基于“新農科”發展的《園林植物遺傳育種學》課程教學改革

張桂玲 溫四民 曹雪 王效華 王瑞霞

摘要：為適應新農科發展的要求，文章以臨沂大學園林植物遺傳育種學課程為例，從理論教學、實踐教學和評價體系改革入手，通過發揮智慧教室在課堂教學中的作用，采用翻轉課堂理念的混合式理論教學模式，以創新能力培養為目標的實踐教學模式，多層次結構化的考核評價體系，取得了良好的教學效果，學生的創新能力得到較大提高。

關鍵詞：新農科;智慧教室;翻轉課堂;創新能力;考核評價

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）15-0140-04

習近平總書記在黨的十九大報告中關于高等教育的講話為地方高校農科專業教學改革與發展指明了新方向，同時也為農科專業發展創造了重要機遇。新農科以現代新技術改造提升現有的農科專業，布局適應現代高效農業發展需要的新型涉農專業[1]，以美麗鄉村振興戰略和生態文明建設為重點，準確研判現代高效農業發展新態勢，及時更新新農科研究內容，改革農科專業課程教學方法，加強科研成果轉移轉化，激發新農科建設的內在動力，為鄉村振興發展提供更強有力的人才支撐[2]。

按照新農科對涉農專業發展的需要，教育部高教司司長吳巖提出，針對課堂教學改革，傾力打造五大“金課”。運用人工智能技術手段，積極利用各種網絡平臺進行線上和線下教學，開展微課和慕課建設與應用，利用智慧教室開展移動學習。作為地方高校的園林專業，園林植物遺傳育種學是該專業的核心課程，該課程以遺傳學的理論為指導，通過采用傳統育種技術和現代育種技術手段來改變園林植物的遺傳特性，從而創造出園林植物新品種或新類型，并進行良種繁育的一門學科。目前，該課程在教學方面存在著教學內容較多而課時量不足，學生對實踐教學重視不夠，課堂教學方法不夠靈活，上課學生學習積極性不高，看手機現象較多，考試方式過于單一等諸多問題[3-4]，為適應“新農科”發展，把園林植物遺傳育種學這門課程打造成“金課”，對該門課程進行了理論教學模式、實踐教學模式和考試模式等方面的教學改革，并取得了較好的教學效果。

一、理論教學構建以翻轉課堂理念的混合式教學模式

有研究報道翻轉課堂有利于提高學生參與教學過程，提高學生課堂學習的積極性和主動性[5]。本課程借鑒該教學經驗，采用翻轉課堂理念來構建混合式教學模式框架。借助智慧教室和各種微平臺技術，構建課前準備、課堂教學和課后鞏固全過程教學模型（見圖1）。

園林植物遺傳育種學整個教學過程中不同部分采用翻轉方式不同（見表1），其中遺傳學部分的第一、二、三章，育種學部分第一、二、七、八和第九章采用全部翻轉模式;遺傳學部分的第四、五章，育種學部分第三、四、五和第六章采用課堂講授+部分翻轉模式。

（一）課前準備

課前準備階段，分析園林植物遺傳育種學各章節教學重點、難點，精心搜集教學資源（視頻、音頻、案例、圖片、試題庫、最新研究成果、精心設計引導性問題等），科學設計教學過程。根據教學目標的需要將重點、難點部分制作成微視頻或做成MOOC，并將這些資源通過各種平臺（雨課堂平臺、藍墨云班平臺、網絡教學平臺、微信群和QQ群）向學生發布。針對園林專業不同層次（普通本科、園林高職本科和園林3+2一貫制本科）均開設該課程，制作的微視頻難易程度也不盡相同。制作的微視頻主要有：遺傳學部分“細胞有絲分裂過程”“細胞減數分裂過程”“植物的雙受精過程和無融合生殖”等10個片段;育種學部分的微視頻主要有：“引種原理”“選種原理”“雜交育種原理”等21個片段，學生根據自身情況選擇不同難度的視頻進行學習，知識背景較好的學生可適當進行課前知識拓展訓練。另外，合理安排課程組教師不同時間在線答疑，同時收集學生的學習情況信息。

