智慧教學在生物學科實驗課程教學中的探索

周浩 高乞 廖宏澤 豐景

廣西民族大學海洋與生物技術學院 廣西南寧 530006

在生物學科的教學體系中，生物實驗是獲取知識、探索未知的基本手段，也是培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維與學術素養(yǎng)的重要途徑，因此實驗教學是生物專業(yè)本科教育的重要環(huán)節(jié)。目前，在各大高校的生物類實驗教學中普遍存在教學內容陳舊化、教學手段簡單化、教學安排基礎化、考核方式單一化等問題[1-4]。

在信息化高速發(fā)展的時代，各種智慧教學平臺和工具(如慕課、微課、超星泛雅網絡教學平臺及其移動終端的學習通APP、雨課堂、云班課、微助教等)逐漸走進大學課堂，它們普遍具有資源推送與共享、及時反饋、多元互動、數據記錄與分析、多方式測評等功能特點，為課堂智慧教學的開展提供了途徑和手段[5-8]。如何將這些智慧教學工具有效地應用到實驗課程的教學中，促進教學理念的轉變，推動教學模式的改革，開展全方位的教學評價，從而激發(fā)學生的學習興趣，提高教師教學質量和學生學習效率，是目前各大高校教育改革面臨的新任務和新挑戰(zhàn)。

為此，在廣西民族大學生物技術系的植物學實驗、植物生理學實驗、微生物學實驗、遺傳學實驗和生物綜合實驗的教學過程中，筆者將超星泛雅網絡教學平臺、慕課、學習通APP、微課等智慧教學平臺和工具引入傳統(tǒng)的多媒體教室，通過設計模塊化的教學內容，細化課堂教學的各個環(huán)節(jié)，采用多元的教學模式和教學方法，推進教學全過程的反饋實時化，因材施教，及時指導，對學生的學習效率和實踐能力進行多維考核。

1 明確教學目標，設計模塊化的教學內容，細化課堂教學環(huán)節(jié)

一門廣受學生好評的實驗課應具備的三個主要特點[9]：注重實驗技能的培養(yǎng)，加深生物學理論的理解；深度參與課堂，興趣與實踐與并重；教學與科研相結合。其目的就是要在實驗教學的過程中突出學生的主體性，提高學生的參與度，提升學生的科研素質和實踐能力[10-11]。

為此，筆者利用超星泛雅網絡教學平臺+學習通APP，根據課程的培養(yǎng)目標，創(chuàng)建相應的授課課程，對課程教學進行前期的整體規(guī)劃，設計模塊化的教學內容，包括三大教學內容模塊：(1)注重知識點+實驗技能培養(yǎng)的基礎性實驗；(2)關注生物理論的綜合理解+團隊協(xié)作能力提升的綜合性實驗；(3)鼓勵理論知識的拓展+科研思維構建的研究性實驗。

圖1 智慧教學在生物學科實驗課程的設計模板圖

與此同時，利用學習通的課程管理、教案、章節(jié)、資料、通知、討論、作業(yè)、考試、分組任務(PBL)等功能模塊細化課前、課中、課后、課外等教學過程的各個環(huán)節(jié)，預演教學全過程(如圖1所示)。

2 根據教學內容，采用多元的教學模式和教學手段

當前，情景式教學、開放式教學、團隊式教學等新型教學模式正在革新傳統(tǒng)的課堂教學理念[12-14]。筆者利用超星泛雅網絡教學平臺+學習通APP、慕課、微課等智慧教學平臺、教學工具以及網絡資源，根據不同的教學內容模塊，分別采取情景式教學、開放式教學、團隊式教學等教學模式。

在基礎性實驗教學中，筆者通過泛雅教學平臺+學習通APP，將多媒體、網絡資源、微課等教學資源融入基礎性實驗課程的情景式教學，通過自然情境的創(chuàng)立、設置問題情境模式以及結合任務情境開展教學工作。以植物學實驗課程中“植物繁殖器官的形態(tài)觀察和解剖”為例。課前，讓同學們游覽校園并收集3種植物的花。課上，設置“收集的花有哪些部分組成”“為什么有些花部分缺失”等問題，檢測學生對實驗原理和知識點的理解程度，引導學生進行自主思考；通過課堂同步功能模塊進行實驗操作的演示，學生通過手機端不僅可以清晰全面地觀看到教師的操作過程和細節(jié)，同時還可以通過學習通章節(jié)模塊中預先上傳的“百合花的解剖”等相關實驗操作視頻，獲得可重復的實驗指導，有效幫助學生掌握實驗內容、熟悉實驗操作；實驗過程中，學生不僅可以將實驗結果上傳至討論模塊供教師進行及時指導，也可以通過發(fā)布主題的形式，與同學進行交流、學習和討論并對實驗操作進行自檢和調整，形成一個良好的實驗氛圍和有序安靜的實驗環(huán)境。課后，通過分組任務模塊發(fā)布團隊任務“花的解剖視頻錄制”以及舉辦植物藝術畫制作比賽，加深對知識點的理解，培養(yǎng)學生的團隊合作精神，提升審美能力。

