數智化背景下“森林保護學”教學團隊建設

陳名君 王玉龍 顧天滋 秦 麗

(安徽農業大學林學與園林學院,安徽 合肥 230036)

教學團隊的建設是優秀人才培養的根本保障[1]。早在2007年教育部就提出了實施高等學校本科教學質量與教學改革工程(簡稱“質量工程”)的意見,其中教學團隊建設是質量工程建設的重要組成部分[2]。教育部要求“加強本科教學團隊建設,重點遴選和建設一批教學質量高、結構合理的教學團隊,建立有效的團隊合作機制,推動教學內容與教學方法的改革和研究,促進教學研討和教學經驗交流,開發教學資源,推進教學工作的老中青相結合,發揚傳、幫、帶的作用,加強青年教師培養”[3]。這一舉措對提升高校教師隊伍整體素質、提高教學和人才培養質量起到了積極作用[4]。

2012年以來以MOOC為代表的在線學習浪潮席卷全球,對高校傳統教學帶來了一定沖擊,逐漸促進了高校教學內容、方法、模式和教學管理體制發生變革[5]。特別是新冠病毒疫情成為在線教學跨越式發展的契機,各類學校依托不同的教學平臺,全面開展在線教學活動。超星、雨課堂、釘釘、騰訊課堂等成為各高校直播教學的主要工具,同時也采用其他教學平臺以及微信、QQ 等輔助教學[5]。疫情迫使人們應急學習數字化工具與技術,迅速提升數字素養與技能[6]。同時,全球數字化與智能化浪潮驅動新一輪科技革命深入發展,整合多種新興技術優勢的元宇宙、虛擬世界等爆發出蓬勃發展潛力,人類正在逐步突破時空界限,打造虛擬與現實相互融合的社會發展形態[7]。目前,虛擬實驗室、虛擬教研室等作為虛擬教學融入現實教學的突破口,助力數智化新時代大學教育教學跨越式發展。高等教育也正在經歷從疫情初期的“緊急遠程教學”模式轉變為“更可持續和基于證據的混合/在線教學模式”的進程[8]。并在人工智能和大數據等技術的支持下,持續推動教與學實踐的變革[9]。

在此情況下,“森林保護學”相關課程教學活動如何使用多種新興技術助力教學模式的創新發展?如何實現虛實融合的雙維度數字教材改革?如何構建適應數智化教學模式的虛擬教研室?本文將圍繞以上問題進行分析研究,探討數智化背景下“森林保護學”系列課程教學團隊建設探索與成效,以期為今后相關教學工作提供參考。

一、教學團隊基本情況

“森林保護學”系列課程依托的林學系始創于省立安徽大學森林學系,是安徽大學農學院初設的三個系之一,創辦于1936年。安徽農業大學森林保護學改革與創新教學團隊發端于20世紀50年代組建的林學系“森林保護學”教學研究團隊,并于20世紀60年代開展森林保護學相關課程的教學研究工作,是國內林業院校較早建立的“森林保護學”教學研究團隊之一。本團隊依托的林學學科是安徽農業大學國家級一流學科。在逐漸發展過程中,團隊始終以教書育人為最高理念,以培養高素質人才為己任,并為之不懈努力。該團隊所在教研室獲批2020年省級示范教學基層組織(教研室),其中“林木病理學”獲批2021年校級一流課程、省級示范課程建設,2020年獲“省線上教學優秀課堂”稱號、2019年獲校課程思政項目建設、2018獲批安徽省線下精品課程建設項目。目前,團隊開設專業課、專業基礎課和專業選修課10余門,已形成能夠夯實專業基礎、提高專業技能、拓寬專業視野、豐富專業領域的系列課程體系。

二、數智化條件下教學團隊建設的措施

(一)新興技術助力教學模式的創新發展

自新冠肺炎疫情發生以來,本團隊采用“共享課+翻轉課堂”相結合的教學模式,通過教學平臺制作的精品共享課程輔助線上教學。以“林木病理學”為例,早在2016年獲學校精品課程建設的立項,2018年“林木病理學”又獲批省級精品課程建設[10]。歷時五年,通過拍攝教學視頻、收集教學圖片、優化多媒體課件、編寫新的教學材料等,將“林木病理學”精品課程建設成功,并向社會共享(http://forestpath.cn/)。利用雨課堂平臺建立翻轉課堂(www.yuketang.cn/web),用于設計個性化教學。2018年“森林昆蟲學”獲批校級精品課程建設,2021年“森林昆蟲學”獲批省級線上線下混合式課程,2021年“資源昆蟲學”獲批省級一流課程建設。本團隊采取以“學生為中心”動態組合教學內容,可以讓學生按照自己的需要和節奏學習,實現了整體引導和個別指導相結合的自主導向性學習。建立全程可視化、跟蹤課程學習的大閉環,為學生學習、學生管理、能力分析提供有效支撐。建立輔導員與任課老師課內外協同管理機制,打造學習效果監督及反饋小閉環,實現了教學過程實時優化與教學效果個性化評價。

