翻轉(zhuǎn)課堂在植物組織培養(yǎng)實驗中的應(yīng)用

黃紅英++陳希++楊德俊++劉晶++馮紀(jì)南++姚飛虹

摘要 基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的特點(diǎn)，明確了在植物組織培養(yǎng)實驗課程開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的必要性和可行性。結(jié)合高校課程知識特點(diǎn)，梳理了植物組織培養(yǎng)實驗課程學(xué)開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的途徑和方法，總結(jié)了翻轉(zhuǎn)課堂在植物組織培養(yǎng)實驗中應(yīng)用的經(jīng)驗和效果。

關(guān)鍵詞 植物組織培養(yǎng)；實驗；翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類號 Q943.1-4；G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）23-0272-02

Abstract Based on the characteristics of the flipped classroom teaching，it is necessary and feasible to carry out the flipped classroom teaching model in the experimental course of plant tissue culture.Combined with the characteristics of university curriculum knowledge，the ways and methods of flipped classroom teaching model of plant tissue culture experiment were combed，and the experience and effect of flipped classroom in plant tissue culture experiment were summarized.

Key words plant tissue culture；experiment；flipped classroom

教育信息化是《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020）》提出的重要舉措，翻轉(zhuǎn)課堂教育作為另一種教學(xué)理念和形式為教育信息化的發(fā)展開辟了一條新的途徑[1]。翻轉(zhuǎn)課堂也被稱為反轉(zhuǎn)課堂或顛倒的課堂，是在傳統(tǒng)教學(xué)模式基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比較，更強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主觀能動性。翻轉(zhuǎn)課堂要求學(xué)生在課前利用教師制作的電子教案、PPT、小視頻等材料先行自主學(xué)習(xí)，再通過課堂上與教師和同學(xué)之間的探究等互動之后，最后由教師答疑、解惑，在過程中主動獲取知識[2]。這一教學(xué)模式的突破性改變，極大提高了教學(xué)效率。

植物組織培養(yǎng)是一項現(xiàn)代生物技術(shù)，作為生物工程技術(shù)的基本研究手段和重要組成部分之一，已被廣泛應(yīng)用于林業(yè)、農(nóng)業(yè)和苗木工業(yè)化生產(chǎn)中，尤其是快繁技術(shù)和無毒苗培育技術(shù)，在新品種的選育和藥用植物工廠化生產(chǎn)等實踐應(yīng)用方面都發(fā)揮著極為重要的作用[3]。目前該課程實驗以傳統(tǒng)教學(xué)模式為主，學(xué)生主要通過教材設(shè)定的實驗步驟進(jìn)行驗證，缺乏主動思考和創(chuàng)新意識，而翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的出現(xiàn)，無疑為植物組織培養(yǎng)實驗教學(xué)提供了一個新思路。

1 開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的必要性與可行性

傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，課堂教學(xué)的時間相對固定，教師講授是教學(xué)中最大的環(huán)節(jié)。湘南學(xué)院開展了一項問卷調(diào)查，調(diào)查結(jié)果表明，51%的教師對傳統(tǒng)課堂教學(xué)感到一般，只有不到25%的教師感到非常滿意。學(xué)生中有77%以上認(rèn)為傳統(tǒng)教學(xué)模式勉強(qiáng)可接受，還有15%的學(xué)生直接表示不喜歡。調(diào)查結(jié)果顯示，教師和學(xué)生頭腦中傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式都有著一定的缺陷，出現(xiàn)這種不滿現(xiàn)狀的原因是學(xué)生從接受教育之初就缺乏自我學(xué)習(xí)的鍛煉。如何調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和自主性，是廣大師生一直在思考的一個問題。而翻轉(zhuǎn)課堂采用了“課外傳授知識，課中內(nèi)化知識”的基本策略開展教學(xué)[4]，這種教學(xué)模式的出現(xiàn)，正是對原有根深蒂固傳統(tǒng)教學(xué)理念的一種挑戰(zhàn)。

