翻轉課堂在植物組織培養實驗中的應用

黃紅英++陳希++楊德俊++劉晶++馮紀南++姚飛虹

摘要 基于翻轉課堂教學環節的特點，明確了在植物組織培養實驗課程開展翻轉課堂教學模式的必要性和可行性。結合高校課程知識特點，梳理了植物組織培養實驗課程學開展翻轉課堂教學模式的途徑和方法，總結了翻轉課堂在植物組織培養實驗中應用的經驗和效果。

關鍵詞 植物組織培養；實驗；翻轉課堂

中圖分類號 Q943.1-4；G642.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）23-0272-02

Abstract Based on the characteristics of the flipped classroom teaching，it is necessary and feasible to carry out the flipped classroom teaching model in the experimental course of plant tissue culture.Combined with the characteristics of university curriculum knowledge，the ways and methods of flipped classroom teaching model of plant tissue culture experiment were combed，and the experience and effect of flipped classroom in plant tissue culture experiment were summarized.

Key words plant tissue culture；experiment；flipped classroom

教育信息化是《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020）》提出的重要舉措，翻轉課堂教育作為另一種教學理念和形式為教育信息化的發展開辟了一條新的途徑[1]。翻轉課堂也被稱為反轉課堂或顛倒的課堂，是在傳統教學模式基礎上發展起來的，與傳統教學模式相比較，更強調學生的主觀能動性。翻轉課堂要求學生在課前利用教師制作的電子教案、PPT、小視頻等材料先行自主學習，再通過課堂上與教師和同學之間的探究等互動之后，最后由教師答疑、解惑，在過程中主動獲取知識[2]。這一教學模式的突破性改變，極大提高了教學效率。

植物組織培養是一項現代生物技術，作為生物工程技術的基本研究手段和重要組成部分之一，已被廣泛應用于林業、農業和苗木工業化生產中，尤其是快繁技術和無毒苗培育技術，在新品種的選育和藥用植物工廠化生產等實踐應用方面都發揮著極為重要的作用[3]。目前該課程實驗以傳統教學模式為主，學生主要通過教材設定的實驗步驟進行驗證，缺乏主動思考和創新意識，而翻轉課堂教學模式的出現，無疑為植物組織培養實驗教學提供了一個新思路。

1 開展翻轉課堂教學模式的必要性與可行性

傳統的教學模式下，課堂教學的時間相對固定，教師講授是教學中最大的環節。湘南學院開展了一項問卷調查，調查結果表明，51%的教師對傳統課堂教學感到一般，只有不到25%的教師感到非常滿意。學生中有77%以上認為傳統教學模式勉強可接受，還有15%的學生直接表示不喜歡。調查結果顯示，教師和學生頭腦中傳統課堂教學模式都有著一定的缺陷，出現這種不滿現狀的原因是學生從接受教育之初就缺乏自我學習的鍛煉。如何調動學生的學習積極性和自主性，是廣大師生一直在思考的一個問題。而翻轉課堂采用了“課外傳授知識，課中內化知識”的基本策略開展教學[4]，這種教學模式的出現，正是對原有根深蒂固傳統教學理念的一種挑戰。

為了適應地方經濟發展需要，我國高等教育專業很多課程進行了調整，很多地方本科院校增加了應用實踐課程的課時，而專業基礎課程的總學時大量減少，湘南學院化學生物與環境工程學院植物組織培養理論課學時也從原來的36個學時減少至16個學時，使得教師在課堂有限的時間內難以對更多的內容深入展開講解。在這種情況下，翻轉課堂對于一些低層次的認知學習，即知識、記憶等讓學生在課堂之外做，而在課堂內他們可以專注于認知學習的較高層次，即分析問題、應用實踐和創新思維[5]。由此，翻轉課堂對學生自主學習的能力有明顯的提升，是學習效率最高的課堂方式。

2 植物組織培養實驗翻轉課堂教學模式的方法

2.1 課前設計

植物組織培養實驗的翻轉課堂教學，由課前教師發布與實驗相關的學習資源、學生自學、課堂師生之間交流互動、學生動手操作、教師課后評價并總結等幾個階段構成[6]。同時，植物組織培養實驗是一門實踐性較強的課程，知識面廣，學時偏少，這就對教師和學生提出了更高的要求。因此，課前學習資源和課堂活動的設計都以科研實驗為主線進行，學生要通過已知的技術方法進行實驗設計、數據搜集、推斷結果，以培養學生應用和創新能力。

2.1.1 課前自學環節。教師課前借助網絡平臺向學生發布有關視頻資料，學生隨后自主學習，反復觀看，完成對相關知識的認知、理解。

2.1.2 課堂教學環節。課堂上師生針對自學碰到的疑問反復交流、充分討論。讓學生先在小組內進行充分研討，然后小組合作共同研討，取長補短。此時教師要控制討論時間，避免討論跑題，做到有效討論，最后教師針對關鍵性的思路和一些共性問題進行答疑解惑。

