創新思維在植物學教學中的探索

胡金璐

（西北工業大學 生命學院，陜西西安 710072）

植物學是一門研究植物的科學，其研究對象是整個植物界，基本任務是認識和揭示地球上所有植物生命活動的基本規律，旨在從基因、細胞、器官乃至整體水平上探究植物的結構與功能，并且解析植物與環境相互作用的規律[1]。目前，植物學課程已在綜合類高校和農業院校中普遍開設，課程內容主要為植物細胞與植物組織、植物器官的結構與形態、植物分類與進化等。為了激發學生對植物學課程的學習興趣，并使其盡快適應大學的教學模式，提高課程教學效果，實現課程教學從理論到應用的突破，該課程教師要不斷鉆研，不僅要優化課程內容，也要在教學方法和措施上進行創新[2]。本文通過采用信息化教學方式，將“翻轉課堂”“混合式教學模式”及“教學評價改革”等方式融合，培養學生的自主學習能力和創新思維。

1 融合多課程內容，增加前沿知識

植物學是生物學專業的一門傳統學科，有著比較成熟且固定的教學內容和教學模式。但在生命科學快速發展和各學科交叉的新時代，學科間的界限也越來越模糊，因此，需要擴展植物學知識，培養學生的創新思維，這對培養高水平應用型人才極為重要。該課程探索將植物學和植物生理學的部分內容融合，在授課過程中增加了“光合作用”和“植物激素”的知識點，方便學生理解、掌握植物器官的結構和功能。如在“種子植物營養器官葉”一章中，葉片如何進行光合作用的知識點有助于學生更好地掌握葉的結構，同時，對于植物的發育和生態價值有更深入的理解。

科學技術的發展日新月異，一些最新研究成果進入課程教材需要一定的時間和進一步驗證，這導致了現行教材內容的滯后。若課堂中只講授教材上的知識，學生難以了解本學科的前沿研究，因此，教師需及時更新該課程的知識體系，以便拓寬學生的視野，培養其創新思維和創新能力。此外，課程內容可以適當加入一些國家政策解讀以及國內外植物學領域的科研項目進展。

2 開展信息化教學

隨著互聯網的快速發展，教學信息化時代已經到來，大學生對于信息化教學有著較高的認可度[3]。多媒體教學在植物形態和分類等內容的教學中具有很大的優勢，學生可以清晰直觀地認識各類植物的形態特征和結構特點[4]。該課程在授課中引入相關知識點的視頻，結合傳統的臘葉標本和新鮮植物樣本，對于學生知識的掌握和興趣的激發都有顯著的效果。例如：BBC 出品的《植物私生活》（The Private Life of Plants）、《綠色星球》（The Green Planet），以及中央電視臺紀錄片《影響世界的中國植物》等。這些視頻制作精美，專業知識應用準確，可以起到良好的教學效果。如在“植物繁殖器官”一章的講授中，針對果實一節，可以引入紀錄片《影響世界的中國植物》中的一集“水果 柑橘家族千年倫理大戲”，展示水果植物世界的繁衍變遷，柑橘家族任意兩個都可以雜交出新的品種，獨特的繁衍能力令柑橘家族越來越龐大，其中橙子是柚子和柑橘雜交而來，檸檬是由橙子和香櫞雜交而來。這個知識點的擴充能讓學生對植物果實有更好的理解。同時，在課堂上向學生展示往年植物學實踐課程制作的臘葉標本，也是一項十分有效的教學措施，能很好地激發學生的學習熱情。

3 “實驗入課堂”的植物學翻轉課堂教學

植物學是一門理論和實踐相結合的學科，在授課過程中應加強對學生觀察意識、創新思維及實踐能力的培養。植物學課程分為植物學理論課程和植物學實驗課程，先講授理論課后實驗操作的傳統授課模式，存在理論與實踐脫節的現象，導致知識難以內化，學生普遍存在“學完即忘”的情況。在這種情況下，如何優化植物學理論知識和實驗實踐教學模式，培養學生的自主學習和創新能力，是課程授課教師必須考慮的問題。本文嘗試將理論課與實驗課結合，并結合“混合式翻轉課堂”的形式，培養學生自主探究知識的能力[5-6]。如在講授植物形態與分類時，教師將“校園及周邊植物調查”這一實踐內容引入課堂，構建了“混合式翻轉課堂”教學模式。首先，讓學生課前觀看教學視頻和教材等資源，掌握基本知識；其次，讓學生組成學習小組，從感興趣的方面自擬題目，利用手機、計算機等工具主動尋找學習資料；最后，學生匯報學習成果，教師參與總結和討論，引導學生深入思考和拓展。在這個過程中，學生能深入了解每一種植物在形態學和分類學方面的特點，在實踐和自主學習的過程中加深對植物的根系、葉形葉性、花和果實內部結構等形態和分類術語的理解，能更好地掌握植物的科屬特征和分類依據，將課堂上難以理解的抽象概念與煩瑣的分類知識內化。通過翻轉課堂，教師使單向教學轉變成交互式教學，體現了“以學生為中心”教育理念，培養了學生的創新實踐能力，高效地完成了知識傳授和內化兩個目標。

