互聯(lián)網(wǎng)+教育背景下《植物組織培養(yǎng)》混合教學(xué)體系的構(gòu)建

□郝樹(shù)芹 束 靖 田華英

李克強(qiáng)總理在2015年政府工作報(bào)告中首次提出制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃。隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)科技與教育相結(jié)合形成了一種新的教育形式——互聯(lián)網(wǎng)+教育。2019年3月5日，國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)在十三屆全國(guó)人大二次會(huì)議上作政府工作報(bào)告時(shí)提出發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)資源共享。疫情期間，在教育部“停課不停學(xué)”的倡導(dǎo)下，以信息化為支撐的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”發(fā)揮了重大作用，促進(jìn)了教育信息化的發(fā)展。傳統(tǒng)課堂教學(xué)在諸如課程開(kāi)設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)評(píng)價(jià)等方面已表現(xiàn)出明顯的不足，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下課堂教學(xué)變革亟需尋求突破之路[1]。單純的網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)和單純的課堂教學(xué)都不能滿足信息時(shí)代教學(xué)的需求[2]，線上線下混合式教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生。虛擬仿真教學(xué)作為高等教育信息化建設(shè)和實(shí)踐教學(xué)發(fā)展的重要手段，是學(xué)科專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系與信息技術(shù)深度融合的產(chǎn)物[3]。在互聯(lián)網(wǎng)背景下，《植物組織培養(yǎng)》課程以國(guó)家一流課程建設(shè)為契機(jī)，構(gòu)建了“線上+線下、虛實(shí)結(jié)合”的教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了教育資源的共享，拓展了推動(dòng)了教學(xué)效率的提升，教學(xué)方式得到逐步優(yōu)化。

一、《植物組織培養(yǎng)》課程教學(xué)存在的問(wèn)題

(一)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性不高。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)學(xué)生以被動(dòng)的接受知識(shí)為主，課堂學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性不高，可能原因有：學(xué)習(xí)興趣不高；學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確；師生之間缺少交流，課堂氣氛不活躍；教師教學(xué)方法不得當(dāng)，照本宣科，墨守成規(guī)，不能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性[4]。

(二)教學(xué)資源不豐富。在現(xiàn)代信息技術(shù)背景下,教學(xué)資源無(wú)論是形態(tài)還是功能等方面都產(chǎn)生了一定改變,并且呈現(xiàn)出了新的內(nèi)涵[5]。教學(xué)資源主要以傳統(tǒng)的教案、多媒體課件為主，圖片、視頻、動(dòng)畫(huà)等信息化教學(xué)資源較少，大多數(shù)的教學(xué)資源內(nèi)容都以教為主,主要為教師提供更多的教學(xué)資源和素材,從而幫助教師來(lái)更好地完成教學(xué)環(huán)節(jié)[6]，不能體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)，不利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和個(gè)性化發(fā)展。

(三)實(shí)踐教學(xué)條件有限。植物組織培養(yǎng)要求環(huán)境無(wú)菌，學(xué)生數(shù)量多，容易造成實(shí)驗(yàn)環(huán)境污染，增加維護(hù)成本和難度；無(wú)菌接種技術(shù)需要熟練的操作技巧，而學(xué)生初次接觸，利用課堂的有限時(shí)間很難達(dá)到熟練程度；無(wú)菌接種實(shí)驗(yàn)成敗與否并不能立即檢驗(yàn)，利用虛擬仿真技術(shù)學(xué)生可檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案的效果，有利于篩選最佳方案。同時(shí)，由于學(xué)生數(shù)量較多，實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量有限，不能滿足每個(gè)學(xué)生有足夠的時(shí)間進(jìn)行練習(xí)，這樣就限制了學(xué)生對(duì)超凈工作臺(tái)和解剖鏡等設(shè)備學(xué)習(xí)和操作的順利開(kāi)展。

二、“線上+線下、虛實(shí)結(jié)合”的教學(xué)模式的構(gòu)建

《植物組織培養(yǎng)》課程是設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)、園藝專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)拓展課程。學(xué)習(xí)該課程前，學(xué)生已經(jīng)通過(guò)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)等前導(dǎo)課程的學(xué)習(xí)，掌握了基本的實(shí)驗(yàn)方法，能夠熟練使用智慧樹(shù)教學(xué)平臺(tái)，喜歡互動(dòng)式、形象化學(xué)習(xí)，但缺乏發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的意識(shí)和解決問(wèn)題的能力，喜歡動(dòng)手實(shí)踐，但缺乏專(zhuān)業(yè)化、規(guī)范化的學(xué)習(xí)。基于以上學(xué)情，通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握植物組織培養(yǎng)的基本原理和方法，熟練掌握無(wú)菌操作技術(shù)、離體快繁技術(shù)和植物莖尖脫毒技術(shù)，了解利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)規(guī)模化、商業(yè)化生產(chǎn)及管理的基本情況，具有選擇植物材料并進(jìn)行材料消毒的基本能力，能正確操作組培設(shè)備，能夠進(jìn)行組培方案設(shè)計(jì)與篩選、試驗(yàn)準(zhǔn)備與實(shí)施、結(jié)果分析等，能發(fā)現(xiàn)組織培養(yǎng)過(guò)程中出現(xiàn)的污染、褐化、玻璃化等不良現(xiàn)象，并能利用所學(xué)知識(shí)解決植物組織培養(yǎng)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。

