以問題為導向的互動式教學法的應用與探討

［摘 要］ 本科生實驗課是培養學生理論結合實踐能力的重要環節，以問題為導向的互動式教學法強調學生在教學活動中的主體作用，注重培養學生獨立自主與探索未知的能力，廣泛應用于國內外高校的實踐教學。以“植物基因工程”實驗課為例，探討以問題為導向的互動式教學法在本科實驗教學中應用途徑，通過師生聯動優化教學方案與實驗細節，學生分組培養團隊合作意識，以及課后反饋保障良性循環等措施，引導學生帶著問題去學習，調動其學習的積極性和主動性，培養學生獨立自主與探索未知的能力，改善課堂教學效果。

［關鍵詞］ 問題導向；互動式教學法；實驗教學

［基金項目］ 2022年度河南省一流本科課程“植物基因工程”（豫教〔2022〕37879）；2023年度河南省本科高校研究性教學改革與實踐項目“新農科背景下創新創業型人才培養的研究型教學模式探索與實踐”（教高〔2023〕388號）

［作者簡介］ 燕敬利（1988—），女，河南安陽人，理學博士，河南農業大學植物保護學院講師，主要從事植物衰老與逆境生物學研究；雷彩燕（1980—），女，河南洛寧人，理學博士，河南農業大學植物保護學院副教授，主要從事植物次生代謝研究；韓衛麗（1978—），女，河南衛輝人，農學碩士，河南農業大學植物保護學院實驗師，主要從事植物科學與檢疫實驗室工作研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）30-0117-04 ［收稿日期］ 2023-03-29

2021年，國務院印發《“十四五”推進農業農村現代化規劃》，強調“三農”工作是全面建設社會主義現代化國家的重中之重，要求夯實農業生產基礎，提升糧食等重要農產品供給保障水平。為提高農作物的產量與農產品的品質，現代農業生產迫切需要向科技創新與技術創新轉型。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》指出，要重點擴大創新人才的培養規模。2022年，我國理工農醫類本科專業招生規模達總學科的一半以上。地方本科高校作為國家重要科研院所和高校碩博招生的主要生源輸出單位，應抓住時代發展的機遇，探索以創新型人才和應用型人才為導向的培養機制，優化本科生課堂教學方法，提升教學效果，為國家和社會輸送高素質人才提供有力保障。

“植物基因工程”課程是植物科學與技術專業本科生的核心專業課，是一門理論性較強且內容抽象的課程，主要研究轉基因植物產生的原理、途徑、用途及安全性評價等，對于農業生產意義重大，如轉基因抗蟲棉的大面積種植［1］。“植物基因工程”課程內容抽象，核心主體是基因，要求學生具有分子生物學、遺傳學等知識背景，因而學生在學習過程中普遍感到吃力難理解。“植物基因工程”實驗課側重于對學生實驗技能的培養，使學生在實驗設計、實驗操作、實驗記錄以及數據分析等方面均得到鍛煉，實現理論結合實踐、發展創新思維、培養科研素養的目標。常規實驗課的模式是教師講授實驗原理，學生按照實驗步驟操作，獲得實驗結果，撰寫實驗報告。這種授課方式中學生只是機械地執行操作，對內容不求甚解，而且實驗中所使用的材料或樣品常常是肉眼不可見的。例如，目的基因或載體質粒，學生難以判斷結果如何。另外，“植物基因工程”實驗課的內容是一套系統的流程，一方面，由于課時的限制導致設置的各次實驗內容之間連續性不足，學生不能很好地把握整套實驗流程；另一方面，由于教學條件和儀器設備數量不充足，部分學生只能圍觀實驗操作，導致實驗教學達不到理想的教學質量和教學效果。本文在互動式教學法的基礎上，將問題導向引入本科生實驗教學，通過師生聯動設計實驗方案、學生分組團隊形式完成課堂任務，以及教師保障良好課后反饋等途徑，實現以問題為導向的互動教學模式，提高學生參與課堂活動的積極性。

