基于“雨課堂+BOPPPS”科教融合的動(dòng)物遺傳學(xué)線上線下混合式課堂實(shí)踐

王 雪,趙 帥,劉東宇,尹國安,韓歡勝

(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院 黑龍江 大慶163319)

專業(yè)基礎(chǔ)課程對(duì)于學(xué)科的建設(shè)至關(guān)重要,通過專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的傳授可使學(xué)生掌握專業(yè)技能,提高職業(yè)素養(yǎng),利于培養(yǎng)科學(xué)思維和實(shí)踐技能。動(dòng)物遺傳學(xué)是高等院校農(nóng)學(xué)類等相關(guān)學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課,內(nèi)容繁多,概念抽象,且課程內(nèi)容涉及動(dòng)物生物化學(xué)、分子生物學(xué)、數(shù)量遺傳學(xué)等課程知識(shí),這給該課程的教學(xué)帶來了極大的挑戰(zhàn)[1-4]。多年來,黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物科學(xué)專業(yè)動(dòng)物遺傳學(xué)課程主要采用傳統(tǒng)的講授方式進(jìn)行授課,其中理論教學(xué)40學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)10學(xué)時(shí)。目前,動(dòng)物遺傳學(xué)教學(xué)內(nèi)容與學(xué)科發(fā)展存在不同步現(xiàn)象,知識(shí)體系更新過快,導(dǎo)致教學(xué)難度進(jìn)一步加大,再加上本課程本身理論性強(qiáng)、學(xué)習(xí)難度大,教學(xué)過程中出現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、知識(shí)更新慢、理論與實(shí)際結(jié)合不夠緊密、教師由于教學(xué)任務(wù)重很難高效完成教學(xué)任務(wù)、教學(xué)效果不理想等問題,致使該課程在動(dòng)物科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)體系中的地位和作用不夠凸顯[5-7]。

BOPPPS教學(xué)模式是課堂導(dǎo)入(bridge-in)、教學(xué)目標(biāo)(objective)、課堂前測(pre-assessment)、參與式學(xué)習(xí)(participatory learning)、課堂后測(post-assessment)、課堂總結(jié)(summary)六部分的結(jié)合,簡稱BOPPPS[8],該教學(xué)模式已在動(dòng)物遺傳學(xué)教學(xué)中得以應(yīng)用[9]。“雨課堂+BOPPPS”是借助雨課堂輔助教學(xué)與BOPPPS教學(xué)理念相融合,在BOPPPS框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,通過雨課堂增加“課前預(yù)習(xí)”模塊,將前測、參與式學(xué)習(xí)和后測等環(huán)節(jié)的實(shí)施與雨課堂功能充分結(jié)合[10]。為進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量,黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物遺傳育種教學(xué)團(tuán)隊(duì)在深入分析現(xiàn)存教學(xué)痛點(diǎn)基礎(chǔ)上,借助“雨課堂+BOPPPS”教學(xué)手段,以科教相融的線上線下混合式教學(xué)模式,從轉(zhuǎn)變教學(xué)理念、明確教學(xué)目標(biāo)、重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法、改進(jìn)教學(xué)評(píng)價(jià)等方面對(duì)動(dòng)物遺傳學(xué)課程教學(xué)方法進(jìn)行改革,以期提高任課教師的教學(xué)水平,改進(jìn)教學(xué)思路,完善教學(xué)材料,為一流課程建設(shè)和教學(xué)改革提供借鑒。

1 動(dòng)物遺傳學(xué)課程現(xiàn)存教學(xué)痛點(diǎn)

1.1 教學(xué)目標(biāo)不突出,課程定位不明確,概念抽象難懂,學(xué)習(xí)主動(dòng)性差

動(dòng)物遺傳學(xué)為動(dòng)物科學(xué)專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課,是動(dòng)物良種繁育的理論基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握動(dòng)物遺傳變異的基本規(guī)律、遺傳變異的本質(zhì),要求學(xué)生能夠掌握分析動(dòng)物遺傳變異現(xiàn)象的基本理論和方法,具有初步解決和控制動(dòng)物遺傳變異的能力,重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用遺傳學(xué)理論分析和解決動(dòng)物生產(chǎn)中實(shí)際問題的能力,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)分子生物學(xué)和生物技術(shù)等有關(guān)課程奠定扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。但是動(dòng)物遺傳學(xué)與其他專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的銜接不夠緊密,加之傳統(tǒng)的教學(xué)過于側(cè)重理論知識(shí)傳授,學(xué)生的思考能力、理論知識(shí)與實(shí)踐的結(jié)合能力及科研的遺傳操作和科研融合創(chuàng)新能力偏弱。同時(shí),動(dòng)物遺傳學(xué)課程內(nèi)容涉及范圍廣,理論性強(qiáng),概念抽象難懂,歷年來學(xué)生反饋學(xué)習(xí)難度大;學(xué)生被動(dòng)填鴨式聽課、應(yīng)付考試,對(duì)課程的教學(xué)目標(biāo)和課程地位不甚了解,使學(xué)生產(chǎn)生厭煩心理,主動(dòng)學(xué)習(xí)性差[7]。

