“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”的植物生物學(xué)課程探索與實踐

蔡 沖，朱 誠

(中國計量大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，杭州 310018)

以互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息技術(shù)日益成為國家發(fā)展的重要驅(qū)動力，催生出新的教育生產(chǎn)力，改變了原有教育教學(xué)理念、知識呈現(xiàn)方式、教學(xué)組織形式、師生關(guān)系、教學(xué)評價管理以及校園學(xué)習(xí)環(huán)境，教與學(xué)產(chǎn)生新的發(fā)展與變革[1-2]。植物生物學(xué)是高校生物類專業(yè)的一門學(xué)科基礎(chǔ)課，具有專業(yè)性強、知識面寬、拓展性廣、技術(shù)發(fā)展更新迅速等特點。2009年我們將植物學(xué)與植物生理學(xué)課程融合進行綜合改革，面向生物工程、生物技術(shù)、動植物檢疫等專業(yè)開設(shè)植物生物學(xué)課程。針對傳統(tǒng)注入式教學(xué)，重構(gòu)新型的以學(xué)為主教學(xué)模式，貫徹“以學(xué)生為中心”的理念[3]，推進混合式教學(xué)改革，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)課程的積極性和主動性。教師為學(xué)習(xí)指導(dǎo)者、學(xué)生為主動研究者，課外視頻資料學(xué)習(xí)、課堂互動討論探究，營造課堂教學(xué)氛圍。從植物生物學(xué)教學(xué)實踐出發(fā)，思考并總結(jié)課程教學(xué)活動中改革措施，旨在提高課程的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果。

1 重構(gòu)課程體系，明確以學(xué)生發(fā)展為中心的課程目標(biāo)

植物生物學(xué)課程將植物的不同層次(分子、細胞、組織、器官、個體、生態(tài)系統(tǒng))和多學(xué)科(形態(tài)、解剖、生理、分類及其與環(huán)境等)內(nèi)容有機融合[4]，設(shè)計5個知識模塊：植物細胞結(jié)構(gòu)與組織；植物的營養(yǎng)器官與發(fā)育；植物繁殖與繁殖器官；植物的營養(yǎng)與生長發(fā)育調(diào)控；植物多樣化和植物資源與利用。課程內(nèi)容體現(xiàn)基礎(chǔ)性、綜合性、前沿性、創(chuàng)新性和引導(dǎo)性，避免與后續(xù)課程重復(fù)；教學(xué)內(nèi)容更加注重解決人類面臨的糧食、能源、環(huán)境、生物多樣性保護等重大實際問題，結(jié)合各個模塊融入前沿動態(tài)。植物生物學(xué)課程獲得2010年浙江省精品課程。

植物生物學(xué)課程目標(biāo)以學(xué)生發(fā)展為中心，促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、獨立思考能力、獲取并處理信息能力、分析判斷能力、質(zhì)疑批評能力、解決問題能力及創(chuàng)新創(chuàng)造能力的培養(yǎng)[5]。在課程設(shè)置上，面向國家重大需求問題(糧食、能源、環(huán)境、生物多樣性保護等)，基于跨學(xué)科知識的支撐，讓學(xué)生在受教育階段了解這些問題所具有的學(xué)科內(nèi)涵，以及解決這些問題的技術(shù)路徑，促使學(xué)生從價值取舍和公共政策的角度，深層次、多維度理解這些問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)術(shù)志趣和創(chuàng)造潛能。教學(xué)內(nèi)容注重從現(xiàn)象和實驗推導(dǎo)事物的內(nèi)涵和基本原理，面向世界科技前沿，緊扣全球熱點，實時反映植物學(xué)科不同研究領(lǐng)域的新理論、新發(fā)現(xiàn)及交叉性學(xué)科的新成果，訓(xùn)練學(xué)生學(xué)術(shù)研究基本素養(yǎng)。同時，教學(xué)內(nèi)容面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場，突出提升能力為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力。