2.1.3 課后評價環節。評價的方式可以因材施教、靈活多樣，甚至在課上就可以進行在線測驗，促使學生更好地掌握在實驗課中所學知識。

2.2 課前教學準備

植物組織培養課程開課時間為本科三年級上學期，專業基礎課涉及的相關理論基礎知識大多數在本科一、二年級修完，因而學生已具備一定的自學能力。首先，教師通過網絡平臺對學生發布植物組織培養實驗課程相關PPT、課件、視頻材料，設置提問，學生通過自學掌握本實驗課程原理和步驟；其次，要求學生根據具體情況選取材料、試劑，查閱相關文獻，作出設計，對實驗課程能夠有個基本的把握；最后教師根據要求給出具體題目，讓學生自己設計實驗指標，完成課前教學準備工作。學生通過自學至少要達到2個目的：一是明白實驗原理，二是弄清實驗方法，同時還要學會分析該方法的優點和使用局限。只有這樣，學生才能更深刻地理解實驗方法和邏輯，做到學以致用。

2.3 課堂教學實施

植物組織培養實驗流程包括培養基母液制備→培養基配置與滅菌→外植體表面消毒→外植體接種培養→愈傷組織誘導→愈傷組織的器官分化與生根培養→煉苗→戶外移栽。實驗流程環環相扣，彼此關聯，每一個實驗結果都影響到下個實驗，如果按照傳統的實驗課模式就是實驗員準備→教師介紹→學生按照教材中的步驟完成實驗和實驗報告。這種教學方法使學生不需要主動思考分析，只是按部就班地被動接受知識。翻轉課堂則是采取“課前自學→設計思路→小組討論→教師答疑→學生獨立操作→實驗室全天開放”的實驗教學模式。在組織培養實驗教學中，先讓學生利用網絡平臺自學教師提供的相關教學視頻資料和實驗題目，學生根據題目和已知條件制定實驗方案（特別要明確實驗儀器、選用材料和基本步驟），學生課堂討論后由教師進行修改和總結評估，學生開始獨立操作。

如實驗教材中“愈傷組織誘導”的培養基配方只有MS+2，4-D 1.0 mg/L+30 g/L蔗糖+8 g/L瓊脂。改為翻轉課堂后，增加了2個培養基配方，即MS+2，4-D 1.0 mg/L+6-BA 0.2 mg/L+30 g/L蔗糖+8 g/L瓊脂和MS+NAA 1.0 mg/L+6-BA 0.2 mg/L+30 g/L蔗糖+8 g/L瓊脂，也增加了外植體類型。這些配方在誘導愈傷組織時差異不大，但轉入分化培養基后，培養基組合2，4-D和6-BA長出了胚狀體，而NAA和6-BA的組合分化出芽，教材中只有2，4-D的較之前2種組合推遲6 d才出芽。這種現象引起學生們極大的興趣，應及時要求學生再次查閱文獻，分析結果并探討可能的原因，最后再完成實驗報告。這樣將“做中學”“學中做”，整個貫穿在教學過程中，使學生不僅明白“如何做”，還明白“為什么這樣做”，使學生普遍感到受益匪淺。

另外，在具體的實驗中，均由學生獨立操作，自己完成，甚至連實驗準備都與實驗員一起完成。如“MS培養基的配置及滅菌”實驗，從玻璃儀器洗滌、培養基的制備到試管苗污染率的統計，均由學生利用課堂和課余時間完成。通過“做中學”，學生才能對規范的技能操作更好地理解領會，真正把握，不會學過就忘。教師也會結合一些科研設計中的實例，和學生一起討論、分析。由于植物組織培養實驗周期長、對培養物需要不間斷地進行觀察和管理，因而對實驗室實行全天候開放管理。學生自主選擇時間操作、觀察，推選的實驗小組組長輪流值班，發現問題時小組長協助實驗員采取相應的措施進行處理。

3 結語

雖然湘南學院化學生物與環境工程學院在植物組織培養實驗開展翻轉課堂教學模式方面取得了一些經驗，但也存在一些不可小視的問題。如無法監督學生在課外的自學，部分學生不能按要求提前學習，缺乏主動性。另外，全天候開放實驗室雖然有助于培養學生的學習興趣，提高解決和分析問題的能力，但在目前的教學條件下，學院現有的儀器設備數量和實驗指導人員不足以滿足需要，是未來教學當中要重點解決的問題之一。

總之，植物組織培養實驗課程中，翻轉課堂教學模式的運用表現出了較大的優勢。首先體現在能夠充分調動學生的學習主動性，使學生能夠更全面性、深入地掌握所學知識，提高學業成效。其次， 翻轉課堂通過課前自學、課堂討論互動、獨立操作、總結評價等教學環節，培養了學生的自主學習和表達能力以及科研素質等。通過教師和學生的共同努力，翻轉課堂必將會展現其更好的應用前景。

4 參考文獻

[1] 陳怡，趙呈領.基于翻轉課堂模式下的教學設計及應用研究[J].現代教育技術，2014，24（2）：49-54.

[2] 張渝江.翻轉課堂變革[J].中國信息技術教育，2012（10）：118-121.

[3] 尚宏芹.植物組織培養實驗教學改革探索與實踐[J].安徽農業科學，2011，39（14）：8773-8774.

[4] 董秀，王淳，王彩霞，等.細胞生物學開展翻轉課堂教學模式的改革與實踐[J].基礎醫學教育，2017，19（4）：246-248.

[5] 代寧，何璇，張國正.澳大利亞高校本科翻轉課堂教學模式實踐與啟示：以昆士蘭大學為例[J].黑龍江高教研究，2016（5）：62-64.

[6] 王建芬，劉衛平，馬寧，等.基于翻轉課堂的藥學專業實驗教學設計與成績評價體系的構建[J].中國醫院藥學，2016，36（8）：386-387.