植物學方向新生研討課教學模式改革*

徐正一 （東北師范大學生命科學學院）

一、植物學方向新生研討課改革的目的和教學模式構建理念

在“統一刻板、結果導向”的應試教育背景下成長起來的部分學生，在進入大學之后，面臨著學習習慣、學習方式等方面亟須轉變的嚴峻挑戰，他們在學習中會遇到方向迷茫、學習動力不足等問題。[1]一種兼顧大學課程學術性、強調師生交流及指導的新生研討課模式，于1959 年在哈佛大學出現。此模式旨在將探索、研究與思考相結合，以“提出問題”“師生互動”“共同探討”作為主要特點，有助于建立教學與科研互動機制，一經出現迅速發展為全球本科生教育改革的亮點。[2-3]

植物學是自然科學中最重要的分支學科之一，是了解生命、探索自然最直接的指導性學科。[4]進入21世紀以來，公共衛生、環境保護、糧食安全等熱點問題均與植物科學密不可分。[5]隨著植物學與眾多學科的交叉領域日漸增多，在其他專業領域開設植物學相關課程、利用植物學科研思維轉變學生固有思想是十分必要的。[6]

為培養更為優秀的本科生，切實提升綜合辦學水平，有效推動“雙一流”學科建設，滿足國家高等教育現代化戰略需求，本研究以東北師范大學本科生公共課程“植物新世界，你想認識我嗎”為對象，結合當下新生研討課存在的問題進行教學模式改革實踐，旨在探索出更適合本科新生的研討課教學模式，幫助學生完成學習方式上的轉變。同時，幫助學生構建自然科學思維體系，并與其他學科融會貫通，期望為自然科學帶來更多的發展機遇。作為師范類大學，所教授的學生未來就業方向大多為教師，培養學生具有良好的學習習慣，對于我國未來優秀教師隊伍的形成、教育方式的優化具有積極意義。

基于教材內容設置的傳統研討課，專業性強、趣味性低，師生之間、生生之間難以進行有效溝通。為了踐行“創造的教育”理念，培養“大一”新生創新意識、創造能力，我們采用以探索和研究為基礎、強調師生互動的研究型教學方式，試圖以此激發學生自主學習和探究性學習的興趣，對植物學新生研討課進行教學改革。[7]旨在以實踐為基礎，更有效地引導學生自主提出問題并進行實驗和探索，從而實現教授內容與實踐操作的高質量統一，取得事半功倍的教學效果。同時也促使學生注重實踐，讓學生成為科學實驗中不可替代的角色。使學生的高階思維與核心素養，在戶外實習、檢索理論、研討式互動、實驗室實踐、總結并撰寫研究報告等一系列科研實踐活動中得以提升。

二、植物學方向新生研討課的特點

（一）班級規模小，包容文理專業學生

由于植物學方向新生研討課設置增加了戶外實踐、實驗室實操的內容，為了取得更好的教學效果，達到充分互動交流的目的，每學期研討課的人數不超過30人。另外，為了凸顯學生在交流過程中的思維碰撞，設置了文理專業學生各半的選課模式，在課程設置強調研討課要充分交流討論的前提下，使“文科思維”和“理科思維”融合，讓理科生能感受到文科生以富有感性的人文情懷去認知、理解和表達世界的方式，讓文科生了解理科生用數據、資源和邏輯推理去看待世界并解決問題的思維方式。

（二）研究內容直接抵進學科前沿

與傳統課程不同，“植物新世界”課程無固定教材，依托當下熱點科學問題展開話題討論，使用前沿文獻作為學生的學習資料。學生從中學習到新知識的同時，也學會辯證地思考問題，不拘泥于書本知識，以最新科學前沿成果鼓勵學生繼續探索自然世界，發現更多事物的新規律，并將其應用于解決現實中的難題。

（三）教學形式多樣

對教學方法和教學形式進行改革，能夠讓學生更好地掌握各種專業知識，并能靈活應用所學解決各種問題，切實提升教學質量。[8]創新課堂教學模式，可以利用“智慧教室”引入“翻轉教學”，[9]將學生轉變為課堂中心；可以利用紀錄片內容布置課前、課后作業，在課上與學生交流驗收這部分學習成果，有機融合線上與線下教學；增設實驗室實驗操作，在增強學生動手實踐能力的同時，強化“實踐出真知”的理念；安排植物學戶外研究性實習，通過查閱植物檢索表和高等植物圖鑒，強化學生對于工具書的使用和訓練，使學生在認識植物的同時，培養其對自然科學的興趣，增強對植物的保護意識，使專業教學和素質教育緊密結合。