2 面向“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”，構(gòu)建精品在線開放課程

教育信息化帶動教育現(xiàn)代化已成為全球教育改革與發(fā)展的共識，《中國教育現(xiàn)代化2035》也明確要求加快信息化時代教育變革[6]。植物生物學(xué)探索了現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)的全面深度融合，重新設(shè)計課程內(nèi)容：植物細胞與組織、植物營養(yǎng)器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能、植物光合作用及有機物運輸、植物的生長發(fā)育及其調(diào)控、植物的繁殖、植物的衰老及其調(diào)控、植物的多樣性、植物與環(huán)境等[4]，聯(lián)合兄弟院校共建共享在線開放課程。2015年開始充分利用信息技術(shù)和視頻動畫技術(shù)，構(gòu)建了多個學(xué)習(xí)通道(2部省級新形態(tài)教材、8章多媒體課件、64個微視頻、8章單元測驗、8章單元作業(yè)、在線考試、100+討論主題)，重塑教學(xué)形態(tài)，打造 “時時可用，處處可用”的資源空間，植物生物學(xué)獲得浙江省精品在線開放課程和首批國家級一流本科課程。

2016年植物生物學(xué)精品在線開放課程通過浙江省高等學(xué)校在線開放課程共享平臺和中國大學(xué)MOOC上線，至今已經(jīng)成功運行13期，累積選課人數(shù)超8 000人次，有80多所高等院校學(xué)生參與。學(xué)生隨時隨地自主性、碎片化學(xué)習(xí)，教師利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，伴隨式收集和分析學(xué)生日常學(xué)習(xí)行為和過程數(shù)據(jù)，開展數(shù)據(jù)驅(qū)動的學(xué)業(yè)評價，促進學(xué)生有效學(xué)習(xí)。教師團隊在討論區(qū)保持適度活躍，鼓勵學(xué)生大膽發(fā)表意見，既保證學(xué)生的問題能得到及時解決，又激發(fā)同學(xué)間互相回答問題的積極性。適時更新在線課程部分教學(xué)內(nèi)容，增加植物生物學(xué)領(lǐng)域新動向和新事件，利用好新媒體和智能手機，優(yōu)化教學(xué)模式，增加師生互動，分析學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，促進持續(xù)改進，提高課程教學(xué)效果。推廣更新部分內(nèi)容:與人們?nèi)粘Ｉ钕嚓P(guān)的糧食、能源、環(huán)境、生物多樣性保護等實際問題密切聯(lián)系，使其也適合社會人員學(xué)習(xí)。課程教學(xué)內(nèi)容(視頻和課件)及題庫每年更新20%～25%。

新型冠狀病毒肺炎疫情發(fā)生后，教育部發(fā)布《關(guān)于2020 年春季學(xué)期延期開學(xué)的通知》，同時要求各高校充分利用已經(jīng)上線的優(yōu)質(zhì)精品在線課程教學(xué)資源，積極開展在線教學(xué)活動，保證疫情防控期間教學(xué)進度和教學(xué)質(zhì)量[7]。植物生物學(xué)向全國各高校免費開放線上教學(xué)課程資源，并從2020年1月24日起啟動線上教學(xué)，一直運行良好，滿足高校“停課不停教、不停學(xué)”的教學(xué)需求；既能滿足學(xué)生課前預(yù)習(xí)、知識學(xué)習(xí)和互動、課后討論的學(xué)習(xí)需要，又能滿足教師及時監(jiān)測學(xué)生學(xué)習(xí)，并據(jù)此調(diào)整教學(xué)策略[8]。植物生物學(xué)以信息化引領(lǐng)教育理念和教育模式的創(chuàng)新，充分發(fā)揮教育信息化在教育改革和發(fā)展中的支撐與引領(lǐng)作用，滿足學(xué)習(xí)者個性化學(xué)習(xí)需要，創(chuàng)新育人手段。

3 探索線上線下融合的混合式教學(xué)模式

3.1 提升教師混合式教學(xué)改革能力

教學(xué)過程主要要素包括教師、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容(教材)及教學(xué)方法和手段(教法)。我們將教材和教法的變革作為推進教師發(fā)展和變革的手段或路徑[9]，組織教師積極參加教學(xué)能力提升的專業(yè)化培訓(xùn)(圖1)，開展以學(xué)為中心的課程設(shè)計，提升教師信息化條件下的教學(xué)能力和創(chuàng)新意識，促使“教學(xué)設(shè)計、信息素養(yǎng)和教學(xué)研究能力”深度融合，注重引導(dǎo)學(xué)生如何“學(xué)”。通過教材的改革和教學(xué)能力的培訓(xùn)，有效提升教師教學(xué)綜合能力，推動混合式教學(xué)改革的實施。教學(xué)團隊主編出版植物生物學(xué)和植物生物學(xué)實驗教材，獲得浙江省普通高校“十三五”新形態(tài)教材；團隊成員獲2019年浙江省高?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+教學(xué)”優(yōu)秀案例(線上線下混合式課程)特等獎，2017年浙江省高校首批翻轉(zhuǎn)課堂優(yōu)秀案例二等獎，2015年全國第十五屆多媒體課件大賽二等獎，2020年中國計量大學(xué)本科“課程思政”教學(xué)設(shè)計及優(yōu)秀案例競賽一等獎等榮譽稱號。

