基于在線開放課程的植物學(xué)實(shí)驗(yàn)課改革

李巧云　王雨晴　文譽(yù)龍　關(guān)欣

摘要：本文通過對(duì)傳統(tǒng)植物學(xué)實(shí)驗(yàn)課和在線實(shí)驗(yàn)課的研究，分析了目前實(shí)驗(yàn)課所存在的問題，提出了改革方案。目的是加深學(xué)生對(duì)植物學(xué)理論知識(shí)的理解，引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)技能，提高教學(xué)質(zhì)量，從而培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：植物學(xué)；實(shí)驗(yàn)課；在線；改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）29-0269-02

一、傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課存在的問題

植物學(xué)實(shí)驗(yàn)課的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生掌握生物繪圖、徒手切片等實(shí)驗(yàn)技能，以及創(chuàng)新能力。目前傳統(tǒng)植物實(shí)驗(yàn)課主要有以下問題：①實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多，課時(shí)少。植物學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)總體偏少。正常情況下應(yīng)開設(shè)12個(gè)實(shí)驗(yàn)，至少需要48學(xué)時(shí)，但目前壓縮到36學(xué)時(shí)以下。一次實(shí)驗(yàn)的時(shí)間有限，不可能安排過多內(nèi)容，因此，有些實(shí)驗(yàn)只能合并或砍掉，如制作永久石蠟切片實(shí)驗(yàn)。這對(duì)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)技能有明顯影響。②實(shí)驗(yàn)過程不能重復(fù)，預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)受限。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課，課前看不到實(shí)物，又缺乏直觀錄像，只能預(yù)習(xí)紙質(zhì)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，直接影響了實(shí)驗(yàn)效果。實(shí)驗(yàn)課一周一次，每次內(nèi)容不同。課后學(xué)生不能重復(fù)實(shí)驗(yàn)過程，因而不能很好地總結(jié)實(shí)驗(yàn)操作中所犯錯(cuò)誤，也不能很好地通過復(fù)習(xí)鞏固所學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和技能。③觀察性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)多，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)少。從植物學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以看出，觀察性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)占一半。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)多，設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)少。一般觀察性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)操作簡單，環(huán)節(jié)少，所用時(shí)間少；創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)過程復(fù)雜，時(shí)間長，學(xué)生按時(shí)完成困難大。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)合并后，一次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多，學(xué)生壓力較大。④資源利用率低。實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限（如實(shí)驗(yàn)室、顯微鏡數(shù)量），一次不能安排過多的學(xué)生。⑤實(shí)驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)固定。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課必須按照規(guī)定的時(shí)間、地點(diǎn)進(jìn)行，便于學(xué)校管理，統(tǒng)一調(diào)配實(shí)驗(yàn)室。如果遇到特殊情況需要調(diào)課，牽動(dòng)面較大，調(diào)課十分困難。⑥學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)，難以形成主動(dòng)探索的氛圍。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)按固定的腳本演練，時(shí)間緊、內(nèi)容多，學(xué)生你追我趕，來不及思考。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后不能回放、重復(fù)，難以形成探索的環(huán)境，學(xué)生只能按照老師的思維慣性完成實(shí)驗(yàn)作業(yè)。

二、在線開放課程的優(yōu)勢

隨著因特網(wǎng)的迅速普及，各大院校都陸續(xù)建設(shè)了初步的網(wǎng)絡(luò)硬件平臺(tái)，教學(xué)由枯燥變得生動(dòng)，新穎的教學(xué)方式激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，網(wǎng)絡(luò)資源豐富了教學(xué)內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)有以下優(yōu)勢：①便于預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，提高了學(xué)習(xí)效率。通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，老師能安排預(yù)習(xí)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課前了解實(shí)驗(yàn)的目的、要求、材料、方法、內(nèi)容以及思考的問題，既可以減少課堂講解時(shí)間，也能消除學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)以及儀器操作的陌生感，達(dá)到真正提高學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)水平的目的。在實(shí)驗(yàn)后，還可利用在線課程上的實(shí)驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行復(fù)習(xí)，鞏固實(shí)驗(yàn)技能，這對(duì)實(shí)驗(yàn)課特別有效。②教學(xué)方式多樣。網(wǎng)絡(luò)課程可以設(shè)置豐富多彩的教學(xué)形式?？梢愿鶕?jù)實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)有針對(duì)性地設(shè)置實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作關(guān)鍵環(huán)節(jié)和試驗(yàn)后復(fù)習(xí)等內(nèi)容，還可采用文本、圖片、視頻等不同表現(xiàn)形式。網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)可容納大量的課程資源，特別是實(shí)驗(yàn)視頻，例如顯微鏡操作視頻。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)視頻，了解實(shí)驗(yàn)過程，非常直觀。不僅能增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且還能使學(xué)生快速掌握儀器的操作，加深理解。③教學(xué)資源豐富。在傳統(tǒng)的試驗(yàn)過程中，學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是通過實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。由于一次實(shí)驗(yàn)時(shí)間有限，試驗(yàn)內(nèi)容不可能過多。學(xué)生想擴(kuò)展相關(guān)知識(shí)和技能十分困難。但在網(wǎng)絡(luò)條件下，老師可根據(jù)需要添加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，幾乎不受限制。如實(shí)驗(yàn)圖片庫、名稱解釋卡片庫、視頻庫、試題庫等，由于資源豐富，學(xué)生可任意瀏覽，大大增加了對(duì)實(shí)驗(yàn)課的興趣。④不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制。目前已可將現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為虛擬實(shí)驗(yàn)，供學(xué)生們在線操作，不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，大大方便了實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程。