（二）課堂教學

有研究結果表明，與普通課堂比較，在情感、行為、認知等層面利用智慧教室進行課堂教學學生學習投入情況均好于普通課堂的，師生交互和生生交互效果顯著。鑒于此，該課程利用智慧教室進行課堂教學，將學生智能手機和筆記本電腦應用到課堂中。收集課前學習環節中學生遇到的只是問題進行詳細講解。涉及遺傳學原理和育種學原理等抽象難懂的問題，靈活采用案例法、討論式、啟發式、問題式等多種教學方法向學生講解，引導學生不斷思考，例如在講解引種育種的生態學原理時，以北方某園林公司引種南方香樟失敗為案例啟發學生逐步思考為什么引種失敗，怎樣才能引種成功，通過案例分析來深刻理解引種的生態學原理。另外，課堂上針對一些具體應用方面的問題，設計探索性問題讓學生采用小組協作的形式進行討論分析，分小組進行匯報討論結果，在匯報中教師發現問題并及時指導解決，使課程教學從“被動學習”變成“主動學習”。例如在講解引種育種中設計問題為“南樹北移和北樹南移在操作栽培技術上如何”，分組討論，分組匯報討論結果，最后教師總結。

（三）課后鞏固

將課堂上講解的重點、難點以及知識點總結通過雨課堂平臺、藍墨云班平臺、網絡教學平臺、微信群、QQ群發布給學生進行課下進一步復習鞏固，引導學生進一步思考;同時，還要根據學習學習情況布置一定數量的開放性問題供學生查閱文獻資料來完成。例如在講解引種育種章節中，開放性問題設計：請同學們查閱資料和調研研究以自己家鄉引種某種園林植物為例設計一個引種方案（要求該方案理論依據科學合理，可執行性較強），通過這種方式達到拓寬學生知識面，提高思考能力的目的。記錄學生完成任務的情況，對整個教學過程進行評價，不斷完善教學設計。

二、實踐教學以構建創新能力培養為目標的實踐教學體系

為培養學生的創新思維和創新能力，園林植物遺傳育種學實踐教學以依托臨沂大學國家級生物學虛擬仿真實驗教學中心、應用型人才培養模式創新實驗區、高水平應用型專業群建設（現代農業專業群）、教育部農校對接四個平臺，構建校內實驗與校外實踐、課內實驗與課外實訓、教學實驗與科研訓練三結合、設置基礎知識和基本技能、綜合運用能力和探索創新能力訓練三模塊，進行深入產教融合的實踐教學體系，開展“全方位、常規化”學生課內、課外創新創業訓練，使理論教學與實驗實踐教學深度融合，以此來解決園林植物遺傳育種學教學過程中理論知識學習與實踐能力培養相脫節的問題，提升學生創新思維和創新能力培養的教學效果，提高實踐教學的質量。

實踐教學體系包括基礎知識和基本技能訓練模塊，綜合運用訓練模塊和探索創新能力訓練模塊[6]（見圖2）。

（一）基礎知識和基本技能訓練模塊

通過參加校內和校外專家講解、參加各種專題研討、在校內和校外進行實踐訓練達到教學要求。重點訓練內容：有絲分裂和減數分裂過程、植物雙受精過程和無融合生殖;三大遺傳規律驗證;種質資源的收集、保存和研究技術;引種育種、選種育種、雜交育種等傳統育種技術。

（二）綜合運用能力訓練模塊

通過設置大型實驗訓練項目和結合畢業論文簡單科研訓練達到教學要求。重點訓練內容：園林植物種質資源開發和利用技術;誘變育種、倍性育種、分子育種等現代育種技術;優良品種品質檢驗技術。

