微藻生物技术课程混合式教学的创新人才培养模式

中图分类号：C961 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2025）14-0079-04

Abstract：Theneweraofinformatizationhasfacilitatedtheriseofblendedteaching.Atpresent，theresearchonblended teachingmainlyfocusesonthecomparisonbetweenclasroomteachingandonlineteaching，noresearchhasbeendoneto exploretheefectofblendedteachingfromtheperspectiveofthelearner，aswellasthecutivationofcreativethinkingand inovativespiritintheteachingsesion.Forthepurposeofhybridteaching，wetaketheMicroalgaeBiotechnologycoursefor undergraduatesinbiotechnologyastheexample，buildinnovativetalentcultivationmodearoundthecultivationofinovative consciousnessandresearchliteracyofundergraduates，andexploreanefectivehybridteachingsystemtoachievethegoalof cultivating innovative talents urgently needed in the field of biotechnology.

Keywors：MicroalgaeBiotechnology；courseteaching;blendedteaching;innovativetalentcultivation;inovativethinking

微藻生物技术产业研究，最早出现在20世纪60年代的日本。随着微藻生物技术产业的不断发展，各个国家充分认识到微藻生物技术产业的重要性，微藻生物技术可面向食品、环境、能源和医药卫生等多个领域[-2]。微藻生物技术这门课程就在这个大背景下应运而生，是重要的专业理论课程，其目的和任务是使学生在已学生物化学、微生物学与生物工艺学等课程的基础上，进一步了解微藻的分类、结构与形态、生态地位、繁殖机制的共性规律；重要蓝细菌和绿藻的培养技术及其影响因素以及在工业中的应用原理，重要微藻制剂（含生物能源和生物材料）的生产与制备工艺技术，构建合理的工业微藻生物技术的知识与实验体系。少数发达国家在微藻生物技术领域中占有绝对比重，处于产业主导地位。而当前我国此领域的发展仍处于初级阶段，与发达国家存在较大差距。因此，培养一批该领域的创新性科研人才已成为我国新能源领域发展的现实需要。

在经济全球化和国际局势日益变化的21世纪，为了适应知识经济全球化，我们必须注重培养高素质、高水平的创新型人才，才能使中国在科技竞争中脱颖而出。因此，本科生专业教育应当责无旁贷地挑起这一历史重任，创新型人才的培养成为了当今高等院校本科生教育的重要使命；微藻生物技术教育应在提高学生综合能力的教学中循序渐进地提高学生的创新意识、批评思想和实践能力。这是本科生自身发展的迫切需要。

国内外微藻生物技术课程教学的现状分析

微藻生物技术是一门理论与实践并重的课程，需要教师将新的理论工艺和技术融入实习实践，抛砖引玉，培养学生创新思维和学以致用的能力。然而，国内开设本课程的院校较少，微藻生物技术教学仍以课堂、教师和课本为中心，以传统灌输为主，以讨论和实验等方法为辅的教学模式并不能满足实际的需求，也难以调动学生参与课堂并主动思考的积极性4。此外，本课程教材陈旧，巨大的时间跨度导致教学内容缺乏前沿理论工艺和技术，与实际需求相脱节。另外，以考查和考试为主的课程考核要求也常导致学生只关注考核知识点，而忽略不考知识点，对本课程的理解片面化，不仅交差意识重，也很难激发学生创新思维。

在微藻生物技术的教学方面，国外则注重采用多元化的教学模式，在专业课程设置、授课方法、考核规则等方面与国内教学存在显著差异。课堂授课方式和考核方式灵活多样，注重教师与学生的互动，培养独立思考及创新能力，对相关内容分别进行考查。综合考核主要通过课堂内容的闭卷考试、课后提交阅读报告和课堂讨论等方法进行。这种综合考核不但能及时地检测学生们对课堂内容的学习和掌握情况，而且还能激发学生对课程的兴趣，培养创新思维。