該課程利用信息化教學(xué)資源和手段參與教學(xué)環(huán)節(jié)，利用智慧樹(shù)在線課程《植物組織培養(yǎng)》和山東省一流本科課程“草莓脫毒苗無(wú)菌接種虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目”等在線資源，通過(guò)釘釘軟件進(jìn)行直播，與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，課下學(xué)生可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)及知網(wǎng)等網(wǎng)站進(jìn)行資料的收集和知識(shí)的補(bǔ)充。

(一)在線課程建設(shè)。該課程依托“智慧樹(shù)平臺(tái)”建立在線課程，由課程組全體教師參與資源建設(shè)與錄制，包括課件、講稿、試題、教學(xué)大綱、授課視頻等。在線課程目前共四十節(jié)課程視頻，共503分鐘，平均每分鐘擁有一個(gè)彈題對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)試；還包括32個(gè)非視頻資源、8套測(cè)驗(yàn)與作業(yè)內(nèi)容、60道測(cè)試題、120道考試題，主要呈現(xiàn)為圖片、視頻、作業(yè)、案例、習(xí)題、論文等形式。該課程擁有獨(dú)立線上習(xí)題庫(kù)。試題難度分為三個(gè)等級(jí)，由易到難數(shù)量占比為30%、40%和30%，試題覆蓋該課程所有知識(shí)點(diǎn)，題型包含選擇、判斷、簡(jiǎn)述等，滿足教學(xué)需求。

(二)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)。為了提高課程教學(xué)質(zhì)量和效率，課題組對(duì)教學(xué)手段進(jìn)行了大膽創(chuàng)新，利用現(xiàn)代信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建了形式多樣的學(xué)習(xí)平臺(tái)，展現(xiàn)豐富多彩的教學(xué)內(nèi)容，取得了良好的教學(xué)效果。課程組建設(shè)了“草莓脫毒苗無(wú)菌接種虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目”，2019年被評(píng)為山東省一流課程。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)以無(wú)菌操作流程為主線，以外植體選擇、莖尖剝離和無(wú)菌操作為主要操作節(jié)點(diǎn)，思路清晰，技術(shù)要點(diǎn)明確。軟件運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)計(jì)任務(wù)點(diǎn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，設(shè)計(jì)操作要點(diǎn)提示，避免錯(cuò)誤的出現(xiàn)，既有操作要點(diǎn)又有理論知識(shí)，實(shí)踐和理論相結(jié)合。在教學(xué)過(guò)程中利用虛擬仿真軟件和實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合，通過(guò)虛實(shí)結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，更直觀、形象地展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，學(xué)生在實(shí)踐的同時(shí)掌握理論知識(shí)，理論與實(shí)踐相結(jié)合，更容易實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

(三)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)。整個(gè)教學(xué)過(guò)程按照學(xué)→解→拓，即課前學(xué)知識(shí)，課中解難點(diǎn)練技能，課后拓空間三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，從而突破教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。課前學(xué)知識(shí)，分為1學(xué)2測(cè)3討論三個(gè)步驟；課中解難點(diǎn)，課中按照檢驗(yàn)學(xué)習(xí)→答疑解惑→模擬操作→總結(jié)評(píng)價(jià)的順序展開(kāi)教學(xué)；課后拓空間，采用“學(xué)習(xí)筆記+課后作業(yè)”的方式，檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果，同時(shí)通過(guò)微信交流平臺(tái)與教師、企業(yè)專(zhuān)家進(jìn)行交流，了解企業(yè)案例，拓展學(xué)習(xí)空間和知識(shí)空間。該課程利用智慧樹(shù)教學(xué)平臺(tái)、虛擬仿真軟件和釘釘軟件，多維度、全過(guò)程進(jìn)行學(xué)習(xí)質(zhì)量監(jiān)控，采用多元化評(píng)價(jià)方式。

三、“線上+線下、虛實(shí)結(jié)合”的教學(xué)模式的實(shí)施過(guò)程

該課程利用信息化教學(xué)資源和手段參與教學(xué)環(huán)節(jié)，利用智慧樹(shù)在線課程《植物組織培養(yǎng)》和山東省一流本科課程《草莓脫毒苗無(wú)菌接種虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目》等在線資源，通過(guò)釘釘軟件進(jìn)行直播，與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，課下學(xué)生可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)及知網(wǎng)等網(wǎng)站進(jìn)行資料的收集和知識(shí)的補(bǔ)充。整個(gè)教學(xué)過(guò)程按照學(xué)→解→拓，即課前學(xué)知識(shí)，課中解難點(diǎn)練技能，課后拓空間三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，從而突破教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

