小规模限制性在线课程(small private online course，SPOC)是将优质的大规模开放在线课程(massive open online courses，MOOC)与面对面课堂教学相融合的一种混合式教学(blended teaching)模式，是继MOOC之后的一种典型课程范式，是对教学模式的重构与创新。一般认为，Small、Private与Massive、Open是相对立的。“Small”指学生规模小，一般在几十人到几百人之间；“Private”指对学生设置限制性准入条件，主要包括两类学习者：围墙内的大学生和全球范围内符合条件的在线学习者。SPOC课堂教学的首要目标是提高校园内大学生在课堂教学中的参与度和互动性。2013年，加州大学伯克利分校Fox Armando教授最早使用SPOC^[1]，基本思路是利用MOOC及其他在线产品作为课程材料应用于正常规模的大学课堂；基本流程为：首先，教师将线上学习材料布置给学生预习或自学，并要求学生完成作业和思考题。然后，教师在线下组织小型讨论课，了解学生掌握知识的程度，当面回答学生的问题，对于学生在学习过程中遇到的疑难点进行针对性地讲解。此外，教师还可以根据自己的喜好及学生的需求自由剪裁课程长度、控制课程节奏以及设置成绩评价方式等。SPOC教学模式可以有效地将教师的主要精力集中在与学生的交流环节上，解决线上学习遇到的疑难点，增加学生学习的主动性及课程参与度，提升教学效果。

1 SPOC理念下微生物学教学方案的设计

“SPOC-课堂”充分利用了微生物学MOOC资源，课前通知学生及时进行线上MOOC学习，并在MOOC论坛中进行讨论，也可在教师答疑区提出问题并与教师讨论交流。随后由教师根据相关章节内容，结合社会热点与学科前沿，发布专题讨论题目。学生按每2人组成学习小组，选题后主动查找资料，在课堂进行PPT演讲展示，由教师进行总结评价。之后，针对学生的疑难点进行重点讲解。“SPOC-课堂”将MOOC与线下课程联合起来，相辅相成，环环相扣，能引导学生自主高效地学习。课后布置作业，包括课后练习题、课后实时讨论题及微生物学前沿研究进展材料等以供学生复习巩固所学知识。微生物学“SPOC-课堂”混合式教学模式如图 1所示。

2 微生物学“SPOC-课堂”教学实施 2.1 课前准备

为了“SPOC-课堂”的顺利实施，课前要做充分的准备工作。为此，我们聘任了由微生物学专业博士研究生担任的助教。在课程开始的前两周，教师首先向学生介绍微生物学MOOC资源。我们使用的是建立在国家精品资源共享课程和国家双语教学示范课程“微生物学”基础之上的华中农业大学微生物学MOOC^[2]，2018年2月开始在爱课程(中国大学MOOC)平台(http://www.icourse163.org/course/HZAU-1002270005)^[2]开课，至今已运行3轮，选课人数为13 785人，学员来自于全国24省、自治区与直辖市的133所高校。然后，由助教组建QQ群，向学生介绍什么是SPOC、“SPOC-课堂”教学模式如何开展，并推荐参考书目、相关知识点的视频动画及文献检索方法等，同时告知学生在规定的时间内完成线上线下学习内容。这样学生就能对微生物学“SPOC-课堂”有一个全面、清晰的认识，并能激发学生主动探索的好奇心，也能鼓励学生去关注感兴趣的知识点。

2.2 “SPOC-课堂”实施流程

我们分别在2018学年及2019学年春季学期对生物工程专业2016级以及2017级学生实施了两轮的微生物学“SPOC-课堂”教学。以2019学年春季学期的课程为例，授课对象为生物工程专业二年级学生(1701和1702两个班，共63人)，课程总学时48学时(3学分，每次课安排2学时)。首末两次课全部学生都参与，其余课时两个班级学生轮流交叉上见面课，不上见面课的学生要求线上学习。这样，对于每个学生而言，线下学习26学时，线上学习22学时。对教师而言，见面课总学时是48，但除首末两次课外，每次课只有一个班约30人参加，符合小班教学的特点，便于师生互动。每次线下学习时第一节课为翻转课堂，主要由学生进行专题演讲汇报，第二节课由教师针对学生反馈的疑难点进行详细讲解，并组织学生进行课堂讨论。“SPOC-课堂”教学主要包含线上自主学习、翻转课堂、课堂讨论及课后作业四个环节。

