新農科建設背景下“植物生物技術”課程混合式教學模式的構建與應用

苗佳敏　周向睿　南麗麗　師尚禮

【摘? ?要】? ?“植物生物技術”課程是農科類各專業的一門重要核心課程。在新農科建設背景下對該課程進行混合式教學模式的構建與應用，以甘肅農業大學草業科學專業傳統教學模式中存在的主要問題為切入點，從“學生為主體，教師為主導”的教學理念出發，分別從構建課程網絡教學平臺、豐富和創新教學手段、建立和完善過程性考核評價體系等方面對課程進行教學改革與實踐。實踐證明，混合教學模式下的教學效果得到了有效提升，激發了學生的學習興趣，提高了學習自主性和綜合實踐能力。同時，總結教學經驗及不足，提出進一步完善策略。

【關鍵詞】? ?植物生物技術；混合式教學；案例教學；互動式教學；過程性考核

The Construction and Application of the Blended Teaching Model of

"Plant Biotechnology" Under the Background of New Agricultural Science

Miao Jiamin， Zhou Xiangrui， Nan Lili， Shi Shangli

（Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070， China）

【Abstract】? ? "Plant biotechnology" is an important core course for agriculture-related majors. Construction and application of blended teaching mode for the course under the background of new agricultural science is studied in this paper. Based on the current main problems existing in the course of Pratacultural Science in Gansu Agricultural University and according to the teaching philosophy of "student-centered， teacher-led"， the teaching reform and practice of the course are carried out from the aspects of building network course teaching platform， enriching and innovating teaching methods， establishing and perfecting a process assessment and evaluation system， etc. In conclusion， the results show that the teaching effect of the "Plant biotechnology" under the mixed teaching mode has been effectively improved. The blended teaching model promotes the improvement of student learning interest， autonomy， and comprehensive practical ability. In addition， this study summarizes the teaching experience and shortcomings， and proposes further improvement strategies.

【Key words】? ? ?plant biotechnology; blended teaching; case-based teaching; interactive teaching; process assessment

〔中圖分類號〕 G642? ? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻標識碼〕? A ? ? ? ? ? ? ?〔文章編號〕 1674 - 3229（2023）02- 0116- 05

0? ? ?引言

植物生物技術是應用現代生物技術改良植物遺傳性狀、培育植物新品種、促進植物繁殖、生產植物產品的綜合技術體系［1］。該技術為植物科學領域的發展奠定了基礎，是農業院校農科類各專業的一門重要核心課程。該課程理論知識抽象，實驗操作技術需多次練習才能熟練掌握。新農科建設要求高等農林教育必須實現理論與實踐、知識與技能的融合發展、多元發展、協同發展［2］。從現有教學模式看，實現這一目標的難度較大。高等農林院校必須逐步改革傳統教學模式，不斷融入最新教育理念、教學手段，才能實現學生理論與實踐“雙素養”的提升［3］。其中，依托現代信息網絡技術，構建線上教學平臺，實現線上線下教學的有機統一，是植物生物技術教學改革的必然發展趨勢［4-5］。同時，把微課、案例教學、翻轉課堂等新型教學方法配套應用于網絡教學平臺，構建多元融合、協同發展的混合式教學模式，是提高植物生物技術教學質量的必由之路。

1? ? ?傳統“植物生物技術”教學模式存在的問題

傳統教學模式下，植物生物技術課程主要存在如下問題：一是課程實驗教學難度大。本課程主要包括植物組織培養和植物基因工程兩部分內容。受限于學時，不能完整地安排這兩部分內容的實驗，導致很多學生不能系統性掌握相關知識與技能；另外，傳統實驗教學要求學生按照實驗步驟完成任務即可，很難對學生實驗設計能力、操作能力做出真實全面的考核。二是考核測評機制不健全。傳統教學模式下，一般采用考勤、作業和期末考試等方式，考查學生專業知識與技能的掌握情況。側重于學生理論知識的掌握程度層面的評估，不能全面真實考查學生。這容易導致部分平時學習不認真的學生，通過考前突擊死記硬背也能過關。即便是開展學生實驗考核，也多是要求學生完成實驗報告即可。部分學生實驗偷懶、抄襲實驗報告的現象時有發生。三是課程教材滯后于生物技術學科的發展。隨著現代生物技術研發創新的加速推進，一些新的植物生物技術不斷涌現，但是這些技術并未融入教材之中。導致教學內容與科學發展前沿脫節，學生掌握的知識與技能很難適應新農科建設的需求。除此之外，植物生物技術課程的授課教師自身專業知識與技能更新速度慢，不能及時把握業內研究的最新熱點，也是植物生物技術課程傳統教學模式中不可忽視的問題［6］。

