丰惠敏，赵妍，郭立新，张新艳，包思琪
长春理工大学 化学与环境工程学院 130022
摘要：环境工程微生物学课程属于高校教育领域中环境工程专业基础性、核心性的课程，也是将微生物学和环境工程之间相互交叉的学科，以培养学生解决环境问题的微生物专业知识与专业技术为核心，可以为社会培养更为能够全面应对环境问题的优秀人才。但是目前部分环境工程微生物学课程的教学工作中经常会出现学生学习习惯不良、缺乏交互性的问题，严重影响课程教育工作质量。基于此，本文研究交互式学习，提出几点环境工程微生物学课程的交互式学习系统构建建议，旨在为培养学生的交互性学习能力、专业素养提供保障。
关键词：环境工程微生物学课程；交互式学习系统；构建
近年来在环境工程微生物学课程教育改革的过程中，交互式学习模式受到广泛重视，创建现代化的交互式学习系统，不仅可以引导学生在课程知识学习期间相互交互、探究，还能增强教育指导的有效性，因此，环境工程微生物学课程教育工作领域中应结合学生的交互学习需求，构建相应的交互式学习系统，增强学生的学习水平。
1 交互式学习分析
对于交互式学习而言，主要是将“交际法”当做是基础性的理论，在营造良好教学情境的同时，指导学生以某个主题为基础平等性、自主性的互动交流，强调学生和环境、其他同学、教师之间的交互，凸显学生的主体位置，培养学生的个性特点、团队合作的精神、学习能力和品质，具有多向交互特点、主动参与的特点、思维开放的特点、合作的特点，是培养学生合作学习能力、交互学习能力的重要方式。
2 环境工程微生物学课程交互式学习系统的构建措施
2.1 完善系统的整体架构
交互式学习系统整体架构设计与建设的工作中应将WEB作为基础，为学生打造和设计实时性学习、参与测试的平台系统，学生按照自身的学习状况，自主性、自由性的选择学习内容与时间。系统在应用的过程中不仅可以为学生打造轻松、良好的学习环境，还具备随机性抽取试题、动态性组合试卷、自动化计算时间、自动化评分、智能化分析的多元化功能，学生可以利用平台和教师或是其他学生之间相互互动交流。在系统设计的过程中需按照实际情况将其设置成为三个体系的结构，主要涉及到用户界面层次、业务逻辑层次和数据层次。在数据层次中设计学生表格、教师表格、课程表格与习题库部分，业务逻辑层次中设计用户管理的部分、课程管理的部分、视频管理的部分、作业管理的部分、测试管理的部分。经过WEB服务器系统，进入到用户界面层次，为学生打造完整性的交互式学习系统，确保教育工作的质量[1]。
2.2 设计系统的功能模块
环境工程微生物课程交互式学习系统功能模块的设计，应按照总体架构情况完善功能模块的部分、结构。在功能模块中主要为用户管理、注册的模块，下部分则是学生类型、教师类型、教学管理类型几种模块，其一，学生类型的功能模块，涉及到学习平台、测试平台、交流平台、作业平台、学习记录平台。其二，教师类型的功能模块主要为教程管理平台、个人信息平台、学生管理平台、交流沟通平台、试题管理平台。教学管理类型的模块则为用户管理平台、安全管理平台、整体教育工作管理平台。
2.3 系统的关键性技术
2.3.1 ENT技术措施
ENT技术在应用的过程中，主要是结合交互式系统架构的情况，创建框架生成、部署和运行服务、使用程序的平台，可以创造生产力较高并且标准化多语言环境，属于先进的网络编程技术，可以按照环境工程微生物学课程的教育内容、教学特点等开发交互式系统的配置与格式文件，创建相应的应用程序。
2.3.2 数据库技术
交互式系统中一般情况下会涉及到课程教学的结构化类型、半结构化类型、非结构化类型的数据信息，使用数据库技术可以将各类数据存储其中，尤其是学生信息表的数据信息、教师信息表的数据信息、智能化分析数据信息等，可以存储在数据库系统之内，便于了解学生资料、教师资料、学生交互式学习的情况、考试情况等等[2]。
2.3.3 采用流媒体技术
