基于CDIO理念的動物生理學線上線下混合教學設(shè)計與實施

劉云芳,王 靜,張素華

石河子大學動物科技學院,新疆 石河子 832003

0 引言

《教育部關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實施意見》指出,課程是人才培養(yǎng)的核心要素,課程質(zhì)量直接決定人才培養(yǎng)質(zhì)量。專業(yè)課程教學是培養(yǎng)學生的重要環(huán)節(jié),也是落實“三全育人”的主體之一。

動物生理學研究正常動物機體生命活動及其規(guī)律,為動物營養(yǎng)學、獸醫(yī)病理學等課程提供理論基礎(chǔ)。動物生理學的課程目標不僅是基本理論知識的學習,更是著力于培養(yǎng)學生的專業(yè)實踐能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)素養(yǎng),培養(yǎng)并提高學生運用理論從多視角發(fā)現(xiàn)、辨析、質(zhì)疑動物科學相關(guān)領(lǐng)域現(xiàn)象,并解決畜牧生產(chǎn)實踐和獸醫(yī)臨床問題的綜合能力。動物生理學課程的質(zhì)量為培養(yǎng)素質(zhì)優(yōu)良的動物科學與動物醫(yī)學專業(yè)人才提供重要的保障。

1 CDIO理念對動物生理學課程教學的現(xiàn)實意義

CDIO 由美國麻省理工學院提出,即conceive(構(gòu)思)、design(設(shè)計)、implement(實現(xiàn))、operate(運作),是國際工程教育改革的最新成果。CDIO 教育理念關(guān)注教學實踐過程和實踐經(jīng)驗的總結(jié)[1],突出學生的主體地位,能夠在教授專業(yè)理論知識的過程中,促進學生主動參與教學過程,培養(yǎng)學生應用理論解決實際問題和理論指導實踐的能力,使大學生更符合社會對人才質(zhì)量的需求 ,這與動物生理學的課程目標是一致的。

隨著現(xiàn)代科技和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,信息技術(shù)使專業(yè)教育發(fā)生了明顯的變革,獲取知識的手段和渠道變得多元化,無聲地改變著學生的學習方式。線上線下混合式教學將傳統(tǒng)課堂學習和線上學習的優(yōu)勢結(jié)合起來,既發(fā)揮了教師在教學過程中的主導作用,又充分體現(xiàn)了學生作為學習過程主體的主動性、積極性與創(chuàng)造性[2],逐漸成為本科教學模式的發(fā)展趨勢。

將CDIO教育理念融入動物生理學課程教學,以學生為主體,教師為主導,以培養(yǎng)學生解決專業(yè)問題的能力為目標,依托本校在線教育綜合平臺進行了線上線下教學混合模式的應用探索。

2 基于CDIO理念的動物生理學教學模式設(shè)計與實施

CDIO 理念指導下的動物生理學線上線下混合教學模式包含課前線上自主預習、線下課堂組織教學、課后線上作業(yè)鞏固提升、全過程考核4個環(huán)節(jié)。

2.1 課前線上學生自主預習

混合式教學最大的特點是不拘時空限制,“先學后教,以學定教”,整個教學環(huán)節(jié)延伸到了課前與課后。而課前自主學習又是混合式教學最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)[3],自主學習效果決定了課堂討論環(huán)節(jié)能否有效開展?；?CDIO 理念,在開展線下課堂教學前,教師先提出學習目標,通過線上綜合平臺向?qū)W生發(fā)送相關(guān)內(nèi)容進行學習,對于基礎(chǔ)知識,可通過文本、視頻、思考題或討論等形式發(fā)送;而教學重點和難點則以課件發(fā)送。學習過程中,學生可以通過平臺、微信、QQ 等途徑與教師互動,教師則及時了解學生對知識點的掌握和理解程度,調(diào)整線下教學。

2.2 線下課堂教師引導教學

如何在有限的課堂時間內(nèi)幫助學生建立起相對完整的知識框架,是線下課堂教學的重點?！叭酥M學在于思”,根據(jù)學生線上預習的反饋情況、緊密章節(jié),結(jié)合知識點來構(gòu)思和設(shè)計教學內(nèi)容。

