創(chuàng)新思維在植物學(xué)教學(xué)中的探索

胡金璐

（西北工業(yè)大學(xué) 生命學(xué)院，陜西西安 710072）

植物學(xué)是一門研究植物的科學(xué)，其研究對象是整個(gè)植物界，基本任務(wù)是認(rèn)識(shí)和揭示地球上所有植物生命活動(dòng)的基本規(guī)律，旨在從基因、細(xì)胞、器官乃至整體水平上探究植物的結(jié)構(gòu)與功能，并且解析植物與環(huán)境相互作用的規(guī)律[1]。目前，植物學(xué)課程已在綜合類高校和農(nóng)業(yè)院校中普遍開設(shè)，課程內(nèi)容主要為植物細(xì)胞與植物組織、植物器官的結(jié)構(gòu)與形態(tài)、植物分類與進(jìn)化等。為了激發(fā)學(xué)生對植物學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣，并使其盡快適應(yīng)大學(xué)的教學(xué)模式，提高課程教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)從理論到應(yīng)用的突破，該課程教師要不斷鉆研，不僅要優(yōu)化課程內(nèi)容，也要在教學(xué)方法和措施上進(jìn)行創(chuàng)新[2]。本文通過采用信息化教學(xué)方式，將“翻轉(zhuǎn)課堂”“混合式教學(xué)模式”及“教學(xué)評價(jià)改革”等方式融合，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維。

1 融合多課程內(nèi)容，增加前沿知識(shí)

植物學(xué)是生物學(xué)專業(yè)的一門傳統(tǒng)學(xué)科，有著比較成熟且固定的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式。但在生命科學(xué)快速發(fā)展和各學(xué)科交叉的新時(shí)代，學(xué)科間的界限也越來越模糊，因此，需要擴(kuò)展植物學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，這對培養(yǎng)高水平應(yīng)用型人才極為重要。該課程探索將植物學(xué)和植物生理學(xué)的部分內(nèi)容融合，在授課過程中增加了“光合作用”和“植物激素”的知識(shí)點(diǎn)，方便學(xué)生理解、掌握植物器官的結(jié)構(gòu)和功能。如在“種子植物營養(yǎng)器官葉”一章中，葉片如何進(jìn)行光合作用的知識(shí)點(diǎn)有助于學(xué)生更好地掌握葉的結(jié)構(gòu)，同時(shí)，對于植物的發(fā)育和生態(tài)價(jià)值有更深入的理解。

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，一些最新研究成果進(jìn)入課程教材需要一定的時(shí)間和進(jìn)一步驗(yàn)證，這導(dǎo)致了現(xiàn)行教材內(nèi)容的滯后。若課堂中只講授教材上的知識(shí)，學(xué)生難以了解本學(xué)科的前沿研究，因此，教師需及時(shí)更新該課程的知識(shí)體系，以便拓寬學(xué)生的視野，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。此外，課程內(nèi)容可以適當(dāng)加入一些國家政策解讀以及國內(nèi)外植物學(xué)領(lǐng)域的科研項(xiàng)目進(jìn)展。

2 開展信息化教學(xué)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，教學(xué)信息化時(shí)代已經(jīng)到來，大學(xué)生對于信息化教學(xué)有著較高的認(rèn)可度[3]。多媒體教學(xué)在植物形態(tài)和分類等內(nèi)容的教學(xué)中具有很大的優(yōu)勢，學(xué)生可以清晰直觀地認(rèn)識(shí)各類植物的形態(tài)特征和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)[4]。該課程在授課中引入相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的視頻，結(jié)合傳統(tǒng)的臘葉標(biāo)本和新鮮植物樣本，對于學(xué)生知識(shí)的掌握和興趣的激發(fā)都有顯著的效果。例如：BBC 出品的《植物私生活》（The Private Life of Plants）、《綠色星球》（The Green Planet），以及中央電視臺(tái)紀(jì)錄片《影響世界的中國植物》等。這些視頻制作精美，專業(yè)知識(shí)應(yīng)用準(zhǔn)確，可以起到良好的教學(xué)效果。如在“植物繁殖器官”一章的講授中，針對果實(shí)一節(jié)，可以引入紀(jì)錄片《影響世界的中國植物》中的一集“水果 柑橘家族千年倫理大戲”，展示水果植物世界的繁衍變遷，柑橘家族任意兩個(gè)都可以雜交出新的品種，獨(dú)特的繁衍能力令柑橘家族越來越龐大，其中橙子是柚子和柑橘雜交而來，檸檬是由橙子和香櫞雜交而來。這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的擴(kuò)充能讓學(xué)生對植物果實(shí)有更好的理解。同時(shí)，在課堂上向?qū)W生展示往年植物學(xué)實(shí)踐課程制作的臘葉標(biāo)本，也是一項(xiàng)十分有效的教學(xué)措施，能很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

