
摘" 要:國家一流本科課程建設(shè)是國家一流專業(yè)建設(shè)的基礎(chǔ),是新農(nóng)科建設(shè)的重要組成部分,在新農(nóng)科建設(shè)的大背景下,推動傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新勢在必得。一流課程建設(shè)推進(jìn)植物生理學(xué)課程教學(xué)改革,深度學(xué)習(xí)理論提出學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng),引導(dǎo)學(xué)生有效學(xué)習(xí),形成積極的內(nèi)在學(xué)習(xí)動機(jī),對知識的深層次理解、構(gòu)建、反思和遷移,解決具體復(fù)雜問題。在植物生理學(xué)教學(xué)改革過程中應(yīng)用深度學(xué)習(xí)理論,秉承以學(xué)生為中心的教育理念,構(gòu)建以任務(wù)為導(dǎo)向的教學(xué)模式,致力培養(yǎng)學(xué)生高階思維品質(zhì),樹立為農(nóng)業(yè)發(fā)展做貢獻(xiàn)的信心。讓學(xué)生通過具體的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問題身臨其境運(yùn)用知識解決具體農(nóng)業(yè)問題,真正做到學(xué)以致用,最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。
關(guān)鍵詞:植物生理學(xué);深度學(xué)習(xí);高階思維能力;任務(wù)導(dǎo)向;主動學(xué)習(xí)
中圖分類號:G642 " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:2096-9902(2023)24-0012-04
Abstract: The construction of national first-class undergraduate courses is the foundation of national first-class professional construction and an important component of the construction of New Agricultural Sciences. In the context of the construction of New Agricultural Science, it is imperative to promote the reform and innovation of traditional agricultural talent training models. The construction of first-class courses promotes the teaching reform of Plant Physiology courses. The theory of deep learning proposes the cultivation of students' higher-level thinking ability, guides students to effectively learn, forms positive internal learning motivation, deep-level understanding, construction, reflection, and transfer of knowledge, and solves specific complex problems. In the process of teaching reform in Plant Physiology, the theory of deep learning has been applied, adhering to the student-centered educational philosophy, and constructing a task-oriented teaching model. We are committed to cultivating students' high-level thinking qualities, building confidence in contributing to agricultural development, enabling students to immerse themselves in specific problems concerning agricultural production and use knowledge to solve them, achieving the goal of applying what they have learned, and ultimately achieving deep learning for students.
Keywords: Plant Physiology; deep learning; high-level thinking ability; task-oriented; active learning