例如,在講授反芻動物瘤胃微生物對含氮化合物的消化代謝時,通過課前線上學習資料,首先提問“為什么反芻動物中飼料中可以應用尿素?”,由學生展開討論并總結(jié),然后由教師查正補漏。然后繼續(xù)發(fā)問“反芻動物飼喂尿素是否可以多多益善?”,通過動物尿素中毒的案例,使學生總結(jié)出瘤胃微生物對尿素分解和利用的特點,明確尿素中毒原因,并引導學生深入思考“如何避免尿素中毒及尿素氮在反芻動物體內(nèi)的循環(huán)機制?”。隨后再以“尿素氮生成的微生物蛋白在低蛋白日糧下對動物的意義”,就“如何避免優(yōu)質(zhì)蛋白在瘤胃中被微生物降解?”提出思考,最后將提出的思考作為拓展任務布置給學生。整個教學中,以問題導向、案例導入、學生討論、總結(jié)、思考,層層遞進,引導學生進入課堂學習,加強了學生對理論的掌握和理解。

2.3 課后線上線下互動鞏固提高

課后教師發(fā)布線上作業(yè)和拓展任務。作業(yè)包括基礎(chǔ)知識和案例分析,其中基礎(chǔ)知識包括專業(yè)名詞、簡答等。學生通過完成基礎(chǔ)知識作業(yè)來檢測對掌握知識目標的實現(xiàn)程度,通過案例分析培養(yǎng)運用生理機制解析問題的能力。拓展任務則需要學生以小組為單位,分工合作,設(shè)計并實施探究性學習過程,包括查閱和整合文獻、撰寫課程論文、創(chuàng)新設(shè)計試驗方案,然后線下通過翻轉(zhuǎn)課堂,以匯報、討論、交流、教師答疑及總結(jié)點評的方式運作,幫助學生進行深度學習。同時利用教學平臺、雨課堂等多種途徑繼續(xù)師生互動答疑,實現(xiàn)課堂結(jié)束而思考不止。最后教師通過平臺的大數(shù)據(jù)分析學生線上的學習行為,掌握學生學習效果及薄弱環(huán)節(jié),以便后續(xù)調(diào)整優(yōu)化教學設(shè)計,提升教學效果。

2.4 全過程考核,發(fā)揮評價激勵導向作用

教學過程和管理是一個變化的持續(xù)過程,只有將評價和管理貫穿在整個教學過程中,才能達到客觀評價和管理的目的[4]。而有效的課程評價體系不僅能夠提高學習效果,同時也能更好地反映出學生的真實水平。動物生理學課程圍繞人才培養(yǎng)目標,建立師生共同參與、線上線下全方位體現(xiàn)過程和結(jié)果的全過程考核評價體系,以切實發(fā)揮考核評價的激勵導向作用。

動物生理學課程考核包括過程性考核(40%)、期末考試(60%)。過程性考核內(nèi)容包括線上作業(yè)測試,線下課堂回答,線上、線下討論,翻轉(zhuǎn)課堂。線上基礎(chǔ)知識作業(yè)(5%)與課堂互動回答問題(5%)是對專業(yè)核心知識掌握程度的評價;線上生理機制析疑作業(yè)(5%)、線上和線下討論(15%)以及翻轉(zhuǎn)課堂(10%)是對專業(yè)實踐能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)素養(yǎng)的評價。以小組為單位進行的翻轉(zhuǎn)課堂,根據(jù)學生進行匯報、交流、答辯的完成度首先給予相應的小組評分,其次小組成員還可以通過查閱和整合文獻、撰寫課程論文等過程中的參與貢獻度獲得個人評分;小組評分和個人評分包括教師評分和學生互評分。期末考試是對學生所學專業(yè)理論知識掌握及應用程度的評價。

3 基于CDIO理念的線上線下混合教學實施的建議

CDIO理念旨在培養(yǎng)學生應用理論解決實際問題和指導實踐的能力。因此,進行動物生理學混合教學,要以“立足專業(yè)特點、面向生產(chǎn)實踐、注重應用能力、提高綜合素質(zhì)”這一設(shè)計思想進行教學資源整合,并將其貫穿于線上線下,實現(xiàn)理論向?qū)嵺`的有效轉(zhuǎn)化。

