“線上＋線下”混合植物學實驗教學模式探索與實踐

王聰 張睿鸝 關雪蓮 田曄林 王文和

[摘 要]特殊時期，如何保障大學生居家期間學習需求與教學質量是師生們關注的重點。植物學是農林類、生命科學類等專業的重要基礎課程，植物學實驗課是植物學課程的延伸，對于知識學習及能力訓練都有著重要的作用。該文結合OBE教育理念，通過“線上+線下”混合教學模式，對植物學實驗課程教學進行改革，培養學生自主學習能力，提高教學效果。

[關鍵詞]植物學實驗;教學改革;線上+線下

[中圖分類號] G642.4;Q94-4 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2020）44-0-03 [收稿日期] 2020-05-08

一、引言

因國家公共衛生安全需要，2020年1月教育部發布《關于2020年春季學期延期開學的通知》，隨后為減小在此期間對高校正常開學和課堂教學造成的影響，要求采取政府主導、高校主體、社會參與的方式，共同實施并保障高校在線教學，實現“停課不停教、停課不停學”。隨著，科技發展和信息化教育資源建設，學校已能解決大部分理論課程的線上教學問題。以北京農學院植物學課程為例，本學期涉及6個專業共計11個班的課程，任課教師利用課程中心、騰訊會議、微信等網絡手段開展理論課在線課程，與學生經過約1周左右的磨合適應便可順利開展，并且互動良好。然而，實驗教學因需要借助實驗設備，在缺少應急預案和教學資源的情況下，需要有新的方法來滿足大學生實驗教學的要求（張增明，2020）[1]。

實驗教學是許多專業提高學生理論理解和實踐能力的必要環節，通常配合理論課程的進度開展，將抽象難懂的理論知識形象化、具象化，通過驗證性實驗、綜合性實驗、設計性實驗等形式，鍛煉學生的理論知識驗證、綜合運用、動手操作、團隊合作以及創新能力。與理論教學不同，實驗教學需要實驗室、儀器設備、實驗材料等硬件設施，在單一的網絡教學中難以實現，使“互聯網+實驗教學”成為一大難題（王夢令等，2017）[2]。針對國內許多高校學生多、實驗師資少、實驗室及儀器設備等硬件資源不足等問題，個別高校開展了虛擬實驗教學平臺建設（申文竹，2017;馬藝等，2020）[3，4]，但平臺的兼容性和資源共享性不強，且建設周期長。針對這些問題，基于多數高校的普遍性教學資源，本文以北京農學院為例對植物學實驗課程“線上+線下”混合式教學模式進行了探索與實踐，為特殊時期的實驗教學提出切實可行且可快速開展的應對方案，并從長期可持續的角度對植物學實驗教學改革進行了思考。

二、上線下混合教學課程設計

（一）植物學實驗課程簡介

植物學是農林類、生命科學類等專業的重要基礎課程，以植物形態解剖和系統分類為主要內容，使學生深刻理解植物形態結構和生理功能相適宜、植物對環境相適應，掌握植物個體發育、結構組成及各組織器官的功能，以及植物系統演化規律的基本理論和基礎知識，了解植物科學進展與發展趨勢。植物學實驗課是植物學課程的延伸，對于整個植物學教學有著十分重要的意義，通過理論聯系實際具象化的幫助學生攻克課程重難點，在鞏固理論課知識、訓練基本實驗技能、培養科研思維與習慣、提高創新能力等綜合素質提升方面有著其他教學環節無法替代的作用（龐春花，2016）[5]。許多高校將植物學理論與實驗作為一門課程開展，穿插開展，整體規劃教學進度;也有部分高校將植物學實驗作為一門單獨的課程開展。

（二）“線上線下”課程設計規劃

北京農學院植物學實驗與理論作為同一門課程設立，其中實驗課程24學時，12個實驗，12周完成。課程面向園藝、植物保護、資源與環境、園林、林學、農學6個專業的大一年級學生開課，共11個班，每班單獨開課。選課班級多、課程周期長、學校師資及實驗室資源有限，即使在平時排課也相當緊張，有些班級需要排到晚上開課。在疫情突發延期開學時期，上述專業大一年級同樣設有較多的有機化學、無機化學等實驗課，按照相關要求要在開學后集中一個月左右補上實驗課十分困難，且教學效果也可能受到一定影響。因此，課程組反復多次進行研討，結合以學生各專業特點，融入OBE教育理念，以學生收獲為本，轉變傳統實驗教學觀念，積極創新教學方法，形成了一套以學生自主性、自發性學習為主的“線上+線下”混合植物學實驗教學模式。

（三）實驗內容

經過深入探討，課程組將12個植物學實驗內容進行了分類整合，并按照難易及內容豐富程度重新擬定了學時分配，并撰寫了《網上植物學實驗教學指導》，以電子版形式發送給每位同學。調整后包含“線上”實驗4個，主要內容為“根、莖、葉外部形態”“營養器官變態”“種子的結構與幼苗類型”“果實類型和花的結構觀察”。將植物學實驗內容與生活實踐相結合，挖掘日常生活中容易獲取的實驗素材設計實驗內容，在學生居家學習期間，教師通過網絡形式發布教學任務，由學生自主準備實驗材料，完成相應的實驗內容。期間通過網絡形式進行學習問題實時指導。另外包含“線下”實驗5個，分別為“顯微鏡的使用與細胞結構”“根、莖的解刨結構”“葉、生殖器官的解刨結構”“植物八大類群”“植物分類、檢索表的使用”，為訓練學生的實驗操作技能，這幾個實驗仍設置為開學后在實驗室開展，但將原有內容進行了有機整合，例如將 “植物組織”的相關內容分布到了根、莖、葉的相應實驗中，促進學生整體知識構架的形成。