2.2.1 线上学习

课前MOOC的学习与自测：根据课程相关章节知识点，教师和助教提前发布通知，提醒学生进行MOOC学习。学生线上自由选择学习时间并完成相应的测试，以检测其对知识掌握的程度。MOOC是学生学习知识的重要渠道，学生在MOOC学习过程中，可以就遇到的问题及感兴趣的知识在论坛中发表意见或在教师答疑区提出问题，与同学和老师一起线上讨论，这样有利于提高学生的学习热情与主动性，也便于教师掌握学生的学习状况，为线下课堂教学内容的组织提供参考。教师根据学生在论坛中提出的问题，提炼出课程内容的疑难点，并在课堂讨论中进行详细讲解。例如，在开始第一章节有关原核微生物内容前的一周，通过QQ群提醒学生合理安排时间及时进行线上MOOC的学习，讨论自己认为最重要的一种原核微生物及其特点。根据反馈，发现学生对G⁺菌与G⁻菌细胞壁成分的差别不是很理解，于是教师在课堂上针对G⁺菌与G⁻菌肽聚糖的结构、厚度以及磷壁酸、外膜的存在与否进行了详细的比较，加深了学生对细菌细胞壁成分与结构的理解。

2.2.2 翻转课堂

课前教师会根据相关章节知识点，结合科技前沿研究进展发布讨论题目，学生自由组成学习小组选择感兴趣的主题，自主查找资料，在课堂上进行PPT演讲展示，并回答老师与学生提出的问题。随后，教师进行点评与总结。比如，当教学进行到“微生物遗传”这一章时，一小组学生的演讲展示了“合成生物学的现状、发展及前景”，讲述了从2000年第一个合成开关到2018年人工合成首例单染色体酵母等典型科学故事，并为大家播放了覃重军在“人造单染色体酵母”科技盛典上的获奖感言，从而激发了学生的好奇心和学习热情，活跃了课堂氛围。教师适时抛出讨论题“为什么酵母是合成生物学研究的‘明星’?”学生从多方面进行分析，教师再归纳总结，取得了非常好的教学效果。

表 1、2分别为2019年度春季学期生物工程专业1701、1702班各章节相应的课堂讨论题目。

2.2.3 课堂讨论

课堂上教师对疑难点进行详细讲解并及时与学生互动交流。在学生完成MOOC测试和课堂PPT演讲展示之后，教师根据学生对知识点的掌握程度，合理调控课程的节奏，在每次课的第二节课中用20–45 min时间进行重点难点的讲解。学生也可实时反馈问题，面对面与教师交流。课堂讨论增强了师生的互动性，弥补了MOOC的不足。这种教学模式也培养了学生的思维和表达能力。例如，在讲述微生物的合成代谢章节时，教师先通过提问，要求学生讲解肽聚糖的合成途径，再指出哪些抗生素抑制肽聚糖合成，作用机理如何？微生物如何对抗生素产生耐药机制等问题，层层递进，引导学生思考，鼓励学生主动串联知识点，活跃了课堂氛围，提升了教学效果。

2.2.4 课后作业

课后作业：每次课后在“微助教”上布置作业，包括选择题、判断题、简答题和分析题；每章结束后在作业本上完成3–5个论述题，帮助学生巩固知识点。教师和助教在QQ群中不定时间、不限次数地对学生提出的问题进行实时解答，学生之间也在相互讨论中扩展知识；同时，教师随时发布微生物学前沿研究进展，以扩展学生的学习途径，激发学生的学习兴趣，提高学生的学习能力，培养学生的科研兴趣。

