课程名称： | 微生物学 | ||
学院 | 生物与环境学院 | 负责人 | 徐洁皓 |
课程性质： | 专业必修课 | 授课对象： | 生物制药大二（专业年级） |
微课章节名称 | |||
一、切入课程思政的课程知识点
（一）知识点1：病毒（1）病毒的形态、构造和化学成分；（2）病毒的分类；（3）4类病毒及其繁殖方式。
（二）知识点2：微生物的分类和鉴定（1）微生物分类鉴定中的经典方法，包括经典的鉴定指标，快速或自动化鉴定技术等；（2）微生物分类鉴定中的现代方法，包括通过核酸分析鉴定微生物遗传型、或通过细胞化学成分用作鉴定指标的方法。
二、课程思政目标
（一）总体目标
贯彻国家“立德树人”的教育方针，结合学校“应用型人才培养”办学定位，本课程培养目标为：
1.1知识目标
知识目标1：微生物的形态结构、生理生化、生长繁殖、遗传变异、生态分布、传染免疫、分类鉴定及微生物与其他生物的相互关系及其多样性，在工、农、医等方面的应用。
知识目标2：掌握微生物学研究与应用的主要方法与技术，如培养基的配置、细菌的分离纯化、环境微生物的检测鉴定。
1.2能力目标
能力目标1：掌握微生物相关的基础知识以及基本实验技能，并综合运用所学知识和技术解决问题的能力
能力目标2：具备自主学习和终身学习的能力，培养学生合作沟通、口头表达，组织协调能力。
1.3价值目标
（1）通过学习专业知识，感受无处不在的辩证唯物主义的世界观和方法论，并逐步强化坚持和运用这些立场观点认识问题、分析问题和解决问题的综合能力。
（2）通过学习微生物史实和微生物学家事迹，领悟理论知识背后的艰苦研究以及科学家的爱国、敬业、严谨、诚信、奉献等精神，激励学生勇攀科学高峰，树立严谨求实的科学精神，厚植爱国情怀。
（3）通过学习专业知识在环境保护、生命健康、食品安全等领域的应用，并进行专题讨论，重视课程知识在专业行业、实际生产生活中的应用，增强专业自豪感、职业认同感和社会责任感。（知识、能力、素质、价值目标等）
（二）具体课程目标
（1）了解我国科学家在新冠病毒的发现、疾病诊断和疫苗研发方面的杰出工作，激发学生的使命感和爱国情怀；
（2）认识利用科学理论解释自然现象的重要性，进一步激发同学们的理性批判、求真求实的科学品质。；
2.针对知识点2（微生物分类鉴定的方法）的课程思政目标：
（1）培养学生具备实际情景准确选择合适的微生物分离和鉴定方式，同时串联原核生物特征、营养需求、生长控制等知识点，设计科学合理、细节到位的研究方案的能力；
（2）引导学生思考微生物分类鉴定对社会发展和人类健康的影响，培养他们的社会责任感和创新精神。。
三、知识点与思政教育结合的教学设计
（一）针对知识点1（病毒）的教学设计
教学内容：（1）病毒的基本结构；（2）病毒形态；（3）以噬菌体为例，病毒繁殖过程；（4）温和噬菌体和烈性噬菌体的特点。
教学案例：（1）“丙型肝炎病毒的发现”获得2020年的诺贝尔生理与医学奖；
（2）我国科学家在新冠病毒的发现、疾病诊断和疫苗研发方面的杰出工作；
（3）人类历史上第一个被消灭的病毒—天花；
教学延伸：将历史上由病毒引起的重大传染性疾病与本节课教学内容建立联系，将学生带入到课堂教学中，激发学生的学习兴趣，同时告知学生，可以将理论知识运用到实践中，为疾病的控制、疫苗和药物的研发奠定基础。
教学总结：采用线上/线下混合式教学模式，整体课堂采用BOPPPS设计。课前在Moodle平台上推送与教学内容相关的课外优秀视频及文献，让学生有感性认识，带着问题和好奇心来课堂进行学习。课上老师首先明确教学目标，刻意设计与生活息息相关的案例激发学生内在学习驱动力，同时也充分利用雨课堂实现签到、随机提问、测试等环节，随时检测学习成效。课后环节布置学习任务巩固所学。