面对新形势的发展，国内教学模式很难满足当前培养创新型本科生的要求，迫切需要研究和改革相应的课程体系。通过混合式教学，激发本科生探索科研问题的能力，培养他们的创新思维和创造能力。针对教学内容陈旧问题，我们可以结合教师团队的科研成果及地方企业的实际情况，针对微藻的大规模培养、微藻产生物柴油的研发、微藻生物反应器的制备、微藻固碳和微藻污水处理等领域，对地方企业实地调研，构建微藻生物技术案例库。要求学生通过自主预习、课堂汇报、课后讨论和提交报告等环节，基本了解微藻的生态地位、分类与分布规律，认识重要蓝细菌与真核微藻的生长习性与繁殖机制，熟悉个别工业应用微藻的生理、生长及其控制的基本原理以及制剂的生产与制备工艺，进而掌握科研思路，形成创新思维5-。

国外对混合式教学的研究较早，且已经取得了较为令人瞩目的研究成果，得到了广泛的推广。混合式教学，MargretDriscoll早在2002年就对混合式学习的概念进行了表述，他认为混合式学习是教师在多媒体教学技术的辅助下，结合多种教学模式，融合多种教学方法，培养学生的创新思维和创新能力，帮助学生们取得最佳的学习效果。国外关于混合式教学的研究主要包括以下四个方面： ① 探讨混合式教学的目的和意义；② 分析和探究混合式教学的理论框架； ③ 分析和探究混合式教学模式和教学策略； ④ 研究混合式教学的评价方法和教学效果。多数学者认为学生在线上线下相结合的环境中学习，可以获得身临其境的感知体验和更好的学习效果8。由此可见，在混合式教学的研究方面国外学者已经初步达成了共识。特别是在近年来慕课大流行的背景下，高等教育领域的关注点逐渐转向混合式教学。但该教学模式也有不足之处，例如少有学者研究过混合式教学在具体学科上的应用。

目前，国内的在线教育还处于逐步发展阶段，沈冰蕾等研究了小规模限制性在线课程（SPOC）的特征，通过SPOC来完成线上线下教学的深度融合，实现了课堂教学的面对面互动和网络教学的资源共享的结合。吕凤俐等提出了在专业实践课中采用线上线下教学相融合的教学模式，通过课前预习、课堂学习、课后分析及拓展练习的教学安排，引发学生创新思维，提高学生在专业实践中的实践能力。目前，我国少有学者对混合式教学的学习效果进行过研究，大多数学者仅仅是比较了课堂教学与网络教学的优劣，忽略了学生对混合式教学效果的看法。学生对混合式教学模式的认可度才是证明该模式效果最可靠的依据。

因此，以生物技术专业大学生微藻生物技术课程为切入点，针对相关大学生进行线上线下混合式教学，以培养生物技术领域急需的创新型人才为目标，围绕本科生创新意识和科研素养的培养，探索有效的混合式教学体系，将理论与实践相结合，遵循创新课程教育模式，从而为生物技术专业培养一批具有国际视野、扎实专业知识与技能、具有创新思维的国际化科研人才。

二微藻生物技术课程的创新人才培养模式构建

以生物技术专业本科生微藻生物技术课程为切入点，开展以培养本科生创新意识和科研能力为核心的课程体系建设，并结合国内外教育现状，探索符合学科发展规律和教育教学规律的线上线下混合式课堂创新教学方法，探究创新意识与科研能力培养的有机结合模式，具体展开内容如下。

（一）优化重构线上学习与线下课堂的教学内容

以生物技术专业学生的培养目标、培养要求和培养特色为课程体系设计的立足点，重点关注课程体系的系统调整和整体优化。教师需要修订或补充教材内容，更新微藻生物技术领域的新成果和新手段，删除陈旧或对学生能力培养没有帮助的知识点；根据学院专业特色的定位，选择与微藻工业应用相关的教材。此外，教师还应当充分利用在线教学平台的精品课程资源或自制教学视频制作案例库，倡导学生在线自主预习，激发学生的学习兴趣。

（二）探索合适的线上线下混合教学方法

探索互联网新型教学模式，解决原有课堂学生沉默、师生缺乏交流的教学难题，充分利用雨课堂、慕课等新型教育技术，引导学生线上预习，采用多种形式进行课堂展示。以微藻规模化培养为例，首先在课前，教师布置学生查阅文献或观看教学视频，掌握微藻的生长特性、影响因素、微藻规模化培养的关键技术、微藻生长动力学模型，课上教师对上述内容进行深人讲解，提出微藻规模化培养的难点，进而引发学生思考有效提升微藻生物量的手段，查阅文献后设计并提出解决方案。