隨著國家高等教育改革的深入,陳寶生同志在寫好高等教育“奮進(jìn)之筆”報告中明確指出高校必須立足當(dāng)下、著眼未來,抓緊培養(yǎng)能夠適應(yīng)和引領(lǐng)國家發(fā)展、擔(dān)當(dāng)民族復(fù)興大任的一代新人,旨在培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才和復(fù)合應(yīng)用型人才[1]。隨著知識經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,碎片化、淺層化的學(xué)習(xí)已經(jīng)不能滿足當(dāng)下時代對人才培養(yǎng)的需求,未來人才培養(yǎng)方向?qū)⒅嘏囵B(yǎng)學(xué)習(xí)者具備對知識深層理解和創(chuàng)新、遷移和應(yīng)用的能力,能夠主動思考并深層理解,為終身學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)[2]。本研究基于深度學(xué)習(xí)理論響應(yīng)習(xí)近平總書記對高等教育高質(zhì)量發(fā)展的推進(jìn)和教育部的相關(guān)部署,探索在植物生理學(xué)原有知識體系的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容重構(gòu):將教材中11個章節(jié),凝練成9個教學(xué)內(nèi)容,由拓展任務(wù)導(dǎo)入,提高學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力。從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的具體問題出發(fā),構(gòu)建拓展學(xué)習(xí)任務(wù),牽引教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)和難點(diǎn)。融入科學(xué)的價值觀、職業(yè)道德、思維方法,培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識和溝通能力;養(yǎng)成理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)和實(shí)事求是的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的工作作風(fēng);樹立“知農(nóng)愛農(nóng)”情懷、“強(qiáng)農(nóng)興農(nóng)”社會責(zé)任感和使命感。
深度學(xué)習(xí)是與淺層學(xué)習(xí)相對應(yīng),是在教學(xué)中學(xué)生積極參與、全身心投入、獲得健康發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過程[3]。具體來說,深度學(xué)習(xí)是在教師引領(lǐng)下,學(xué)生圍繞具有挑戰(zhàn)性的拓展任務(wù),全身心積極參與并獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過程[4]。學(xué)生掌握學(xué)科的核心知識并把握學(xué)科的本質(zhì),形成積極的內(nèi)在學(xué)習(xí)動機(jī)、正確的價值觀,成為未來社會的歷史實(shí)踐的主人[5]。同時深度學(xué)習(xí)也是一種主動的、探究式的、理解性的學(xué)習(xí)方式,要求學(xué)習(xí)者進(jìn)行理解性的學(xué)習(xí)、深層次的信息加工、具有批判性的高階思維和有效的知識遷移并解決具體實(shí)際問題的能力[6]。深度學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)包含建構(gòu)主義理論、情境認(rèn)知理論和元認(rèn)知理論。建構(gòu)主義核心觀點(diǎn)強(qiáng)調(diào)知識是由認(rèn)知主體主動建構(gòu)而不是被動吸收,強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者在已有知識基礎(chǔ)上對概念進(jìn)行主動建構(gòu),充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動性,形成自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)體系。情境認(rèn)知理論的核心觀點(diǎn)強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)在一定的社會和自然條件下進(jìn)行,學(xué)習(xí)是人與環(huán)境中的知識交互作用的過程。學(xué)習(xí)者需要在情景中建立并掌握所學(xué)的知識,并把所學(xué)的知識應(yīng)用到實(shí)際問題中,強(qiáng)調(diào)對復(fù)雜問題的求解,學(xué)習(xí)者在原有的知識和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,把新知識轉(zhuǎn)化到特定問題中并解決問題。元認(rèn)知理論強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者要對學(xué)習(xí)進(jìn)行反思,由元認(rèn)知知識、元認(rèn)知體驗(yàn)和元認(rèn)知監(jiān)控3部分組成。元認(rèn)知知識是指學(xué)習(xí)者對相關(guān)信息的理解,元認(rèn)知體驗(yàn)是指學(xué)習(xí)者在認(rèn)知的過程中,不僅強(qiáng)調(diào)知識的理解還關(guān)注自身的情緒和體驗(yàn),元認(rèn)知監(jiān)控是指學(xué)習(xí)者對自己學(xué)習(xí)過程的有效監(jiān)控和調(diào)節(jié)[7]。深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)要達(dá)到對知識的深層次理解,對自我學(xué)習(xí)過程的反思和調(diào)整,是一種高階思維活動,強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者對知識的認(rèn)知、構(gòu)建、反思和遷移,建立在描述性知識和程序性知識的基礎(chǔ)上,對知識進(jìn)行重構(gòu),并對復(fù)雜問題進(jìn)行解決[8]。