1.2 授課方式不靈活,課堂沉悶無互動(dòng),課程吸引力差

傳統(tǒng)的線下教學(xué)手段和方法單一,講授較枯燥,課件內(nèi)容老舊,內(nèi)容多,抽象難懂,學(xué)生興趣不高,因此“上課不開口,手機(jī)不離手”的現(xiàn)象普遍存在[5]。課堂授課內(nèi)容與“互聯(lián)網(wǎng)+”現(xiàn)代信息技術(shù)聯(lián)系不緊密,教師科研方向受限,不能及時(shí)捕捉學(xué)科前沿研究成果,使得課堂教學(xué)效果不理想。課堂氣氛沉悶、無互動(dòng),教師的授課積極性差,導(dǎo)致教學(xué)效果下降,影響學(xué)生的專注度和認(rèn)知水平,從而影響教學(xué)效果。

1.3 遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)操作淡薄,科學(xué)興趣不濃厚

遺傳學(xué)知識(shí)對(duì)于理解生命的本質(zhì)和進(jìn)化過程至關(guān)重要。由于知識(shí)與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用聯(lián)系不緊密,導(dǎo)致學(xué)生對(duì)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)不感興趣[6]。作為一門重要的自然科學(xué)學(xué)科,遺傳學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作是其理論知識(shí)的重要補(bǔ)充和驗(yàn)證,對(duì)于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)具有重要意義。同時(shí),科學(xué)興趣的培養(yǎng)也是教育的重要目標(biāo)之一,只有激發(fā)學(xué)生的科學(xué)興趣,才能讓他們更加主動(dòng)地學(xué)習(xí)和探索。此外,與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的聯(lián)系也是教育的重要方面,只有將學(xué)科知識(shí)與實(shí)際問題相結(jié)合,才能更好地促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和應(yīng)用。因此,需要加強(qiáng)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)操作,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)興趣,同時(shí)注重理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用的聯(lián)系,從而更好地推進(jìn)遺傳學(xué)教育的發(fā)展,培養(yǎng)具有科學(xué)思維和實(shí)踐技能強(qiáng)的應(yīng)用型人才。

2 創(chuàng)新教學(xué)方法、重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容與改革教學(xué)評(píng)價(jià)體系

2.1 構(gòu)建“雨課堂+BOPPPS”線上線下混合式教學(xué)模式,改善課堂教學(xué)成效

教學(xué)團(tuán)隊(duì)依托華南農(nóng)業(yè)大學(xué)線上課程資源,利用“雨課堂+BOPPPS”理念制作了學(xué)生線上自學(xué)手機(jī)課件,課前推送在線學(xué)習(xí)資源,添加自測試題檢測學(xué)習(xí)成效,并提出線下課中需要討論的問題。線下課堂應(yīng)用“雨課堂+BOPPPS”相融合的教學(xué)理念進(jìn)行授課,課堂中應(yīng)用雨課堂進(jìn)行簽到、隨機(jī)點(diǎn)名等。PPT講授每20 min 設(shè)置一個(gè)全員參與的互動(dòng)測試題,以投票的方式隨時(shí)發(fā)布,查看學(xué)生的知識(shí)掌握度及專注度。按計(jì)劃提前發(fā)布預(yù)習(xí)資料,以小組討論、翻轉(zhuǎn)課堂等多種方式對(duì)課程重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行講解,使學(xué)生加深對(duì)知識(shí)的理解。對(duì)于重點(diǎn)、難點(diǎn)章節(jié)提供一些前沿性閱讀資料,供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究。使得師生互動(dòng)貫穿“課前—課中—課后”全過程,實(shí)現(xiàn)了師生全參與式的互動(dòng)教學(xué),改進(jìn)了課堂教學(xué)方法,提高了理論教學(xué)的生動(dòng)性和趣味性。