(二)教材由單維度轉向虛實融合的雙維度

教育部發布的2022年工作要點中指出,著力抓好“數字教材建設”,是實施教育數字化戰略行動的具體實踐,也是推進教育現代化、建設教育強國的時代要求,更是應對疫情、辦好人民滿意的教育的現實需要。數字化教材將聲音、圖像、動畫、視頻等信息以多樣形式呈現,直觀、形象、生動地體現教材內容中的重點、難點,形成包含紙質教材、電子教材、教學課件、三維立體模型、實訓項目、訓練習題、動畫案例等多種數字化教學資源[11]。以《林木病理學創新實驗》數字教材建設為例,“林木病理學”是我校林學專業的專業核心課程,其實驗教學環節能夠加深學生對基礎知識的理解,使其掌握和實踐病害診斷和防治的基本方法和基本技能,并通過綜合性實驗設計培養學生的科研創新能力。本教學團隊積極建設虛實融合的雙維度數字教材,做了以下工作:

1.拍攝標本照片和教學視頻,建設團隊老師根據近期林木病害發生實際情況及國內外教學及研究熱點,在野外或室內拍攝教學照片和視頻,結合課程的全部知識點,形成數字課程體系。

2.與實驗教材有機結合起來,建立在線學習平臺,建成的學習平臺擁有圖片、動圖、音頻、視頻等富媒體資源。

3.教學平臺實現移動學習,既能面向智能手機(可充分利用碎片化時間進行學習)也可以利用平板電腦(兼容PC)呈現。

4.數字教材中插入各種類型的思考題或投票鏈接,并在關鍵知識點上鏈接相關網址、知識點氣泡等,學生可實時發表彈幕等;與實驗操作內容同步,方便學生課前預習和課后復習;實現學習行為跟蹤,與線上教學緊密配合,教師全程跟蹤云教材學習進度,教學團隊成員定期在線解答學生的問題與學生互動,并進行量化評價。

(三)構建適應數智化教學模式的教學組織

教研室是大學組織教師進行交流研討、開展教學研究、落實上級精神與指示的基層教學組織[12]。本團隊所在教研室積極參加創新建設,于2020年獲批省級示范教學基層組織(教研室)。自2021年,教育部發布《關于開展虛擬教研室試點建設工作的通知》[13],虛擬教研室這一概念為人熟知,從此拉開了高校基于互聯網大規模建設基層教學組織的序幕。虛擬教研室是為了促進優質課程共建共享、優質專業共建共享。虛擬教研室需要達到以點帶面的目的,促進各高校基層教學組織的建設。

本教研室在以“創新教研形態、加強教學研究、共建優質資源、強化教師培訓”為重要建設任務的同時,積極參與虛擬教研室建設,目前已做以下工作:

1.為解決“森林保護學”教學過程中的共性、前瞻性問題,組織跨學科、跨校相關專業教研工作者重新整理編寫教學大綱、知識圖譜、教學視頻、電子課件、習題試題、教學案例、實驗項目、實訓項目、數據集等教學資源;各相關教研室或各相關專業之間形成優勢互補,實現良性可持續發展。

2.充分發揮一流專業建設點的優勢,實現與相關課程的共享與推廣。所在教研室所依托的專業和相關課程已獲批省級“一流專業建設點”和“一流課程”。緊緊把握教育部開展虛擬教研室的目的:為了讓優質的專業和課程資源做好示范與輻射作用,每一門一流課程應該要有虛擬教研室的建設,每一門課程應該要有基層教學組織來管理。

3.從技術的角度來看,數智化技術的發展促進了教育教學改革。虛擬教研室需要充分運用數智化技術,探索突破時空限制、高效便捷、形式多樣、線上線下混合的教師教研模式[14]。通過建立“微信工作群”開展各項工作,打破傳統的線下工作模式,有效提升了跨區域線上協作。

4.實現線上跨校組織在線教師教學培訓,本教研室積極參與各高校各相關組織開展的線上線下混合式教學研究培訓,有效拓展了教師培訓的來源通道,共享了各校的優質培訓資源。同時,線上的培訓大多可以回放,方便老師后期的“補課”或“復習”。

三、數智化背景下教學團隊建設的成效

(一)系列課程教材建設

教材是教學內容的主要載體,是教師傳授知識、培養人才的重要工具,教材質量的高低直接影響教學質量和效果,本團隊教材建設取得以下成果:

1.課程思政全覆蓋:本團隊一個重要教學內容就是:在教學中樹立學生們正確的世界觀、人生觀和價值觀,樹立可持續發展和綠色發展理念,增強社會責任感和服務國家林業建設和生態環境保護的使命感。數智化建設過程中,不斷挖掘和加強思想教學的指引作用,已實現課程思政全覆蓋,所有課程已完成思政教學大綱的重新編寫。其中“林木病理學”課程思政示范校級項目于2019年立項,項目進展順利,不僅完成了新教學大綱及教案的編寫,還完成了課程思政教學視頻的錄制,并發表了相關教研論文。