2? ? ?新型“植物生物技術”混合式教學模式的改革舉措

混合式教學就是把傳統課堂教學（線下）和網絡化教學（線上）相結合，二者優勢互補，從而獲得更佳的教學效果［7］。線上部分需要借助各種類型的網絡平臺進行輔助，線下課堂也要進行改革與創新［8］。混合式教學可以充分發揮教師的主導性和學生的主體性，更能體現學生的主動性、積極性與創新性，因此能滿足新農科建設對農科教育的要求。針對該課程在傳統教學中存在的問題，輔以線上教學，植物生物技術課程實施以下改革措施。

2.1? ?構建植物生物技術THEOL 在線教學平臺

教師通過“甘肅農業大學THEOL在線教育綜合平臺”進行課程創建。在線教學平臺的建設與更新包括建設課程章節目錄并上傳教學大綱、章節導學、課件、視頻、文獻、網絡鏈接等基本資料，還需建設在線測試的題庫以及在線測試、小組作業、實驗報告等學生做題和上傳作業的端口；教師錄制實驗教學微視頻并上傳至平臺，一些生物技術紀錄片、相關科普視頻、慕課等豐富有趣的課外資源都可以實時推送至教學平臺，例如“嗶哩嗶哩”網站上許多生物技術相關的視頻，做得形象生動，學生可能更容易接受和理解。網絡平臺中每章都設有章節導學，此部分內容交代了各個章節的學習方法及各章節的重難點，可以引導學生自主學習。學生可以通過在線教學平臺進行學習，完成課前預習、課后復習、在線測試和作業提交。學生除了學習教學資源外，還可以借助該平臺進行答疑討論，也可以對教師的教學效果進行評價，以便教師了解學生的學習效果并及時調整教學方法。

2.2? ?創新多元教學方式

傳統的課堂以知識傳授為核心，教師是課堂的中心，學生被動地接收知識，單純為了考試及格而學習，學習能力沒有得到培養，缺乏對知識的理解、吸收和應用［9］。根據新農科建設對農科教育的要求，應將培養學生的自主學習能力、創新精神、理論用于實踐能力作為教學目標。學生只有主動參與學習過程，進行思考和探索，才能達成該教學目標。因此課堂教學設計需要體現“學生為主體”的教學理念［10］。依托THEOL在線平臺，輔以多樣化的課堂教學手段，“植物生物技術”課程“線上+線下”混合式教學模式展現出多元化的特點（圖1）。

2.2.1? ?啟發式教學

采用啟發式課堂教學，講到某個知識點時可以先讓學生思考，必要時給予引導、提醒，使學生朝正確的方向思考。此時可鼓勵學生積極發言，回答無論對錯都給予鼓勵。講完一節內容或一個知識點，可以提出一個或多個思考題，這些思考題可以引導學生回顧剛講過的內容，也可檢測他們的聽課效果。講新的章節前對前一個章節做簡單的回顧，采用教師引導、學生參與的方式。

2.2.2? ? 案例式教學

植物組織培養和植物基因工程這兩部分內容各安排2學時進行案例教學，給學生系統講解組織培養和植物基因工程完整的實驗流程以及涉及的實驗技術。例如植物組織培養這部分內容，可以將學院的科研成果作為案例進行圖片展示和講解，將紫花苜蓿（Medicago sativa L.）從外植體的選取與消毒、愈傷組織的誘導、分化再生、生根出苗、煉苗移栽等流程逐步呈現出來；植物基因工程部分，可以選擇知網上最新發表的相關論文進行講解，使學生了解植物遺傳轉化的系統性操作流程，并加深對其原理的理解，同時也能使學生了解科研論文的寫作規范。

2.2.3? ?互動式教學

根據課程的內容，提取一些討論話題或思考題，這些話題會在章節導學中列出，給學生提前準備的時間。鼓勵學生積極參與課堂互動，參與次數多的學生可額外獲得相應分數；考慮一些不善當眾表達的學生，只要參與在線教學平臺的互動也能獲得成績，但是必須達到一定次數，才能獲得滿分。選取一些具有前沿性或趣味性的話題，讓學生課下進行資料搜集和分析總結，課上進行分組匯報。如“番茄-馬鈴薯”的培育、“藍玫瑰”和“發光植物”的研究進展等內容。小組匯報的內容自由度比較大，學生可以使用教師提供的題目進行資料搜集整理，也可根據自己閱讀的參考文獻做匯報。各小組匯報結束后，其他學生可以針對匯報內容進行提問，然后小組成員進行解答。小組匯報可以培養學生的自學和團隊協作能力，做報告也培養了他們的總結和上臺答辯的能力。

課程作業通過互動教學使學生完成。例如設計合適的引物擴增目的基因，然后將目的基因連接到載體上。為了較好地學習此部分內容，在多媒體互動教室進行演示性教學；教師投屏演示如何進行引物設計和軟件使用，學生在自己的筆記本電腦上同步操作，然后分配給各小組不同的基因和載體，進行基因克隆的實驗設計；各小組間可以互相指導學習，教師針對作業中出現的問題進行集中講解。保證多數學生能掌握該技術的實驗設計方法，也可以避免作業抄襲現象。