3.1 教學資源以專業(yè)需求為導向,注重適用性

線上線下混合教學模式若想達到理想的效果,線上學習資源的選擇與運用是關(guān)鍵,線上學習的內(nèi)容、呈現(xiàn)方式十分重要[5]。在明確課程教學知識目標的基礎(chǔ)上,線上資源建設(shè)應以專業(yè)需求為導向,注重適用性,以激發(fā)學生學習的探究欲和內(nèi)驅(qū)力。例如,在現(xiàn)代集約化畜牧生產(chǎn)中,應激是動物疾病防治不可忽視的重要因素。引起應激的因素包括遺傳、繁殖、環(huán)境、飼料等。應激原長期作用于動物機體會給機體造成危害。因此,學習內(nèi)分泌應激時,對動物科學專業(yè),教學資源重點強調(diào)各種應激原引起動物應激時機體的呼吸、心血管、能量供應等功能的重新分配及發(fā)生機制,設(shè)置討論引導學生去思考緩解動物應激的營養(yǎng)調(diào)控措施;動物醫(yī)學專業(yè),則重點解析應激原引起動物臨床疾病的發(fā)病機理,再通過線上資源使學生了解疾病發(fā)生時機體的病理變化、藥物治療的作用特點及獸醫(yī)臨床存在的問題,引導學生通過認識機體“正?！惓！幬镒饔谩謴驼！钡陌l(fā)展過程,構(gòu)建起“生理學+病理學+藥理學”3層次的教學梯度,實現(xiàn)動物生理學與其他專業(yè)課的銜接,為后續(xù)專業(yè)學習奠定基礎(chǔ)。

3.2 教學環(huán)節(jié)中以例說理,培養(yǎng)專業(yè)思維

動物生理學作為動物科學與動物醫(yī)學專業(yè)的基礎(chǔ)課程,是為專業(yè)教學和專業(yè)實踐服務的,因此理論學習與專業(yè)思維訓練應并行。教學環(huán)節(jié)中應引導學生在整個學習過程中都能夠有意識地從專業(yè)視角去分析問題、并提出解決方案。例如學習胃液的生理功能,通過“為什么幼齡仔畜腹瀉下痢等疾病發(fā)病率高?” “仔豬應激性胃潰瘍的發(fā)生機制”“為什么酸化劑能夠提高畜禽免疫力和生長?”使學生明白幼齡仔畜的消化功能特點,思考應激性胃潰瘍的診斷方法、治療研究進展以及防治措施,引導學生了解酸化劑的種類、作用機制、應用技術(shù)和研發(fā)趨向。以例說理,不僅培養(yǎng)學生專業(yè)思維,還能使學生明白“理論是指導實踐的基石,創(chuàng)新是實現(xiàn)牧業(yè)強國的利器”,從而增強專業(yè)認同和專業(yè)自信。

3.3 專業(yè)育人與思政育人同向同行,深化職業(yè)素養(yǎng)

人才培養(yǎng)來自教育,培育德才兼?zhèn)鋭?chuàng)新型人才是教育的重要使命[6]。因此,教師應深入挖掘,把鮮活的素材融入到課堂教學這個主渠道,以感人事跡引領(lǐng)青春夢想,以重大問題激勵創(chuàng)新?lián)?。例?學習肺通氣,通過新冠疫情中與死神賽跑的“插管敢死隊”的感人事跡詮釋偉大中國精神,激發(fā)學生愛國心、強國志;講授生殖生理,介紹“天山腳下的牧羊人”“中國細毛羊之父” 劉守仁院士十年培育“中國美利奴(軍墾型)細毛羊”,終使中國羊毛屹立于世界之巔的事跡,激勵學生學習鍥而不舍的科研精神與奉獻精神,激發(fā)專業(yè)報國的豪情壯志;以“三聚氰胺與腎衰竭”“生長激素與轉(zhuǎn)基因動物”等為切入點,引導學生關(guān)注動物性食品安全;在講授反芻動物瘤胃微生物代謝產(chǎn)生甲烷時,通過“反芻動物如何減排甲烷助力雙碳目標?”“畜牧業(yè)發(fā)展與綠色生態(tài)如何相互成就?”使學生思索未來的職業(yè)擔當和肩負的社會責任?？傊?實現(xiàn)全員全程全方位育人,堅持顯性教育和隱性教育相統(tǒng)一[7]。

4 結(jié)束語

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代,混合式教學成為高等教育教學新常態(tài),將CDIO理念融入該教學模式更能適應當今社會對專業(yè)人才教育的需求?；贑DIO理念,在動物生理學教學過程中,著重體現(xiàn)以學生為主體、教師為引導,以理論知識為基礎(chǔ)、專業(yè)需求為導向、解決實踐為目標,形成完整可持續(xù)的線上線下混合學習模式,不僅提高了教學質(zhì)量和教學效果,也提高了學生對自身專業(yè)綜合能力的自信,促進動物科學與動物醫(yī)學專業(yè)人才質(zhì)量的提高。