新農(nóng)科背景下翻轉(zhuǎn)課堂在植物學研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的探索*

叢明旸，陶向陽，朱詠梅

（1.江西師范大學 分析測試中心，江西 南昌 330022；2.江西師范大學 物理與通信電子學院，江西 南昌330022）

1 研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式改革的必要性

創(chuàng)新是民族進步的靈魂，是國家興旺發(fā)達的源泉。在經(jīng)濟全球化背景下，創(chuàng)新力的提升意味著國家核心競爭力的提升。創(chuàng)新人才是實現(xiàn)創(chuàng)造的主力軍，培養(yǎng)創(chuàng)新人才對于促進科技進步和經(jīng)濟蓬勃發(fā)展極為關鍵[1]。高校是培養(yǎng)卓越創(chuàng)新人才的搖籃，高校教育的本質(zhì)是提升學習者的各項能力，其中，創(chuàng)新力的培養(yǎng)是核心所在[2]。研究生是教育的龍頭，在我國“萬眾創(chuàng)新”的戰(zhàn)略背景下，培養(yǎng)高質(zhì)量創(chuàng)新人才已成為我國研究生教育的重點和內(nèi)在期許，是時代賦予高校的重任[3]。

創(chuàng)新人才需具備創(chuàng)造思維和能力，課堂是學生創(chuàng)新力培養(yǎng)的主陣地。傳統(tǒng)研究生課堂教學模式本科化傾向嚴重，存在諸多弊端[4]，比如以教師為中心的廣播式授課、教學內(nèi)容更新不及時、授課時間固定、課堂缺乏有效互動、學生被動學習、理工科很少聽得懂、研究視野狹窄等，導致研究生創(chuàng)新力水平普遍偏低[5]。傳統(tǒng)教學方式的桎梏束縛了研究生創(chuàng)新思維的發(fā)展，限制了創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，不能適應高校對創(chuàng)新人才的迫切需求。國家教育部門和專家意識到傳統(tǒng)教學模式忽視了學生創(chuàng)新力的培養(yǎng)，大力倡導高校應與時俱進，積極探索行之有效的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，而創(chuàng)新力提升的基石是培養(yǎng)模式的變革，因此，個性化教學模式應運而生[6]。

2 翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)涵

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom或Inverted Classroom）是個性化教學模式之一。2007年，科羅拉多教師喬納森·伯爾曼和亞倫·薩姆斯最早嘗試翻轉(zhuǎn)課堂在教學中的實踐，他們將錄制的PPT和音頻分享于互聯(lián)網(wǎng)，供缺席學生補課使用，這種教學模式深受廣大學子歡迎。隨著廣泛的傳播，翻轉(zhuǎn)課堂真正得以推廣是2011年涵蓋十余個學科的非營利性在線學習網(wǎng)站——薩爾曼·可汗學院的創(chuàng)辦[7]。

翻轉(zhuǎn)課堂以現(xiàn)代信息技術為媒介，將傳統(tǒng)教學過程顛倒，實現(xiàn)師生關系重構(gòu)，其經(jīng)典模式是“課前”自主探究-“課中”解決問題。具體來講，教師課前提出科學問題，學生在課前自主學習并與教師在線互動；教師在課中將學生分組、開展討論、答疑解惑，使課堂活動成為雙向互動的場所，促進教學效果最大化。教師從傳道授業(yè)者轉(zhuǎn)變?yōu)橹笇д吆徒饣笳撸钦n堂的組織者和設計者；學生從知識被動接收方轉(zhuǎn)變?yōu)閷W習主力軍，是知識的構(gòu)建者和探究者。在翻轉(zhuǎn)過程中，師生角色轉(zhuǎn)變，學生的主體地位得以凸顯[8]。

翻轉(zhuǎn)課堂是國際公認的教學模式，近些年成為全球教育工作者關注的熱點。國內(nèi)外教研人員將其應用于諸多學科的實踐表明，翻轉(zhuǎn)課堂具備優(yōu)越性，規(guī)避了傳統(tǒng)課堂的諸多缺點[9-11]。追根溯源，翻轉(zhuǎn)課堂“以學生為中心”的教學模式真正實現(xiàn)了“因材施教”的個性化教學，發(fā)揮了學生的主觀能動性，培養(yǎng)了自主學習能力和獨立思考能力。翻轉(zhuǎn)課堂已對我國教育教學改革產(chǎn)生了深刻影響，然而，該模式在大學本科教學中的開展如日中天，在研究生教學中的應用實例卻鮮有報道，由于前期研究經(jīng)驗匱乏，二者結(jié)合的實踐效果亟待探索。因此，探索翻轉(zhuǎn)課堂在創(chuàng)新研究生人才培養(yǎng)中的實施效果，將成為我國研究生教學改革的大趨勢。