植物生理學(xué)課程立足我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需求,服務(wù)新時代“三農(nóng)”與“新農(nóng)科”發(fā)展。堅(jiān)持立德樹人,以學(xué)生為中心、以農(nóng)業(yè)實(shí)踐任務(wù)為導(dǎo)向、解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問題為核心,理論與實(shí)踐并重,不斷完善協(xié)同育人和實(shí)踐教學(xué)機(jī)制,始終“圍繞學(xué)生、關(guān)照學(xué)生、服務(wù)學(xué)生、成就學(xué)生”,實(shí)現(xiàn)一流本科教育建設(shè)的基本目標(biāo),為培養(yǎng)既能“頂天”又能“立地”的農(nóng)業(yè)人才和符合國家一流本科專業(yè)的人才培養(yǎng)體系提供重要支撐,該課程也是農(nóng)學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)的專業(yè)基礎(chǔ)課和研究生入學(xué)考試的必考課,是培養(yǎng)學(xué)生科研素養(yǎng)和銜接專業(yè)課的重要課程。為進(jìn)一步提高該課程的教學(xué)質(zhì)量,很多高校對植物生理學(xué)教學(xué)方法、教學(xué)模式等方面進(jìn)行很多改革,成效卓著[9-13]。但基本也局限于新的教學(xué)手段方法的應(yīng)用,局限在部分章節(jié)的改革。而本研究基于深度學(xué)習(xí)理論在植物生理學(xué)教學(xué)中應(yīng)用,構(gòu)建了以任務(wù)為導(dǎo)向的教學(xué)新模式貫穿整個植物生理學(xué)課程改革,培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力,引導(dǎo)學(xué)生有效學(xué)習(xí),教學(xué)成果顯著。
1" 深度學(xué)習(xí)理論解決課程與教學(xué)改革的重點(diǎn)問題
1.1" 以學(xué)生為中心
原有的課程設(shè)計(jì)是學(xué)生被動地接受知識講授,在深度學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下,課程改革后在老師的帶領(lǐng)下,真正內(nèi)化于已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中,從而能夠靈活地提取、遷移、運(yùn)用概念于實(shí)際的情境問題中,帶著具體的植物生理學(xué)任務(wù)解決具體問題而形成主動去探究知識的新學(xué)習(xí)模式,形成積極的內(nèi)在學(xué)習(xí)動機(jī)。
1.2" 任務(wù)導(dǎo)向?qū)W習(xí)
在深度學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下,基于情境認(rèn)知理論,學(xué)習(xí)者需要在情景中建立并掌握所學(xué)的知識,并把所學(xué)的知識應(yīng)用到實(shí)際問題中,強(qiáng)調(diào)對復(fù)雜問題的求解,具體實(shí)踐過程中學(xué)生圍繞具有挑戰(zhàn)性的拓展任務(wù),從植物生長發(fā)育過程中和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中的具體問題出發(fā),構(gòu)建拓展學(xué)習(xí)任務(wù),深化學(xué)科的核心知識并把握學(xué)科的本質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生成為獨(dú)立性、批判性、創(chuàng)造性又有合作精神、基礎(chǔ)扎實(shí)的優(yōu)秀的學(xué)習(xí)者。
1.3" 科研素養(yǎng)訓(xùn)練
深度學(xué)習(xí)理論引導(dǎo)學(xué)生主動用前沿創(chuàng)新知識設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn),探究并驗(yàn)證植物生長狀態(tài),應(yīng)用所學(xué)理論知識到具體生產(chǎn)實(shí)際問題中,培養(yǎng)學(xué)生具有批判性高階思維能力、有效的知識遷移并解決具體實(shí)際問題的能力。
2" 課程教學(xué)內(nèi)容及組織實(shí)施情況
2.1" 課程教學(xué)目標(biāo)