（三）优化线上线下混合式教学模式的课程资源设计

在内容上更新现有的课程资源，优化线下课程资源建设，重点完善线上课程资源的建设，以建设微藻生物技术案例库为主要任务，使线上线下教学优势互补。在原有课程资源的基础上更新微藻生物技术领域的前沿热点，制作典型的案例库，精心制作相关的网络教学视频、在线作业题库等网络学习资料，设计、重组和管理线下课堂活动，并安排网络延伸教学，展开对微藻生物技术领域关键技术和发展瓶颈问题的线上讨论、在线测试、自主设计实验等等，帮助学生复习巩固所学知识点，提供个性化的指导。

（四）设计完善的课程考核方案与课程评价体系

按照课程的教学目标、要求与方案，设计更可靠的学习效果考核标准，将过程考核与期末考试结合，采用线上线下的考核手段，构建与微藻生物技术课程教学内容相适应的考核体系[12]。

三微藻生物技术课程创新人才培养的实施方案

（一）优化教学内容，完善课程教学资源，完成课堂教学的目标教学内容作为课堂教学的立足之本，是保证教学效果和人才培养质量的基础

根据微藻生物技术课程的特点和当前生物技术的发展趋势，对课程内容进行了重组和设计，以确定一个适合生物技术专业特征和学生基础的可行、实用的教学大纲；注重重要原理和发现的具体过程以及思维方法，强化培养本科生的科学研究思维能力、分析问题和解决问题的能力；强调课程中研究技术的原理和应用，引导学生学习并应用新技术，更新相关领域的最新理论成果、技术方法和应用思路，将这些新技术和新工艺引入课堂教学，不仅有助于学生掌握行业发展趋势，也符合培养其工程应用能力的要求]。

开展线上线下混合式教学模式（如图1所示）需要有大量教学资源的支持。区分线上资源和线下资源，将线上资源上传到网络平台，鼓励学生进行自主学习。此外，教师需将部分资源引入课堂教学，通过线下教学反映学生自学情况和线上教学效果，将线上教学的内容以实践化的活动形式展现出来，使学生在实践中理解和掌握知识内容的本质，培养学生的实践能力，提高他们的学习效果，以达到课程教学的目标[13]。

（二）创新教学方式，创建混合化教学活动，强化学生对知识的应用

改进课堂教学方法，使传授型教学转向研讨型和问题导向型教学。综合运用总结式、实践式和研讨式的教学模式和方法，引导学生自觉主动学习，培养学生获取知识、开拓思路、研究和解决问题的能力[4。积极创建线上线下混合的教学活动，构建以讨论为基础的在线教学活动形式，让学生分组讨论与课程相关的热点话题，将讨论结果以PPT的形式汇报给老师，以展示自己的学习成果。同时，教师在网上构建基于不同角色的教学活动，使学生体验课程教学的过程，加强其对知识的理解和应用，提高线上线下教学的融合度[13]。此外，鼓励学生大胆讨论、敢于质疑，激发学生自主学习的热情，充分发挥学生的主体作用，引导学生树立创新意识，提高学生的科研素养，同时帮助其掌握前沿知识，拓展学术视野[3]。

（三）改革教学模式，运用相关的教学软件，构建混合化教学平台

线上线下混合式教学模式也被称为基于SPOC（SmallPrivateOnlineCourse）的翻转课堂。在混合式教学模式中，相关的教学视频、学习互动、在线测试及评分可通过搭建线上平台在班级内覆盖。同时，通过面对面的课堂教学，弥补网络学习学生参与度和完成率不足的缺陷，充分利用混合式教学模式的优势，点燃学生学习的热情，引导学生积极主动学习。运用爱课程、微课、虚拟仿真和慕课等软件丰富课堂教学方式，从而构建一个线上线下流程清晰的混合教学平台。这种教学模式将线下课本知识与在线视频资源有机结合，不仅为学生提供了一个便捷、开放、互动和交流的平台，还通过不同于线上教学的线下课堂互动、教学内容设计等环节，进一步延伸和强化了线上教学[5]。因此，线上线下混合式教学模式将信息化的教学软件与传统课堂教学相融合，使之优势互补，实现了教学效果的最优化。