2.3 推荐丰富多彩的学习资料

为配合翻转课堂，进一步激发学生的学习热情，我们搜集了多种形式的学习资料供学生参考。包括英文版微生物学Flash动画；拓展视频资料：“神秘旅行：细胞内部之旅” “纳米微生物” “探秘隐形世界”，以及经典纪录片“美丽中国” “没有它们的世界—微生物” “舌尖上的中国”中涉及微生物的片段等。英文原版教材推荐McGraw-Hill Higher Education 2017年出版的Prescott’s Microbiology第十版^[3]，Pearson Education 2019年出版的Brock Biology of Microorganisms第十五版^[4]、John Wiley & Sons 2018年出版的Microbiology: Principles and Explorations第十版^[5]等。我们还介绍了国内外微生物学领域主流期刊及其官方链接，如Nature Reviews Microbiology、Microbiology and Molecular Biology Reviews、FEMS Microbiology Reviews、Annual Review of Microbiology、Trends in Microbiology、Current Opinion in Microbiology、Critical Reviews in Microbiology、Nature Microbiology、Cell Host & Microbe、Molecular Microbiology、Environmental Microbiology、mBio等期刊。推荐的国内外相关网站及论坛有美国国立生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information)、中国微生物与病毒主题数据库、科学网、科研动力网站、哈佛大学生物视频中心(Bio Visions at Harvard University)等^[6]。我们从多方面为学生推荐自学资料，其中教学视频和原版教材主要配合知识点的学习，拓展视频用于加深学生对知识的印象以及对知识点的自主串联，前沿研究进展用于鼓励学生阅读或作为课堂讨论内容。同时也为学生介绍了国际遗传工程机器设计竞赛(international genetically engineered machine competition，iGEM)及我校6次获得国际金奖的作品^[7]，以启发学生的思维。

2.4 多维度的成绩评价方式

合理的成绩评价方式是激发学生学习兴趣，保证学习效果及提高教学质量的重要环节。对学生而言，他们大多喜欢这门课，但是怕考试，从而在课程学习时对考试有一种抵触畏惧情绪，处理得不好会使部分学生对课程学习失去兴趣。因此，我们在教学实施过程中，适当减少期末考试的比重，增加平时作业与测验的分量，提倡多样化的学习方式，比如线上测试、翻转课堂、课堂讨论、线下作业等，以调动学生自主学习的积极性。

传统课堂的评价模式主要由平时成绩(到课率、作业等)和期末考试成绩构成(期末成绩比例一般大于60%)，这种评价模式已不适用于SPOC。因此，为体现过程考核的重要性，应该加大平时成绩比重，制定更合适的评价方式^[8]。平时成绩主要依据线上学习和线下学习的效果。线上学习以MOOC内容为主，包括视频学习、在线测验与论坛讨论三部分。线上学习的成绩(占20%)主要依据观看视频的时长(5%)、在线测验成绩(10%)及论坛讨论的质量与次数(5%)进行评定(图 2)。而线下学习(40%)则包括翻转课堂、课堂讨论、课后作业三大块，见图 2。其中，翻转课堂按两人一组，依据教师发布的讨论题目(表 1)，自主查找文献资料，制作成PPT进行课堂展示，这一环节占总成绩的20%，依据综合表现进行打分。因此，学生们都非常重视，在资料收集、PPT制作、演讲及回答问题等方面做了精心准备。随后是交流环节，由学生、助教及教师根据讲述的内容提出问题进行讨论。为鼓励学生们踊跃发言，参与课堂讨论，这部分成绩占比较高(10%)。为了巩固学习成果，布置了一定量的课后作业(10%)。这样，期末考试成绩只占总成绩的40%。这种顺应SPOC模式下新的成绩评价方式，不仅评价方式多维度，而且客观、全面地反映学生在学习过程中的学习态度和学习效果。

