基于“新農(nóng)科”發(fā)展的《園林植物遺傳育種學》課程教學改革

張桂玲 溫四民 曹雪 王效華 王瑞霞

摘要：為適應新農(nóng)科發(fā)展的要求，文章以臨沂大學園林植物遺傳育種學課程為例，從理論教學、實踐教學和評價體系改革入手，通過發(fā)揮智慧教室在課堂教學中的作用，采用翻轉(zhuǎn)課堂理念的混合式理論教學模式，以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標的實踐教學模式，多層次結(jié)構(gòu)化的考核評價體系，取得了良好的教學效果，學生的創(chuàng)新能力得到較大提高。

關(guān)鍵詞：新農(nóng)科;智慧教室;翻轉(zhuǎn)課堂;創(chuàng)新能力;考核評價

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）15-0140-04

習近平總書記在黨的十九大報告中關(guān)于高等教育的講話為地方高校農(nóng)科專業(yè)教學改革與發(fā)展指明了新方向，同時也為農(nóng)科專業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了重要機遇。新農(nóng)科以現(xiàn)代新技術(shù)改造提升現(xiàn)有的農(nóng)科專業(yè)，布局適應現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)發(fā)展需要的新型涉農(nóng)專業(yè)[1]，以美麗鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和生態(tài)文明建設為重點，準確研判現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)發(fā)展新態(tài)勢，及時更新新農(nóng)科研究內(nèi)容，改革農(nóng)科專業(yè)課程教學方法，加強科研成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，激發(fā)新農(nóng)科建設的內(nèi)在動力，為鄉(xiāng)村振興發(fā)展提供更強有力的人才支撐[2]。

按照新農(nóng)科對涉農(nóng)專業(yè)發(fā)展的需要，教育部高教司司長吳巖提出，針對課堂教學改革，傾力打造五大“金課”。運用人工智能技術(shù)手段，積極利用各種網(wǎng)絡平臺進行線上和線下教學，開展微課和慕課建設與應用，利用智慧教室開展移動學習。作為地方高校的園林專業(yè)，園林植物遺傳育種學是該專業(yè)的核心課程，該課程以遺傳學的理論為指導，通過采用傳統(tǒng)育種技術(shù)和現(xiàn)代育種技術(shù)手段來改變園林植物的遺傳特性，從而創(chuàng)造出園林植物新品種或新類型，并進行良種繁育的一門學科。目前，該課程在教學方面存在著教學內(nèi)容較多而課時量不足，學生對實踐教學重視不夠，課堂教學方法不夠靈活，上課學生學習積極性不高，看手機現(xiàn)象較多，考試方式過于單一等諸多問題[3-4]，為適應“新農(nóng)科”發(fā)展，把園林植物遺傳育種學這門課程打造成“金課”，對該門課程進行了理論教學模式、實踐教學模式和考試模式等方面的教學改革，并取得了較好的教學效果。

一、理論教學構(gòu)建以翻轉(zhuǎn)課堂理念的混合式教學模式

有研究報道翻轉(zhuǎn)課堂有利于提高學生參與教學過程，提高學生課堂學習的積極性和主動性[5]。本課程借鑒該教學經(jīng)驗，采用翻轉(zhuǎn)課堂理念來構(gòu)建混合式教學模式框架。借助智慧教室和各種微平臺技術(shù)，構(gòu)建課前準備、課堂教學和課后鞏固全過程教學模型（見圖1）。

園林植物遺傳育種學整個教學過程中不同部分采用翻轉(zhuǎn)方式不同（見表1），其中遺傳學部分的第一、二、三章，育種學部分第一、二、七、八和第九章采用全部翻轉(zhuǎn)模式;遺傳學部分的第四、五章，育種學部分第三、四、五和第六章采用課堂講授+部分翻轉(zhuǎn)模式。

（一）課前準備

課前準備階段，分析園林植物遺傳育種學各章節(jié)教學重點、難點，精心搜集教學資源（視頻、音頻、案例、圖片、試題庫、最新研究成果、精心設計引導性問題等），科學設計教學過程。根據(jù)教學目標的需要將重點、難點部分制作成微視頻或做成MOOC，并將這些資源通過各種平臺（雨課堂平臺、藍墨云班平臺、網(wǎng)絡教學平臺、微信群和QQ群）向?qū)W生發(fā)布。針對園林專業(yè)不同層次（普通本科、園林高職本科和園林3+2一貫制本科）均開設該課程，制作的微視頻難易程度也不盡相同。制作的微視頻主要有：遺傳學部分“細胞有絲分裂過程”“細胞減數(shù)分裂過程”“植物的雙受精過程和無融合生殖”等10個片段;育種學部分的微視頻主要有：“引種原理”“選種原理”“雜交育種原理”等21個片段，學生根據(jù)自身情況選擇不同難度的視頻進行學習，知識背景較好的學生可適當進行課前知識拓展訓練。另外，合理安排課程組教師不同時間在線答疑，同時收集學生的學習情況信息。

