任务驱动式教学法在环境微生物学课程中的应用

单凤君，张婷婷，王 蕊

(辽宁工业大学 化学与环境工程学院，辽宁 锦州 121001)

“环境微生物学”是辽宁工业大学（以下简称我校）环境科学与工程专业的重要专业基础课之一，是后续水污染控制工程、大气污染控制工程和固体废物处理与处置等专业课的前期基础课程，也是许多高校环境工程、环境科学必修的专业课程。“环境微生物学”理论学时为32 学时，在以往的教学中也尝试着进行了教学方法和考试方法改革，如以“环境问题与微生物的作用”为题，通过文献阅读，完成综述性论文的撰写，并将论文成绩作为期末总评成绩的一部分。这种教学改革形式比较简单，没有强化师生互动、生生互动，没有重点培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维。“改革方法，课堂活起来”是《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》中的建设内容之一，主要包括以提升教学效果为目的创新教学方法；强化课堂设计；强化现代信息技术与教育教学深度融合；杜绝教师满堂灌、学生被动听的现象[1]。根据实施意见精神及培养目标的要求，将任务驱动式教学方法引入环境微生物学的教学中，提升了课程学习的深度和挑战性，培养了学生深度分析、大胆质疑、勇于创新的精神和能力，同时也培养了学生利用微生物学理论解决环境污染问题的能力。

一、课程教学改革策略

（一）整合教材，优化教学内容

教材是教师的第一手教学资料，也是学生最直接的学习资料。我校环境科学与工程专业的主讲教材为周群英、王世芬编著的《环境工程微生物学》（第四版）。由于理论教学仅32 学时，因此必须对教材内容进行重新整合和优化。根据教学大纲及教学目标，我们将教材分为3 个模块：一为微生物的形态结构，主要内容为病毒、原核微生物、真核微生物中主要种属及环境工程领域主要应用的微生物的形态、结构及其功能，此为教材的第一章、第二章、第三章和第六章部分内容；二为微生物的营养、繁殖及生态，主要内容为微生物的酶、微生物的营养、微生物的能量代谢、微生物的生存因子及土壤与水体中微生物的生态，此为第四章、第五章和第七章部分内容；三为微生物在环境工程领域的应用，主要内容为微生物在碳循环、氮循环及磷循环中的作用，污（废）水生物处理中的微生物学原理，有机固体废物及废气的微生物处理及其微生物群落，此为第八章、第九章、第十章和第十一章部分内容。此外，我们结合分散式农村生活污水处理工艺的特点，介绍人工湿地、膜生物反应器（MBR）和移动床生物膜反应器（MBBR）工艺中微生物学原理及微生物群落。同时，将国内外微生物的研究热点和最新研究成果及时补充到相关章节中，做到教学内容不断优化与更新。

（二）补充和完善慕课平台教学资源

教师不但要收集互联网中与本课程知识相关的内容，而且还要与主讲教材知识体系进行整合，并将其上传至慕课资源平台，作为学生课下学习的拓展资料[2]。（1）将教学课件、教学视频、微课、其他优秀的微生物学电子教材等教学资源按课程模块上传至慕课平台，丰富教学资源。同时，在每个课程模块下设置任务点、考核方式与考核目标，为学生课下学习提供目标导航。（2）建立题库、作业库和试卷库，用于阶段性学习的量化考核。按章节建立题库和作业库，作为每节或每章学习状况的考核内容。按模块建立试卷库，作为学生阶段性学习状况的综合考核指标。

（三）重建课程考核体系

在“环境微生物学”教学中采用任务驱动式的教学方法，目的是增加学生对课程学习的课外投入，使课堂主角由教师转向学生，以此激发学生学习的能动性和自觉性。因此，学生学习效果的考核方式也要做相应的调整，具体措施：注重学生的过程学习评价，增设过程考核量化评价和非量化评价。量化评价即慕课平台上题库、作业库和试卷库完成情况。量化考核题目基本为教材的重要知识点，主要以客观题为主；非量化评价即章节或模块任务点完成情况。任务点主要为教师设置的任务型主观题目，学生必须在课前、课中和课下进行刻苦学习及大量阅读文献或经过实践操作，才能较好地完成。