三、基于在線開放課程下的植物學(xué)實(shí)驗(yàn)課改革方案

通過網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)，推進(jìn)教育教學(xué)改革。我校也建設(shè)了植物學(xué)在線開放課程，包括六大模塊。其中教學(xué)活動(dòng)包括：答疑討論、課程問卷、教學(xué)郵箱、個(gè)人資源、課程作業(yè)、在線測試、隨堂建議。通過在線開放課程的建設(shè)和對(duì)實(shí)驗(yàn)課問題的研究，我們對(duì)植物學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方式的改革提出以下建議。

1.建設(shè)專門的網(wǎng)絡(luò)植物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程。建立網(wǎng)絡(luò)開放實(shí)驗(yàn)課程，包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件以及處理好的文檔、圖像、視頻等。表1是已初步建設(shè)好的植物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資源。

2.完善在線開放實(shí)驗(yàn)課程課件，整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。提高植物學(xué)實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的核心是設(shè)計(jì)和建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)目標(biāo)，合理安排驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的比例，重新編寫實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容，與線下實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合。

（1）實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容模塊化，實(shí)驗(yàn)技能系統(tǒng)化。將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為四個(gè)模塊：實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)技能模塊，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?zāi)K，綜合性試驗(yàn)?zāi)K，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)?zāi)K。如表2。

（2）建設(shè)綜合性創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：①水生植物和旱生植物解剖結(jié)構(gòu)的對(duì)比，形態(tài)描述；②校園植物的分類以及調(diào)查；③校園珍稀植物的調(diào)查以及形態(tài)結(jié)構(gòu)分析；④校園池塘藻類植物以及水體污染狀況調(diào)查等。學(xué)生可根據(jù)興趣不同，在課前或者課間參加綜合性實(shí)驗(yàn)。

在完成基本的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)后，有興趣的同學(xué)可參加創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：①外來物種入侵與生物安全；②校園主要植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)描述；③植物分類、細(xì)胞分類、生化分類與分子標(biāo)記比較與應(yīng)用；④珍稀瀕危植物的致危機(jī)制以及保護(hù)等。

（3）加強(qiáng)綜合性創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力。綜合性實(shí)驗(yàn)旨在培養(yǎng)學(xué)生全面掌握實(shí)驗(yàn)技能，提升正確觀察分析、解決問題的能力。例如在類群實(shí)驗(yàn)中，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)步驟是老師將實(shí)驗(yàn)材料（如：黑根霉、眼蟲藻、水綿、硅藻的永久裝片和地木耳、池塘水等材料的臨時(shí)裝片以及試劑、蒸餾水等）準(zhǔn)備好。按照實(shí)驗(yàn)步驟觀察藍(lán)藻、裸藻、綠藻、黑根霉、青霉、酵母菌、傘菌，以及殼狀地衣、葉狀地衣、支狀地衣等。但在在線實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分組自行準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)不同植物，觀察其形態(tài)，還可增加對(duì)植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)的描述，增加動(dòng)手環(huán)節(jié)。

3.將在線實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)合。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多為觀察實(shí)驗(yàn)，例如洋蔥的表皮結(jié)構(gòu)觀察，馬鈴薯的淀粉粒觀察，酵母菌出芽生殖觀察等。可將一部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)放在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行，減少線下驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比重，加大基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)操作和綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的份量。

4.建設(shè)網(wǎng)上植物園、植物數(shù)據(jù)庫，充分利用外部資源。我們已在線建設(shè)了校園植物園、植物數(shù)據(jù)庫和圖片庫、中亞熱帶特色植物數(shù)據(jù)庫。同時(shí)每周在線介紹一種植物，鼓勵(lì)學(xué)生利用這些資源，加深對(duì)植物的了解。如：高校植物學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程、精品課程、植物園、植物學(xué)會(huì)網(wǎng)站等。利用這些鏈接，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。如：①植物學(xué)熱點(diǎn)研究；②鳳仙花屬新的分類系統(tǒng)；③中科院昆明植物所在種子生物學(xué)中取得的研究性進(jìn)展；④喜馬拉雅高山姜科植物的演化；⑤藍(lán)藻研究現(xiàn)狀和進(jìn)展等，讓學(xué)生了解學(xué)科前沿。

四、結(jié)語

植物學(xué)在線開放實(shí)驗(yàn)課程，在時(shí)間與空間上延伸了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，為教師提供了新的教學(xué)手段，為學(xué)生提供了一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)空間。基于在線開放條件下的實(shí)驗(yàn)課程，以其豐富的資源，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，及自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立發(fā)現(xiàn)和解決問題、提高創(chuàng)新思維的能力，同時(shí)有利于發(fā)展學(xué)生的個(gè)性，培養(yǎng)創(chuàng)新人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔曉峰.2008-2013年間植物生物學(xué)領(lǐng)域國內(nèi)外重要研究進(jìn)展比較[J].植物生理學(xué)報(bào)，2013，49（6）：515-539.

[2]杜鳳國.“森林植物學(xué)”課程教學(xué)方法和模式的改革與實(shí)踐[J].中國大學(xué)教學(xué)，2006，（7）：28-29.