翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)中的應(yīng)用

(北京林業(yè)大學(xué)自然保護(hù)區(qū)學(xué)院，北京 100083)

植物生態(tài)學(xué)是一門綜合性強(qiáng)且應(yīng)用面廣的基礎(chǔ)科學(xué)，主要研究植物與其生存環(huán)境之間、植物與植物之間的相互關(guān)系[1]。該學(xué)科的研究內(nèi)容豐富且理論性強(qiáng)，包括多尺度和多層次的研究對象(個體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng))。近年來，社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展帶來了諸多生態(tài)問題，如水資源短缺、森林草原退化、生物多樣性降低以及有毒有害污染物泛濫等。這些生態(tài)環(huán)境問題顯著影響著人類的生存和發(fā)展，越來越受到社會的關(guān)注，同時也促進(jìn)了植物生態(tài)學(xué)日益被重視并快速發(fā)展[2]。而學(xué)科的快速發(fā)展對“植物生態(tài)學(xué)”課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，迫切需要通過教學(xué)改革進(jìn)一步突破傳統(tǒng)課堂局限，呼應(yīng)社會實(shí)踐需求和滿足學(xué)生求知渴望，進(jìn)一步提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和理論聯(lián)系實(shí)際解決生態(tài)環(huán)境問題的能力。

一、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式概述

“翻轉(zhuǎn)課堂(flipped classroom)”的概念最初由美國幾所名校的教師提出，它是指學(xué)生在課前利用教師制作的課程視頻進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，而后在課堂上參與教師組織的教學(xué)互動活動，以提高學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解，并增強(qiáng)學(xué)生之間、師生之間互動的一種教學(xué)模式[3]。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式由于教學(xué)效果顯著而逐漸受到教育界的廣泛關(guān)注。翻轉(zhuǎn)課堂是在當(dāng)今高度信息化教育背景下應(yīng)運(yùn)而生的一種全新的教學(xué)理念，它利用新媒體帶來的新模式，用全新的“課前授課+課堂練習(xí)”教學(xué)模式取代了傳統(tǒng)的“課堂授課+課后練習(xí)”的教學(xué)模式，把活躍、主動、積極的課堂氛圍帶給了學(xué)生和教師，也把枯燥的理論知識融入到探討和辯論的教學(xué)實(shí)踐中。

隨著教學(xué)方式的改變，教師和學(xué)生的角色也都發(fā)生了改變，教師從傳統(tǒng)的知識灌輸者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和啟發(fā)者，學(xué)生從原來被動的知識接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹剿髡?。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式打破了傳統(tǒng)課堂的局限，重視學(xué)生的個性化發(fā)展，鼓勵學(xué)生結(jié)合社會問題，探索科學(xué)問題，并提高學(xué)生掌握科學(xué)知識的能力，被比爾·蓋茨稱為“預(yù)見了教育的未來”，加拿大《環(huán)球郵報》將其評為影響課堂教學(xué)的重大技術(shù)變革[4]。

二、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式應(yīng)用于“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)的可行性分析

隨著國家進(jìn)一步深化高校課程教學(xué)改革試點(diǎn)工作，部分高校已將翻轉(zhuǎn)課堂理念引入到課程教學(xué)中。有報道指出，有學(xué)者將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用到高校英美文學(xué)教學(xué)中，實(shí)踐證明它增加了學(xué)生和教師之間互動化和個性化的接觸時間，為學(xué)生提供了一種全新的個性化的教學(xué)環(huán)境[5]。在此環(huán)境下，學(xué)生是課堂活動的主體，處于學(xué)習(xí)知識的主動地位；教師是教學(xué)過程的設(shè)計者，是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，而不再是站在講臺上的知識的“獨(dú)裁者”。此外，該教學(xué)方法由于采用新媒體技術(shù)，使教學(xué)內(nèi)容得以保存，學(xué)生可以隨時按照自己的情況進(jìn)行復(fù)習(xí)，使課堂缺席的學(xué)生不會被甩在后面。

(一)“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容的實(shí)踐性和應(yīng)用性較強(qiáng)

20世紀(jì)60年代以來，隨著人口、資源、環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，人類在享受到物質(zhì)文明發(fā)展成果的同時，生態(tài)環(huán)境問題也日益嚴(yán)重[1]。人們迫切需要應(yīng)用生態(tài)學(xué)原理來解決這些問題，這是推動植物生態(tài)學(xué)快速發(fā)展的主要動力之一。其中，植物種群生態(tài)調(diào)控、植物資源可持續(xù)利用等科學(xué)理論都能夠在人們的實(shí)際生活中得以應(yīng)用，已成為對廣大民眾進(jìn)行生態(tài)學(xué)科普教育的重要途徑?！爸参锷鷳B(tài)學(xué)”課程研究的最終目的是通過對基礎(chǔ)理論知識的學(xué)習(xí)，讓人們深入理解植物生態(tài)系統(tǒng)的功能與價值，最終為區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)，因此該課程具有極強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性。而翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式本身就是以問題為導(dǎo)向的一種教學(xué)模式，與“植物生態(tài)學(xué)”課程的最終教學(xué)目的是一脈相承的[3]。