圖1 教師教學(xué)能力提升路徑

3.2 探索線上線下融合的混合式教學(xué)模式

植物生物學(xué)課程2015年秋學(xué)期起按30人編班，開展線上與線下混合式教學(xué)試點，獲得浙江省高等教育課堂教學(xué)改革項目資助。教學(xué)團隊探索線上與線下融合的混合式教學(xué)模式，教學(xué)過程由課前線上學(xué)習(xí)、課中體驗內(nèi)化、課后檢驗評價組成(圖2)，實現(xiàn)課堂體驗多樣生動，促進知識內(nèi)化。教師重新組織課程教學(xué)[10]，課前豐富的在線課程讓學(xué)生學(xué)習(xí)完全自主，通過在線學(xué)習(xí)、問題引導(dǎo)與學(xué)習(xí)跟蹤，學(xué)生完成知識傳授；在線學(xué)習(xí)過程中，教師設(shè)計任務(wù)單、學(xué)習(xí)要求、預(yù)習(xí)測驗等導(dǎo)學(xué)案，使學(xué)生能夠知曉學(xué)習(xí)要求和方法，完成學(xué)習(xí)目標(biāo)；同時發(fā)布討論主題，引發(fā)學(xué)生思考。課堂中采用重難點講授與學(xué)習(xí)討論，師生尋找共同的知識聯(lián)結(jié)點，圍繞“知識難點、應(yīng)用實例與社會熱點”等節(jié)點組織課堂討論與交流，學(xué)生參與課堂合作探究活動，開展師生之間和生生之間的討論、交流、學(xué)生評價等學(xué)習(xí)活動；在討論式基礎(chǔ)上將競賽式教學(xué)遷移到課堂中，把討論內(nèi)容以競賽形式呈現(xiàn)，在教師主導(dǎo)下讓學(xué)生圍繞主題開展公開辯論，充分調(diào)動學(xué)生的競爭性，有效引燃學(xué)生的活力，既完成教學(xué)內(nèi)容又培養(yǎng)學(xué)生參與意識，鍛煉學(xué)生表達與應(yīng)答能力。課后通過作業(yè)測驗、學(xué)習(xí)總結(jié)、作品展示和項目訓(xùn)練等形式進行檢測評價，培養(yǎng)學(xué)生分析判斷、質(zhì)疑批評和解決問題等能力。

圖2 線上線下融合的混合式教學(xué)模式

3.3 引導(dǎo)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)

植物生物學(xué)課程將在線開放課程、“慕課堂”智慧教學(xué)工具引入課堂教學(xué)，手機APP激活教學(xué)全過程，學(xué)生自主學(xué)習(xí)便捷自由；學(xué)生可以根據(jù)興趣、專業(yè)特色與知識需求，任意選擇自己感興趣的線上資源，安排自己課程學(xué)習(xí)方案；學(xué)生可以自行決定何時學(xué)、何地學(xué)、可重看、跳看或暫停來思考問題，自主掌握學(xué)習(xí)節(jié)奏，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。同時學(xué)生在大腦中建構(gòu)起對知識的理解、實現(xiàn)漸進式的知識建構(gòu)，在新舊知識、學(xué)科知識及多渠道信息之間建立起聯(lián)系。教師團隊注重培養(yǎng)學(xué)生以探究學(xué)習(xí)為主，課堂上不從事單向的教學(xué)活動，重點通過引導(dǎo)學(xué)生將植物科學(xué)原理與技術(shù)運用于科學(xué)研究及成果轉(zhuǎn)化與應(yīng)用中等教學(xué)活動，使學(xué)生明確自己能夠?qū)W到什么，促進學(xué)生深層次思考與有意義學(xué)習(xí)；教師設(shè)計遞進學(xué)習(xí)任務(wù)(視頻學(xué)習(xí)、單元作業(yè)、單元測驗、在線考試、討論發(fā)貼、筆記、拓展資料等)，學(xué)習(xí)進度快的學(xué)生不受束縛、學(xué)習(xí)進度慢的學(xué)生亦可跟上，推進了學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的實踐，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、獨立思考能力、獲取并處理信息能力及創(chuàng)新能力等。教學(xué)設(shè)計中對學(xué)生合理“增負”，引導(dǎo)學(xué)生求真學(xué)問、練真本領(lǐng)，師生互動探討增強了課堂吸引力，學(xué)生上課氣氛活躍，精力集中，自主學(xué)習(xí)能力提升。17級1班48學(xué)時課程，累計課堂互動1 316次，平均45次/人，平均27次/節(jié)課。