2.理論課、實驗實習課教材的建設:近年來,林學學科發展迅速,新概念、新觀點和新成果不斷涌現,為及時將新知識、新觀點補充到教材中,抓好理論課教學奠定基礎,團隊教師積極收集資料,編寫了《安徽林業病蟲害圖冊》。團隊成員結合我省的林業具體情況和病蟲害特點,在實踐教學中進行大量修改和補充,編寫了《森林昆蟲學實驗指導書》《經濟林病理學實驗指導書》《園林病理學實驗指導書》《經濟林昆蟲學實驗指導書》等,不斷提高教學實驗實習課程的質量和效果。在數智化背景下,一批新型教材正在編寫建設中,如國家林業和草原局普通高等教育本科“十四五”規劃教材《森林昆蟲學實踐教程》、校級“十四五”規劃教材《資源昆蟲學》、數字規劃教材《森林昆蟲學實踐教程》和《林木病理學創新實驗》。

3.優化多媒體課件:數智化背景下的多媒體課件建設,是實現教學手段創新的有效途徑,使傳統的教學方法發生了變革,能有力地促進教學效果提高。本團隊大量收集資料,如各種林木病蟲害癥狀圖片、林間發病視頻、病原菌或害蟲顯微照片、電鏡照片等,將理論課和實驗課制作成動態的多媒體課件,拍攝課程視頻,對林木病理學相關課程在視覺、形象和實際操作要求較高的內容,如病原微生物的形態、害蟲的顯微結構、真菌孢子的產生過程等,通過放大投影和減慢速度、回放的方法在屏幕上進行演示,使學生觀察的更清楚,以增加教學的趣味性、形象性和直觀性,激發學生的學習興趣,加深學生對林木病理學系列課程的理解,提高了學生的自學能力及完成實驗的動手能力,達到提高教學效果的目的。

(二)科研工作促進教學情況

1.通過科研工作更新教學內容:“森林保護學”相關課程的理論性和實踐性極強,知識更新快,對授課教師的實踐能力要求高,因此需要授課教師及時了解和掌握國內外的最新研究動態,并將最新成果及時補充到教學內容中。近年來,本教學團隊積極參與科學研究項目,根據科研成果和社會需求精心組織教學內容,先后為林學專業、林學中外合作專業、經濟林專業、園林專業、園藝專業等開設相關課程,在學生中反映良好。

2.科研工作促進青年教師快速成長:青年教師是教學和科研工作的主力軍,但青年教師的教學技能往往不足,僅依靠課堂教學提升很難實現。本團隊的青年教師,在完成好教學任務的同時,也承擔了大量的科研任務,要在短時間內補充專業知識、授課技巧、拓寬專業視野。受益于學科點承擔的“國家自然科學基金”“國家林業公益性行業項目”“安徽省自然科學基金”等研究項目的實施,團隊多名青年教師迅速成長,并獲得扎實的專業基礎和技能,且團隊意識強,在個人發展的同時也為本團隊的教學工作做出了積極貢獻。

3.科研工作為學生創新實踐提供平臺:經過多年科研積累,本團隊結合科研項目的實施,依靠學校提供的實驗基地和實驗設備,使開設相關課程實驗成為可能。團隊成員始終堅持把教學標本的建設和實驗課創新放在實驗課教學的重要位置,先后制作、購置標本、教具等,為學生的實驗教學提供了強大的動手平臺,為學生理解各種課程相關的科學現象與知識提供了強有力的直觀教具。同時,團隊積極拓寬實踐教學空間,在充分利用校內實驗室的基礎上,使用學校固定的校外實習基地,充分滿足綜合設計性實驗需要,推動實踐創新活動的開展,引導學生進行研究性學習和創新性實驗,培養學生發現、分析和解決問題的能力。

(三)學生創新創業能力培養

團隊在建設過程中積極加強實踐訓練,培養學生的創新能力,增強本專業訓練育人成效,積極利用第二課堂,提高學生的社會適應能力。自2019年以來,團隊累計立項大學生創新創業項目20余項,其中國家級3項,省級3項;2項國家級大學生創新創業項目結題被評為優秀。組織學生參加各類綜合性、專業學科競賽8項;并獲2021年第九屆“挑戰杯”安徽省大學生課外學術科技作品競賽三等獎、2019年第三屆全國大學生生命科學競賽三等獎、2019第二屆安徽省大學生生命科學競賽二等獎等榮譽稱號。本團隊充分發揮森林保護學專業人員知識面廣、社會實踐經驗相對豐富的優勢,使參加實踐的學生在短期內獲得盡量多的相關知識。