二、任务驱动式教学法在环境微生物学课程中的实施

（一）任务的设定

与传统教学方法相比，任务驱动式教学的每个知识点都在任务中有所运用，每个任务与知识点密切关联。学生必须通过完成任务实现知识获取，在知识获取过程中体现目标性、自主性和创新性等特点[3]。因此，任务设计是任务驱动式教学实施的第一步。根据“环境微生物学”的课程性质及与其他专业课之间的关联度，紧扣教学大纲和教学目标，设置教学任务。教师设定好每个知识环节的任务，并上传至慕课平台的讨论区。本课程具体任务设计及任务目标见表1。

表1 “环境微生物学”任务设计及任务目标

（二）任务驱动式教学法的实施

以“采集土壤样品，获得土壤中的细菌菌落总数及微生物群体特征。”任务完成为例，讲述任务驱动式教学方法在环境微生物学课程学习中的实施过程。

学生根据教材、课件及教学视频（知识点：土壤为什么是微生物天然良好的培养基？）进行课前自主预习，教师根据知识点的完成情况确定学生具备完成任务的基础及预习中出现的难点问题，进行课前指导。如为何要测定土壤中的细菌菌落总数？教师对土壤取样的原则、污染土壤和未污染土壤中微生物群落的差异等关键问题进行启发和回答，然后下达教学任务及分组名单。小组成员课前通过组内有效协作进行任务解决方案的设计，列出方案设计过程中遇到的问题，并到课堂上与同学及教师讨论。教师在考核知识点的同时，以相似案例启发并解答和延伸问题。最后，由教师根据教学内容和完成任务目标需要的重点知识点和拓展知识点，对教学内容进行归纳和总结。比如，培养土壤样品的培养基制备，土壤制样、培养、观察、记录等一系列操作规则，在实践操作中巩固理论教学，真正做到理论与实践相结合，使得各小组在课后通过知识点的复习和作业完成的同时，通过实验操作，完成任务作品，并上传至慕课平台。任务完成优秀组将作品做成PPT 到课堂上与同学及教师分享，实现了“对分课堂”。使学生在任务完成的过程中，既复习了教学重点又拓展了知识结构，激发了学生学习的能动性，培养了学生的批判思维和创新精神。

三、任务驱动式教学法的教学评价

任务驱动式教学应建立与之相适应的科学的教学评价机制，主要采用过程评价和期末考试相结合的形式，能客观、公正地反映学生的学习效果，激励学生自觉、主动地学习，让学生养成乐于思考、独立学习、善于总结的学习习惯，提高学习能力[4]。

过程评价主要包括课前知识点完成情况、课堂参与情况、课后作业及任务目标完成情况，同时将学生的学习态度、团队协作精神、批判思维、创新精神和动手能力等作为过程考核指标，通过教师评价、学生自评、学生互评完成学习的过程评价；期末考试主要包括课程基础知识、基本理论及对基本知识和基本理论的应用情况，达到理论和实践相结合，培养高素质应用型人才的培养目标。任务驱动式教学法的过程评价指标及指标权重见表2。

表2 任务驱动式教学法的过程评价指标及指标权重

过程性评价贯穿学生学习的全过程。评价指标和指标权重作为过程性评价的主要依据，不仅使学生学习目标明确，也使得学生能够挖掘自己的潜能，主动得分。教师及时标注和反馈学生的每一项得分，注重结果反馈的人文情怀，注重个体学习的差异，充分发挥过程评价的积极作用。

任务驱动式教学方法以“任务驱动”带动学习，实现了“以学生为中心、以学习为中心”和学生是课堂主体，教师主导课堂的教学理念。通过任务解决方案的设计、补充、完成及任务目标的实现，使知识的掌握以实践的过程呈现出来，充分调动了学生学习的热情，提高了教师与学生之间的互动性，活跃了课前、课中和课后的学习氛围，也使学生的实践能力得到了一定的锻炼与提高，激发了学生创新精神和批判思维，取得了较好的教学效果。