼顾各专业需求，在教学事例、应用实例上增加专业特色问题。在学习环境上。当代大学生对教学的信息化、时空的自由度具有更高的要求和期待。为此，在实验中采用线上线下混合式教学。“线上线下融合”“课内课外衔接”的实验教学环境促使学生能快速融入教学中，在积极自主的氛围中形成认知，拥有更强烈的自信与获得感。

（三）学习活动设计

多维度的教学目标对实验教学活动设计提出了更高的要求。学习是行动，通过行动学习[8]，即通过学生的学习行为建构意义。与之相适，原来以教师讲授为主，学生积极性较低、互动弱、类型少的教学活动，需要变成以学生在多样化环境中完成学习任务为主[9]，学生积极性较高、互动强、类型多的教学活动，才能激发学生学习的能动性。结合线上线下混合式教学模式，除了实践操作活动外，在课堂内外主要采用小组讨论、协作解惑、学生讲解、探究等创新思维训练活动，使学生“讲-做-教”融合。鼓励学生间的协作和会话，培养其质疑精神和创造性思维，促进认知形成，达到知识内化的学习效果。

（四）教学策略设计

围绕“以学生为中心”进行教学预设，遵循意义建构的规律，预设学生从旧知到新知、从经验到理论、从专业到创新创业的有意义的学习过程。采用的教学策略有：发放课程任务单，使教学目标明确化;利用实验主题相关案例或事件作为教学素材，使知识呈现情境化;采用多种教学活动使学习方式多样化;实验课多媒体展示与总结图示化、精美化等[10]。总之，通过教师有效地引导，促进学生有效地学习，使学生依次达到主动参与、锻炼思维、迸发灵感、开启创造性思维的状态。教师负责实验的全程指导，主要引导学生形成解决问题的思路，从而在重构学生学习体验的基础上实现创造性思维培养目标。

（五）教学媒体或资源的开发与整合

改革模式采用大量网络教学资源。课程组研发了农业微生物学慕课，实验型微课与理论型微课配套使用，实践与理论互为佐证，辅以学习通软件，使线上线下教学顺畅融合，使学生学习的时空自由度和体验感更强[11]。同时编制实验教材。新教材打破传统实验教材与实验报告的界限，使学生清晰地知晓学习目标、学习内容和考核标准，可快速融入教学流程。其中，“预习内容”提供了慕课、专业网站的二维码，使预习不受时空约束;“小组活动”预告活动主题和形式，提供讨论题目，供学生提前做准备，可激发生生协作与会话，使合作过程贯穿课堂内外;“拓展性专业应用和创造发明训练”提供与专业领域相关的应用场景或问题，具有一定挑战度，不设置标准答案，强调学生个体通过深度学习、思考辩论和自由探索发出自己的声音，在实现知识内化的同时训练创造性思维。

（六）学习效果评价

采用“3+1”模式，即基于学习态度、科学实践、科学知识构成的学习内容[12]和创新思维的心理加工水平对学习效果进行分析和评价。评价内容涵盖预习、实验操作、团队协作、实验报告和拓展问题等。改革模式强调对学生的预习成果开展评价，具有重视预习、提高实验效率的双重推动作用;设置学生自评，促使学生在教学情意中由被动变为主动，对自身学习情况形成清晰的判断[13-14]。为避免评价的盲目性和随机性，考核评价表对各教学环节分别列出对应等级（由高到低依次为A、B、C、D、E）的评价标准。学生在进入学习情境初期就能清晰获知评价要素，有利于其明确努力方向，结合自身认知特征扬长补短。伴随着教学进程，教师根据教学活动中的学生表现和学生自评进行分项评价和综合评价。教学总结与评价既是教师开展教学反思的重要部分，又给学生提供了审视自己的时机，促进了教学效果的提升。

三、重构实验课程学习体验的路径

改革模式具有线上线下混合式教学模式的部分特征，与传统模式有一定区别。

（一）课前阶段

改革模式与传统模式的主要差异涉及教材、学生角色和预习准备等。教师发放本次实验的课程任务单和教材，开放网络教学资源，在线督促和引导学生预习，反馈学生的疑问，调整和优化实验教学设计。学生根据教学任务单和实验教材的要求，利用线上线下资源预习;根据活动提示，为课堂小组协作和讨论活动做准备，目标更清晰。

（二）课内阶段

在培养学生学习自主性的同时，要达到“讲-做-教”融合，需要灵活多样的课堂活动与之契合[15]。根据不同教学环节的目标要求，设计以学生为主的系列活动。

1. 引入环节。对应不同的实验，以典型案例或社会事件作为教学素材，如微生物物种的发现、创新实例、专利发明研发过程、生产生活现象和时事等思政元素，提出问题，激发学生好奇心和求知欲[16]，使学生感知发明创造与创新并非遥不可及，微生物标本和仪器设备都有了生机和活力。