(二)“植物生態(tài)學(xué)”課程的教學(xué)資源豐富

近年來，國內(nèi)外涌現(xiàn)出一批“植物生態(tài)學(xué)”課程的經(jīng)典教材及配套視頻，相關(guān)的學(xué)術(shù)網(wǎng)站、專業(yè)論壇含有大量與該課程相關(guān)的圖片和視頻資料，這為“植物生態(tài)學(xué)”課程采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式開展教學(xué)活動提供了豐富的教學(xué)資源。教師可以充分借鑒這些資源，結(jié)合《植物生態(tài)學(xué)》教材的理論知識，整理和編輯相關(guān)的教學(xué)視頻和多媒體課件，供學(xué)生使用。教師在講授“植物生態(tài)學(xué)”課程之前，可以將這些教學(xué)視頻等學(xué)習(xí)資料提前發(fā)給學(xué)生觀看和學(xué)習(xí)；在講解“植物生態(tài)學(xué)”課程理論知識的過程中，也可以選擇性地播放一些與該課程相關(guān)的視頻資料，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時，針對目前社會普遍關(guān)注的熱點(diǎn)生態(tài)環(huán)境問題，如入侵植物防治、園林設(shè)計生態(tài)原則、受損生態(tài)系統(tǒng)的植被恢復(fù)、生物多樣性的保護(hù)等，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生積極探討和交流，提出擬解決的科學(xué)設(shè)想，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

基于以上兩點(diǎn)，筆者將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式應(yīng)用到了“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)實(shí)踐中，以期提升該課程課堂活力和學(xué)生的參與度，提高學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識的積極性、能動性，推動植物生態(tài)學(xué)知識的普及和運(yùn)用。

三、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐

(一)以信息化教學(xué)環(huán)境和創(chuàng)新性多媒體教學(xué)內(nèi)容吸引學(xué)生開展課前學(xué)習(xí)

在本次對“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)模式的改革中，授課教師在課前整理和編輯了以教學(xué)視頻為主要形式的、融合相關(guān)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)資料，并提前發(fā)送給學(xué)生。同時，將“典型案例-主要基礎(chǔ)理論知識-課前思考題”編輯成教學(xué)視頻上傳至學(xué)習(xí)平臺，以便學(xué)生在課前主動完成針對知識點(diǎn)和概念的自主學(xué)習(xí)和相互探討。以授課內(nèi)容“植物的種內(nèi)競爭”的課前視頻為例，筆者詳細(xì)介紹翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的應(yīng)用。

首先，讓學(xué)生觀看大衛(wèi)·愛登堡“探索植物王國”紀(jì)錄片中植物種群的種內(nèi)競爭，讓學(xué)生直觀認(rèn)識到植物個體的種內(nèi)競爭在自然界是非常普遍的現(xiàn)象，隨后給學(xué)生展示種內(nèi)競爭的概念，讓學(xué)生思考“植物種內(nèi)競爭會產(chǎn)生什么結(jié)果”。

其次，通過展示圖片“小興安嶺紅松林和云杉林樹木株數(shù)隨林齡的變化過程”，讓學(xué)生思考圖表數(shù)據(jù)的變化所反映出來的種內(nèi)競爭效應(yīng)。

最后，展示課前思考題，讓學(xué)生思考和探討“植物種內(nèi)競爭是否有利于種群的發(fā)展”。

通過這樣的學(xué)習(xí)和探討，學(xué)生對將要學(xué)習(xí)的課程內(nèi)容有了基本的理解，并對感興趣的問題主動查找相關(guān)資料。同時，針對學(xué)生之間、師生之間交流較少的問題，筆者也在“植物生態(tài)學(xué)”課程開課之前就建立了該課程微信討論互動平臺，針對一些學(xué)生爭議的問題進(jìn)行答疑，以加強(qiáng)師生之間的互動交流，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，提高學(xué)生主動獲取知識和解決實(shí)際問題的能力。

(二)采取靈活多樣的教學(xué)形式鞏固學(xué)生的理論知識

在進(jìn)行“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)過程中，筆者首先將學(xué)生隨機(jī)分組，選出小組長，讓每組學(xué)生進(jìn)行5分鐘的組內(nèi)討論，對課前視頻資料和典型案例進(jìn)行集中學(xué)習(xí)和討論；其次由小組長以PPT形式匯報展示小組學(xué)習(xí)情況，并提出本組的疑難問題；最后由教師統(tǒng)一解答問題。一般小組討論、匯報和答疑解惑的時間控制在10～15分鐘，隨后教師開始對該內(nèi)容進(jìn)行講授。