（二）課堂教學

有研究結(jié)果表明，與普通課堂比較，在情感、行為、認知等層面利用智慧教室進行課堂教學學生學習投入情況均好于普通課堂的，師生交互和生生交互效果顯著。鑒于此，該課程利用智慧教室進行課堂教學，將學生智能手機和筆記本電腦應用到課堂中。收集課前學習環(huán)節(jié)中學生遇到的只是問題進行詳細講解。涉及遺傳學原理和育種學原理等抽象難懂的問題，靈活采用案例法、討論式、啟發(fā)式、問題式等多種教學方法向?qū)W生講解，引導學生不斷思考，例如在講解引種育種的生態(tài)學原理時，以北方某園林公司引種南方香樟失敗為案例啟發(fā)學生逐步思考為什么引種失敗，怎樣才能引種成功，通過案例分析來深刻理解引種的生態(tài)學原理。另外，課堂上針對一些具體應用方面的問題，設計探索性問題讓學生采用小組協(xié)作的形式進行討論分析，分小組進行匯報討論結(jié)果，在匯報中教師發(fā)現(xiàn)問題并及時指導解決，使課程教學從“被動學習”變成“主動學習”。例如在講解引種育種中設計問題為“南樹北移和北樹南移在操作栽培技術(shù)上如何”，分組討論，分組匯報討論結(jié)果，最后教師總結(jié)。

（三）課后鞏固

將課堂上講解的重點、難點以及知識點總結(jié)通過雨課堂平臺、藍墨云班平臺、網(wǎng)絡教學平臺、微信群、QQ群發(fā)布給學生進行課下進一步復習鞏固，引導學生進一步思考;同時，還要根據(jù)學習學習情況布置一定數(shù)量的開放性問題供學生查閱文獻資料來完成。例如在講解引種育種章節(jié)中，開放性問題設計：請同學們查閱資料和調(diào)研研究以自己家鄉(xiāng)引種某種園林植物為例設計一個引種方案（要求該方案理論依據(jù)科學合理，可執(zhí)行性較強），通過這種方式達到拓寬學生知識面，提高思考能力的目的。記錄學生完成任務的情況，對整個教學過程進行評價，不斷完善教學設計。

二、實踐教學以構(gòu)建創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標的實踐教學體系

為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，園林植物遺傳育種學實踐教學以依托臨沂大學國家級生物學虛擬仿真實驗教學中心、應用型人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗區(qū)、高水平應用型專業(yè)群建設（現(xiàn)代農(nóng)業(yè)專業(yè)群）、教育部農(nóng)校對接四個平臺，構(gòu)建校內(nèi)實驗與校外實踐、課內(nèi)實驗與課外實訓、教學實驗與科研訓練三結(jié)合、設置基礎知識和基本技能、綜合運用能力和探索創(chuàng)新能力訓練三模塊，進行深入產(chǎn)教融合的實踐教學體系，開展“全方位、常規(guī)化”學生課內(nèi)、課外創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練，使理論教學與實驗實踐教學深度融合，以此來解決園林植物遺傳育種學教學過程中理論知識學習與實踐能力培養(yǎng)相脫節(jié)的問題，提升學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學效果，提高實踐教學的質(zhì)量。

實踐教學體系包括基礎知識和基本技能訓練模塊，綜合運用訓練模塊和探索創(chuàng)新能力訓練模塊[6]（見圖2）。

（一）基礎知識和基本技能訓練模塊

通過參加校內(nèi)和校外專家講解、參加各種專題研討、在校內(nèi)和校外進行實踐訓練達到教學要求。重點訓練內(nèi)容：有絲分裂和減數(shù)分裂過程、植物雙受精過程和無融合生殖;三大遺傳規(guī)律驗證;種質(zhì)資源的收集、保存和研究技術(shù);引種育種、選種育種、雜交育種等傳統(tǒng)育種技術(shù)。