3.4 形成數(shù)據(jù)驅(qū)動的課程評價

植物生物學(xué)課程通過線上線下多種渠道采集學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)，依托平臺智能化管理、實時記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)痕跡、促進學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)劃、實現(xiàn)教學(xué)相長。教師進行實時監(jiān)測、及時診斷學(xué)情、有效開展個性化教學(xué)活動，實現(xiàn)因材施教。課程采用“四個結(jié)合”評價，注重過程性與終結(jié)性、線上線下、知識能力與綜合素質(zhì)、個人與團隊相結(jié)合。學(xué)生在評價中獲得成就感，增強學(xué)生自信心。如2018年秋學(xué)期：線上學(xué)習(xí)40%+課堂學(xué)習(xí)10%+線下考試50%，線上學(xué)習(xí)40%=視頻12%+作業(yè)測驗12%+在線考試8%+討論筆記8%，課堂學(xué)習(xí)10%=考勤5%+課堂互動5%(互動分以小組評分)。線上學(xué)習(xí)成績顯示，拓展了課程學(xué)習(xí)的時間與空間，激勵了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；學(xué)生對知識的理解比以往更加深刻，實現(xiàn)了學(xué)生在作業(yè)、測驗、課堂任務(wù)和考試等諸方面對自己負責(zé)。全過程學(xué)業(yè)評價增強了學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度，學(xué)生課下必須忙起來，課上1 h需課下投入2～3 h，完成“課前線上學(xué)習(xí)”和“課后檢驗評價”；還需要為“課中體驗內(nèi)化”準(zhǔn)備好素材，參與合作探究活動，學(xué)生自主選題、查閱文獻、總結(jié)歸納、開展小組討論，通過師生之間和生生之間的討論交流、學(xué)生展示等學(xué)習(xí)活動，培養(yǎng)學(xué)生未來發(fā)展所需要的自主學(xué)習(xí)、獨立思考、創(chuàng)新創(chuàng)造、團隊合作及社會擔(dān)當(dāng)?shù)饶芰Α?/p>

4 小結(jié)

“互聯(lián)網(wǎng)+”催生出新的教育生產(chǎn)力，推動大學(xué)教學(xué)的信息化與智能化。教與學(xué)的新發(fā)展給教師帶來了挑戰(zhàn)，為教師教學(xué)能力賦予新的內(nèi)涵和要求[1]。植物生物學(xué)教師潛心教書育人，熱愛教學(xué)、傾心教學(xué)、研究教學(xué)，積極參與教學(xué)培訓(xùn)，開展教學(xué)研究，主動進行課程建設(shè)，樂于擔(dān)任學(xué)生學(xué)術(shù)活動指導(dǎo)教師。植物生物學(xué)深化課程內(nèi)涵、課程建設(shè)成果積累豐富、探索“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”教學(xué)模式成效顯著、引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)方式多樣受益頗豐，課程建設(shè)經(jīng)驗可復(fù)制、具有推廣價值和輻射效應(yīng)。改革成果《應(yīng)用型視域下植物生物學(xué)課程改革與實踐》獲2016年浙江省高等教育教學(xué)成果獎二等獎，該成果具有很強的創(chuàng)新性、引領(lǐng)性和現(xiàn)實推廣價值。期待共同推進一流課程的建設(shè)與應(yīng)用，共同融入新時代教與學(xué)的創(chuàng)新與發(fā)展。