3 “實(shí)驗(yàn)入課堂”的植物學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)

植物學(xué)是一門理論和實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科，在授課過程中應(yīng)加強(qiáng)對學(xué)生觀察意識(shí)、創(chuàng)新思維及實(shí)踐能力的培養(yǎng)。植物學(xué)課程分為植物學(xué)理論課程和植物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，先講授理論課后實(shí)驗(yàn)操作的傳統(tǒng)授課模式，存在理論與實(shí)踐脫節(jié)的現(xiàn)象，導(dǎo)致知識(shí)難以內(nèi)化，學(xué)生普遍存在“學(xué)完即忘”的情況。在這種情況下，如何優(yōu)化植物學(xué)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，是課程授課教師必須考慮的問題。本文嘗試將理論課與實(shí)驗(yàn)課結(jié)合，并結(jié)合“混合式翻轉(zhuǎn)課堂”的形式，培養(yǎng)學(xué)生自主探究知識(shí)的能力[5-6]。如在講授植物形態(tài)與分類時(shí)，教師將“校園及周邊植物調(diào)查”這一實(shí)踐內(nèi)容引入課堂，構(gòu)建了“混合式翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式。首先，讓學(xué)生課前觀看教學(xué)視頻和教材等資源，掌握基本知識(shí)；其次，讓學(xué)生組成學(xué)習(xí)小組，從感興趣的方面自擬題目，利用手機(jī)、計(jì)算機(jī)等工具主動(dòng)尋找學(xué)習(xí)資料；最后，學(xué)生匯報(bào)學(xué)習(xí)成果，教師參與總結(jié)和討論，引導(dǎo)學(xué)生深入思考和拓展。在這個(gè)過程中，學(xué)生能深入了解每一種植物在形態(tài)學(xué)和分類學(xué)方面的特點(diǎn)，在實(shí)踐和自主學(xué)習(xí)的過程中加深對植物的根系、葉形葉性、花和果實(shí)內(nèi)部結(jié)構(gòu)等形態(tài)和分類術(shù)語的理解，能更好地掌握植物的科屬特征和分類依據(jù)，將課堂上難以理解的抽象概念與煩瑣的分類知識(shí)內(nèi)化。通過翻轉(zhuǎn)課堂，教師使單向教學(xué)轉(zhuǎn)變成交互式教學(xué)，體現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”教育理念，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，高效地完成了知識(shí)傳授和內(nèi)化兩個(gè)目標(biāo)。

4 課堂中BOPPPS、PBL 及Seminar 混合教學(xué)模式互補(bǔ)

創(chuàng)新思維是素質(zhì)教育的重要內(nèi)容，教育實(shí)踐中尤其要注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力，其中課堂教學(xué)是對學(xué)生開展創(chuàng)新教育的主要途徑[7-8]。教師教學(xué)技能工作坊（Instructional Skills Workshop, ISW）旨在構(gòu)建一種培訓(xùn)的教學(xué)模式和教學(xué)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，即BOPPPS 教學(xué)模式。BOPPPS 包含了導(dǎo)入（Bridge-in）、目標(biāo)（Objective）、前測（Pre-assessment）、參與式學(xué)習(xí)（Participatory learning）、后測（Post-assessment）和總結(jié)（Summary）六個(gè)環(huán)節(jié)，通過科學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)和規(guī)范的教學(xué)流程，使得課堂教學(xué)更加系統(tǒng)化和條理化[9-10]。如“種子植物營養(yǎng)器官葉”一節(jié)的課堂講授，在導(dǎo)入環(huán)節(jié)播放“不會(huì)枯萎的人造葉片”視頻，激發(fā)學(xué)生將基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行應(yīng)用的熱情；在前測環(huán)節(jié)引入俗語“根深葉茂，本固枝榮”，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合“根”一節(jié)的知識(shí)深入思考植物葉片的功能和結(jié)構(gòu)及其關(guān)系。參與式教學(xué)環(huán)節(jié)尤其能激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，通過接龍問答、軟件提問、小組討論、分組報(bào)告、情景模擬等方式，將課堂由教師講授為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生學(xué)習(xí)為主，出聲思考法是一種重要的思維顯性化的方法，能有效提高學(xué)生在課堂中對知識(shí)內(nèi)化的能力。