（二）针对知识点2（微生物分类鉴定的方法）的教学设计
教学内容：（1）微生物分类鉴定中的经典方法，包括经典的鉴定指标，快速或自动化鉴定技术等；（2）微生物分类鉴定中的现代方法，包括通过核酸分析鉴定微生物遗传型、或通过细胞化学成分用作鉴定指标的方法。
教学案例：（1）宁波地区某养殖基地中华鳖大规模死亡，疑似为某种细菌感染，若你是相关检测机构人员，请设计实验方案协助养殖场进行病原菌的分离和鉴定，并提供防治指导。（2）Carl Woese的案例展现科学家的探索精神；（3）16SrRNA技术的局限性说明科学探究是无止境的，鼓励学生坚持不懈，勇于创新。
教学延伸：根据学生专业未来就业方向，设计情境案例，以目标引领，引导学生逐步思考，提高学生利用基础知识解决实际问题的能力。引导学生深度思考：“Carl Woese创立的利用16SrRNA建立分子进化树，是微生物鉴定中最常用的方法之一，但16SrRNA鉴定有一定的局限性。在实际实验中，如果16SrRNA只能鉴定到属，而不能鉴定到种？那如何通过补充实验来进一步确定微生物的种？”
教学总结：为引导学生深度思考，课堂整体开展方式设计为案例式、任务式和研讨式，将微生物分类鉴定的各种指标及方法构建成网格框架，使学生具备将基础知识应用于解决产业问题的能力。
四、教学方法与实施
案例1：
课前环节（线上）45分钟：
教师活动：将视频资源和文献资料通过Moodle推送给学生，并设计并发布思考题引导学生进行思考。
学生活动：线上学习思考，将其在课前思考中遇到的问题及其文献阅读情况通过网络平台与教师进行反馈交流。
课中环节（线下）45分钟:
教学过程提纲：
1. 导入（5 分钟）
2. 明确学习目标（2 分钟）
3. 学前测试（3分钟）
4. 完成教学目标1（15 分钟）
5. 完成教学目标2（15 分钟）
6. 学习成果检测评价（3 分钟）
7．课堂教学总结及课后延伸学习（2 分钟）
1. 导入（5 分钟）
紧跟新型冠状病毒肺炎社会焦点，密切联系学生的关注点，将当前重大事件与本节课教学内容建立联系，将学生带入到课堂教学中，激发学生的学习兴趣。
教师活动：这三年来，一场突如其来的新型冠状病毒肺炎疫情严重影响了全世界人们的正常工作和生活，Science 发文COVID-19 不会很快消失，可能会长期存在成为地方流行病。作为一名生物学专业的学生，作为一名风华正茂的大学生，我们应该在这场疫情中承担起责任和义务。目前我们能做的就是把我们的理论知识学扎实，在不久的将来运用到实践中，为疾病的控制、疫苗和药物的研发奠定基础。 “知己知彼，百战不殆”在此背景下，我们首先需要了解一下病毒的结构。
2.明确学习目标
明确本堂课的知识和能力教学目标，要求学生能够描述常见病毒的基本特质和形态特征；区分病毒的不同繁殖方式；明确本节课的重点和难点：包括核衣壳、包膜等在病毒侵染和复制中的作用；温和噬菌体和烈性噬菌体的繁殖特点等。
3.学前测试
利用雨课堂随机选择学生谈一下课前视频学习和阅读文献的相关问题。
4.完成教学目标1 （15 分钟）
教师活动：讲解烟草花叶病毒的发现历程，以烟草花叶病毒作为螺旋对称病毒的代表，讲述病毒的典型构造及对称体制；以新冠病毒为例讲述包膜、刺突的重要作用。列举我国科学家在新冠病毒的发现、疾病诊断和疫苗研发方面的杰出工作，与学生探讨不同病毒的抗原成分，如何针对性制备疫苗进行免疫防治？
