植物生理學線上線下混合式一流課程建設探索與實踐

方志剛 任尚福 馬劉峰 卡迪爾·阿不都熱西提

摘? 要：植物生理學課程堅持德育為先，以學生發展為中心的理念。根據一流課程標準，課程團隊探索植物生理學線上線下混合式一流課程建設過程。團隊梳理課程改革前現狀，利用校內網絡教學平臺資源，建設線上課程資源，使學生完成自主學習。通過學情分析，采用課前導入，結合多種教學方法，理論聯系實踐，將家國情懷、探索意識、職業素養等思政元素融入知識點，打造有溫度的課堂。課中通過思考討論、主題發言、隨堂檢測等手段檢驗學習效果。課后安排作業、線上拓展資料及課程預習，提升學習效果。該課程以知識點傳遞為基礎，學生能力培養為重點，以思政元素為載體，培養學生正確的價值觀和必備品格，構建課前學生自主學習—課中內化吸收—課后鞏固提升的教學模式。

關鍵詞：植物生理學；一流課程；混合式教學；自主學習；內化吸收；鞏固提高

中圖分類號：G640? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）20-0021-05

Abstract： The course of Plant Physiology insists on moral education first and students development as the center. According to the first-class course standards， the course team explores the construction process of a mixed first-class course in Plant Physiology online and offline. The team sorted out the current situation before the course reform， and made use of the campus network teaching platform resources to build online course resources， so that students could complete independent learning. In order to create a warm classroom， through the analysis of learning situation， the introduction before class， combining with a variety of teaching methods， combining theory with practice， the ideological and political elements such as family feelings， exploration consciousness and professional quality are integrated into the knowledge points. In class， the learning effect is tested through classroom thinking， theme speech and in-class testing. After class， the homework， online development materials and course preview to improve the learning effect. This course is based on knowledge transfer， focuses on the cultivation of students' ability， cultivating students' correct values and essential character with ideological and political elements as the carrier. Therefore， the teaching mode was built through students' independent learning before class-internalization， internalization and absorption during class， consolidation and improvement after class.

Keywords： Plant Physiology; first-class course; blended teaching; autonomous learning; internalized absorption; consolidation and improvement

課程建設與改革是高校教育教學改革的重要部分，也是提升人才培養質量的關鍵點[1]；課程建設應以學生發展為中心，貫徹立德樹人這一根本任務[2]。2019年教育部發布《關于一流本科課程建設的實施意見》以來，全國高校建設了萬門左右國家級和萬門左右省級一流本科課程，許多課程通過慕課平臺，實現資源共享，促進了疫情期間線上教學[3]。隨著信息技術的發展，學生獲取信息的來源及學習方式相比過去發生了根本性變化。因此，教師的教學模式、教學方法及教學策略也需要做出相應的調整。

線上教學具有教學資源豐富、隨時隨地實現教與學，既可以采用單一直播模式，也可使用直播與MOOC視頻相結合的模式，但教學過程中難以有效捕捉學生真實學習狀態，從而降低教學效果[4-5]。傳統的線下課堂，教師雖能夠把控學生的學習狀態，但教學內容的深度和教學效果還需要提升[6]。線上線下混合式教學能夠實現上述二者的優劣互補。然而，以大班授課為主的邊疆高校如何開展線上線下混合式教學？線下教學如何改變教學方法，激發學生學習興趣？教學內容如何實現知識的高階性，提升創新性？這些都是一流課程建設的重點。本文以喀什大學生命與地理科學學院植物生理學課程為例，探索線上線下混合式一流課程建設經驗。

一? 植物生理學教學現狀及課程改革準備

課程改革前，喀什大學（以下簡稱“我校”）植物生理學課堂采用大班授課方式，教學內容主要以基礎知識為主，缺乏前瞻性、拓展性知識，還存在思政元素與知識點融合不緊密等問題。知識的傳授常采用灌輸式方法，學生以被動學習的方式接受知識，缺乏主動思考、回答問題的積極性，探究性思維難以養成。課程考核以期末考試卷面成績為主，缺乏過程性考核的量化標準。盡管學生還存在學習基礎差異大的現象，然而也有一部分學生對課程學習態度積極，學習興趣較高。此外，新冠感染疫情期間，我校植物生理學也采用過騰訊視頻、釘釘、學習通等多個平臺進行線上教學，積累了線上課程資源建設的基礎。