為了適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，我國高等教育專業(yè)很多課程進(jìn)行了調(diào)整，很多地方本科院校增加了應(yīng)用實踐課程的課時，而專業(yè)基礎(chǔ)課程的總學(xué)時大量減少，湘南學(xué)院化學(xué)生物與環(huán)境工程學(xué)院植物組織培養(yǎng)理論課學(xué)時也從原來的36個學(xué)時減少至16個學(xué)時，使得教師在課堂有限的時間內(nèi)難以對更多的內(nèi)容深入展開講解。在這種情況下，翻轉(zhuǎn)課堂對于一些低層次的認(rèn)知學(xué)習(xí)，即知識、記憶等讓學(xué)生在課堂之外做，而在課堂內(nèi)他們可以專注于認(rèn)知學(xué)習(xí)的較高層次，即分析問題、應(yīng)用實踐和創(chuàng)新思維[5]。由此，翻轉(zhuǎn)課堂對學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力有明顯的提升，是學(xué)習(xí)效率最高的課堂方式。

2 植物組織培養(yǎng)實驗翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的方法

2.1 課前設(shè)計

植物組織培養(yǎng)實驗的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，由課前教師發(fā)布與實驗相關(guān)的學(xué)習(xí)資源、學(xué)生自學(xué)、課堂師生之間交流互動、學(xué)生動手操作、教師課后評價并總結(jié)等幾個階段構(gòu)成[6]。同時，植物組織培養(yǎng)實驗是一門實踐性較強(qiáng)的課程，知識面廣，學(xué)時偏少，這就對教師和學(xué)生提出了更高的要求。因此，課前學(xué)習(xí)資源和課堂活動的設(shè)計都以科研實驗為主線進(jìn)行，學(xué)生要通過已知的技術(shù)方法進(jìn)行實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)搜集、推斷結(jié)果，以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用和創(chuàng)新能力。

2.1.1 課前自學(xué)環(huán)節(jié)。教師課前借助網(wǎng)絡(luò)平臺向?qū)W生發(fā)布有關(guān)視頻資料，學(xué)生隨后自主學(xué)習(xí)，反復(fù)觀看，完成對相關(guān)知識的認(rèn)知、理解。

2.1.2 課堂教學(xué)環(huán)節(jié)。課堂上師生針對自學(xué)碰到的疑問反復(fù)交流、充分討論。讓學(xué)生先在小組內(nèi)進(jìn)行充分研討，然后小組合作共同研討，取長補(bǔ)短。此時教師要控制討論時間，避免討論跑題，做到有效討論，最后教師針對關(guān)鍵性的思路和一些共性問題進(jìn)行答疑解惑。

2.1.3 課后評價環(huán)節(jié)。評價的方式可以因材施教、靈活多樣，甚至在課上就可以進(jìn)行在線測驗，促使學(xué)生更好地掌握在實驗課中所學(xué)知識。

2.2 課前教學(xué)準(zhǔn)備

植物組織培養(yǎng)課程開課時間為本科三年級上學(xué)期，專業(yè)基礎(chǔ)課涉及的相關(guān)理論基礎(chǔ)知識大多數(shù)在本科一、二年級修完，因而學(xué)生已具備一定的自學(xué)能力。首先，教師通過網(wǎng)絡(luò)平臺對學(xué)生發(fā)布植物組織培養(yǎng)實驗課程相關(guān)PPT、課件、視頻材料，設(shè)置提問，學(xué)生通過自學(xué)掌握本實驗課程原理和步驟；其次，要求學(xué)生根據(jù)具體情況選取材料、試劑，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，作出設(shè)計，對實驗課程能夠有個基本的把握；最后教師根據(jù)要求給出具體題目，讓學(xué)生自己設(shè)計實驗指標(biāo)，完成課前教學(xué)準(zhǔn)備工作。學(xué)生通過自學(xué)至少要達(dá)到2個目的：一是明白實驗原理，二是弄清實驗方法，同時還要學(xué)會分析該方法的優(yōu)點(diǎn)和使用局限。只有這樣，學(xué)生才能更深刻地理解實驗方法和邏輯，做到學(xué)以致用。

