基于BOPPPS 的细胞生物学实验混合式教学模式改革与实践

谭娟，皮建辉，向小亮

（怀化学院 生物与食品工程学院，湖南怀化 418000）

随着时代和科技的快速发展，新时期高校学生的学习方式也发生了变化[1-2]。2019 年1 月，教育部印发《关于加强网络学习空间建设与应用的指导意见》，提出的总体目标是：“到2022 年，面向各级各类教育、全体教师和适龄学生，全面普及绿色安全、可管可控、功能完备、特色鲜明的实名制空间。以空间为纽带，贯通学校教学、管理与评价等核心业务，将空间作为基于信息技术教育教学的基本环境，作为数字教育资源公共服务体系共享服务的主要渠道，作为先进文化建设和家校共育、校企共建的有效载体，综合运用信息技术解决教育教学实际问题，实现基于空间的教与学应用、教学管理、教育治理的常态化，加快推进人人皆学、处处能学、时时可学的学习型社会建设。”[3]基于此，实践课程也需不断改革，创新教学模式，扩展实验空间，促进线上线下混合式教学模式在实践教学过程中更好地应用，精准培养学生核心能力[4-6]。细胞生物学实验涉及的领域较广，从植物到动物、从显微水平到分子水平、从结构到功能，无论是理论基础还是实验技术，都在不断更新，实践性非常强，因此，细胞生物学实验对于生物类专业学生的思维力、意志力和创造力等核心能力培养有着不可替代的作用[5,7]。

由于实验条件、经费、师资等因素的影响，传统实验教学方式单一，教学设计缺乏创新性与针对性，理论与实践融合度不高，而且随着学分缩减和知识增加，课时分配矛盾日益突出。同时，学生学习能力各不相同，部分学生学习兴趣不浓厚，参与度低，缺乏积极性与主动性等。基于此，本文在细胞生物学实验中实施基于BOPPPS 的线上线下混合式教学模式，结合高校特点，充分利用线上资源，拓展实验时间和空间，有针对性地培养学生思维力、创造力等核心能力。

1基于BOPPPS的线上线下混合式教学模式概述

BOPPPS 教学模式 将教学过程分为六个模块：引言（Bridge-in）、目标（Objective）、前测（Pre-assessment）、参与式学习（Participatory Learning）、后测（Post-assessment）以及总结（Summary），六个模块层层递进，创新性地提高学生积极性，从而提高教学的有效性，达成教学目标[8-10]。与国际上流行的 PBL、CBL 以及翻转课堂等教学模式相比，应用BOPPPS 教学模式进行教学设计更具针对性与有效性，越来越多的国内外教师发现其优越性并将其应用到不同类型的课程教学中[11-12]。

基于BOPPPS 的线上线下混合式教学模式是在经典的BOPPPS 教学模式基础上秉承以“学生为中心”理念，将线上教学平台与线下课堂教学充分融合，优势互补，高效达成教学目标[10-12]。基于BOPPPS 的混合式教学模式具有很多优点，教师可应用该模式，以学生为主体，结合课程内容及特点，有针对性地进行不同教学环节的设计、改革与优化。基于BOPPPS 的混合式教学模式虽环环相扣，但不同环节各有侧重点，教师应以达成教学目标为导向，切实有效提高教学质量与教学效果。比如在计算机网络课程在线教学中将BOPPPS教学模式与在线教学有机融合[13]，利用网络平台，实现师生之间、生生之间远程的有效互动，保证教学质量。再比如在动物遗传学课程中，利用课程内容特点，采用BOPPPS 线上线下混合式教学模式，通过线上视频、线上课前前测和课后巩固环节、线下分组讨论等设计，增强了课程的趣味性，从而提高了学生学习的积极性，也使教学效率显著提高[14]。

2 基于BOPPPS的细胞生物学实验线上线下混合式教学模式改革

细胞生物学实验教学不断改革，但在教学过程中仍存在不少问题，集中体现为教学方法单一、教学内容较陈旧、教学经费有限以及教学创新性不够等。针对现有问题，结合学生认知特点和本课程内容特点，教学团队明确以学生为主体，重新定位课程目标，并以该目标为导向，基于BOPPPS 教学模式，针对不同类型实验项目在引言、目标、前测等6 个模块设计合适的教学方式，形成了一套较为系统、具体、实践性强的线上线下混合式实践教学模式，主要改革措施如下：

2.1 重新定位课程目标，细化核心能力提升途径

针对应用型人才培养方案，根据社会对人才的需求，结合课程内容特点，重新制定课程总体培养目标，然后根据课程目标和教学理念的转变，结合不同实验项目，设定更为细致的教学目标。在教学目标设定过程中，除相应的知识能力目标外，更加注重核心能力培养目标的确定。比如“小鼠腹腔巨噬细胞的制备和功能的研究”项目，将教学目标设定为：熟练使用普通光学显微镜；应用倒置显微镜观察巨噬细胞吞噬异物的过程并用电脑绘制简单示意图表示；通过小组合作完成小鼠抓握、腹腔注射、处死等技术；描述巨噬细胞吞噬的激活及吞噬过程。并引导学生思考内吞作用的过程、机理及其调控方式，细胞功能与细胞结构关系以及细胞分化过程。在实验方案中，还将实验设计和实验内容等与核心能力培养目标一一对应。通过精细化的设计，使师生更加明确每一次实验的目的和意义，更加有针对性地进行训练和提升，从而取得良好的教学效果。