基于深度學(xué)習(xí)理論,實(shí)現(xiàn)了學(xué)生主動積極學(xué)習(xí),具備解決生產(chǎn)實(shí)踐中的具體問題能力,培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)農(nóng)的熱情和為農(nóng)業(yè)服務(wù)的興趣。依據(jù)布魯姆教育目標(biāo)分類,從知識、能力、情感3個維度完善教學(xué)目標(biāo)。知識目標(biāo)包括記憶植物生理學(xué)基本概念;闡明植物生長發(fā)育規(guī)律及代謝機(jī)制、植物對環(huán)境的響應(yīng)機(jī)制;解釋植物發(fā)育過程的分子機(jī)制;歸納植物的生長發(fā)育與環(huán)境響應(yīng)及內(nèi)部生理機(jī)制變化,以及植物與環(huán)境間信號傳遞的方式。能力目標(biāo)包括運(yùn)用知識解決植物生理學(xué)不同現(xiàn)象;應(yīng)用生理代謝變化剖析植物生長過程;通過各項(xiàng)生理指標(biāo)評價植物生長狀態(tài),具備調(diào)控植物生長發(fā)育的能力;具備用植物生理學(xué)知識解決現(xiàn)代農(nóng)業(yè)復(fù)雜問題的能力。情感目標(biāo)包括培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識和溝通能力;養(yǎng)成理論聯(lián)系實(shí)踐的學(xué)風(fēng)和實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度;樹立“人與自然”和諧統(tǒng)一的自然科學(xué)辯證觀。通過學(xué)生對知識目標(biāo)的自主學(xué)習(xí),小組間合作完成任務(wù)實(shí)現(xiàn)能力目標(biāo),最終實(shí)現(xiàn)探究式情感目標(biāo)。
2.2" 課程教學(xué)內(nèi)容
在深度學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下,課程教學(xué)內(nèi)容通過重構(gòu),以生產(chǎn)實(shí)踐中的真實(shí)問題為導(dǎo)向,以9個專題拓展學(xué)習(xí)任務(wù)牽引9部分理論教學(xué)內(nèi)容,并通過綜合性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證探究植物生長發(fā)育與環(huán)境變化的關(guān)系。九大理論教學(xué)內(nèi)容涵蓋植物生理學(xué)的四大模塊:植物代謝生理、生長發(fā)育生理、植物信號傳遞和植物逆境生理;綜合性實(shí)驗(yàn)包括實(shí)驗(yàn)室內(nèi)綜合設(shè)計(jì)不同逆境對植物的影響,通過生理指標(biāo)的測定來評價逆境對植物的傷害,在實(shí)踐中用科研實(shí)驗(yàn)思維來設(shè)計(jì)方案解決實(shí)際問題。教學(xué)內(nèi)容邏輯:整個教學(xué)過程中以宏觀認(rèn)識植物生長“認(rèn)識植物的一生”到微觀闡明植物的生理代謝過程及外界環(huán)境影響產(chǎn)生的生理代謝變化“解釋植物的一生”,最終通過實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證和探究實(shí)現(xiàn)“評價植物的一生”邏輯思維過程,貫穿于四大模塊知識(圖1)。
2.3" 組織實(shí)施情況
課前:在理論教學(xué)內(nèi)容前布置小組拓展任務(wù),小組通過查閱資料、視頻教學(xué)、形成匯報材料完成任務(wù)。
課上:小組以PPT形式進(jìn)行拓展任務(wù)匯報;教師根據(jù)學(xué)生任務(wù)完成情況,組織討論、講解重點(diǎn)難點(diǎn)知識及涉及的前沿知識,促進(jìn)學(xué)生對知識的理解和掌握。
實(shí)驗(yàn)實(shí)踐:引入科研思維開設(shè)綜合實(shí)驗(yàn),小組通過方案設(shè)計(jì)、材料培養(yǎng)、不良環(huán)境處理、測定生理指標(biāo)及撰寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果報告,到實(shí)踐基地觀察作物在不良環(huán)境下生長發(fā)育狀態(tài)并設(shè)計(jì)評價植物生長的實(shí)驗(yàn)技術(shù)方案。形成以小組合作學(xué)習(xí)為中心,課前探究讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,課上學(xué)習(xí)讓學(xué)生學(xué)會用科研的思維設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來解決問題,形成“拓展學(xué)習(xí)-匯報展示-分組討論-案例教學(xué)”的模式,培養(yǎng)“發(fā)現(xiàn)問題-研究方法-生理機(jī)制-實(shí)踐應(yīng)用”的思維邏輯體系,學(xué)會總結(jié)提升并理解農(nóng)業(yè)科研的復(fù)雜性,激發(fā)學(xué)生強(qiáng)農(nóng)興農(nóng)的使命感和責(zé)任感。
提供學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐基地,一方面把教師科研解決問題實(shí)踐及科學(xué)前沿引入課堂,啟發(fā)學(xué)生農(nóng)業(yè)科學(xué)研究既要“頂天”也要“立地”,真正把論文寫在大地上。同時讓學(xué)生開拓視野,增加對未來從事農(nóng)業(yè)研究的信心,課程教學(xué)中通過合理施肥加強(qiáng)學(xué)生生態(tài)文明教育,引導(dǎo)學(xué)生樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念。通過優(yōu)秀校友推進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展做出的貢獻(xiàn)激發(fā)學(xué)生的“大國三農(nóng)”情懷,引導(dǎo)學(xué)生以強(qiáng)農(nóng)興農(nóng)為己任,“懂農(nóng)業(yè)、愛農(nóng)村、愛農(nóng)民”,樹立把論文寫在祖國大地上的意識和信念,增強(qiáng)學(xué)生服務(wù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化、服務(wù)鄉(xiāng)村全面振興的使命感和責(zé)任感,培養(yǎng)知農(nóng)愛農(nóng)創(chuàng)新人才。