（四）教學過程

教學過程分兩個階段進行。第一階段為延期開學期間，學生居家完成4個線上實驗，教師利用直播課的形式講解實驗原理、演示基本方法、布置開放性實驗任務;學生按照實驗目標自主設計具體實驗環節，結構生產生活實踐搜集與本專業相關的實驗材料，自主完成實驗。期間教師通過微信群、網絡教學平臺等手段進行實時指導，及時解答學生實驗中的問題;學生在規定時間內完成實驗并提交電子版實驗報告，教師進行線上小測驗，進一步了解學生學習情況。第二階段為開學返校后，按照整合優化后的實驗內容，開展正常的實驗室教學，教師現場進行實驗指導并結合學生的實驗操作等環節給出平時成績，學生完成紙質版實驗報告。最后，教師根據學生“線上+線下”實驗報告、線上小測驗、現場操作表現等給出綜合評價，從而更加客觀的反映學生學習及能力提升狀況。

教學流程圖

三、教學評價

為更好地考察“線上+線下”混合植物學實驗教學效果，本文通過問卷調查的形式進行了教學評價，更加綜合客觀對本次課程改革進行了評價。對2019級園藝、植物保護、資源與環境、園林、林學、農學6個專業11個班的本科學生，以班級群的形式實施問卷，共發放問卷310份，收回299份，問卷有效率96%。問卷主要內容包括被調研人基本信息（專業、班級等）、實驗內容、教學形式、教學效果等相關問題。

經調研發現：（1）在教學內容方面，有96%的被調研者認為本實驗課教學內容豐富度合理，30%被調研者認為線上自主實驗內容較難、69%認為難度適中、1%認為內容簡單，在自主實驗材料準備過程中38%被調研者充分考慮了自身專業特色、58%部分考慮、4%沒有考慮?？梢娡瑢W們對整體實驗內容設置合理性較為滿意;三分之一的同學線上自主實驗較難，教師應加強指導，保障整體教學效果;大部分同學在自主實驗中與自身專業相結合，在內容中逐漸滲透OBE教學理念。（2）在教學形式方面，14%被調研者認為“線上指導，自主實驗”教學模式更為有效、31%認為“線下傳統”教學模式更為有效、55%認為“線上+線下”混合教學模式更為有效，且67%的同學可很快適應新教學模式。（3）在教學效果方面，78%被調研者對新教學模式的教學效果較好、21%認為一般、1%表示不滿意，97%被調研者對授課教師給予較高評價，49%被調研者認為“實驗報告+課堂表現+測驗”的考核形式能更全面地反映學習效果、40%認為“實驗報告+課堂表現”更好、11%被調研者認為“期末測驗”效果更好?？梢娦陆虒W模式學生滿意度高，整體教學效果較好，多數學生更認可混合考核模式。

四、結束語

網絡信息技術的發展為在線教學提供了有利條件，延期開學政策為實驗教學提出了巨大的挑戰，但也推動了實驗教學改革的飛速發展。本次線上實驗教學取得了較好的效果，不僅使學生直觀形象的掌握了植物學知識，同時培養了學生自主學習及設計實驗的能力;同時結合OBE教育理念，要求學生結合專業實際準備實驗材料，增加了學生對專業的認識及興趣，為今后相關專業課程的學習夯實了基礎。在線教學有著巨大的優勢，但對于實驗教學來說，對實驗室儀器設備的實際操作技能訓練不可或缺。因此，課程采取線上和線下相結合的模式，綜合開展，力爭實現在線課程與傳統課程的優勢互補，解決師生居家期間上課難問題的同時，抓住機遇進行改革，充分挖掘和培養學生的綜合能力。教師指導，學生躬身！特殊時期，大膽創新！揭秘自然，掌握真知！

參考文獻

[1]張增明.64學時大學物理實驗線上教學方案及其設計思路[J/OL].物理與工程：1-4[2020-04-25].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/ 11.4483.O3.20200402.1045.002.html.

[2]王夢令，梅汝煥，厲旭云，等.在線課程和現場實驗相結合提高學生的綜合能力[J].實驗室研究與探索，2017，36（05）：174-177+ 203.

[3]申文竹，王斌，易鋒，等.材料成型數字化虛擬實驗教學探索[J].實驗科學與技術，2017，15（6）：155-158

[4]馬藝，張偉強，薛東旭，等.多維度構建和實施線上實驗課堂的探索與實踐[J/OL].大學化學：1-7[2020-04-25].http：//kns.cnki.net/ kcms/detail/11.1815.O6. 20200408.1135.004.html.

[5]龐春花，王慧敏，喬秀紅，等.獨立學院植物學實驗教學改革初探[J].實驗科學與技術，2016，14（06）：124-129+238.