為適應新時代教育教學改革，學校倡導建設一批線上線下混合式一流課程，提升課程質量。植物生理學也成立了課程教學團隊，主講由2名博士、副高級以上職稱擔任，并指導2名青年教師提升教學水平。其次，學校與超星公司簽訂協議，并建設了校內網絡教學平臺，支持線上課程資源建設。教師在網絡教學平臺中登陸賬號，導入學生數據，按示范包建課，學生在PC端或APP登錄平臺，進入班級自行學習，教師可在后臺掌握學生線上學習進度。由此，在大班授課條件下，我校植物生理學課程基本具備線上線下混合式教學改革的基礎。

二? 植物生理學線上線下混合式課程建設目標

課程團隊對標自治區一流本科課程標準，依托學校網絡教學平臺建設線上課程資源，結合線下課堂教學開展植物生理學混合式課程改革，打造課程“高階性”和“創新性”。具體來講，課程團隊從學生學情出發，力求以知識點傳遞為基礎，學生能力培養為重點，以思政元素為載體，塑造學生正確的價值觀和生命觀，構建以“學生發展為中心”的課堂教學模式。通過網絡教學平臺，關注學生學習進度和體驗，增強交流互動，促進成長。線下教學聚焦重、難點解析、知識拓展及知識點的相互聯系，提高課程的廣度和深度，增強學生探索精神。此外，將思政元素融入知識點，塑造學生健全人格，培養學生扎根邊疆、服務邊疆基礎教育及地方農牧業經濟發展的意識。

三? 植物生理學線上線下混合式課程建設與實踐

（一）? 線上課程資源建設概況

面對我校2021級生物科學大班（96人）和學生學習基礎差異大、學習興趣不高的現狀，教學團隊選擇網絡教學平臺中西南大學植物生理學課程，采用示范包建課，通過發布通知、上傳教案、課件、發布作業、討論區發帖及線下考試等，在章節中編輯視頻和習題，資料區中可以添加拓展資料如教學設計、文獻、小視頻等補充線上資源，不僅可以掌控學生的學習進度及狀態，還能為學生提供個性化、自主化的學習資源，有利于提高學生學習的積極性，從而推進課程改革。通過一年的建設，本課程已有視頻58個，時長558分鐘，習題330道，發布通知14個，教學設計11個，上傳拓展資料文獻資料40篇，其中文獻32篇，小視頻8個，發布討論貼45個，思政案例12個。

（二）? 優化教學內容，提升課程的廣度和深度

本課程內容除緒論外，分為植物的水分和礦質營養、物質代謝和能量轉化、植物的細胞信號轉導和植物生長發育4篇共13個章節[7]。課程知識點繁多，在有限的課時內難以逐一講解，需要優化教學內容。一般淺顯易理解的知識，學生利用網絡教學平臺中資源自主完成，線下課堂教學一帶而過。以第一章植物的水分生理為例，其中水的性質及其對植物的重要性、土壤中的水分、蒸騰作用的生理意義、合理灌溉的基礎等這些容易理解的內容可讓學生在網絡教學平臺中觀看視頻資料，并完成相應的自測題，不做重點講解。其次，分析課程中知識點與其他課程交叉重疊部分的內容，如第三章植物的光合作用中葉綠體結構及其色素，植物生長生理中細胞生長、細胞分化、細胞全能性，植物生殖生理內容中花芽分化、受精生理等這些知識點與植物學中植物細胞基本結構、開花、傳粉、受精等知識點重疊。第四章植物呼吸作用中的糖酵解、磷酸戊糖、三羧酸循環等呼吸代謝途徑與生物化學中的相關內容重疊。對于這些疊內容，教師可做一般性講解，并適度增加分子生物學方面的知識，可以介紹有關在植物基因功能及其表達調控機制方面取得的一些進展，提升課程的深度和廣度，加強學生從微觀水平進一步認識植物生命活動的規律。例如，在講授葉綠體這一知識點，重點關注類囊體的結構與功能，順勢引出2020年我國科學家在Nature plants發表論文，在納米水平上展示藍藻類囊體膜上光合復合物的天然結構及相互結合方式，并解釋類囊體膜結構和功能的光適應調節機制，為利用合成生物學制造高效的人工光合膜和光能生物轉化系統等提供重要的理論基礎[8]。此外，對于梳理后的知識點要注重其內在的聯系，突出重點、難點。例如在水分代謝這一章節中，水勢這一重點知識點貫穿整個章節，一是可以定量描述植物體內水分存在的狀態，并決定細胞之間水分移動的方向，二是植物吸收、運輸水分與土壤水勢的關系，三是蒸騰作用與保衛細胞水勢的關系，涉及到氣孔運動機理這一難點，可以借助圖片，說明氣孔運動歸根到底是由于保衛細胞中小分子物質的增加或減少，使細胞溶質勢或滲透式發生變化引起水勢改變導致氣孔發生開閉行為；課堂中也可用一幅圖展示保衛細胞滲透調節途徑，將鉀離子積累學說、淀粉-糖互變學說、蘋果酸積累學說這三者結合起來用于揭示氣孔運動機理的合理性。講完重難點知識，教師將課件切換到網絡教學平臺并發起主題活動，將事先導入到網絡教學平臺的隨堂檢測題發送到學生手機端，讓學生現場完成測試。