3 新農(nóng)科背景下植物學研究生專業(yè)人才培養(yǎng)過程中的短板

2018年12月，教育部召開的新農(nóng)科建設研討會明確提出要提升現(xiàn)有的涉農(nóng)專業(yè)質(zhì)量，為涉農(nóng)專業(yè)人才培養(yǎng)提出了新的思路、目標與挑戰(zhàn)。植物學是生物學的分支學科，是眾多涉農(nóng)專業(yè)的重要基礎課，擔負著夯實專業(yè)基礎的重任，在農(nóng)林、生命科學領域占有極其重要的地位[12]。該學科相關課程集中于研究生一年級開設，涉及的內(nèi)容龐雜，研究生難以在短時間內(nèi)構(gòu)建完整的知識脈絡，且教學內(nèi)容缺乏與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的聯(lián)系，學生的興趣和創(chuàng)新意識明顯不足，導致植物學的教學改革難度大。

目前，眾多高校植物學相關課程以傳統(tǒng)教學方法為主，遇到諸多問題[13]。盡管教師利用形式多樣的素材以促進教學效果，學生依然缺乏積極性，動腦動手能力差，未能深刻理解知識點，師生互動少，學習效果不理想。究其原因，傳統(tǒng)教學以教師宣講為主，信息單向傳輸，容易產(chǎn)生抵觸心理，導致多數(shù)研究生以應付心態(tài)學習，束縛了創(chuàng)新力的發(fā)揮，不符合新農(nóng)科背景下研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)的基本要求。因此，摒棄填鴨式教學、優(yōu)化教學手段、激發(fā)學生求知欲和興趣點的教學改革勢在必行，探索出適合新農(nóng)科背景下植物學專業(yè)的研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式迫在眉睫。

4 新農(nóng)科背景下植物學研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的教學策略

針對當前新農(nóng)科背景下植物學研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)中存在的問題，將翻轉(zhuǎn)課堂經(jīng)典模式優(yōu)化為“課前-課中-課后”的教學模式，并應用于培養(yǎng)實踐中。通過優(yōu)化教學策略，揚長避短，改善傳統(tǒng)教學模式的弊端，旨在提高研究生自主創(chuàng)新力，為國家培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才，加快我國植物學學科發(fā)展，以期更好地服務于當代農(nóng)業(yè)建設。

4.1 以問題為導向的“課前”引導

問題是創(chuàng)新的基礎，是科學的首要特征，問題意識和質(zhì)疑精神是創(chuàng)新的基本條件。教師需在課前對課堂活動內(nèi)容進行構(gòu)思設計，結(jié)合農(nóng)業(yè)領域的前沿熱點拋出科學問題，以具有爭議性和促進發(fā)散思維的問題為佳，讓學生有更多的時間檢索文獻并思考問題。通過任務驅(qū)動，使學生精解前沿SCI論文（IF≥3）并建立清晰的科研思路，力求探索和解答科學問題。教師應充分利用深受年輕人青睞的微信、騰訊QQ和微博等現(xiàn)代信息技術進行課前交流。課前設計的重點是營造懸念環(huán)境，激發(fā)學生的求知欲，啟迪創(chuàng)新意識，解決學生創(chuàng)新思維原動力問題。

4.2 以學生為主體的“課中”設計

課堂是學生思維碰撞的主陣地，創(chuàng)新力的激活需要適宜的課堂氛圍。教師先將學生分成小組，通過任務驅(qū)動組織實施教學環(huán)節(jié)，將學生轉(zhuǎn)變?yōu)榻處煟處熮D(zhuǎn)變?yōu)閷煟瑢⒅貜腕w力勞動轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新智力活動。通過充分的課前探索，學生的思路在課中高度清醒，用PPT分組匯報論文精髓并提出問題解決方案，繼而開展組間辯論，有的放矢，知己知彼。至此，組內(nèi)合作式匯報和組間競爭式討論的有機結(jié)合，使學生完成了“發(fā)現(xiàn)-探究-解決”問題的完整科研過程，不僅激發(fā)了科研熱情，鍛煉了科研素養(yǎng)，還培養(yǎng)了團隊協(xié)作精神和批判性哲學思維，在潛移默化中提升了創(chuàng)新力。教師需集思廣益，對疑問和分歧進行分析梳理并詳細解答，還可以層層拋出問題，引發(fā)進一步的思考和討論，引導學生多維度和多層次的思考，拓寬科學視野。課中設計的重點是營造以學生為主體、民主善問、開放靈活的課堂氛圍，讓創(chuàng)新思維綻放活力。經(jīng)實踐，按照2學時（90min）計算，植物學研究生翻轉(zhuǎn)課堂教學環(huán)節(jié)的主要框架如表1，其中，學生為主體的教學環(huán)節(jié)占60min。

表1 翻轉(zhuǎn)課堂在植物學創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的教學環(huán)節(jié)安排與時間分配表