（二）綜合運用能力訓練模塊

通過設置大型實驗訓練項目和結(jié)合畢業(yè)論文簡單科研訓練達到教學要求。重點訓練內(nèi)容：園林植物種質(zhì)資源開發(fā)和利用技術(shù);誘變育種、倍性育種、分子育種等現(xiàn)代育種技術(shù);優(yōu)良品種品質(zhì)檢驗技術(shù)。

（三）探索創(chuàng)新能力訓練模塊

通過設計大型的創(chuàng)新訓練項目、參加教師科研課題、參加大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目和參加學科競賽等達到教學要求。重點訓練內(nèi)容：多種育種技術(shù)的靈活運用和育種技術(shù)的創(chuàng)新。

三、學生學習評價以構(gòu)建多層次結(jié)構(gòu)化的考核模式

有研究認為，高校教學評價中多元化的評價體系更能客觀反映學生的學習效果[7]。該課程借助該研究成果在教學評價中建立多元化的評價體系。該體系將學生課內(nèi)學習與課外學習、在線學習與離線學習進行統(tǒng)籌考慮，兼顧過程性評價和最終評價。在評價內(nèi)容上，既有理論教學過程中的考核，也有實踐教學過程中的考核，更有期末考試成績評價（見圖3）。

具體評價為：課程最終成績由平時成績、實驗教學成績和期末考試成績?nèi)糠謽?gòu)成，分別占總成績的30%、30%和40%。平時成績和實驗成績考核均分布在“課前—課中—課后”多元化教學過程中，期末考試成績是由期末考試得分情況構(gòu)成。

（一）平時成績構(gòu)成

主要針對學生課前對微視頻或MOOC的自學學習情況，課前在線測試情況，個人或小組學習情況，個人學習成果、平時作業(yè)和上課出勤情況進行評價。

（二）實驗成績構(gòu)成

主要針對實踐教學來考核。實驗報告撰寫情況、實驗技能掌握情況、自主創(chuàng)新實驗設計情況、參與科研訓練情況、參加學科競賽情況和實驗出勤情況等進行考核。據(jù)此來綜合評價學生實踐的創(chuàng)新意識和獨立分析問題、解決問題的科學研究能力。

（三）期末考試成績構(gòu)成

采取閉卷考試的方式，試題中考核內(nèi)容上基本知識、基本技能占50%，綜合運用占30%，創(chuàng)新能力占20%。試題分值中具有標準答案的占70%，試題答案不唯一的占30%。開放性試題同時課程考核方案在第一次課公布給全體學生并上傳課程中心網(wǎng)站。

四、教學效果

通過教學改革，提高了學生學習的積極性和主動性，提高了學生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，更加適應了新農(nóng)科發(fā)展要求。

在教學改革過程中，轉(zhuǎn)變了教學理念，在理論教學和實踐教學過程中以培養(yǎng)創(chuàng)新思維教育為主線，注重理論與實踐相結(jié)合，將學生創(chuàng)新能力的素質(zhì)培養(yǎng)作為重點，在夯實理論基礎的同時，引入學科前沿應用實例，強化創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力訓練，不斷創(chuàng)新改革，形成良性循環(huán)，建立“一體化”的長效機制，既解決了園林植物育種中創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維素質(zhì)培養(yǎng)的短板問題，又解決了《園林植物遺傳育種學》理論知識學習與實踐能力培養(yǎng)相脫節(jié)的問題，提升了創(chuàng)新教學的教學效果，保證了教學質(zhì)量[8]。

通過教學改革，使園林植物育種與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展有效銜接，以此來適應新農(nóng)科對園林植物遺傳育種學教學的要求。

立足于山東地方經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀，在充分調(diào)研、深入探討的基礎上，合理定位課程教學目標，以學生創(chuàng)新思維為抓手，解決了園林植物遺傳育種學教學與地方經(jīng)濟發(fā)展需求協(xié)調(diào)與適應的問題，保證了人才培養(yǎng)服務于地方區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展，有效提高了課程教學質(zhì)量。

參考文獻：

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[5]谷增軍.引入翻轉(zhuǎn)課堂理念構(gòu)筑“教學做”混合式教學模式[J].財會月刊，2017，（6）：88-91.

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[7]趙巖，徐嘉偉，李毅超.以主動學習為主的高校課堂教學模式和建設研討[J].黑龍江科學，2018，9（3）：58-60.

[8]呂慎金，陳現(xiàn)偉，李富寬，張桂玲.“雙創(chuàng)”視域下地方綜合性大學涉農(nóng)專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革與實踐[Z].山東省第八屆高等教育省級教學成果獎.2018.