在綜合性實驗教學中，通過學習通、慕課、微課等現代教學手段，將實驗室資源有計劃、有步驟地向學生開放，充分調動學生參與課程的積極性和主動性，既可以對課堂教學進行補充和擴展，增加學生的動手機會，提高學生的實驗技能，又可以對現有實驗室資源進行充分利用[15-16]。以遺傳學實驗課程中“果蠅的三點測交實驗”為例。課前，學生可以通過學習通的章節(jié)模塊學習果蠅三點測交的實驗原理、實驗內容以及實驗流程。課上，教師通過實驗操作的演示，使學生掌握基本的操作方法，同時通過實驗流程圖，讓學生們從整體上了解實驗項目的整個流程以及需要注意的重點和難點。課后，教師發(fā)布分組任務，要求學生根據實驗進度上傳視頻“處女蠅的收集”“F1的收集和數據統(tǒng)計”以及“F2的收集和數據統(tǒng)計”，由學生通過小組合作的形式設計實驗流程，安排實驗計劃以及分配成員任務。課外，利用學院開放的本科教學實驗室，學生可根據自己的時間安排實驗。一方面，可以通過在學習通發(fā)布主題的形式，與老師和同學進行交流、學習和討論并對實驗操作進行自檢和調整，另一方面，也可以在各個實驗階段上傳小組自制的實驗短視頻，獲得老師的指導。

研究性實驗教學的目的在于培養(yǎng)學生的科研素質，提高學生自主學習的綜合能力和學科領域的創(chuàng)新能力[17]。一個研究性項目的周期遠超過一門教學課程的課時，甚至需要2～3個學期。因此，我院鼓勵學生通過加入導師科研團隊，與大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、“互聯網+”大賽以及各種學科專業(yè)比賽相融合，通過導師科研團隊指導學生研究團隊，利用智慧教學平臺和教學工具，從研究主題的確定、文獻資料的收集和整理、實驗方案的設計和分工、實驗方法的確定和實施到實驗結果的分析和討論以及論文的撰寫，實行協(xié)同教學、共享教學資源、開展師生團隊的科學研究?！耙再惔賹W”的團隊式教學不僅能夠激發(fā)學生的興趣、調動學習的積極性、挖掘科研潛力、培養(yǎng)合作意識，還能發(fā)揮教師團隊的集體教學智慧，提高團隊成員的科研水平，建立穩(wěn)定的教研團隊。

3 實時化的全過程教學反饋，能夠及時指導、因材施教

通過對超星泛雅網絡教學平臺的課程設置、教學內容、課堂活動、作業(yè)、分組任務等模塊功能的使用，我們不僅能夠預演教學的全過程，還能夠通過其及時更新的統(tǒng)計數據和學情分析對教學全過程進行實時反饋，從而對學生進行及時指導、因材施教，并實時調整教學環(huán)節(jié)的內容，實現課程教學的動態(tài)平衡。此外，在期末時，通過問卷調查的形式收集和整理學生們對本門課程內容、教學方法、考核方式的評價，進一步提升教學效果提供參考價值。

4 多元化的教學考核方式，對學生進行更加合理的全方位評價

實驗考核既是檢驗學生實驗技能的有效方法，也是培養(yǎng)學生良好實驗習慣的措施。以往，實驗考核方式過于單一，僅憑書面實驗報告作為評定實驗成績的依據，沒有突出實驗操作，不能全面真實地反映學生實驗水平和教師的實驗教學質量。因此，考核方式必須多樣化和細節(jié)量化。

超星泛雅網絡學習平臺記錄的教學基礎數據和學情分析不僅可以記錄教學全過程，還可以對學生在教學活動中的表現和能力進行全過程考核。可以通過課堂簽到率、課堂積分、課后作業(yè)成績、分組任務成績、期末考試成績等對學生的學習參與度和主動性、理論水平、實踐能力、創(chuàng)新能力以及科研綜合素質進行全方位的考核?？己朔绞胶透黜棾煽兊恼急瓤筛鶕n堂教學目標和需求進行調整，從而更加客觀、全面地反映學生的自主學習效果和綜合能力的培養(yǎng)情況。

結語

隨著“互聯網+”時代的開啟，將互聯網與教育領域深度融合是未來高校教學改革的方向。與傳統(tǒng)數字化課堂相比，智慧教學更加高效、開放和多元，教學參與者之間的溝通更加流暢，互動更加深入，教師的備課、作業(yè)批改、教學評價等更加智能化[17-18]。本研究通過將超星泛雅網絡教學平臺+學習通、慕課、微課等智慧教學平臺和工具引入生物學科的實驗課程的教學中，不僅能夠激發(fā)學生的學習熱情，提高學習效果，塑造創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)團隊協(xié)作能力，也便于教師和學生課后聯系，十分適合實驗課程本身的學習特性。然而，智慧教學模式的運用，首先要求教師對課程內容的全面熟悉以及對智慧教學平臺和教學工具的熟練使用，這就要求教師不斷提高自身素質，擴展知識面的廣度和深度，挖掘教學數據，反思教學過程，實現課程教學的動態(tài)平衡，從而激發(fā)學生智慧學習和思考的潛力，培養(yǎng)出高素質、創(chuàng)新性的人才。