新農(nóng)科背景下細(xì)胞生物學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)與探索

劉大麗

摘要：文章以新農(nóng)科建設(shè)為背景，以提高農(nóng)學(xué)碩士研究生的創(chuàng)新能力為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)細(xì)胞生物學(xué)課程的翻轉(zhuǎn)教學(xué)方法進(jìn)行了初步的探討。研究采用以學(xué)生為中心的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，結(jié)合平臺(tái)共享、教師指導(dǎo)、學(xué)術(shù)參與和課程討論等方式，建立較為完整的細(xì)胞生物學(xué)研究生創(chuàng)新教學(xué)體系，以期為高水平、高素養(yǎng)和高能力的研究生培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂;新農(nóng)科;細(xì)胞生物學(xué);創(chuàng)新能力

一、引言

自新農(nóng)科提出以來，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展與建設(shè)，特別是黑龍江特色寒區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展有了新的方向，同時(shí)也為我省高校農(nóng)業(yè)學(xué)科的發(fā)展和研究生的培養(yǎng)創(chuàng)造了重要機(jī)遇。黑龍江大學(xué)是黑龍江省綜合類院校，從服務(wù)龍江乃至全國的角度出發(fā)，培養(yǎng)高科學(xué)素養(yǎng)的專業(yè)人才，以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)理念提升現(xiàn)有的涉農(nóng)專業(yè)的研究生教育，需要對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式下的課程進(jìn)行相關(guān)體系和創(chuàng)新教學(xué)等方面的改革，從而為新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)發(fā)展提供更強(qiáng)有力的創(chuàng)新型人才支撐，同時(shí)也為實(shí)現(xiàn)高水平人才的專業(yè)核心價(jià)值提供重要體系依據(jù)。

細(xì)胞生物學(xué)是生物學(xué)以及農(nóng)學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)主干課程，在高層次創(chuàng)新研究生人才的培養(yǎng)過程中，對(duì)其理論知識(shí)和相關(guān)前沿領(lǐng)域的科學(xué)動(dòng)態(tài)的學(xué)習(xí)和掌握，是實(shí)現(xiàn)新農(nóng)科核心人才建設(shè)的必要措施。目前，在農(nóng)學(xué)專業(yè)對(duì)于細(xì)胞生物學(xué)的授課方式仍舊是以課堂理論講解的傳統(tǒng)模式為主，以對(duì)書本教材中的理論知識(shí)陳述和推演為課程的教學(xué)目標(biāo)。這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式不僅使得教師與學(xué)生間缺乏必要的互動(dòng)，且在單純的理論講解中教師不能及時(shí)獲得學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)的反饋，枯燥的教學(xué)過程也難以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

翻轉(zhuǎn)課堂是一種積極的、以學(xué)生為中心的課堂教學(xué)方法，旨在提高課堂教學(xué)質(zhì)量。翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，使學(xué)生可以更多地利用課上時(shí)間進(jìn)行開拓性討論，開展實(shí)踐應(yīng)用，從而更好地消化吸收教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)創(chuàng)造性思維，有利于培養(yǎng)學(xué)生包括原創(chuàng)性學(xué)術(shù)成果等在內(nèi)的學(xué)術(shù)創(chuàng)新能力。這對(duì)于新農(nóng)科建設(shè)背景下，生命科學(xué)領(lǐng)域的人才培養(yǎng)至關(guān)重要。因此，本研究以細(xì)胞生物學(xué)課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐為例，探討新型混合教學(xué)模式的教學(xué)效果，以期提升新時(shí)期研究生的專業(yè)素養(yǎng)和學(xué)習(xí)質(zhì)量。