2.2.4? ? “翻轉課堂”式教學

由于課程內容較多，所有章節都講授的話，很難在有限學時內完成教學任務。對于個別章節，學生可以課下利用在線平臺上的教學資源［11］進行自學。學生若有不理解的地方可以在網絡平臺的論壇上發帖，其他學生可以參與回答問題，若是一些共性問題，教師在課堂上可做集中講解答疑。植物組織培養和植物基因工程這兩部分內容的系統性、完整性實驗操作視頻，采用各大網站上現有的相關視頻，推送到在線教學平臺，供學生觀看學習，以使其掌握這兩部分實驗內容的完整操作流程。實驗教學的微課視頻可以是教師自己做的視頻也可以使用各大網站上的視頻，學生可以通過視頻學習，了解實驗原理和操作流程。微課學習后，各實驗小組（2～3人一組）獨立撰寫實驗方案，實驗方案經教師審核、指導、完善后，實驗室提供所需的場所、試劑、儀器設備等，然后各小組進行實驗操作并完成實驗任務，最后完成實驗報告。翻轉課堂的實施，可以培養學生自主學習的能力，通過平臺互動和小組合作實驗，也使學生較好地掌握相關知識和實驗技術。

2.3? ?創建混合式教學模式考核評價體系

“植物生物技術”綜合考核評價體系力求全面評價學生對知識和技能的掌握，包括 3個部分：理論過程性考核（50%）、實驗過程性考核（20%）和期末考試（30%）。為了使過程性考核便于實施，依據教學大綱，結合在線教學平臺，將過程性考核評價指標進行細化（表1）。甘肅農業大學的雙60政策，即過程性考核和期末考試必須都達到60分才能及格，也使學生重視了過程性考核。為了響應無紙化辦公政策，學生的課程筆記、課程作業、實驗方案、實驗報告完成后，均以電子版形式上傳至在線教學平臺供教師評閱。期末考試題型力求多樣化，題目內容既包括基礎知識又有靈活多變的應用型題目，以此考核學生解決實際問題的能力。

3? ? ?“植物生物技術”混合式教學模式教學效果

為了全面評價該課程混合式教學模式的教學效果，從期末考試成績、課程綜合成績和學生對該課程的問卷調查滿意度3個指標出發，以甘肅農業大學草業科學（草坪管理方向）專業學生（人數相當）在2018、2019和2020三個年度的學習情況為參考依據進行分析（表2）。經過兩年的混合式教學實踐，無論期末考試平均成績還是綜合平均成績都呈逐步提高的趨勢，且混合式教學模式下，期末考試成績和綜合成績80～90分的學生人數均高于傳統教學。過程性考核所占課程綜合成績比重加大，以及學校的雙60政策，使學生平時學習的時間增加，這是考試成績提高的主要原因。通過問卷調查，70.34% ～73.65%的學生認為混合式教學能提高學習效果，對新教學模式較為滿意。混合式教學提高了學生自主學習的能力，學生的線上學習率、在線測試和課程作業的完成度、課堂互動和網絡平臺互動的參與率明顯增加；小組的配合度、匯報及答辯能力、總結學習能力和實驗操作的規范性等也有較大程度的提高；另外，案例教學加深了學生對專業知識的理解，也使部分學生對科研產生了興趣。

4? ? ?結語

新農科建設背景下，培養具有扎實的理論知識和實踐技能、創新思維、能解決農業問題的植物生物技術應用型人才是本課程的主要任務和最終目標。因此，教學模式的改革需要符合人才培養的需求。“植物生物技術”混合式教學模式實踐表明，學生自主學習能力、綜合實踐能力、科研想象力和基礎知識的掌握等方面均有提高。然而，部分學生主動學習能力較差，學生的創新思維和解決實際問題的能力提高困難，這些不足需要教師加強個性化指導、啟發和互動；生物技術是不斷發展的，教師也需適時學習新知識、新技術，將學科發展前沿融入教學內容。教師在今后的教學中仍需與時俱進，吸納其他優秀課程的教學經驗，進一步完善和優化教學過程，堅持“以學生為主體，以教師為主導”的教育思想，充分發揮學生的主觀能動性，滿足時代對人才培養的需求。

［參考文獻］

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[收稿日期]? ?2022-03-29

[基金項目]? ?2022年甘肅省高等學校人才培養質量提高項目“西部地方農業院校草業科學一流本科專業建設的探索與實踐”（220005）；甘肅農業大學新農科研究與改革實踐項目“面向新農科的草業科學專業實踐教育體系構建”（2020020）；甘肅農業大學教學改革項目（GSAU-ZDKC-1902）

[作者簡介]? ?苗佳敏 （1982- ），女，博士，甘肅農業大學草業學院講師，研究方向：草類植物種質創新與育種。