2. 预习考核环节。预习为实验教学提供了重要保障，可显著提升教学效率[17]。改革模式主要通过“白板活动”促使学生形成预习习惯并查漏补缺，實现预习到位。

白板活动属于分析式教学活动。以小组为单位，基于预习，将实验目的、基本步骤、注意事项和拓展问题写在白板或白纸上。随机抽取一组向全班汇报。其他小组经过讨论，对汇报组进行补充、纠正、质疑和答疑。教师负责评价与打分。设计依据与原理：传统模式以教师讲授或演示为主，学生模仿并重复操作，常感无趣，不具有挑战性，不利于批判性思维的培养。该活动让学生在实际操作前自检是否真正了解原理、操作要求和重难点，而检视的最佳方法就是看学生能否准确地挑出错误并清晰地表达、准确地纠正。正是这种辨错能力为学生提供了部分学习动力[18]。实践表明，学生的预习欲望更强烈;对理论和流程掌握度较高者向掌握度较低者讲解，加深对实验的认识，培养了自信心和表达能力;尚未掌握者可快速跟进，保证学习的流畅。这种“学生教学生”的活动对提升学生的主观能动性[19]、交流能力、逻辑思辨能力和批判性思维培养具有很好的促进作用。

3. 实操环节。辅助学生自主性探索和形成认知的教学资料主要有两部分，一是实验教材，二是实验慕课。学生可以根据实操步骤和个人学习需求，随时随地通过手机端观看学习。

小组协作：学生基于探索性操作，通过小组协作、生生会话、师生交流，思考并讨论实验中的困难，对教材中设置的问题拟定解决方案，将结果和设想记录在报告中。教师在指导中侧重引导学生思考与分析，在纠偏改错的同时，使学生明白“怎么做”“为什么这样做”，进而延伸思考“是否可以用其他方法解决”。

“找错误”活动：基于课堂观察与目标选择，教师或学生用手机摄录部分学习情境，包括规范和错误操作行为、正常和异常试验结果、实验中其他非常规现象等。待实操环节临近结束时，播放影像并进行师生点评。教师营造鼓励的氛围，对表现优秀者给予表扬，引导学生辨识和纠正错误或问题，最后进行综合评价，有利于形成良好的师生关系[20]。学生的课堂身份在质疑者与被质疑者之间变换，提升探求新知的能动性[21]，在积极的氛围中面对问题、解决问题，形成意义。

4. 总结环节。涉及课堂教学总结、实验教材中报告模块完成情况抽查、课后作业与拓展学习训练安排、预告新实验和预习要求、课后拓展学习资源的提供等。通过梳理教学，再次让学生审视自己的学习。与此同时，教学中的收获给学生满足感，存疑引起探索欲，不足导致反思并推动创新思考。

（三）课后阶段

在改革模式中，创新思维训练以拓展学习训练的方式延伸至课下。为了更好地培养发散性思维，激发学生产生创新设想，在训练题目设计上突出了个性化、挑战性、与实践的关联性。每一个拓展学习训练题目对应一个实验。例如实验“微生物菌落观察”，对应的拓展学习训练题目是：假设你是农业技术人员，田间调查发现作物上的微生物感染症状较为复杂，需要取样并带回实验室。请设计一个实验方案，以判断引起该病害的是哪类微生物？要求撰写实验技术路线图，并用文字说明其原理。该教学活动促使学生查文献，找方法，综合运用实验所学，活跃思考，解决问题。这种将专业知识与农业科技工作衔接的教学设计，激发了学生的兴趣，其学习收获适用于实践和未来专业工作岗位，同时推动了创新思维训练目标的达成。

此外，学生在课后利用慕课和教材进行实验回顾、复习、师生或生生互动，完成教材中设置的问题、作业、训练题目和自我评价，线上线下进行教学意见反馈等。教学助手收集实验报告、教学影像和文字资料，交给教学团队归档。教师根据学生的实验报告完成情况和课堂各环节表现，结合学生自评，对其学习效果进行综合评估并评定等级;依据教学资料和学生反馈开展教学反思，通过总结、归纳进行教学改进。

四、结束语

感知体验和学习者满意度是评价学生学习体验的核心指标[22]。通过慕课平台在线问卷功能对新实验教学模式开展教学效果评价，共有三个专业123名学生完成问卷。统计结果显示：学生认为，与传统模式相比，改革模式更有利于创新思维的形成（69.11%）;促进了对专业知识和实验技能的深入思考和理解（63.41%）;有利于培養团队协作精神，促进生生和师生交流（63.41%）;能够更有针对性地掌握微生物学实验关键技能（53.66%）;能够开阔视野，学到书本上没有的知识（48.78%）。学生对该教学模式感兴趣和比较感兴趣的占95.12%;对新型实验教材表示适合和基本适合的占98.37%;认为实验教材中设置的拓展问题对专业学习和拓展新知具有促进作用的占92.68%。对教学模式表示非常满意的占24.39%，满意的占59.35%，一般的占16.26%。学生在反馈意见中表达，希望教学活动更为多样化，拓展训练进一步增加。

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