3 微生物学“SPOC-课堂”满意度调查

为了了解学生对微生物学“SPOC-课堂”这种新的教学模式的满意度，我们对生物工程专业2016级和2017级共4个班的学生进行了教学效果的问卷调查，问卷包括SPOC教学资源、翻转课堂、课堂讨论、混合教学及整体教学效果5个方面的满意度。希望学生结合自身学习体验真实反映“SPOC-课堂”模式的优缺点，为改善教学方式提供建议等。问卷一共发放了120份，回收有效问卷109份，有效回收率为90.8%。调查结果见图 3：教学资源与课堂讨论整体满意度较高，分别为95.4%、92.7%；85.3%的学生认同翻转课堂的形式，其中，56.9%的学生表示非常满意，认为能巩固和补充知识、激发自主学习能动性、激发学习兴趣，锻炼了自己的表达能力；混合教学模式也受到好评，79.8%的学生表示满意；88.1%的学生明确表示对教学效果满意，对自己的学习效果和收获也比较满意，喜欢并期待更多课程采用这种教学方式。另外，11.9%的学生认为课程学习任务增强了，需要更强的自律性；还有部分学生希望能扩展学科前沿研究内容；同时有少部分学生认为微生物学是基础课程，应以课本基础知识为主，没有必要组织纷繁复杂的学习活动。这说明课程还有进一步改进的空间，在组织多样性的课程活动的同时，增强学生间的团队合作交流，多一些具体的个性化的指导，帮助学生更好地适应并热爱这种学习方式。在收到的反馈中，有学生写到“我很喜欢‘SPOC-课堂’这种模式，课前我可以自由地选择时间进行MOOC的学习，MOOC很棒，逻辑性很强，我可以随时暂停、回放，自主学习下来基本的知识点已经掌握。而不懂的地方在课堂上可以与同学和教师面对面地交流，这样的学习效率很高。翻转课堂过程中每组学生的表现方式不同让我觉得很有趣，也了解到很多前沿研究进展；自己在课堂演讲过程中也得到了很好的锻炼，老师还指导我们调整语速、站姿，增强了自信心。平时各种形式的学习很充实，期末考试比重下降，缓解了考试压力，使我更加喜爱这门课”。此外，有59.6%的学生在调查中分别在翻转课堂、课堂讨论等方面提出了许多建议，体现出学生对新教学方式的思考和关注，为进一步深化改革、完善微生物学教学提供了很多宝贵的建议。

4 结束语

华中农业大学微生物学课程组一直努力围绕价值塑造、能力提升、知识传授等目标积极探索课程育人路径，实现对学生综合素质的提升^{[2, 8-9]}。“SPOC-课堂”的实践与探索，有力推动了微生物学课程教学理念和教学模式的创新。教师不再仅以教科书为教学内容，向学生传授知识，“授之以鱼”；教学内容变得包罗万象，教师以引导学生自主学习为主，“授之以渔”；通过课堂翻转与互动交流，更能启人以智。教师是指导者和促进者，随时为学生提供个性化指导，共同解决学习中遇到的难题。“SPOC-课堂”创新了课堂教学模式，激发了教师的教学热情，提高了学生的学习动力，提升了课堂活力^[1]。但在实践中也存在一定的问题需要改进：(1) “SPOC-课堂”对学生的自觉性与主动性要求高，需要学生花很多时间自主学习。这样，部分学生对这种教学模式还需要时间适应，主要表现为翻转课堂中参与度不够，不能积极提出问题。针对此现象，拟建立激励式成绩评价机制，鼓励学生主动学习、积极参与讨论。(2)由于新的教学模式中教学形式多样，教学内容丰富，使得部分学生感到课程压力提升，课程难度增大。今后要及时了解学生所遇到的问题，多给一些指导和建议。总之，在基于SPOC的微生物学教学过程中，教学内容的组织和安排上应注意平衡知识的需求和学生的接受能力，并建立科学合理的成绩评价机制，激发学生的学习兴趣，调动学生学习的主动性，提高微生物学教学质量。