学生活动：参与式学习，配合教师进行适当讨论。了解病毒的典型构造及对称体制，病毒不同结构成分的重要作用，如何利用病毒的抗原成分制备疫苗，萌发献身科学，舍小家为大家的爱国主义情怀。
5. 完成教学目标2（15 分钟）
教师活动：以原核生物病毒噬菌体为例，结合动画讲述病毒的繁殖模式，明确噬菌体在吸附、侵入、增殖、成熟过程中大分子物质的合成规律；温和噬菌体的特点和转化；与学生探讨噬菌体作为极有潜力的抗生素替代品，在医学、养殖业的应用前景。
学生活动：参与式学习，配合教师进行发言讨论。能够画出两类噬菌体的繁殖过程图，明确病毒繁殖的共性和特点。
6. 学习成果检测评价（3 分钟）
教学意图： 检测教学目标时候完成，设计与教学目标相关的问题，由学生快速完成，检验课堂教学效果。通过平台的统计可以迅速知道学生的掌握情况。
教师活动：雨课堂推送习题，完成后可以根据后台反馈的结果，讲解习题，判断学生目前的掌握情况，并表扬优秀学生。
学生活动：利用雨课堂，迅速完成测试并提交。
7．课堂教学总结及课后延伸学习（2 分钟）
教学意图： 对课堂教学进行归纳和提升。引导学生总结、归纳和提升流程图总结，并给出归纳的语句，培训学生养成总结归纳的习惯和能力。高效简捷的给出问题解决思路和方法。
教师活动：快速回顾，归纳这节课所讲的站点内容，对于核心的部分，再次重申，再次强调，再次给出上课初提出的问题，并给出分析讨论后的解决思路。
学生活动： 跟着老师的提问总结归纳刚刚学习的内容，知道课后的学习任务, 并知道课后的学习资源怎么利用。
案例2
教学组织形式： Moodle推送华中农业大学原核微生物鉴定的课程视频，学生课前完成基础知识的自学和储备。课堂上学生根据教师的案例进行讨论和方案设计，回答教师设置的问题，逐步深入和完善实验方案，在教师的引导下逐步达到教学目标。
教学方法：通过线上线下结合的方式，课堂上先将所有教学目标凝聚到一个大的核心问题——实验方案的设计，再通过教师提出的问题及测试逐步将方案设计细化，即将一个大问题分解成几个小问题和具体任务，在解决小问题和任务的过程中实现教学目标。
线下教学过程设计提纲：
1. 导入（3分钟）
2. 明确学习目标（2分钟）
3. 学前测试（5分钟）
4. 学生研讨（22分钟）
分组讨论阶段1（10 min）
深化问题，引导深度思考（4 min）
分组讨论阶段2（8 min）
5. 教师点评+知识扩展（10分钟）
6．课堂教学总结（3分钟）
教学过程具体实施方案：
1. 导入（3 分钟）
教学意图：根据学生专业未来就业方向，设计情境案例，以目标引领，引导学生逐步思考，提高学生利用基础知识解决实际问题的能力。
教师活动：以一个情景案例抛出问题，作为研究机构的人员如何帮助养殖户进行病原微生物的分离鉴定以及给出治疗指南。（案例：宁波地区某养殖基地中华鳖大规模死亡，疑似为某种细菌感染，若你是相关检测机构人员，请设计实验方案协助养殖场进行病原菌的分离和鉴定，并提供防治指导。）
学生活动：思考教师的提问，顺着教师思路，了解课程意图。
2. 明确学习目标（2分钟）
教学意图：在前面导入问题的基础上，明确告诉学生解决这个问题的过程中你能学理解什么，掌握什么，学会什么，体验到什么？让学生知道他可能会有的收获，进一步提高求知的欲望。
教师活动：明确给出本堂课三个教学目标，在关键点及难点中，通过语气强调引起学生注意。
学生活动：听讲，知道这节课的目标，知道这节课学习后能收获到什么。
3. 学前测试（5分钟）
教学意图：通过雨课堂测试学生对线上学习内容的掌握程度，通过具体的题目，进一步让学生明白自己不清楚什么，接下来需要学什么，带着疑问进行下一步的学习。