二、翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計(jì)的基本思想

（一）翻轉(zhuǎn)課堂的設(shè)計(jì)原則

翻轉(zhuǎn)課堂是一種通過視頻或電子文件以及課程中的討論、小組作業(yè)和應(yīng)用等方式，將知識(shí)傳授給學(xué)生的教學(xué)方法，是一種增加積極學(xué)習(xí)活動(dòng)的方法。它為學(xué)生提供了在教師指導(dǎo)下在課堂上運(yùn)用知識(shí)的機(jī)會(huì)。或者說，翻轉(zhuǎn)課堂并不是一個(gè)定義好的簡(jiǎn)單模式，而是在教學(xué)實(shí)踐中，教師通過使用不同的設(shè)備和手段，不斷地嘗試增加新的教學(xué)手段和理念來補(bǔ)償學(xué)生需求的教學(xué)模式。對(duì)于學(xué)生而言，更好地調(diào)動(dòng)其自主學(xué)習(xí)的能動(dòng)性、提出問題的洞察力以及參與討論的積極性，是翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計(jì)的另一基本原則。

筆者通過查閱大量的文獻(xiàn)資料和調(diào)研分析，結(jié)合本專業(yè)對(duì)研究生的教學(xué)目標(biāo)，將細(xì)胞生物學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)計(jì)劃設(shè)計(jì)為課前學(xué)習(xí)、課中討論以及課后內(nèi)化這三個(gè)階段。在課程開始前，學(xué)生通過在線視頻、演示和學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)等多種平臺(tái)觀看課程的理論部分，并做筆記，匯總他們不理解的問題。在課程中，他們完成輔助活動(dòng)，通過小組合作的方式，共同尋找課前不理解的問題的答案，完成討論和推理。課后通過完成教師布置的相關(guān)問題或小論文等形式的作業(yè)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容的延展性內(nèi)化。在整個(gè)過程中，始終堅(jiān)持以學(xué)生為主，將學(xué)習(xí)責(zé)任從教師轉(zhuǎn)移到學(xué)生身上，教師答疑解惑并輔助學(xué)生建立自主學(xué)習(xí)、探索問知的學(xué)習(xí)構(gòu)架，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的學(xué)有所成。這種方式能將學(xué)生所學(xué)應(yīng)用到實(shí)際論文開展中，并養(yǎng)成良好的學(xué)術(shù)思維和創(chuàng)新意識(shí)，從而在本學(xué)科領(lǐng)域有所突破。

在研究生教育階段，學(xué)術(shù)創(chuàng)新能力尤為重要，教師要注重教學(xué)的前沿性，使學(xué)生在掌握本學(xué)科領(lǐng)域基本知識(shí)的同時(shí)，通過翻轉(zhuǎn)課堂得到學(xué)術(shù)創(chuàng)新訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生原創(chuàng)性學(xué)術(shù)成果的研發(fā)能力。那么，在翻轉(zhuǎn)課堂的過程中，就要鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出新命題、運(yùn)用新方法、提出新理論，來證實(shí)或論證提出的問題或者假設(shè)。將課程學(xué)到的理論知識(shí)延展和運(yùn)用到論文實(shí)施的過程中，其學(xué)習(xí)效果可以以原創(chuàng)性的研究成果，比如學(xué)術(shù)論文、學(xué)位論文、發(fā)明專利和新產(chǎn)品等方式來體現(xiàn)。

（二）翻轉(zhuǎn)課堂的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

為保證翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的有效性和適應(yīng)性，在準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)和實(shí)施細(xì)胞生物學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂的過程中，還需要考慮以下幾個(gè)方面：

首先，要提前了解學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)以及對(duì)細(xì)胞生物學(xué)相關(guān)課程（如生物學(xué)、遺傳學(xué)、生理學(xué)等基礎(chǔ)課程）的熟悉和掌握程度;是否曾經(jīng)參與過與細(xì)胞生物學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等。教師要根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)和水平合理制定課前的教學(xué)目標(biāo)。分別選擇難、中、易三個(gè)層次的教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)際情況分層次個(gè)性化學(xué)習(xí)，并鼓勵(lì)學(xué)生之間協(xié)作學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步。

