互聯網+教育背景下《植物組織培養》混合教學體系的構建

□郝樹芹 束 靖 田華英

李克強總理在2015年政府工作報告中首次提出制定“互聯網+”行動計劃。隨著當今科學技術的不斷發展，互聯網科技與教育相結合形成了一種新的教育形式——互聯網+教育。2019年3月5日，國務院總理李克強在十三屆全國人大二次會議上作政府工作報告時提出發展“互聯網+教育”，促進優質資源共享。疫情期間，在教育部“停課不停學”的倡導下，以信息化為支撐的“互聯網+教育”發揮了重大作用，促進了教育信息化的發展。傳統課堂教學在諸如課程開設、教學內容、教學方法和教學評價等方面已表現出明顯的不足，“互聯網+教育”背景下課堂教學變革亟需尋求突破之路[1]。單純的網絡化學習和單純的課堂教學都不能滿足信息時代教學的需求[2]，線上線下混合式教學模式應運而生。虛擬仿真教學作為高等教育信息化建設和實踐教學發展的重要手段，是學科專業知識體系與信息技術深度融合的產物[3]。在互聯網背景下，《植物組織培養》課程以國家一流課程建設為契機，構建了“線上+線下、虛實結合”的教學模式，實現了教育資源的共享，拓展了推動了教學效率的提升，教學方式得到逐步優化。

一、《植物組織培養》課程教學存在的問題

(一)學生學習積極性和主動性不高。傳統的課堂教學學生以被動的接受知識為主，課堂學習積極性和主動性不高，可能原因有：學習興趣不高；學習目標不明確；師生之間缺少交流，課堂氣氛不活躍；教師教學方法不得當，照本宣科，墨守成規，不能調動學生學習的積極性和主動性[4]。

(二)教學資源不豐富。在現代信息技術背景下,教學資源無論是形態還是功能等方面都產生了一定改變,并且呈現出了新的內涵[5]。教學資源主要以傳統的教案、多媒體課件為主，圖片、視頻、動畫等信息化教學資源較少，大多數的教學資源內容都以教為主,主要為教師提供更多的教學資源和素材,從而幫助教師來更好地完成教學環節[6]，不能體現以學生為主體的教學，不利于學生的自主學習和個性化發展。

(三)實踐教學條件有限。植物組織培養要求環境無菌，學生數量多，容易造成實驗環境污染，增加維護成本和難度；無菌接種技術需要熟練的操作技巧，而學生初次接觸，利用課堂的有限時間很難達到熟練程度；無菌接種實驗成敗與否并不能立即檢驗，利用虛擬仿真技術學生可檢驗設計的實驗方案的效果，有利于篩選最佳方案。同時，由于學生數量較多，實驗設備數量有限，不能滿足每個學生有足夠的時間進行練習，這樣就限制了學生對超凈工作臺和解剖鏡等設備學習和操作的順利開展。

二、“線上+線下、虛實結合”的教學模式的構建

《植物組織培養》課程是設施農業科學與工程專業、園藝專業的一門專業拓展課程。學習該課程前，學生已經通過無機化學實驗、有機及分析化學實驗等前導課程的學習，掌握了基本的實驗方法，能夠熟練使用智慧樹教學平臺，喜歡互動式、形象化學習，但缺乏發現問題的意識和解決問題的能力，喜歡動手實踐，但缺乏專業化、規范化的學習。基于以上學情，通過該課程的學習，使學生掌握植物組織培養的基本原理和方法，熟練掌握無菌操作技術、離體快繁技術和植物莖尖脫毒技術，了解利用植物組織培養技術規?；?、商業化生產及管理的基本情況，具有選擇植物材料并進行材料消毒的基本能力，能正確操作組培設備，能夠進行組培方案設計與篩選、試驗準備與實施、結果分析等，能發現組織培養過程中出現的污染、褐化、玻璃化等不良現象，并能利用所學知識解決植物組織培養過程中出現的問題。

該課程利用信息化教學資源和手段參與教學環節，利用智慧樹在線課程《植物組織培養》和山東省一流本科課程“草莓脫毒苗無菌接種虛擬仿真實驗教學項目”等在線資源，通過釘釘軟件進行直播，與學生進行互動，課下學生可通過互聯網及知網等網站進行資料的收集和知識的補充。

(一)在線課程建設。該課程依托“智慧樹平臺”建立在線課程，由課程組全體教師參與資源建設與錄制，包括課件、講稿、試題、教學大綱、授課視頻等。在線課程目前共四十節課程視頻，共503分鐘，平均每分鐘擁有一個彈題對學生進行測試；還包括32個非視頻資源、8套測驗與作業內容、60道測試題、120道考試題，主要呈現為圖片、視頻、作業、案例、習題、論文等形式。該課程擁有獨立線上習題庫。試題難度分為三個等級，由易到難數量占比為30%、40%和30%，試題覆蓋該課程所有知識點，題型包含選擇、判斷、簡述等，滿足教學需求。