一、以問題為導向的互動式教學法概述

互動式教學法強調以學生為主體，教師為主導，充分發揮教師與學生的主觀能動性，注重培養學生獨立思考問題、主動探索解決方案的能力，鼓勵學生打破模式思維，敢于創新，使學生對知識從以往的被動接受到后來的主動獲取，是學習觀念上的重要轉變［2］。以問題為導向的教學模式強調教師引導學生開展自主學習，學生通過資料查閱與交流討論等方式掌握相關知識，從而培養學生獨立思考、解決問題的能力。當今社會高度信息化，網絡和智能手機的普及極大豐富了人們獲取知識與信息的渠道。教師可通過課堂學習軟件發布與課程內容相關的問題，學生收到問題后，通過網絡或紙質圖書查閱相關資料，提出解決方案。教師在教學過程中有針對性地對學生提出的問題進行解答和分析，鼓勵學生在課上敢于提出新問題，勇于質疑，使學生帶著問題去聽課，有效提高課堂教學效率。

將以問題為導向的教學模式與互動式教學法有機結合，以學生為中心，激發學生探索未知的積極性，提高學生學習新知識的興趣，同時培養學生獨立自主解決問題的能力，以及與他人合作交流的團隊精神。在教學過程中，教師必須深入鉆研教材與教學內容，不僅要熟悉課程大綱與課程目標，還要經常查閱國內外相關領域的最新研究進展，備課過程中要在基礎內容充實的情況下提出一些拔高性的新問題，師生共同討論交流，實現教學相長。以問題為導向，在教師充分備課和學生積極思考的背景下交流互動，引導學生主動學習新知識，實現新舊知識的完美銜接與融合，培養學生解決問題的能力與創新精神。

二、以問題為導向的互動式教學法在本科實驗教學中的應用途徑

當今社會各領域的科學技術蓬勃發展，生命科學技術在農業生產活動中廣泛應用，極大地提高和豐富了農作物的產量品質和農產品的種類。植物基因工程技術以分子生物學和遺傳學等學科為支撐，將外源目的基因通過人為的方式有目的地引入受體植物，獲得具有優良性狀或抗性的植株，實現定向改造農作物的目的，具有研究周期短且收益效果高的特點。“植物基因工程”課程是農林類高校的學生培養計劃中相對比較重要的一門課程，教學內容中涉及許多比較抽象的知識點，如基因、載體等，尤其是實驗教學活動中，傳統教學法通常是教師講解相關的實驗原理、實驗步驟和操作注意事項，然后學生按照教師給的實驗步驟機械性地進行操作，對于實驗步驟中的原理以及可能出現的問題等不求甚解，難以達到理想的教學效果。以問題為導向的互動式教學法能夠較好地彌補傳統教學法中存在的這些缺陷，學生帶著問題參與課堂教學活動，在教師把控全局保證實驗安全進行的前提下，學生通過自己動手操作實驗并獲得預期實驗結果，完成提出問題并解決問題的過程，能夠很好地增強學生的自信心，同時也提高了教學效率。

（一）師生聯動，優化教學方案

教學方案和教學設計是教師在教學活動中的重要指南，制訂科學合理的教學計劃尤其重要。通常教學方案由教師參考教學大綱、教材以及同行經驗等，與教研室同事共同商討決定。互動式教學法強調以學生為主體，因而我們在制訂教學方案時不妨考慮收集一些學生的建議與看法，擇優而用，這樣不僅可以鼓勵學生積極思考并提出問題，而且可以幫助教師優化教學方案，提高課堂教學活動的效率。例如，可以讓學生提前閱讀教材，針對自己感興趣或者有疑惑的內容提出問題，教師收集問題后，將這些問題有針對性地整合到課堂教學活動中，既激發了學生的學習興趣，又提高了課堂教學效率［3］。當然，由于學生自身知識水平與視角能力的局限性，提出的問題可能會過于簡單，教師需要做好甄別工作。以“植物基因工程”實驗課中《融合載體的構建》這一節的內容為例，學生通過預習教材內容大致了解了融合載體構建的基本原理，但是目的基因如何選擇以及什么樣的工程載體更合適，學生帶著問題閱讀拓展資料或網上搜索相關文獻尋找答案。在課堂上，教師通過講解并結合多媒體動畫演示等工具將抽象的知識轉化為具體的可視化材料，幫助學生加深對基因和載體的理解。課堂中教師也可以給出一些開放性的問題，例如，能否將動物的基因轉入植物中進行表達？任何外源基因都能在受體植物中表達嗎？讓學生在課堂上討論交流，加強師生互動與生生互動。