（三）? 融入思政元素，注重學生健全人格培養

按照教育部《高等學校課程思政建設指導綱要》（教高〔2020〕3號）要求，發揮好課程的育人作用，將課程教學和思政元素有機結合，以知識傳授和價值引領同步進行，推進高校課程思政建設[9-10]。本課程注重挖掘教材中知識點蘊含的思政元素，并與具體的知識點有機結合，重點把生態文明、家國情懷、胡楊精神和學以致用等元素融入到課堂教學，用優秀案例引導學生學習科學家兢兢業業、甘于奉獻的堅持與磨礪等優秀品質，讓學生感受“有溫度的課堂”，激發學生對專業的自豪感。在實踐中，團隊將思政元素制作成案例庫，上傳至網絡教學平臺，供學生參考。線下課堂中，以思政元素引領學生培育正確的價值觀。例如在講授緒論時，引入湯佩松和錢崇澍的感人事跡，增強學生的民族自豪感，激發學生振興中華的科學使命感。在講授植物細胞滲透吸水這一知識點，以彼得阿格雷發現水孔蛋白的曲折故事這一案例，教育學生嚴謹、細致、求真的態度是科學研究的基本素養，教育學生在科學道路上勇攀高峰。在講授作物的需肥規律、合理施肥措施這一知識點，引發學生思考在保護環境的前提下，通過施肥減量增效，推進有機肥的施用，走可持續發展的生態農業。在光合作用碳同化知識點中，介紹卡爾文循環的發現過程，科學家在追求真理的道路上表現出鍥而不舍、孜孜不倦的精神值得當代大學生學習，在科學探究道路上保持求真務實態度是十分重要的。在電子傳遞與氧化磷酸化一節中，介紹天南星科植物抗氰呼吸發生的條件及意義，讓學生感悟生命的不易，培養學生堅韌不拔、積極進取的優良品質。在講授植物器官脫落時，聯系種子成熟生理、植物衰老生理、器官脫落等知識點，指出植物細胞、組織的成熟、衰老、脫落是自然規律，生命從開始到走向終結，教育學生形成正確的生命觀，把握青春年華，創造屬于自己的輝煌。在植物對逆境脅迫的應答與適應章節中，講授植物對水分脅迫的適應這一知識點時，引入胡楊雖生長在戈壁大漠，但胡楊吸收深層土壤水而表現出頑強的生命力，隱喻出胡楊精神，教育學生敬畏生命，頑強拼搏，樹立扎根邊疆，建設邊疆的使命。

（四）? 線上線下混合式教學設計

本課程以學校網絡教學平臺為基礎開展線上資源建設，教學設計體現在課前、課中、課后三個環節（圖1）。課前，教師提前將課程視頻、思考題及課件等發布在網絡教學平臺中，讓學生完成線上視頻學習、教師布置的思考任務，并預習課件，獲得感性認識。線下教學以重難點為主，教師分析學生預習情況，通過課前導入、結合多種教學方法，融入思政元素的知識點，并通過小組討論、主題發言、隨堂檢測等手段檢驗學習效果。以第十章植物生長生理中營養器官的生長這一知識點為例，課堂中教師采用啟發式方法，針對重要知識點設置“提出問題-思考問題-闡述問題”的環節，實現“啟發、拓展”的課程培養目標。以植物生長生理一章中營養器官的生長這一知識點為例，拋出問題：植物的根為什么能不斷生長？引發學生思考，然后導入植株地下部分發育源頭在于根尖中存在靜止中心及各種根結構的起始干細胞，啟發學生思考根尖生長發育調控的信號途徑。通過講授這一機理，引導學生以小組協作方式查閱有關根尖干細的最新進展，并選1名同學在下次課堂上匯報，以此增強學生探索意識，實現知識的內化。