2.4" 課程成績評定方式
課程采用過程性評價考核的方式,整個學(xué)習(xí)過程中建立學(xué)生“成長檔案袋”,收集學(xué)生對每個過程的認(rèn)知情況,以思維導(dǎo)圖形式呈現(xiàn),培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力,由討論日志(5%)、任務(wù)完成匯報(10%)、作業(yè)及平時測試(10%)、綜合性實(shí)驗(yàn)(15%)和期未考試(60%)組成。
3" 課程評價及改革成效
3.1" 課程評價
以任務(wù)為導(dǎo)向教學(xué)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜農(nóng)林問題的能力,課程建設(shè)起點(diǎn)高。改革成效明顯,學(xué)生滿意度提升,自主學(xué)習(xí)能力增強(qiáng),理論應(yīng)用實(shí)踐能力增強(qiáng),學(xué)生評教成績98.41分;教學(xué)模式得到同行認(rèn)可,督導(dǎo)評價優(yōu)秀。
3.2" 改革成效
課程建設(shè)與時俱進(jìn),立足中國特色現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需求,服務(wù)新時代“三農(nóng)”與“新農(nóng)科”發(fā)展,建立完善的線上教學(xué)資源,通過線下和線上教學(xué)模式相結(jié)合,完善了過程性考核評價系統(tǒng),實(shí)踐了三全育人的教學(xué)效果,達(dá)到立德樹人培養(yǎng)要求。學(xué)生綜合能力顯著提升,自主學(xué)習(xí)能力增強(qiáng),學(xué)生綜合能力顯著提升,就業(yè)、升學(xué)率顯著提高。近年參加國家級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目6項(xiàng),省級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目10項(xiàng),學(xué)生獲全國農(nóng)科學(xué)子創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國一等獎1項(xiàng),“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽省級金獎1項(xiàng),“創(chuàng)青春”中國青年創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等獎項(xiàng)4項(xiàng)。教師參加國家級省級講課大賽獲獎和申報省級各種教課課題多項(xiàng),發(fā)表教改論文10余篇。于2020年評為首批國家一流本科課程,于2021年,被評為吉林省本科高校精品在線開放課程。
4" 結(jié)束語
本研究應(yīng)用深度學(xué)習(xí)理論構(gòu)建了任務(wù)為導(dǎo)向的教學(xué)新模式,完成具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)、以解決問題為核心的教學(xué)新模式。通過一系列體驗(yàn)參與式和互動式教學(xué)活動,從拓展任務(wù)到課堂教學(xué)再到實(shí)驗(yàn)實(shí)踐均以學(xué)生主動學(xué)習(xí)為導(dǎo)向,改變傳統(tǒng)填鴨式教學(xué)被動學(xué)習(xí)的局面,形成理解并具有批判性思維的學(xué)習(xí)過程。通過課程綜合性實(shí)驗(yàn)實(shí)踐,完善了學(xué)生科研素養(yǎng)訓(xùn)練體系。將學(xué)生能力與情感訓(xùn)練有機(jī)融入教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)。小組合作學(xué)習(xí)培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神,共同完成拓展任務(wù)培養(yǎng)解決問題的方法和能力,課堂的高階科研內(nèi)容討論培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力,能夠運(yùn)用知識和方法創(chuàng)造性地解決問題,形成積極的內(nèi)在學(xué)習(xí)動機(jī),真正實(shí)現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)理論在植物生理學(xué)教學(xué)應(yīng)用,完成了植物生理學(xué)理論知識和實(shí)踐的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了學(xué)生高階思維方式的培養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生社會責(zé)任感和正確的價值觀,推進(jìn)農(nóng)學(xué)專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的改革與探索,為鄉(xiāng)村振興和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)提供強(qiáng)有力的人才支撐和科技保障。
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