同時(shí)，在教學(xué)過程中融入啟發(fā)式教學(xué)模式（Problem-Based Learning，PBL），激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)思維，是高等教育改革的基本要求。啟發(fā)式教學(xué)模式要求在授課中以問題為主線、以學(xué)生為主體，通過課堂討論的方式強(qiáng)化學(xué)生對知識(shí)難點(diǎn)的理解，從而促進(jìn)學(xué)生開放式探究，同時(shí)有利于培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)的合作意識(shí)和批判性思維[11-13]。如在“植物繁殖與分化”一節(jié)的教學(xué)過程中，啟發(fā)學(xué)生思考為何植物細(xì)胞可以由一塊愈傷組織發(fā)育成一株完整的植株，而動(dòng)物細(xì)胞卻無法實(shí)現(xiàn)？從而讓學(xué)生對于植物細(xì)胞全能性有深入的理解。

Seminar 教學(xué)模式以討論會(huì)的形式開展，是一種以素質(zhì)教育為內(nèi)容的教學(xué)模式，學(xué)習(xí)小組在前期大量調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，與教師在課堂上深入地進(jìn)行學(xué)科研討，從而達(dá)到“學(xué)有所獲，教學(xué)相長，日學(xué)日進(jìn)”的教育目的[14]。例如，針對知識(shí)點(diǎn)“根的發(fā)育”，學(xué)習(xí)小組利用教師提前準(zhǔn)備的學(xué)習(xí)材料和自行檢索的信息，深入探討根冠感受重力的分子機(jī)制，讓學(xué)生在探究中深入思考，最終實(shí)現(xiàn)師生“教學(xué)相長”。

植物學(xué)課程將BOPPPS、PBL 和Seminar 教學(xué)模式良好融合，引導(dǎo)學(xué)生以學(xué)習(xí)小組的形式開展學(xué)習(xí)、討論和調(diào)研，形成了探索、競爭、互助的學(xué)習(xí)模式，有效調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。

5 教學(xué)評價(jià)改革

教育部在2018 年就提出“回歸常識(shí)、回歸本分，回歸初心，回歸夢想”的“四個(gè)回歸”教學(xué)理念，筆者認(rèn)為合理有效的評價(jià)方式和評價(jià)體系是真正推動(dòng)“四個(gè)回歸”的重要措施之一，對于實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)具有重要作用。傳統(tǒng)評價(jià)機(jī)制以考試分?jǐn)?shù)來評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，學(xué)生在考試之前往往會(huì)突擊復(fù)習(xí)，難以有效地考查學(xué)生對課程知識(shí)的內(nèi)化情況，更未對學(xué)生的品行、社會(huì)實(shí)踐能力等方面給予關(guān)注與考查。教學(xué)評價(jià)的初衷應(yīng)該是全面客觀地評價(jià)學(xué)生的課程學(xué)習(xí)效果，因此，要積極改革傳統(tǒng)考核評價(jià)體系，注重過程性考核，重點(diǎn)考查學(xué)生運(yùn)用課程知識(shí)的能力和解決問題的能力；同時(shí)重視學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，如課堂參與度、課后素質(zhì)拓展情況等。課堂參與度考核部分應(yīng)多元化，將所學(xué)知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化成課堂思考題，利用雨課堂等平臺(tái)，在線考核學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。課后素質(zhì)拓展成績包含了學(xué)習(xí)小組文獻(xiàn)調(diào)研報(bào)告、“混合式翻轉(zhuǎn)課堂” PPT 制作及匯報(bào)、知識(shí)點(diǎn)拓展個(gè)人作業(yè)，要真正推進(jìn)拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)和考核。

6 結(jié)語

植物學(xué)課程致力于多課程內(nèi)容交叉與前沿知識(shí)點(diǎn)的融合，利用“實(shí)驗(yàn)入課堂”、翻轉(zhuǎn)課堂和混合式教學(xué)模式的多層次教學(xué)改革，顯著提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，增加了課堂教學(xué)活力，提高了學(xué)生知識(shí)內(nèi)化能力，從而提高了教學(xué)效果和質(zhì)量。課上課下的分組學(xué)習(xí)模式，建立“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)模式，使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到開放自主學(xué)習(xí)和具備團(tuán)隊(duì)合作精神的重要性，培養(yǎng)了學(xué)生積極健康的學(xué)習(xí)心態(tài)。在信息時(shí)代，教師需要不斷探索和改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式，以發(fā)展的眼光辯證看待問題，及時(shí)使用新技術(shù)、新方法解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和獨(dú)立思考的能力。