对于流媒体技术而言，主要就是在网络平台中利用流式传输技术措施连续时基媒体，此类技术在应用的过程中对流式媒体播放之前，无需下载整体的文件，可以实时性的传送、实时性的播放，便于学生在系统中进行交互、学习、探究和沟通。
2.3.4 组卷算法技术
组卷算法技术的应用，主要是在交互式学习中 完善在线测试的模块，按照学生的能力评估结果信息、试题信息函数与难度参数等，寻找相应的题目，便于检验学生的学习能力、交互式学习效果。在此过程中应结合服务器系统的计算能力特点、响应时间特点等，为在规定时间范围之内针对学生测试结果进行反馈，应在系统中使用随机穷举技术、动态优先技术等组卷处理，达到良好的交互式系统在线测试的目的。
2.3.5 安全管理技术
由于交互式学习系统使用的是网络技术、WEB层次架构，具有开放性特点，很可能会出现黑客入侵或是病毒侵袭的问题，安全风险隐患很多，在此情况下就应使用先进的安全管理技术，维护网络系统和各类应用系统的安全水平。例如：使用先进的防火墙技术，完善其中的包过滤功能，并且在IIS服务器系统之内设计IP地址，起到网络接入的限制作用，只允许针对指定类型的IP地址进行访问[3]。同时还需使用上层验证的安全技术方式，用户在登录的环节进行身份验证、进入数据库系统的环节进行身份验证，这样可以有效维护交互式系统的安全性。
2.4 系统的应用实现
环境微生物学课程教师在教育工作中应重点关注系统的应用与实现，结合整体系统的特点和状况，健全相应的教学模式，确保各方面教学工作的高质量开展。首先，教师带领学生了解和分析交互式学习系统的操作措施、操作方式，引导学生学习登录并进入系统中学习知识、相互沟通交互，互相之间探讨问题，并在系统中进行答题。其次，学生登录进入系统内部之后，教师应为其提出交互式学习的主题“不同环境微生物的营养、呼吸、物质代谢有什么不同的特点？”、“目前有很多未知的微生物都可能会在水体、土壤或是工业废水中栖息，那么这些微生物有着什么样的角色特征呢？对环境会起到净化作用还是恶化的危害呢？”，提出学生交互问题之后，要求学生利用系统平台互相之间进行沟通交流，按照教师所提出的问题内容相互探究答案。学生在平台进行交互学习的过程中，教师实时性的进行指导分析，与学生之间互相沟通交流，为学生解答所提出的问题，便于学生对交互性主题的内容形成深入性、多元化的思考。最后，要求学生在完成交互式学习之后进入到测试的模块，按照模块中的试题题目作答，学生解答问题之后系统自动化的归纳总结考核评价结果，教师按照系统的数据信息分析每位学生在交互式学习中的成效，制定针对性的交互式指导方案计划，增强学生的学习效果[4]。
结语：
综上所述，环境工程微生物学课程教学的过程中，交互式学习系统的构建具有重要意义，是培养学生学习能力和学习兴趣的基础保障，因此，在教学工作领域中，应结合课程的具体状况，合理设计交互式学习系统的总体架构和不同模块，完善相应的模块功能、系统模式，指导学生利用交互式系统按照教师所设定的交互主题内容互相交流与沟通，增强学习的有效性、学习能力。
参考文献：
[1]潘少兵,张婉晴,潘雨琦.基于"课程思政"理念的"环境工程微生物学"教学模式研究[J].科学大众（科学教育）,2020，23(10):96-200.
[2]张云波.环境工程微生物学课程教学改革研究[J]. 教育教学论坛,2020，11(32):191-193.
[3]徐爱玲,唐敬超,张焕云,等.国际工程教育认证下基于成果导向教育(OBE)理念重构闭环式环境工程微生物学课程教学[J]. 微生物学通报,2021,48(2):648-658.
[4]靳振江,舒小华,潘复静,等.本-硕阶段主干课程教学衔接模式的思考和实践 ——以环境工程微生物学为例[J].教育教学论坛,2019，5(20):124-126.
第一作者：丰惠敏，女，吉林，1982.02，博士研究生，讲师/高级工程师，研究方向：环境政策。