（二）探討實驗方案，熟悉實驗細節

在傳統教學法中的實驗課上，教師會就實驗目的、實驗原理、儀器設備以及實驗步驟進行詳細講解，然后學生對照給出的實驗步驟按部就班依次操作，整個過程中學生都處于被動聽講、被動接受知識的狀態，尤其是“植物基因工程”實驗課的有些內容比較枯燥抽象，學生容易注意力不集中，導致教學效率大打折扣。例如，《目的基因的獲得》這一節的內容，獲得目的基因的方法頗多，哪種方法的效率更高或者哪種方法的成本更低？學生針對教師提出的問題，通過查閱文獻資料或與同學交流討論，主動解決心中疑惑，同時也加深了學生對實驗原理的理解。可以讓學生提前預習實驗操作的步驟和實驗細節，教師在課前發布幾個相關的問題，學生帶著問題有針對性地接觸新知識。也可以鼓勵學生自己制訂實驗方案，課上教師組織學生進行匯報交流與討論，讓學生之間互相點評實驗方案的優點和缺點，教師再重點針對實驗方案中存在的問題和重點、難點進行講解，對于較難懂的問題，教師適當進行引導，鼓勵學生發散思維，最終徹底理解整個實驗，能夠靈活運用所學知識，做到觸類旁通。在整個教學活動過程中，學生不僅分享了自己的預習成果，而且完成了既定的實驗內容，自信心受到了極大鼓舞，提升了學習興趣。

（三）學生分組互動，培養團隊意識

團隊合作意識對于學生未來走向社會參加工作十分重要，現在的大學生多為“00后”，且獨生子女較多，從小在父母等長輩的關愛下成長，部分學生性格比較自我，合作意識不強，高校教育注重培養學生的合作意識。另外，由于實驗室場地和儀器設備數量的限制，實驗課上通常難以做到讓學生獨立完成全部的實驗操作。一般地，我們會將學生進行分組，以小組成員合作的方式完成整套的實驗。我們要求組內成員進行分工，每個成員各司其職，均參與到實驗中，協作完成任務。為充分調動學生的學習興趣，教學過程中可以安排學生以小組的形式匯報和講解對實驗的理解與心得體會，請其他組的學生進行提問和點評，教師全程旁聽并適當進行指導，以防學生討論的內容偏離主線；同時為防止出現某些組內成員偷懶，將工作全部積壓給某一名學生的情況，可以通過隨機提問的方式充分調動學生的積極性，并且告訴學生會有小組得分，增強學生的團隊意識。例如，在《陽性植株評價》這一節內容中，各小組的學生經歷了前期理論知識的學習和部分實驗課程的實際動手操作，已經對植物基因工程技術有了深入的理解，融合載體轉化受體植物后如何評價陽性植株是這一節的主要問題。學生帶著問題預習教材內容與教師發布的拓展閱讀資料，結合自己所在小組獲得的待檢測植株的數量與狀態，制訂可行性方案，經教師指導后實施實驗方案，最后匯總實驗結果，以演示文稿的形式在課堂上展示。教師以小組得分的方式評價各組的實驗方案與實驗結果，使學生體會到自己的勞動成果獲得認可的喜悅，意識到團隊合作精神在完成一項工作中的重要性。