(一)課前教學(xué)。課前學(xué)知識(shí)，分為1學(xué)2測(cè)3討論三個(gè)步驟，1學(xué)，學(xué)生通過(guò)智慧樹(shù)教學(xué)資源平臺(tái)自主學(xué)習(xí)；2測(cè)，學(xué)生利用所學(xué)理論知識(shí)完成在線章節(jié)測(cè)驗(yàn)；3討論，根據(jù)章節(jié)測(cè)驗(yàn)相關(guān)情況，小組內(nèi)討論出錯(cuò)題目，并改錯(cuò)，總結(jié)存在疑惑的問(wèn)題。在此過(guò)程中，教師全程輔導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，解答疑惑。

(二)課堂教學(xué)。課中解難點(diǎn)，課中按照檢驗(yàn)學(xué)習(xí)→答疑解惑→模擬操作→總結(jié)評(píng)價(jià)的順序展開(kāi)教學(xué)。首先，利用釘釘軟件，采用直播的方式，通過(guò)提問(wèn)的方式檢驗(yàn)課前學(xué)習(xí)成果，然后，針對(duì)檢驗(yàn)情況和課前學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題進(jìn)行答疑解惑，同時(shí)，通過(guò)釘釘軟件可邀請(qǐng)家長(zhǎng)參加課程，家校結(jié)合，加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)監(jiān)督，確保在線課程質(zhì)量。由于疫情原因，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)無(wú)法開(kāi)展，本課程采用“操作視頻+虛擬仿真”的方法，利用虛擬仿真軟件模擬操作掌握各個(gè)環(huán)節(jié)的操作流程，利用操作視頻，全實(shí)景展示真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使學(xué)生掌握操作流程和操作標(biāo)準(zhǔn)，彌補(bǔ)線下實(shí)驗(yàn)無(wú)法開(kāi)展的遺憾。最后，學(xué)生根據(jù)本節(jié)課的表現(xiàn)進(jìn)行自評(píng)、小組互評(píng)和教師評(píng)價(jià)。

(三)課后教學(xué)。課后拓空間，采用“學(xué)習(xí)筆記+課后作業(yè)”的方式，檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果，同時(shí)通過(guò)微信交流平臺(tái)與教師、企業(yè)專(zhuān)家進(jìn)行交流，了解企業(yè)案例，拓展學(xué)習(xí)空間和知識(shí)空間。

該課程利用智慧樹(shù)教學(xué)平臺(tái)、虛擬仿真軟件和釘釘軟件，多維度、全過(guò)程進(jìn)行學(xué)習(xí)質(zhì)量監(jiān)控，采用多元化評(píng)價(jià)方式，課程成績(jī)=教學(xué)平臺(tái)學(xué)習(xí)成績(jī)(40%)+課堂表現(xiàn)(30%)+實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)成績(jī)(30%)。其中，教學(xué)平臺(tái)學(xué)習(xí)成績(jī)由系統(tǒng)記錄，課堂表現(xiàn)包括自評(píng)、互評(píng)和教師評(píng)價(jià)成績(jī)、釘釘直播表現(xiàn)、筆記及作業(yè)成績(jī)，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)成績(jī)包括虛擬仿真實(shí)驗(yàn)成績(jī)。

四、教學(xué)效果

通過(guò)利用智慧樹(shù)教學(xué)平臺(tái)、虛擬仿真軟件和釘釘軟件等教學(xué)資源和信息化手段進(jìn)行輔助教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性得到了提高，取得了很好的教學(xué)效果。

(一)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性明顯提高。利用視頻、虛擬仿真軟件等信息技術(shù)，形象化展示植物組織培養(yǎng)的過(guò)程，運(yùn)用課程平臺(tái)的討論、搶答、測(cè)試、評(píng)分等功能活躍課堂氣氛，互動(dòng)頻繁，學(xué)習(xí)效果提升。

(二)教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度高。課前，通過(guò)觀看視頻、測(cè)試題軟件評(píng)分，小組討論等，掌握課程基本知識(shí)，大部分學(xué)生成績(jī)?cè)?0分以上，教學(xué)效果良好；課中利用釘釘軟件的簽到、搶答、討論等功能對(duì)知識(shí)進(jìn)行提升，利用虛擬仿真軟件，將所學(xué)的知識(shí)與技能在仿真實(shí)訓(xùn)中進(jìn)行實(shí)踐。課后通過(guò)在線討論和作業(yè)，拓展學(xué)習(xí)空間。

五、結(jié)語(yǔ)

該課程充分發(fā)揮在線教學(xué)資源豐富的優(yōu)勢(shì)，在教學(xué)過(guò)程中形成了適合在線課程的三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)施過(guò)程中按照教學(xué)步驟分布實(shí)施，極大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。通過(guò)線下的討論和作業(yè)，進(jìn)一步夯實(shí)了理論知識(shí)，通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的方式加強(qiáng)了理論與實(shí)踐的聯(lián)系，增強(qiáng)了知識(shí)與能力的結(jié)合，符合人才培養(yǎng)的要求和學(xué)生教學(xué)能力提升的要求。該課程的教學(xué)案例，讓學(xué)生在課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、畢業(yè)要求三個(gè)方面都能夠取得完美的成效，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力進(jìn)一步增強(qiáng)，這種教學(xué)方式為進(jìn)一步發(fā)揮在線開(kāi)放課程的效能，提供了良好借鑒。