4 課堂中BOPPPS、PBL 及Seminar 混合教學模式互補

創新思維是素質教育的重要內容，教育實踐中尤其要注重培養學生的創新意識和能力，其中課堂教學是對學生開展創新教育的主要途徑[7-8]。教師教學技能工作坊（Instructional Skills Workshop, ISW）旨在構建一種培訓的教學模式和教學設計系統，即BOPPPS 教學模式。BOPPPS 包含了導入（Bridge-in）、目標（Objective）、前測（Pre-assessment）、參與式學習（Participatory learning）、后測（Post-assessment）和總結（Summary）六個環節，通過科學的教學設計和規范的教學流程，使得課堂教學更加系統化和條理化[9-10]。如“種子植物營養器官葉”一節的課堂講授，在導入環節播放“不會枯萎的人造葉片”視頻，激發學生將基礎知識進行應用的熱情；在前測環節引入俗語“根深葉茂，本固枝榮”，引導學生結合“根”一節的知識深入思考植物葉片的功能和結構及其關系。參與式教學環節尤其能激發學生自主學習的主動性，通過接龍問答、軟件提問、小組討論、分組報告、情景模擬等方式，將課堂由教師講授為主轉變為以學生學習為主，出聲思考法是一種重要的思維顯性化的方法，能有效提高學生在課堂中對知識內化的能力。

同時，在教學過程中融入啟發式教學模式（Problem-Based Learning，PBL），激發學生的創新和創業思維，是高等教育改革的基本要求。啟發式教學模式要求在授課中以問題為主線、以學生為主體，通過課堂討論的方式強化學生對知識難點的理解，從而促進學生開放式探究，同時有利于培養學生團隊的合作意識和批判性思維[11-13]。如在“植物繁殖與分化”一節的教學過程中，啟發學生思考為何植物細胞可以由一塊愈傷組織發育成一株完整的植株，而動物細胞卻無法實現？從而讓學生對于植物細胞全能性有深入的理解。

Seminar 教學模式以討論會的形式開展，是一種以素質教育為內容的教學模式，學習小組在前期大量調查研究的基礎上，與教師在課堂上深入地進行學科研討，從而達到“學有所獲，教學相長，日學日進”的教育目的[14]。例如，針對知識點“根的發育”，學習小組利用教師提前準備的學習材料和自行檢索的信息，深入探討根冠感受重力的分子機制，讓學生在探究中深入思考，最終實現師生“教學相長”。

植物學課程將BOPPPS、PBL 和Seminar 教學模式良好融合，引導學生以學習小組的形式開展學習、討論和調研，形成了探索、競爭、互助的學習模式，有效調動了學生的學習熱情，培養了學生的團結協作精神。

5 教學評價改革

教育部在2018 年就提出“回歸常識、回歸本分，回歸初心，回歸夢想”的“四個回歸”教學理念，筆者認為合理有效的評價方式和評價體系是真正推動“四個回歸”的重要措施之一，對于實現人才培養目標具有重要作用。傳統評價機制以考試分數來評價學生的學習情況，學生在考試之前往往會突擊復習，難以有效地考查學生對課程知識的內化情況，更未對學生的品行、社會實踐能力等方面給予關注與考查。教學評價的初衷應該是全面客觀地評價學生的課程學習效果，因此，要積極改革傳統考核評價體系，注重過程性考核，重點考查學生運用課程知識的能力和解決問題的能力；同時重視學生平時的學習表現，如課堂參與度、課后素質拓展情況等。課堂參與度考核部分應多元化，將所學知識點轉化成課堂思考題，利用雨課堂等平臺，在線考核學生的學習情況。課后素質拓展成績包含了學習小組文獻調研報告、“混合式翻轉課堂” PPT 制作及匯報、知識點拓展個人作業，要真正推進拔尖創新人才的培養和考核。

6 結語

植物學課程致力于多課程內容交叉與前沿知識點的融合，利用“實驗入課堂”、翻轉課堂和混合式教學模式的多層次教學改革，顯著提高了學生自主學習的能力，增加了課堂教學活力，提高了學生知識內化能力，從而提高了教學效果和質量。課上課下的分組學習模式，建立“任務驅動”的團隊合作學習模式，使學生充分認識到開放自主學習和具備團隊合作精神的重要性，培養了學生積極健康的學習心態。在信息時代，教師需要不斷探索和改進教學內容和教學模式，以發展的眼光辯證看待問題，及時使用新技術、新方法解決問題，培養學生的創新思維和獨立思考的能力。