在研討式教學環節中，提前將知識點相關的話題發布在網絡平臺上，學生根據興趣編成小組，各小組查閱相關知識點的研究進展，在課堂中選一名代表闡述觀點。以生長素知識點為例，如何證明生長素極性運輸，在生產中有哪些應用？學生圍繞這個話題，按小組分工完成文獻查閱，由學生代表發言，教師點評，使學生掌握生長素極性運輸的酸生長假說，根據這一原理靈活應用于農林生產中苗木扦插、移栽及園林植物的修剪，讓學生體會學以致用的快樂，將課堂知識內化于心。完成重難點知識的講解后，教師切換到學校網絡教學平臺，發起主題活動，將測試題發送到學生手機端，讓學生在規定的時間內完成檢測。此外，線下課堂教學過程還可采用線索教學法，如在植物的水分生理章節中，教師將植物吸水、水分在植物體內運輸、水分的利用、水分的散失這一主線，貫穿在整個章節教學過程中，將枯燥的理論知識以喜聞樂見的方式講授，從而使植物的水分交換、根系的水分吸收、水分的遠距離運輸、蒸騰作用等知識點在邏輯關系上體現出內在聯系，便于學生掌握本章脈絡和基本原理，讓學生積極主動地參與學習。

最后，課堂教學結束前，主講教師需要總結本科課的主要內容和重難點，并布置課后作業，將拓展資料、課程預習任務、線上討論發布在網絡教學平臺中，實現學生對知識的鞏固提升。具體做法如下：一是通過網絡教學平臺在討論區發帖，引導學生積極參與，如水分生理安排以下討論話題，①將植物細胞放入純水中，細胞的水勢及各組分將會發生什么變化？②細胞與外界進行水分交換的方式有哪些，根系吸水的途徑和方式有哪些？③如何發展節水農業，如何解決水資源虧缺的現實問題？參與答題回復的學生達67人，團隊教師跟帖回復，以便提振學生學習信心。二是由團隊教師上傳一些與知識點有關的文獻資料。例如團隊在植物的水分生理章節中上傳水孔蛋白研究進展、蒸騰作用指標探討、蔗糖在氣孔運動調節中的功能研究進展等文獻，還有吸水最多的樹木、仙人掌等小視頻等作為學習拓展資料，以利于開闊學生的視野。三是布置章節課后作業，每章作業題目不宜過多，主要包括名詞解釋和問答題，用于檢驗學生的學習態度和效果。

（五）? 改革課程評價

過程性考核貫穿始終。改革后，本課程考核平時成績占40%，分為線上和線下評價。線上學習占15%，包含視頻觀看（5%）、單元測驗（5%）、線上討論（5%）；線下平時成績占25%，包括章節作業（10%）、課堂表現（10%）、課程論文（5%）等多個環節。通過改革課程評價確保線上線下混合式教學順利進行，真實反映學生學習情況。此外，通過加強過程性考核，激勵學生平時學習的積極性，使課程評價透明、公正。

（六）? 教學評價

課程團隊堅持搜集整理教學素材，將拓展內容整合至學校網絡平臺，將學科的最新研究成果及研究熱點融入到教學中，不斷優化更新課程內容。教學過程中，團隊注重啟發學生思考，激發學生潛能，多名學生組團申報大創項目，參加教學技能大賽和全國大學生生命科學競賽，實現學生能力提升。就學生成績而言，通過開展一輪線上線下混合式課程教學，全部學生能夠自主完成學習，線上平均成績為12分，線下平均成績21.7分，期末卷面成績平均分73.6分，綜合成績平均分78.1分，不及格學生2人，及格5人，中等成績47人，成績良好37人，取得優秀的5人，成績呈現典型的正態分布。通過一輪課程改革，過程性考核取得突破，學生成績取得較好效果（圖2）。