（四）人才的跨專業培育

學生在對植物學科近距離接觸的同時如果產生興趣，可以在教師的實驗室進行進一步的科研探索，教師也能夠提前選拔適于基礎實驗的學生，達到雙向選擇、互利共贏；在倡導學科交叉、學科融合的背景下，生物學專業可以和多學科進行交叉，例如，生物物理、生物化學等，加強學科交叉培養，實現人才的跨專業培育。

三、植物學方向新生研討課教學改革的具體落實措施

（一）構建植物學研討課程教學新模式

針對傳統教學模式的缺陷，本次教學改革實踐將重點關注以下幾個方面：一是利用授課教師多年科研實驗經歷的優勢，使課程與實際相結合。二是密切研討課形式和生物專業特點的聯系，使專業性和趣味性相結合。例如，開設中醫課堂，介紹中草藥植物的形態特征、功能藥效，引發學生對植物學的興趣。三是注重每一課的針對性——縮小課題，專注每一堂課的錨點。例如，組織“轉基因——天使還是魔鬼”的辯論賽，使學生學會從“某一點”出發，縱向加深思考，由點到面。四是結合思政教育，讓學生深入了解我國生物科技的發展。針對這一部分，在對模式植物擬南芥和水稻的發展史進行介紹時，著重強調老一輩科學家在這個過程中的重大貢獻，讓學生在領略前沿科技的同時，感受科學家們百折不撓、銳意進取的精神力量。植物學研討課以單位及授課教師自身的科研特點及科研條件建設的配套投入為基礎，以“教室與戶外、實驗室相結合”。五是強調理論和實踐相結合，以專業教育與思政教育相結合的方式，有選擇性和針對性地讓學生通過課程內容領略生物學前沿科技的魅力，同時也促使學生明了在科學實驗中實踐本身不可替代的作用。

基于此，本研討課充分運用組合式教學方法，該模式由“創設情境”“提出問題”“自主學習”“研討實踐”“總結評價”五個環節組成。通過創設真實的戶外教學情境，引導學生自主發現并提出科學問題，通過查閱資料、團隊協作、實驗驗證、整理結果等環節，提高學生在日常生活中發現、分析和解決問題的能力。在該教學模式中，教師從信息的提供者轉變為學生的引導者、支持者和合作者，教師身份的轉變使學生能更加獨立地思考問題，充分發揮學生作為課堂主體的作用。另外，教師需要花費精力創設不同教學情境，并引導學生的科研思維，設計適合的自主學習程序，提升師生專業素養，實現教學相長。學生通過自主掌控學習，將精力更多集中在學習本身，能提升自身優越心理，增強學習“主人翁”意識，降低學習依賴性，并改善師生之間、生生之間的交流互動。

（二）充實研討課教學內容

以植物學研討課“認識身邊的植物”一節為例說明內容體系（見圖1），包括戶外實習、檢索理論、研討式互動、實驗室實踐、總結并撰寫研究報告等一系列科研實踐活動。具體的改革方案和落實措施舉例如下：

圖1 基于植物學研討課程的教學模式改革研究

第一，創設情境。采用戶外采集結合實驗室操作的體驗式學習模式，在戶外采集、制作并觀察植物標本。對綜合安全性和植物豐富性等進行多方位評估，確定凈月潭國家森林公園及東北師范大學校園作為主要室外活動場地。凈月潭國家森林公園場地寬闊、地形多變，植物物種豐富度極大；東北師范大學校園物種豐富度雖較森林公園豐富度低，但學生在熟悉的環境能夠反復記憶課程內容。過程中教師引入專業植物學名，說明植物特征，并介紹正確制作植物標本的方法，帶領學生制作植物標本；在實驗室對采集的植物標本的葉肉細胞進行分離，并對其細胞和細胞器進行觀察。確定東北師范大學分子表觀遺傳學教育部重點實驗室作為主要實驗場地與參觀場地，利用實驗室內具有的生理學、細胞生物學、分子生物學等實驗設備和設施，帶領學生親自實驗操作，強化學生學習記憶；同時在此之前以觀看紀錄片和課堂講述方式，講解細胞器的形態特征和功能分類等專業知識，使學生親自在顯微鏡下觀看之前，就已經在腦海中留下明確的目標及方向，從而訓練學生帶著疑問解決問題的思維方式。