2.2 科教結(jié)合,重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)情懷

2.2.1 解析經(jīng)典遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情

解析經(jīng)典遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的重要途徑。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)的深入解析,可以幫助學(xué)生理解遺傳學(xué)原理,培養(yǎng)科學(xué)思維和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?同時(shí)激發(fā)他們對(duì)遺傳學(xué)知識(shí)的興趣和熱情[2]。例如,孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)是經(jīng)典遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的代表之一,通過對(duì)豌豆的不同性狀進(jìn)行雜交和觀察,孟德爾得出了基因分離定律和自由組合定律等重要遺傳學(xué)規(guī)律。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果為遺傳學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),也成為了學(xué)生學(xué)習(xí)遺傳學(xué)的重要內(nèi)容。解析經(jīng)典遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生理解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和分析方法。在解析實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生可以了解實(shí)驗(yàn)的目的、方法和結(jié)果,從而培養(yǎng)他們的科學(xué)思維和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。同時(shí),學(xué)生還可以通過分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果理解遺傳學(xué)規(guī)律和原理,從而深化對(duì)遺傳學(xué)知識(shí)的理解和應(yīng)用能力。此外,經(jīng)典遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣。通過實(shí)驗(yàn)的解析和討論,學(xué)生可以感受到科學(xué)的魅力和樂趣,從而對(duì)遺傳學(xué)知識(shí)產(chǎn)生濃厚的興趣。這種興趣不僅可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)遺傳學(xué)的深入學(xué)習(xí),還可以激發(fā)他們對(duì)科學(xué)研究的熱情和探索欲望。

2.2.2 最新科研成果融入理論教學(xué)內(nèi)容,及時(shí)更新知識(shí)體系

將最新的遺傳科研成果融入教學(xué)內(nèi)容,解決教學(xué)內(nèi)容與學(xué)科發(fā)展不同步的問題,學(xué)生可以更好地了解遺傳科學(xué)的發(fā)展趨勢,增強(qiáng)他們對(duì)遺傳學(xué)的興趣和好奇心,激發(fā)科學(xué)研究熱情[2]。其次,遺傳科學(xué)作為一門前沿的學(xué)科,需要學(xué)生具備扎實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)和創(chuàng)新思維。將最新的遺傳科研成果融入教學(xué)內(nèi)容可以讓學(xué)生接觸到真實(shí)的科學(xué)問題和挑戰(zhàn),激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維和解決問題的能力。最后,將最新的遺傳科研成果融入教學(xué)內(nèi)容也可以促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容的更新和完善,提高教學(xué)質(zhì)量和水平,為學(xué)生提供更加豐富和有價(jià)值的學(xué)習(xí)資源。

2.2.3 科研方法融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,提升學(xué)生科研思維

為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和深度,將遺傳科研方法融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容是非常重要的。通過引入遺傳科研方法,學(xué)生可以更好地理解遺傳學(xué)的基本原理和實(shí)驗(yàn)技術(shù)。這不僅可以激發(fā)學(xué)生對(duì)遺傳科學(xué)的興趣,還可以培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)研究意識(shí)[2]。同時(shí),將遺傳科研方法融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容也可以幫助學(xué)生更好地理解科學(xué)研究的方法論,提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng),為他們今后從事科研工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.3 重構(gòu)教學(xué)評(píng)價(jià)體系,保證教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)

教學(xué)團(tuán)隊(duì)重構(gòu)課程考核評(píng)價(jià)體系,為使課程考核科學(xué)、公正、合理,不僅局限于課程結(jié)業(yè)考核,更注重過程的多元化教學(xué)評(píng)價(jià)?？己梭w系中,采用試卷考核成績占50%、平時(shí)成績占40%、實(shí)驗(yàn)成績占10%的多維評(píng)價(jià)模式。其中線上平時(shí)成績占20%,包括線上雨課堂作業(yè)、雨課堂課件、考試和討論;線下互動(dòng)課堂平時(shí)成績占20%,其中包括課堂問題回答、翻轉(zhuǎn)課堂表現(xiàn)、出勤等;實(shí)驗(yàn)成績包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)課堂表現(xiàn)。本門課教學(xué)模式改革體現(xiàn)了課程管理和學(xué)生學(xué)習(xí)成效的可視化、過程化,達(dá)到了課程知識(shí)傳授及能力和素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)。再根據(jù)教師同行和教學(xué)督導(dǎo)的評(píng)價(jià),以及學(xué)生的評(píng)價(jià)和教師自我評(píng)價(jià)對(duì)本課程進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),進(jìn)一步完善課程考核評(píng)價(jià)體系,改進(jìn)教學(xué)方式、方法,提高教學(xué)質(zhì)量。