教师活动：引导学生用手机登录课程雨课堂完成三个判断题，完成后可以根据后台反馈的结果，判断学生目前的掌握情况。根据测试情况再次总结强调本节课所需的知识储备。
学生活动：拿出手机登录课程网络教学平台，迅速完成 3 个客观题，并提交。
4. 学生研讨（22分钟）
教学意图：通过两轮研讨达成教学目的，首先教师提供案例及文献，小组自由讨论形成初步方案1并展示；教师点评并提问引导，引发学生深度思考并关注设计细节；学生再次讨论完善实验方案并展示。
教师活动：1.提供参考文献，走入课堂，指导、答疑；通过雨课堂随机点名邀请学生分享实验设计方案初稿，初步点评；2.深化问题，引导学生深度思考：“Carl Woese创立的利用16SrRNA建立分子进化树，是微生物鉴定中最常用的方法之一，但16SrRNA鉴定有一定的局限性。在实际实验中，如果16SrRNA只能鉴定到属，而不能鉴定到种？那如何通过补充实验来进一步确定微生物的种？”3.细化目标，引导学生关注细节，完善实验方案：“分离培养温度是多少？选用何种培养基？选用何种引物？”4.通过雨课堂随机点名邀请学生分享解决方案。
学生活动：1.就近分组讨论，根据案例要求，以流程图的形式设计实验方案，并通过雨课堂投递。2.根据教师提出的问题继续讨论，解决问题，完善方案，通过雨课堂投递。3.被随机选中的同学展示并解释研究方案。
5. 教师点评+知识扩展（10分钟）
教学意图：检测教学目标是否完成，设计与教学目标相关的问题，由学生快速完成，检验课堂教学效果。
教师活动：教师点评学生设计方案，对学生达成学习成果进行检测评价；教师结合雨课堂客观题的检测，补充细菌染色方法选择、培养条件设置、测序靶基因选择等实操中的细节知识点，强调实验操作规范；回顾微生物营养、科赫法则、药敏实验等知识点，提出用药指南。
学生活动：跟随教师节奏，迅速完成雨课堂测试并提交。
6．课堂教学总结（3分钟）
教学意图：对课堂教学进行归纳和提升。引导学生总结、归纳和提升流程图总结，并给出归纳的语句，培训学生养成总结归纳的习惯和能力。
教师活动：快速回顾，归纳这节课所讲的站点内容，对于核心的部分，再次重申，再次强调，并给出案例分析讨论后的解决思路。
学生活动：跟着老师的提问总结归纳本节课学习的内容，完善实验设计方案，掌握基础知识点的综合运用能力。
五、特色及创新
（一）课程特色：
1. 课程内容设计融入产学研导向、递进设计的特点：根据我校培养目标和学情重构教学内容，将教学内容重组并模块化处理，不同的模块采用不同的教学策略。
2. 线上优质资源作为课程导入，遴选与课程主题相关的合适线上资源和文献，让学生带着问题和好奇心来课堂进行学习，提高了学生的学习积极性，有效协助教学目标的达成。
3. 融合课程思政，将课程知识点与思政元素相结合提升职业素养，工匠精神，增强社会责任感和使命感，明晰专业知识的价值倾向。
（二）教学改革创新点：
1．内容体系：
将课程内容模块化，提升课堂教学的逻辑性和组织性；产科教有机结合，将教师创新成果以及科研热点融合课程设计，训练学生的研发创新能力、探索精神和科学思维；通过挖掘典型性、代表性、时代性的思政案例，将课程知识点与思政元素相结合，培养学生科学、严谨、规范的科研素质，和具有家国情怀和使命担当。
2．教学方法：
采用线上线下混合式、研讨式教学模式，在教学过程设计中采用BOPPPS教学方式，实现教师与学生两个主体达到“教”与“学”及“权”与“责”上的动态平衡，激发学生主体意识和学习兴趣。
3．评价体系：
本课程采用采用线上线下相结合，过程性、多元化的评价方式，多层次、多角度设置评价体系，体现了公平性，全程性，提高了学生的参与度。