第二，提出問題。教師給學生介紹相關背景知識，引導學生提出科學問題。如提出“相同屬的植物葉片有什么共同的形態特征、不同屬植物細胞中葉綠體的分布是否具有共性”等問題。不同學生觀看同一個結果，也會由于個人的思維差異產生不同思考方向，這一過程能鍛煉學生自主深入的思考能力，也能夠促使學生發散個人思維。

第三，自主學習。教師引導學生自主查閱文獻，汲取文獻中的知識，提高學生的自主學習能力及認知能力。這一過程中，學生依據上一步驟中提出的科學問題自行查閱資料，確定是否已經有前期研究、研究程度如何；同時還要教授學生查閱文獻的技能，介紹理科生及文科生常用的網站，為今后學生的論文寫作遞送有力工具。

第四，研討實踐。采用探究式教學模式，以查閱到的資料為基礎，以小組為單位進行研討，培養學生的創新思維。按照小組研討的內容，進一步在實驗室對所提出的科學問題和科學假設進行驗證實驗，提高學生的實驗操作能力。實驗操作過程能夠強化學生“實踐出真知”的理念，并且能夠體會科研工作者的艱辛，也蘊含著思政教育的意義。

第五，總結評價。對實踐結果進行討論，撰寫研究報告，最終得出結論。

（三）優化教學評價

“教—學—評一體化”體系建設是發展學生核心素養的重要方式，通過對植物學研討課教學的改革，使學生盡快適應從高中生向大學生的轉變。要解決存在于高校學生學業評價中的一系列問題，如標準統一、考核方式單一。科學規范、切實可行的教學評價制度的確立，能促進師生積極參與學業評價，為教師公正客觀、積極準確地對學生學業進行多元評價提供制度保障。[9]在本課題研究中，教學評價方法采用過程性多元評價體系，主要采取“教師評價和學生評價”以及“學生自我評價”的方式。評價內容包括：以小組為單位提出科學問題并設計實踐內容；對設計的實踐內容進行匯報及討論；具體實踐操作的實施；對實踐結果進行匯報和討論；最終形成完整的研究報告。學生作為課堂的主體，“學生間互評”與“學生自評”將在評價中占據60%權重，教師的權重僅占40%。教師作為引導者對課程進展的大方向予以把控，學生作為課程主體，參與推進課堂進程、自主學習和自主評價等全方位課程活動，多維評價體系可以最大限度地保證學生的課程參與度以及課程成績的公平性。

四、課程改革成效分析

本課程的課程目標有三：一是培養新生主動認識身邊的植物、感受自然，并且在課程中了解大學生活，盡早明確學習目標；二是培養新生自主地通過閱讀、聽講、研究、觀察、實踐等手段獲取知識；三是培養新生在科學研究和技術鉆研方面的素養，提高他們的邏輯思維、合作交流等方面的能力。為了獲得本研討課程目標達成度的結果，我們統計了180 名學生的3個課程目標達成度，結果發現：70.11%的學生認為較好地實現了課程目標（見圖2）。另外，設計縱向對比研究分析改革前后的多個學年，采用問卷調查的方式對所得數據進行統計。改革后的學期與改革前的學期對比表明，課程改革后學生對課程各項評分均有顯著提高，其中趣味性和課程風格受到學生的一致好評（見圖3）。

圖2 教改模式下植物學新生研討課課程目標達成度學生評價結果

圖3 教改前后學生對課堂評價的評分比對

總之，我們借鑒了多種新的教學理念，對傳統研討課模式做了進一步改造，運用了多元化的課程評價體系，將植物學新生研討課打造成全新的引人入勝的新課程。在新的教學模式下，學生選課率明顯上升，甚至出現六人搶一課的局面。教育教學改革是持之以恒的過程，需久久為功，本研究愿為教育同仁繼續進行教學改革、探索更新的教學模式提供參考。