其次，對(duì)于翻轉(zhuǎn)課堂課前學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方式，要選擇方便、直觀的學(xué)習(xí)平臺(tái)，兼顧大多數(shù)學(xué)生的環(huán)境條件，使學(xué)生可以利用靈活的時(shí)間和地點(diǎn)進(jìn)行課前學(xué)習(xí);同時(shí)也要方便教師上傳資料和對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行跟蹤;還要結(jié)合多種通訊交流方式，便于消息的傳達(dá)以及教師和學(xué)生、學(xué)生和學(xué)生之間的互動(dòng)。

再次，對(duì)于學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)要采用以過程評(píng)價(jià)為主、結(jié)論性評(píng)價(jià)為輔的考核方式，旨在調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并根據(jù)學(xué)生的參與程度、完成情況以及完成效果，給出綜合性的評(píng)價(jià)。

最后，翻轉(zhuǎn)課堂使得教師的教學(xué)責(zé)任更加重大，因此，教師要在課上課下不斷地觀察學(xué)生，積極聽取他們的反饋，利用發(fā)展的思維，日趨合理地、有針對(duì)性地完善知識(shí)結(jié)構(gòu)，思考如何利用教育來提高學(xué)習(xí)的流利性，以及如何發(fā)展對(duì)學(xué)生的認(rèn)知理解。

三、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)施

在實(shí)際教學(xué)開展的過程中，結(jié)合細(xì)胞生物學(xué)的課程特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)施階段及實(shí)施效果，將課程分為課前預(yù)習(xí)和測(cè)驗(yàn)、課上講解、討論和與理論相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、課后的小論文及評(píng)測(cè)等。2019級(jí)農(nóng)藝與種業(yè)研究生共有18人，這樣的小班授課有利于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)施;另外，所有學(xué)生都有遺傳學(xué)等科目的知識(shí)基礎(chǔ)，并有半數(shù)以上學(xué)生參與過與細(xì)胞生物學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)操作和畢業(yè)設(shè)計(jì)，因此，利用翻轉(zhuǎn)課堂來進(jìn)行討論式教學(xué)具備了充分的基礎(chǔ)和前提，有利于研究生專業(yè)素質(zhì)的提高。

（一）拓展資源，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

細(xì)胞生物學(xué)的教學(xué)特點(diǎn)是課程內(nèi)容包括相關(guān)研究進(jìn)展，具有時(shí)效性。對(duì)于研究生而言，結(jié)合理論知識(shí)，了解前沿科技動(dòng)態(tài)，并為自己所用，是這門課學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。因此，課前學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)尤為重要。教師要利用翻轉(zhuǎn)課堂，給學(xué)生提供多種多樣的教學(xué)資料，有針對(duì)性的個(gè)性化教學(xué)，同時(shí)提升學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性。

首先，教師要充分利用中國大學(xué)MOOC平臺(tái)上的慕課資源，并結(jié)合農(nóng)學(xué)專業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，細(xì)化細(xì)胞生物學(xué)各章節(jié)主題和內(nèi)容，利用NCBI PubMed數(shù)據(jù)庫文獻(xiàn)檢索高水平研究成果，通過備課消化，以深入淺出的形式錄制微課進(jìn)行補(bǔ)充教學(xué)。其次，教師要通過了解研究生感興趣的研究?jī)?nèi)容以及未來要開展的論文研究方向，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)微項(xiàng)目，讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)整理筆記并進(jìn)行有效的思考之后提出問題。最后，對(duì)于電子資料，學(xué)生可以反復(fù)地預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，并根據(jù)課前任務(wù)完成所有學(xué)習(xí)活動(dòng)以及在線測(cè)驗(yàn)。