(二)虛擬仿真實驗教學項目的開發。為了提高課程教學質量和效率，課題組對教學手段進行了大膽創新，利用現代信息技術、網絡技術，構建了形式多樣的學習平臺，展現豐富多彩的教學內容，取得了良好的教學效果。課程組建設了“草莓脫毒苗無菌接種虛擬仿真實驗教學項目”，2019年被評為山東省一流課程。虛擬仿真實驗以無菌操作流程為主線，以外植體選擇、莖尖剝離和無菌操作為主要操作節點，思路清晰，技術要點明確。軟件運行過程中，設計任務點，調動學生學習積極性，設計操作要點提示，避免錯誤的出現，既有操作要點又有理論知識，實踐和理論相結合。在教學過程中利用虛擬仿真軟件和實際實驗操作相結合，通過虛實結合，取長補短，更直觀、形象地展現實驗過程，學生在實踐的同時掌握理論知識，理論與實踐相結合，更容易實現教學目標。

(三)教學過程設計。整個教學過程按照學→解→拓，即課前學知識，課中解難點練技能，課后拓空間三個教學環節，從而突破教學重點和難點。課前學知識，分為1學2測3討論三個步驟；課中解難點，課中按照檢驗學習→答疑解惑→模擬操作→總結評價的順序展開教學；課后拓空間，采用“學習筆記+課后作業”的方式，檢驗學生學習效果，同時通過微信交流平臺與教師、企業專家進行交流，了解企業案例，拓展學習空間和知識空間。該課程利用智慧樹教學平臺、虛擬仿真軟件和釘釘軟件，多維度、全過程進行學習質量監控，采用多元化評價方式。

三、“線上+線下、虛實結合”的教學模式的實施過程

該課程利用信息化教學資源和手段參與教學環節，利用智慧樹在線課程《植物組織培養》和山東省一流本科課程《草莓脫毒苗無菌接種虛擬仿真實驗教學項目》等在線資源，通過釘釘軟件進行直播，與學生進行互動，課下學生可通過互聯網及知網等網站進行資料的收集和知識的補充。整個教學過程按照學→解→拓，即課前學知識，課中解難點練技能，課后拓空間三個教學環節，從而突破教學重點和難點。

(一)課前教學。課前學知識，分為1學2測3討論三個步驟，1學，學生通過智慧樹教學資源平臺自主學習；2測，學生利用所學理論知識完成在線章節測驗；3討論，根據章節測驗相關情況，小組內討論出錯題目，并改錯，總結存在疑惑的問題。在此過程中，教師全程輔導學生學習，解答疑惑。

(二)課堂教學。課中解難點，課中按照檢驗學習→答疑解惑→模擬操作→總結評價的順序展開教學。首先，利用釘釘軟件，采用直播的方式，通過提問的方式檢驗課前學習成果，然后，針對檢驗情況和課前學習中存在的問題進行答疑解惑，同時，通過釘釘軟件可邀請家長參加課程，家校結合，加強學生學習監督，確保在線課程質量。由于疫情原因，實驗實訓無法開展，本課程采用“操作視頻+虛擬仿真”的方法，利用虛擬仿真軟件模擬操作掌握各個環節的操作流程，利用操作視頻，全實景展示真實實驗環境，使學生掌握操作流程和操作標準，彌補線下實驗無法開展的遺憾。最后，學生根據本節課的表現進行自評、小組互評和教師評價。

(三)課后教學。課后拓空間，采用“學習筆記+課后作業”的方式，檢驗學生學習效果，同時通過微信交流平臺與教師、企業專家進行交流，了解企業案例，拓展學習空間和知識空間。

該課程利用智慧樹教學平臺、虛擬仿真軟件和釘釘軟件，多維度、全過程進行學習質量監控，采用多元化評價方式，課程成績=教學平臺學習成績(40%)+課堂表現(30%)+實驗實訓成績(30%)。其中，教學平臺學習成績由系統記錄，課堂表現包括自評、互評和教師評價成績、釘釘直播表現、筆記及作業成績，實驗實訓成績包括虛擬仿真實驗成績。

四、教學效果

通過利用智慧樹教學平臺、虛擬仿真軟件和釘釘軟件等教學資源和信息化手段進行輔助教學，學生學習的主動性和積極性得到了提高，取得了很好的教學效果。

(一)學生學習積極性明顯提高。利用視頻、虛擬仿真軟件等信息技術，形象化展示植物組織培養的過程，運用課程平臺的討論、搶答、測試、評分等功能活躍課堂氣氛，互動頻繁，學習效果提升。

(二)教學目標達成度高。課前，通過觀看視頻、測試題軟件評分，小組討論等，掌握課程基本知識，大部分學生成績在80分以上，教學效果良好；課中利用釘釘軟件的簽到、搶答、討論等功能對知識進行提升，利用虛擬仿真軟件，將所學的知識與技能在仿真實訓中進行實踐。課后通過在線討論和作業，拓展學習空間。

五、結語

該課程充分發揮在線教學資源豐富的優勢，在教學過程中形成了適合在線課程的三個教學環節，教學環節實施過程中按照教學步驟分布實施，極大提高了學生的學習效果。通過線下的討論和作業，進一步夯實了理論知識，通過虛擬仿真實驗的方式加強了理論與實踐的聯系，增強了知識與能力的結合，符合人才培養的要求和學生教學能力提升的要求。該課程的教學案例，讓學生在課程目標、教學內容、畢業要求三個方面都能夠取得完美的成效，學生的學習能力進一步增強，這種教學方式為進一步發揮在線開放課程的效能，提供了良好借鑒。