3 課程教學(xué)成效

3.1 “雨課堂+BOPPPS”線上線下混合教學(xué)使課堂“活”起來了

教學(xué)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用智慧教學(xué)工具“雨課堂”和BOPPPS教學(xué)理論重構(gòu)線上線下授課內(nèi)容,將移動(dòng)設(shè)備與課堂授課有機(jī)融合。調(diào)查問卷顯示,92%的學(xué)生認(rèn)同線上線下混合教學(xué),學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性增強(qiáng)。課程組經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn),此種教學(xué)模式讓動(dòng)物遺傳學(xué)課堂“活”起來了,后臺(tái)數(shù)據(jù)也顯示學(xué)生的課堂參與度很高,學(xué)生更愿意與老師互動(dòng),更能專注于課堂,能夠自主完成平臺(tái)作業(yè),增進(jìn)了學(xué)生之間的友誼,也拉近了師生間的距離。大多數(shù)學(xué)生表示喜歡這種課堂氛圍,學(xué)生切身感受到了多方面能力的提升?！坝暾n堂+BOPPPS”線上線下混合教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)見圖1。

圖1 “雨課堂+BOPPPS”線上線下混合教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)

3.2 科教融合增加了理論知識(shí)應(yīng)用性,提高了學(xué)生實(shí)踐技能和科學(xué)素養(yǎng)

重溫經(jīng)典遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn),例如證明DNA是遺傳物質(zhì)的科學(xué)探索道路,讓學(xué)生意識(shí)到科學(xué)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性。在講授孟德爾遺傳定律章節(jié),學(xué)習(xí)孟德爾的科研精神和談家楨先生的愛國精神。引入問題讓學(xué)生思考:選用豌豆做實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢是什么?如果換用其他物種是否會(huì)成功?孟德爾實(shí)驗(yàn)成功的因素有哪些?孟德爾應(yīng)用山柳菊做雜交實(shí)驗(yàn)為什么得不到相似的結(jié)果?通過這些問題引導(dǎo)學(xué)生思考,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)情懷,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

把最新的科研成果融入教學(xué)內(nèi)容,使教學(xué)與科研實(shí)際聯(lián)系更加緊密,促進(jìn)理論教學(xué)內(nèi)容的知識(shí)更新。通過舉例“三江白豬”說明最新的研究成果,開拓學(xué)生的眼界,引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)習(xí)動(dòng)物遺傳學(xué)的重要性,增加了理論知識(shí)的應(yīng)用,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,提升了科學(xué)素養(yǎng)。學(xué)生考研意向增強(qiáng),更注重遺傳課堂的學(xué)習(xí)成效。

將科研方法融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。把本課程中的一些實(shí)驗(yàn)原理與科研方法緊密結(jié)合,使得教材中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容聯(lián)系到科研實(shí)際中。如小鼠骨髓細(xì)胞染色體的制備,通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)操作為單克隆抗體的制備打下很好的前期基礎(chǔ)。單克隆抗體的制備是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的過程,細(xì)胞融合是其中的關(guān)鍵步驟之一。細(xì)胞的融合程度需通過骨髓細(xì)胞染色體的制備實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,以確保單克隆抗體的成功制備。這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)讓學(xué)生不再覺得遺傳學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)操作抽象難懂,體會(huì)到實(shí)驗(yàn)的重要性,珍惜難得的實(shí)驗(yàn)操作機(jī)會(huì),提高了實(shí)踐技能。

3.3 注重過程的多元化教學(xué)評(píng)價(jià),避免學(xué)生突擊復(fù)習(xí)應(yīng)付考試

在教學(xué)實(shí)踐中,學(xué)生會(huì)詢問課程的考核方式來爭取高分成績。通過采用注重過程的多元化教學(xué)評(píng)價(jià),將期末考試成績占比降低,減輕了學(xué)生的心理壓力,減少了上課“濫竽充數(shù)”和期末“背誦式突擊復(fù)習(xí)”現(xiàn)象,學(xué)生能夠感受到每節(jié)課都是有意義的。整體學(xué)習(xí)成績比較其他傳統(tǒng)授課班級(jí)有上升的趨勢,正常班的成績平均分?jǐn)?shù)在73分左右,而使用“BOPPPS+雨課堂”線上線下混合教學(xué)方法后平均成績?cè)?8分以上,并且優(yōu)秀的學(xué)生占比較高,與同專業(yè)傳統(tǒng)授課班級(jí)比較課堂成效明顯提高。

4 總 結(jié)

動(dòng)物遺傳學(xué)教學(xué)改革,一是充分利用“雨課堂+BOPPPS”線上線下混合教學(xué)使課堂“活”起來了;二是科教融合增加了理論知識(shí)應(yīng)用性,提高了學(xué)生實(shí)踐技能和科學(xué)素養(yǎng);三是注重過程的多元化教學(xué)評(píng)價(jià),打消了學(xué)生突擊復(fù)習(xí)應(yīng)付考試的僥幸心理。通過采取以上教學(xué)改革措施,動(dòng)物遺傳學(xué)課程的教學(xué)滿足了培養(yǎng)方案的要求,解決了教學(xué)痛點(diǎn)問題,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。