（四）重視課后反饋，保障良性循環

學習是一個正反饋的過程，課堂教學活動結束后，教師和學生都應重視對當天課程內容的回顧與反思，保障學習進行良性循環。實驗課結束后，學生針對當天的實驗內容提交實驗報告，總結并分析實驗結果，討論實驗中出現的問題等。對于依然有疑惑的部分，可以查閱文獻資料或者向教師請教。教師要及時批閱學生的實驗報告，整理收集學生作業中存在的各種問題，等下次課時有針對性地進行講解，并對較優秀的作業進行點評表揚，既幫助了學生鞏固上節課所學知識點，又提高了學生的學習成就感。當然，課上教師的反饋也很重要。例如，學生回答問題或者匯報總結之后，教師要對學生的表現進行點評與鼓勵，提高學生的積極性，引導其主動參與課堂教學活動。又比如，在《融合質粒電泳檢測》這一節的內容中，學生提取融合質粒后，須通過電泳的方式檢測質粒是否正確可用，課前可以發布問題，引導學生思考：構建的融合質粒跑出什么樣的條帶才是正確可用的？學生帶著問題查閱相關書籍文獻；課程實驗結束后，學生拿到電泳結果，自行分析判斷條帶是否正確及質粒是否可用，并撰寫實驗報告；教師批閱學生的實驗報告并及時反饋結果，可以在下一次實驗課時進行點評，反饋學生的實驗報告，適當地鼓勵與表揚學生，形成正反饋的良性循環。當然，對于實驗結果是陰性的學生也要積極引導，啟發其主動思考與回顧實驗操作步驟，找到出現問題的原因，提高發現問題和解決問題的能力，同時也要提高學生的自信心。

三、以問題為導向的互動式教學法應用中的思考與討論

互動式教學法是高校教育改革中教學方法的一種革新，其強調教師為主導，學生為主體，以問題引導或案例分析等方式吸引學生的注意力，使學生對知識的獲取從被動接受到主動探索，打破了傳統的“灌輸式”教學模式的局限性，提高了學生在學習過程中的成就感和體驗感。特別是實驗教學更注重培養學生的實踐動手能力和科研創新思維能力，以學生為主體，教師設計合理的教學方案，引導學生主動思考“為什么？怎么做？這么做結果會怎樣？”，培養學生主動分析問題、解決問題的能力。然而，以問題為導向的互動式教學法在實驗教學中應用時也存在一些問題。例如，實驗室空間有限，儀器設備老舊，學生能力和主觀能動性欠佳等，均對教師的教學能力和備課情況提出了更高的要求。對此，互動式教學法需要師生共同協作，學生應積極主動地參與教師布置的課堂內外的各項任務，教師也要合理組織課堂，重視教學設計，師生合作共贏，高效完成教與學。

最后，關于以問題為導向的互動式教學法在本科實驗教學中應用實施的幾點建議如下：教師在提問時要精心設計問題并綜合考慮，避免設置的問題過于簡單或難度過大，若問題淺顯簡單，學生在教材中就能找到答案，起不到應有的效果，問題過于拔高，大部分人回答不上來會打擊學生的積極性，這就要求教師具備扎實的專業知識和廣博的閱讀量。學生須提高主動學習的積極性，認真完成教師布置的各項課內外任務，甚至可以展開想象發散思維，從不同的角度提出問題，與學生和教師交流討論，從而全面地理解所學知識點。學校或學院層面應盡量加大對本科實驗教學的經費投入，提供良好的教學平臺，盡力滿足師生對教學空間和儀器設備的要求。

參考文獻

［1］王關林，方宏筠.植物基因工程［M］.北京：中國科學出版社，2014：6.

［2］袁明月，張磊.對互動式教學法的幾點思考［J］.新校園（上旬刊），2018（1）：6.

［3］鄭西貴.高校互動式教學課堂提問策略及創新方式［J］.管理觀察，2018（15）：141-143.

Application and Discussion of Problem-Oriented Interactive Teaching Method： Taking Plant Genetic Engineering Laboratory Course as an Example

YAN Jing-li， LEI Cai-yan， HAN Wei-li

（College of Plant Protection， Henan Agricultural University， Zhengzhou， Henan 450002， China）

Abstract： Laboratory course is important to cultivate the ability of applying theory with practice for undergraduate students. The problem-oriented interactive teaching method emphasizes the central role of students in teaching activities and focuses on cultivating students’ independent ability and curiosity， which is widely adopted in laboratory course teaching activities in colleges and universities at home and abroad. Here， we take plant genetic engineering laboratory course as an example， discussing the application approaches of problem-oriented interactive teaching method in undergraduate laboratory course teaching. Optimizing the teaching plan and experimental details through the cooperation of teachers and students， cultivating the students’ cooperation consciousness through teamwork in groups， and guaranteeing the virtuous circle of after class feedback， thus students can explore knowledge with problems or curious and possess extreme enthusiasm and initiative for learning. Finally， the ability of independent and curious for students are cultivated， and the teaching effect is highly improved.

Key words： problem-oriented; interactive teaching method; laboratory teaching