（二）教師引導(dǎo)、學(xué)生主導(dǎo)，保證能動(dòng)性教學(xué)效果

課程教學(xué)模式對(duì)研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，研究生的課堂教學(xué)應(yīng)當(dāng)是以培養(yǎng)發(fā)散思維和創(chuàng)造性思維為主的研究型教學(xué)模式。課堂教學(xué)過程中，首先要對(duì)章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行梳理和歸納總結(jié)，對(duì)于知識(shí)難點(diǎn)和盲點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)和解釋，尤其是對(duì)于學(xué)生日后實(shí)驗(yàn)工作有指導(dǎo)意義的理論要進(jìn)行拓展和延伸，這也是課堂初始的熱場(chǎng)部分。課程中間，也是翻轉(zhuǎn)課堂的重要環(huán)節(jié)，學(xué)生進(jìn)行提問式討論。每位學(xué)生都要參與其中，將課前預(yù)習(xí)總結(jié)的問題和自己的體會(huì)進(jìn)行師生、生生之間的交流互動(dòng)。教師不僅要進(jìn)行相關(guān)問題的講解，還要啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行更加深入的思考以及激發(fā)學(xué)生主動(dòng)查閱文獻(xiàn)資料的積極性。

除此之外，學(xué)生在課堂上，要根據(jù)上一節(jié)課教師布置的論文項(xiàng)目，結(jié)合PPT進(jìn)行講解與分享。其他學(xué)生要認(rèn)真記錄并針對(duì)論文提出問題，訓(xùn)練學(xué)生質(zhì)疑和反思的能力。這種文獻(xiàn)分享的實(shí)際效果是每人雖然每次課只準(zhǔn)備1份小論文，但課上會(huì)收獲18篇相關(guān)研究領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)方法、原理以及結(jié)論分析。這對(duì)于研究生在細(xì)胞生物學(xué)課程的消化吸收以及理論聯(lián)系實(shí)際的應(yīng)用都具有事半功倍的效果。

（三）加強(qiáng)課后學(xué)習(xí)和評(píng)測(cè)，鞏固學(xué)習(xí)效果

課后的評(píng)測(cè)以及小論文的布置也是翻轉(zhuǎn)課堂的重要組成部分。對(duì)于每周4個(gè)學(xué)時(shí)的細(xì)胞生物學(xué)來說，相關(guān)理論知識(shí)的鞏固以及主動(dòng)去探求相關(guān)研究領(lǐng)域的知識(shí)應(yīng)用，對(duì)研究生教育來說十分重要。教師會(huì)根據(jù)每一章節(jié)的主要內(nèi)容，安排若干個(gè)小論文，或給出標(biāo)題，或給出關(guān)鍵詞，或給出一篇外文文獻(xiàn)。學(xué)生在為期一周的時(shí)間里，或搜索相關(guān)數(shù)據(jù)庫查找資料進(jìn)行概括總結(jié)，或?qū)o出的文獻(xiàn)進(jìn)行消化整理，并在下一節(jié)課的課上部分進(jìn)行輸出。

同時(shí)，結(jié)合單元評(píng)測(cè)，將翻轉(zhuǎn)課堂全過程的參與程度、課前課后測(cè)驗(yàn)以及小論文的提交作為平時(shí)過程管理的成績(jī)依據(jù)。課程結(jié)束通過項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)性成績(jī)的給出，據(jù)此，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果做出綜合客觀的判斷。

四、結(jié)語

細(xì)胞生物學(xué)課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)和探索表明，翻轉(zhuǎn)課堂方法突破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式的局限性，在研究生教育過程中，將課堂由先教后學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橄葘W(xué)后教，由注重學(xué)習(xí)結(jié)果轉(zhuǎn)向注重學(xué)習(xí)過程和效果，從而重新構(gòu)建新的教學(xué)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心，對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力具有較好的促進(jìn)作用。同時(shí)值得注意的是，目前研究生的創(chuàng)新能力比較薄弱，而翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)學(xué)生自學(xué)能力和開拓性有一定的要求，極少部分學(xué)生在教學(xué)過程中出現(xiàn)配合度差、學(xué)習(xí)積極性不足等現(xiàn)象。如何調(diào)動(dòng)這部分學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性，提高研究生教學(xué)質(zhì)量是今后培養(yǎng)過程中仍需仔細(xì)思考和解決的問題。

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編輯∕楊波