2.2 积极创建优质教学资源，拓宽学生视野

为紧跟学科发展、促进实验项目更新，通过教学改革推动实验室建设和课程建设，积极创建良好的实验环境和丰富的教学网络资源。首先在中央与地方共建项目支持下，建立独立的细胞生物学实验室，新购置荧光显微镜、普通显微镜及成像系统、细胞培养箱等教学设备，为深化实验教学改革奠定基础。同时，在大雅超星等平台构建细胞生物学实验网络教学课程，根据需要自制微视频或直接引用中国大学MOOC、哔哩哔哩等相关平台线上优质课程资源，在有限条件下让学生通过网络平台学习各种优质资源，了解细胞实验发展动态，拓宽视野，培养学生的科研思维和创新能力。

2.3 紧密结合院校科研成果，以创新项目激发学生学习兴趣

细胞生物学实验经典内容主要集中在细胞器分离、细胞结构与功能观察等，这些实验对于学生理解细胞的基本结构和功能非常重要，这些项目操作相对简单，但非常耗时，学生参与实验的积极性不高。因此，在教学理念转变和硬件条件建设的基础上，通过结合科研成果等方式进行创新性的设计，把经典实验内容融入创新性实验项目，并与应用实践紧密结合，从而显著提高学生开展实验的积极性。以“线粒体和液泡系的超活染色观察”经典实验项目为例，一般以洋葱为实验材料，结果清晰而明显。如果提供备选实验材料，比如铁皮石斛、金线莲、黄精等珍稀药用植物的组培结果，将科研成果作为实验材料进行横向和纵向的对比，将不同材料之间的液泡系进行比较，或者进行同一材料不同部位或不同时期的比较，结合功能进行分析，不但应用性强，而且实践内容更加充实，大大激发了学生的学习兴趣。通过紧密结合科研成果，创新实验项目，不仅拓宽了学生的视野，也锻炼了学生的科研创新思维。

2.4 基于BOPPPS 教学模式，结合项目培养目标设计教学过程

基于BOPPPS 的线上线下混合式教学模式包含6个模块，各个模块紧密联系但又相对独立，可以在不同的时间和地点分别实施，因此，根据不同类型实验项目的要求，以及设定的教学目标和学生特点，对不同模块进行调整设计，选取和设计适宜的教学方式，比如基础性实验项目侧重线上教学，在引言、目标以及前测模块进行重点设计；而综合设计性实验项目侧重交流实践，在参与式学习及总结模块进行重点设计，着重培养学生的协作能力、创新能力等核心能力。这种“以学生为中心，以网络为平台”的线上线下混合式教学模式，教学环节丰富紧凑，教学手段多样化，形成了各具特色的教学过程，使学生综合能力得到全面提高。

2.5 紧扣人才培养目标，实行全过程综合能力考核

传统实验考核方式是平时成绩（占30%）+期末理论和实践考试成绩（占70%），不能真实反映学生的学习效果。而线上线下混合式教学模式实施时间较长，空间相对自由，考核方法多样。因此，根据培养目标，实行全过程考核，包括每一个项目的课前、课中和课后考核；考核形式多元化，包括线上和线下结合、理论与操作相结合，具体评分权重见表1。改革后的考核方式更加灵活多样，学生学习积极性提高，也有利于培养学生良好的实验操作习惯。

表1 细胞生物学实验线上线下混合式教学考核权重表

3 基于BOPPPS的细胞生物学实验线上线下混合式教学模式方案设计

根据不同类型的实验项目和实验内容，基于BOPPPS，有针对性地进行线上线下混合式教学模式方案设计。下面以改革传统实验项目“线粒体和液泡系的超活染色观察”为单因子设计性创新实验项目为例，该项目在经典实验内容和结果的基础上，进一步深入探讨不同植物在不同生长发育时期液泡系的形态有何差异，同一植物不同部位的液泡系形态又有何差异，同时引导学生从不同层面比如生理学、形态学、生态学等角度考虑问题，把形态结构与外部生态环境联系起来，全面思考问题。基于BOPPPS 的线上线下混合式教学模式具体操作实施过程如表2 所示。

4结语

地方院校以培养应用型人才为主，基于BOPPPS的细胞生物学实验线上线下混合式教学模式，通过线上丰富的微视频教学资源、紧密结合科研成果的教学内容、全程考核的教学手段，极大地调动了学生学习的自主性与积极性，显著提升了教师的教学效果和学生的学习效率。该模式使学生在实验教学过程中真正成为学习的主体，而且有针对性地引导学生独立思考、发散思维、运用所学知识解决实践问题，提高其核心竞争力，有利于培养出具有核心能力的应用型人才，同时还解决了课程学时有限和资源有限等系列问题。但是，实验教学实施过程中还存在教学环节较多、部分实验步骤等待时间较长、教师不能对学生实践操作及时指导等问题，因此，后续教学过程中还需要进一步优化、细化，以达到更好的教学效果。