4.3 以多元為標準的“課后”評價

評價方式是否合理直接影響教學改革目標的實現(xiàn)。教師需構(gòu)建全程開放的多元評價體系，即對學生課前準備、課中態(tài)度等客觀評價，對匯報內(nèi)容的創(chuàng)新性、完整性和合理性等綜合評價，形成以創(chuàng)新能力為主要考核指標的評價體系。學生的思維模式、認知結(jié)構(gòu)具有個體差異，教師若發(fā)現(xiàn)了學生的閃光點應給予充分肯定，使學生獲得成就感，才能保護學生的創(chuàng)新精神，進而提升創(chuàng)新能力。課后設計的重點是評價標準多元化，遵循“面向全體，因材施教”的原則，重點關注學生表現(xiàn)出的創(chuàng)造性。

5 翻轉(zhuǎn)課堂在植物學研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)中實施的效果評價

傳統(tǒng)研究生課堂教學模式是教師講解最新學術前沿進展，學生普遍反映難以形成完整的科研思路。翻轉(zhuǎn)課堂教學模式實施一年后，學生問卷調(diào)查和反饋結(jié)果表明，該模式對于植物學創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是成功的，舉例如下：教師課前布置了“全球氣候變暖背景下的農(nóng)作物產(chǎn)量將作何響應？”的科學問題。研究生在課前通過國內(nèi)外學術論文數(shù)據(jù)庫檢索最新前沿文獻并解讀，在課中進行分組匯報，共有3個學術觀點，即農(nóng)作物產(chǎn)量隨氣候變暖增加、減少和幾乎不變。然后，開展組間討論，課堂氣氛十分活躍，討論較為激烈。教師在討論結(jié)束后對分歧進行解讀和升華，解析產(chǎn)生產(chǎn)量差異的原因是農(nóng)作物的生物學特性等方面各不相同，導致產(chǎn)量隨氣候變暖的變化具有差異性，不能一概而論。總體上，研究生在翻轉(zhuǎn)課堂實施的過程中，激發(fā)了科研興趣，鍛煉了獲取前沿信息的能力，培養(yǎng)了辯證思維，創(chuàng)新能力得以顯著提升。

6 翻轉(zhuǎn)課堂在植物學研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的意義

將“課前-課中-課后”三位一體的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式應用于植物學研究生培養(yǎng)中，既促進了教育理念、模式、方法和學習方式的改革，又促使了課程本身從目標、內(nèi)容、組織、策略到實踐發(fā)生本質(zhì)的變化，對于全面推進我國研究生教學改革具有重要的現(xiàn)實意義。

6.1 教師從“傳授知識”轉(zhuǎn)變?yōu)椤笆褂弥R”

教師對研究生的培養(yǎng)質(zhì)量起關鍵作用。在摒棄了向?qū)W生垂直單向傳遞信息弊端的同時，翻轉(zhuǎn)課堂要求教師的科研工作更加科學、細致、嚴謹，對專業(yè)素養(yǎng)和業(yè)務水平提出更高要求，并督促教師轉(zhuǎn)方式、調(diào)節(jié)奏、提高素養(yǎng)和應變力。教師自身先要具備創(chuàng)新精神，循循善誘，激發(fā)和挖掘?qū)W生潛在的創(chuàng)新力。

6.2 學生從“學習知識”轉(zhuǎn)變?yōu)椤笆褂弥R”

學生在課前通過個性化、靈活化、多樣化的方式自由掌控學習節(jié)奏，在探究教師提出的科學問題過程中學以致用，進行科學前沿信息的檢索、內(nèi)化和思考。課中學生開展有針對性的交流，交流博弈的過程即是知識運用的過程，其參與度越高，越有利于創(chuàng)新力的提升。

6.3 翻轉(zhuǎn)課堂“以人為本”的教學模式成效顯著

翻轉(zhuǎn)課堂使學生實現(xiàn)了由客體轉(zhuǎn)變?yōu)橹黧w，由消極被動接收信息轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃铀鸭畔ⅲ粌H提高了學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，使其收獲了科學研究成就感和探索真理的自豪感，而且提升了自主探索、表達溝通等綜合能力。

7 結(jié)束語

新農(nóng)科形勢下，植物學研究生創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式需進行重構(gòu)，應特別注重創(chuàng)新思維方面的訓練，通過教學方法的改革以適應新形勢的需要。翻轉(zhuǎn)課堂“課前問題導向-課中知識博弈-課后多元評價”的三位一體教學模式優(yōu)于傳統(tǒng)課堂，本身即是教育思想和教學方法的創(chuàng)新。唯有跟緊時代步伐，不斷革新教學模式，才能助力于卓越人才的培養(yǎng)，滿足國家對農(nóng)業(yè)創(chuàng)新人才的需求。翻轉(zhuǎn)課堂在植物學創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實踐，提高了研究生的創(chuàng)新力，深受學生歡迎，并建議增加課時，該教學模式具有一定的普適性，值得廣大一線教師進一步推廣，具有廣闊的應用前景。