經(jīng)過前期的自主學(xué)習(xí)、互動討論和解答疑惑后，教師講授該內(nèi)容的時間顯著縮短。以授課內(nèi)容“植物的種內(nèi)競爭”為例，教師除課前向?qū)W生發(fā)放視頻資料和典型案例外，在課堂上還需強(qiáng)調(diào)重要知識點(diǎn)“種內(nèi)競爭和密度效應(yīng)的相關(guān)概念和法則”內(nèi)容，并結(jié)合實(shí)例和圖片對知識難點(diǎn)“種內(nèi)關(guān)系強(qiáng)度的計算”進(jìn)行詳細(xì)地講解，理順內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系，提高學(xué)生對課程內(nèi)容的理解和掌握，鞏固知識。

另外，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一手段，學(xué)生對理論知識的掌握程度和應(yīng)用能力如何，必須要通過課后實(shí)驗(yàn)和社會實(shí)踐來進(jìn)行驗(yàn)證[6]。因此，筆者將教師的科研項(xiàng)目或?qū)W校的本科生科研創(chuàng)新項(xiàng)目引入到“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)中。與理論課相比，學(xué)生更愿意參與教師的科研項(xiàng)目和學(xué)校的本科生科研創(chuàng)新項(xiàng)目，并在參與的過程中更深入地理解了該課程所學(xué)理論知識，進(jìn)一步提高了教學(xué)效果。

(三)改革課程考核方式，注重學(xué)生綜合素質(zhì)的考察

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式改變的不僅僅是教與學(xué)過程中的順序，更重要的是調(diào)動了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師在教學(xué)過程中起輔助作用。因此，過去那種傳統(tǒng)、單一的期末考試方式必須被打破，轉(zhuǎn)向綜合全面的智能評價，即對學(xué)生的考核評價貫穿于該課程的整個學(xué)習(xí)和課外活動中?！爸参锷鷳B(tài)學(xué)”課程總成績由4部分組成：問題討論與探索實(shí)踐占15%、定期小測驗(yàn)占20%、課程PPT匯報占15%和期末課程論文占50%。

四、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)中的應(yīng)用效果

(一)調(diào)查對象和方法

調(diào)查的對象為北京林業(yè)大學(xué)野生動物與自然保護(hù)區(qū)管理專業(yè)本科三年級學(xué)生。這些學(xué)生在二年級已完成對專業(yè)必修課“普通生態(tài)學(xué)”的學(xué)習(xí)，因此已掌握相關(guān)的生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)理論知識。同時，完成了“植物學(xué)”“無機(jī)化學(xué)”“有機(jī)化學(xué)”課程實(shí)驗(yàn)，因此具備了一定的實(shí)驗(yàn)技能。本次調(diào)查采用問卷調(diào)查的形式，調(diào)查內(nèi)容見表1。

表1 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)中的應(yīng)用效果%

調(diào)查內(nèi)容非常滿意滿意一般不滿意自主學(xué)習(xí)能力2362150新知識接受能力356050團(tuán)隊協(xié)作能力405820溝通能力375490學(xué)習(xí)興趣425260

(二)調(diào)查結(jié)果與分析

從提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、對新知識的接受能力以及與教師溝通能力的調(diào)查結(jié)果看，將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式應(yīng)用到“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)中取得了良好的教學(xué)效果，見表1。80%以上的學(xué)生認(rèn)為，將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式應(yīng)用到該課程教學(xué)中提高了他們從課前視頻、學(xué)習(xí)資料和學(xué)習(xí)平臺中自主獲取知識的能力，以及對新知識的接受能力。大部分學(xué)生在課前翻閱了相關(guān)資料，并觀看了教學(xué)視頻，了解了該課程的重要知識點(diǎn)，同時能就課前學(xué)習(xí)中遇到的疑難問題與組內(nèi)同學(xué)進(jìn)行討論，極大地提高了學(xué)生之間交流溝通、合作的能力。

總體來看，大部分學(xué)生對“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)改革是滿意的。但是筆者在“植物生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，希望在以后的教學(xué)中引起注意：①學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性還不夠高，主要表現(xiàn)在學(xué)生仍習(xí)慣于被動地從教師處獲取知識，不習(xí)慣于借助學(xué)習(xí)資源和網(wǎng)絡(luò)平臺自己主動地去發(fā)現(xiàn)和探究問題；②少數(shù)課前視頻、音頻、圖形和動畫等資料的導(dǎo)向還不是很明確，需教師確定該課程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)知識，以避免學(xué)生因?yàn)樾畔⒘糠彪s而造成的迷惑甚至反感；③個體差異的教學(xué)考評形式還有待進(jìn)一步完善，由分?jǐn)?shù)為王的單一評價轉(zhuǎn)向綜合全面素質(zhì)評價，既是對教師教學(xué)能力的考察，也是對學(xué)生個體在整個學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)進(jìn)行考核，因此教師在教學(xué)過程中必須重視學(xué)生個體學(xué)習(xí)差異，使考評指標(biāo)更加的公平合理。