（三）探索創新能力訓練模塊

通過設計大型的創新訓練項目、參加教師科研課題、參加大學生創新創業訓練項目和參加學科競賽等達到教學要求。重點訓練內容：多種育種技術的靈活運用和育種技術的創新。

三、學生學習評價以構建多層次結構化的考核模式

有研究認為，高校教學評價中多元化的評價體系更能客觀反映學生的學習效果[7]。該課程借助該研究成果在教學評價中建立多元化的評價體系。該體系將學生課內學習與課外學習、在線學習與離線學習進行統籌考慮，兼顧過程性評價和最終評價。在評價內容上，既有理論教學過程中的考核，也有實踐教學過程中的考核，更有期末考試成績評價（見圖3）。

具體評價為：課程最終成績由平時成績、實驗教學成績和期末考試成績三部分構成，分別占總成績的30%、30%和40%。平時成績和實驗成績考核均分布在“課前—課中—課后”多元化教學過程中，期末考試成績是由期末考試得分情況構成。

（一）平時成績構成

主要針對學生課前對微視頻或MOOC的自學學習情況，課前在線測試情況，個人或小組學習情況，個人學習成果、平時作業和上課出勤情況進行評價。

（二）實驗成績構成

主要針對實踐教學來考核。實驗報告撰寫情況、實驗技能掌握情況、自主創新實驗設計情況、參與科研訓練情況、參加學科競賽情況和實驗出勤情況等進行考核。據此來綜合評價學生實踐的創新意識和獨立分析問題、解決問題的科學研究能力。

（三）期末考試成績構成

采取閉卷考試的方式，試題中考核內容上基本知識、基本技能占50%，綜合運用占30%，創新能力占20%。試題分值中具有標準答案的占70%，試題答案不唯一的占30%。開放性試題同時課程考核方案在第一次課公布給全體學生并上傳課程中心網站。

四、教學效果

通過教學改革，提高了學生學習的積極性和主動性，提高了學生創新能力和創新思維的培養，更加適應了新農科發展要求。

在教學改革過程中，轉變了教學理念，在理論教學和實踐教學過程中以培養創新思維教育為主線，注重理論與實踐相結合，將學生創新能力的素質培養作為重點，在夯實理論基礎的同時，引入學科前沿應用實例，強化創新思維和創新能力訓練，不斷創新改革，形成良性循環，建立“一體化”的長效機制，既解決了園林植物育種中創新能力和創新思維素質培養的短板問題，又解決了《園林植物遺傳育種學》理論知識學習與實踐能力培養相脫節的問題，提升了創新教學的教學效果，保證了教學質量[8]。

通過教學改革，使園林植物育種與區域經濟發展有效銜接，以此來適應新農科對園林植物遺傳育種學教學的要求。

立足于山東地方經濟發展現狀，在充分調研、深入探討的基礎上，合理定位課程教學目標，以學生創新思維為抓手，解決了園林植物遺傳育種學教學與地方經濟發展需求協調與適應的問題，保證了人才培養服務于地方區域經濟的發展，有效提高了課程教學質量。

參考文獻：

[1]郝婷，蘇紅偉，王軍維，趙磊.新時代背景下我國新農科建設的若干思考[J].中國農業教育，2018，（3）：55-57.

[2]應義斌，明亞梅.中國高等農業教育新農科建設的若干思考[J].浙江農林大學學報，2019，36（1）：1-6.

[3]楊秀云，武小鋼.《園林植物遺傳育種學》課程教學方法探討[J].山西農業大學學報，2007，6（5）：85-86.

[4]黃林，陳存武.改進教學模式是應對高校課堂“低頭族”現象的重要策略[J].黑河學院學報，2018，（3）：93-94.

[5]谷增軍.引入翻轉課堂理念構筑“教學做”混合式教學模式[J].財會月刊，2017，（6）：88-91.

[6]胡峣崢.高校數學課堂教學存在的問題及對策探索[J].產業與科技論壇，2018，17（10）：155-156.

[7]趙巖，徐嘉偉，李毅超.以主動學習為主的高校課堂教學模式和建設研討[J].黑龍江科學，2018，9（3）：58-60.

[8]呂慎金，陳現偉，李富寬，張桂玲.“雙創”視域下地方綜合性大學涉農專業人才培養模式改革與實踐[Z].山東省第八屆高等教育省級教學成果獎.2018.