（七）? 課程特色

本課程以學生發展為中心，堅持專業教育和課程思政教育相結合，將知識傳授、價值塑造和能力培養三者融為一體，一方面通過鮮活的實例、形象的圖片、視頻為特征的現代植物生理學基本理論的講授，提高學生專業知識水平，擴展學術胸襟和眼界；另一方面本課程側重于學生職業素養、探索意識的培養，注重學生愛國愛疆的教育，使學生樹立扎根邊疆，服務邊疆的意識。課程堅持教師主導與學生主體，自主學習與課堂教學、自主學習與合作學習的方式。構建層次清晰、合理的教學模式，實現課前—課中—課后的有效銜接，理論至實踐的提升。課程建設一年來，團隊成員指導大學生創新創業訓練項目4項，一名學生獲自治區級教學技能競賽二等獎，選擇團隊成員作為畢業論文指導教師學生有34名。通過課程建設，增強學生參與多種比賽的熱情，助力人才培養質量提升。

四? 結束語

開展線上線下混合式一流課程的探索與實踐，是新時代條件下高校教育教學改革的一項重要內容。這種教學模式不僅是需要教師改變傳統的教學理念，而且是團隊協作、教師引導和學生主動參與的過程[11]。本課程團隊基于人才培養方案，圍繞課程目標，從學情分析、教學內容、考核評價等方面嘗試了線上線下混合式教學改革。利用學校網絡平臺建設線上課程資源，優化線下課堂教學內容，采用多種教學方法，將理論知識與實踐應用、基礎知識與學科前沿有機融合，以思政元素引領學生塑造正確的價值觀和道德情操，提高教學內容的廣度和深度，提升學生多項能力。通過課程改革解決重難點不突出、大班教學痛點問題，努力發揮本課程在培養扎根邊疆、服務邊疆基礎教育人才中的作用。今后，課程團隊將繼續遵循一流課程標準，持續開發教學資源，創新教學模式，完善考核評價方式，通過每輪課程的反思和總結，不斷積累線上優秀課程資源、打磨線下課堂，以滿足學生多樣化的學習需求，切實提高本課程教育教學質量。

參考文獻：

[1] 常波，尹曉琦，王海燕，等.通信原理線上線下混合式一流課程建設研究與實踐[J].高教學刊，2023，9（25）：30-33.

[2] 于晶，包雨卓，彭瞰看，等.“高級植物生理學”課程思政建設的探索與實踐[J].高校生物學教學研究（電子版），2023，13（2）：30-33.

[3] 楊蓬勃，馮改豐，靳輝，等.一流本科課程背景下系統解剖學課程建設與探索[J].基礎醫學教育，2023，25（4）：275-279.

[4] 余徐潤，熊飛，陳剛，等.“植物生理學”慕課建設實踐的探討[J].中國林業教育，2021，39（5）：68-73.

[5] 陳哲皓，王利琳.植物生理學課程混合式教學改革與探索——以杭州師范大學為例[J].高校生物學教學研究（電子版），2022，12（6）：19-23.

[6] 方志剛，馬劉峰，卡迪爾·阿布都熱西提.高校轉型背景下植物生理學理論課教學現狀及優化策略[J].高師理科學刊，2019，39（10）：103-106.

[7] 王小菁.植物生理學[M].8版.北京：高等教育出版社，2019.

[8] ZHAO L S， HUOKKO T， WILSON S， et al. Structural varia bility， coordination and adaptation of a native photosynthetic machinery[J]. Nature Plants， 2020， 6（7）： 869-882.

[9] 曾秀存，許耀照，白生文，等.課程思政背景下植物生理學實驗課程教學改革與實踐[J].河西學院學報，2022，38（5）：104-110.

[10] 李忠光，樊冬梅，龔明，等.“三融入，一反哺”：植物生理學課程思政探索與實踐[J].高教學刊，2024，10（2）：37-40.

[11] 薛瑞麗，趙華新，李曉，等.植物生理學線上線下混合教學模式的建設和實踐[J].教育教學論壇，2020（40）：188-189.

基金項目：新疆維吾爾自治區級第三批一流本科課程植物生理學（線上線下混合式）（新高廳函〔2023〕24號）；喀什大學重點教研教改課題“基于知識傳授、能力培養、價值塑造的植物生理學課程改革與實踐”（KJDY2302）

第一作者簡介：方志剛（1979-），男，漢族，新疆喀什人，博士，副教授，碩士研究生導師。研究方向為植物生理學教學與改革，植物抗逆生物學。