2.3 課堂教學(xué)實施

植物組織培養(yǎng)實驗流程包括培養(yǎng)基母液制備→培養(yǎng)基配置與滅菌→外植體表面消毒→外植體接種培養(yǎng)→愈傷組織誘導(dǎo)→愈傷組織的器官分化與生根培養(yǎng)→煉苗→戶外移栽。實驗流程環(huán)環(huán)相扣，彼此關(guān)聯(lián)，每一個實驗結(jié)果都影響到下個實驗，如果按照傳統(tǒng)的實驗課模式就是實驗員準(zhǔn)備→教師介紹→學(xué)生按照教材中的步驟完成實驗和實驗報告。這種教學(xué)方法使學(xué)生不需要主動思考分析，只是按部就班地被動接受知識。翻轉(zhuǎn)課堂則是采取“課前自學(xué)→設(shè)計思路→小組討論→教師答疑→學(xué)生獨(dú)立操作→實驗室全天開放”的實驗教學(xué)模式。在組織培養(yǎng)實驗教學(xué)中，先讓學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)平臺自學(xué)教師提供的相關(guān)教學(xué)視頻資料和實驗題目，學(xué)生根據(jù)題目和已知條件制定實驗方案（特別要明確實驗儀器、選用材料和基本步驟），學(xué)生課堂討論后由教師進(jìn)行修改和總結(jié)評估，學(xué)生開始獨(dú)立操作。

如實驗教材中“愈傷組織誘導(dǎo)”的培養(yǎng)基配方只有MS+2，4-D 1.0 mg/L+30 g/L蔗糖+8 g/L瓊脂。改為翻轉(zhuǎn)課堂后，增加了2個培養(yǎng)基配方，即MS+2，4-D 1.0 mg/L+6-BA 0.2 mg/L+30 g/L蔗糖+8 g/L瓊脂和MS+NAA 1.0 mg/L+6-BA 0.2 mg/L+30 g/L蔗糖+8 g/L瓊脂，也增加了外植體類型。這些配方在誘導(dǎo)愈傷組織時差異不大，但轉(zhuǎn)入分化培養(yǎng)基后，培養(yǎng)基組合2，4-D和6-BA長出了胚狀體，而NAA和6-BA的組合分化出芽，教材中只有2，4-D的較之前2種組合推遲6 d才出芽。這種現(xiàn)象引起學(xué)生們極大的興趣，應(yīng)及時要求學(xué)生再次查閱文獻(xiàn)，分析結(jié)果并探討可能的原因，最后再完成實驗報告。這樣將“做中學(xué)”“學(xué)中做”，整個貫穿在教學(xué)過程中，使學(xué)生不僅明白“如何做”，還明白“為什么這樣做”，使學(xué)生普遍感到受益匪淺。

另外，在具體的實驗中，均由學(xué)生獨(dú)立操作，自己完成，甚至連實驗準(zhǔn)備都與實驗員一起完成。如“MS培養(yǎng)基的配置及滅菌”實驗，從玻璃儀器洗滌、培養(yǎng)基的制備到試管苗污染率的統(tǒng)計，均由學(xué)生利用課堂和課余時間完成。通過“做中學(xué)”，學(xué)生才能對規(guī)范的技能操作更好地理解領(lǐng)會，真正把握，不會學(xué)過就忘。教師也會結(jié)合一些科研設(shè)計中的實例，和學(xué)生一起討論、分析。由于植物組織培養(yǎng)實驗周期長、對培養(yǎng)物需要不間斷地進(jìn)行觀察和管理，因而對實驗室實行全天候開放管理。學(xué)生自主選擇時間操作、觀察，推選的實驗小組組長輪流值班，發(fā)現(xiàn)問題時小組長協(xié)助實驗員采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理。

3 結(jié)語

雖然湘南學(xué)院化學(xué)生物與環(huán)境工程學(xué)院在植物組織培養(yǎng)實驗開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式方面取得了一些經(jīng)驗，但也存在一些不可小視的問題。如無法監(jiān)督學(xué)生在課外的自學(xué)，部分學(xué)生不能按要求提前學(xué)習(xí)，缺乏主動性。另外，全天候開放實驗室雖然有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高解決和分析問題的能力，但在目前的教學(xué)條件下，學(xué)院現(xiàn)有的儀器設(shè)備數(shù)量和實驗指導(dǎo)人員不足以滿足需要，是未來教學(xué)當(dāng)中要重點(diǎn)解決的問題之一。

總之，植物組織培養(yǎng)實驗課程中，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的運(yùn)用表現(xiàn)出了較大的優(yōu)勢。首先體現(xiàn)在能夠充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，使學(xué)生能夠更全面性、深入地掌握所學(xué)知識，提高學(xué)業(yè)成效。其次， 翻轉(zhuǎn)課堂通過課前自學(xué)、課堂討論互動、獨(dú)立操作、總結(jié)評價等教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和表達(dá)能力以及科研素質(zhì)等。通過教師和學(xué)生的共同努力，翻轉(zhuǎn)課堂必將會展現(xiàn)其更好的應(yīng)用前景。

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