“植物生理學(xué)”混合式教學(xué)改革實踐與反思

［摘 要］ 線上線下混合式教學(xué)模式在高校中得到了廣泛的探索與實踐。為了提升“植物生理學(xué)”教學(xué)效果，揚州大學(xué)“植物生理學(xué)”教師團(tuán)隊進(jìn)行了課程教學(xué)改革，在更新教材、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和建設(shè)“植物生理學(xué)”在線課程基礎(chǔ)上，開展線上線下混合式教學(xué)模式實踐。通過對2017級農(nóng)口專業(yè)學(xué)生進(jìn)行知識基礎(chǔ)、專業(yè)背景、課程學(xué)習(xí)情況以及考研成績等調(diào)研，探討“植物生理學(xué)”課程基于線上平臺的成效。結(jié)果表明，混合式教學(xué)模式有效提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，顯著提升了“植物生理學(xué)”課程的教學(xué)質(zhì)量。

［關(guān)鍵詞］ 植物生理學(xué)；混合式教學(xué)；教學(xué)改革；在線課程；自主學(xué)習(xí)

［基金項目］ 2020年度江蘇省高校“青藍(lán)工程”優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊項目“植物與植物生理學(xué)教學(xué)團(tuán)隊”（2020-10）；2019年度揚州大學(xué)“青藍(lán)工程”項目“植物與植物生理學(xué)教學(xué)團(tuán)隊”（2019-14 ）；2020年度揚州大學(xué)校級教改課題“‘植物生理學(xué)’線上線下混合式課程建設(shè)與應(yīng)用研究”（YZUJX2020-C20）

［作者簡介］ 吳云飛（1985—），男，江蘇淮安人，博士，揚州大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授，主要從事植物生理學(xué)教學(xué)及植物細(xì)胞發(fā)育研究；余徐潤（1986—），男，安徽潛山人，博士，揚州大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授，主要從事植物生理學(xué)教學(xué)及植物細(xì)胞發(fā)育研究；熊飛（1971—），男，江蘇泰興人，博士，揚州大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授，主要從事植物生理學(xué)教學(xué)及植物細(xì)胞發(fā)育研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）15-0069-04 ［收稿日期］ 2023-01-16

引言

“植物生理學(xué)”是研究植物生命活動規(guī)律及其與環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué)，是生命科學(xué)領(lǐng)域一門至關(guān)重要的基礎(chǔ)課程。近幾年，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與課堂教學(xué)融合的線上線下混合式教學(xué)模式應(yīng)運而生。教育部印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校在線開放課程建設(shè)應(yīng)用與管理的意見》，提出“建設(shè)一批以大規(guī)模在線開放課程為代表、課程應(yīng)用與教學(xué)服務(wù)相融通的優(yōu)質(zhì)在線開放課程”“促進(jìn)在線開放課程廣泛應(yīng)用”的重點任務(wù)［1］。為適應(yīng)新時期教育的需要，提高“植物生理學(xué)”課程教學(xué)質(zhì)量，筆者所在課題組在揚州大學(xué)對“植物生理學(xué)”課程教學(xué)進(jìn)行了一系列改革，并對線上線下混合教學(xué)模式進(jìn)行了探討。

一、“植物生理學(xué)”教學(xué)改革的準(zhǔn)備工作

（一）統(tǒng)籌教學(xué)重點與難點，革新教學(xué)內(nèi)容

教科書作為課堂教學(xué)的主要媒介，也是學(xué)生自學(xué)的第一個參考材料，因而在課堂上尤為重要。筆者所在學(xué)校已開設(shè)多年“植物生理學(xué)”課程，該課程基于“植物生理學(xué)”教學(xué)團(tuán)隊多年的積累和建設(shè)，先后榮獲國家精品課程、國家精品資源共享課和江蘇省高等教育成果一等獎。21世紀(jì)以來，生命科學(xué)領(lǐng)域研究進(jìn)度越來越快，筆者所在“植物生理學(xué)”教學(xué)團(tuán)隊進(jìn)一步積累、整理并出版的《植物生理學(xué)》第三版教材被列為普通高等教育農(nóng)業(yè)農(nóng)村部“十三五”規(guī)劃教材。“植物生理學(xué)”理論課程主要講述緒論、植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、植物的水分代謝、植物的礦質(zhì)營養(yǎng)和氮素營養(yǎng)、植物的光合作用、植物的呼吸作用、同化物的運輸和分配、植物細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、植物生長物質(zhì)、植物的光形態(tài)建成和運動、植物的生長生理、植物的成花生理、植物的生殖和衰老以及植物的抗逆生理等內(nèi)容。

（二）基于中國大學(xué)MOOC建設(shè)“植物生理學(xué)”在線課程

“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)建的數(shù)字平臺使得各種新興的學(xué)習(xí)方式出現(xiàn)，如在線學(xué)習(xí)、移動學(xué)習(xí)、微課、小規(guī)模限制性在線課程（SPOC）、大規(guī)模開放在線課程（MOOC）等。揚州大學(xué)“植物生理學(xué)”課程在2017年被立為江蘇省高校首批MOOC課程建設(shè)項目。中國大學(xué)MOOC是網(wǎng)易和高等教育出版社共同發(fā)起的一項網(wǎng)絡(luò)教育平臺，它承擔(dān)了教育部“全國精品開放課程”的使命。平臺主要有開放課件、測試和作業(yè)、討論區(qū)等部分。教師可以在課件模塊上傳教學(xué)錄像、課件與實驗過程；學(xué)生可以在測試及作業(yè)模塊完成專題測試及課后作業(yè)，鞏固所學(xué)知識，檢驗所學(xué)成果；有問題的學(xué)生可以在討論區(qū)提問，教師和學(xué)生共同討論，交流問題［2］。中國大學(xué)MOOC可以在多平臺使用，操作簡單，不受時間和地點的限制。揚州大學(xué)“植物生理學(xué)”教學(xué)團(tuán)隊利用該平臺建設(shè)了“植物生理學(xué)”在線課程［3］。根據(jù)“植物生理學(xué)”課程教學(xué)大綱的要求，“植物生理學(xué)”教學(xué)團(tuán)隊重構(gòu)了課程體系，線上資源包含114個教學(xué)視頻及配套課件、1 500道測驗和作業(yè)、10個實驗課件、130個討論主題、220個研究進(jìn)展、150個課間提問和600道隨堂測驗。

二、線上線下混合式教學(xué)模式的具體實施

（一）課前發(fā)布學(xué)習(xí)資料

根據(jù)教學(xué)進(jìn)度的安排，教師發(fā)布單元學(xué)習(xí)資源，組織學(xué)生觀看視頻、在線測試、主題討論、匯總共性問題等，強(qiáng)化知識傳授。同時，教師可以從中國大學(xué)MOOC的后臺數(shù)據(jù)中獲取學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度，并在討論區(qū)提問，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)思考、回答問題；學(xué)生通過線上個性化學(xué)習(xí)，完成單元測試，參與討論，提出問題等活動進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，鍛煉批判性思維能力。

（二）課堂教學(xué)靈活多樣

在課堂上，教師會延伸前沿知識，對學(xué)生在自學(xué)過程中遇到的一些共性問題進(jìn)行總結(jié)，講解重點與難點，解答疑問，發(fā)展科學(xué)思維，拓寬視野，組織翻轉(zhuǎn)課堂并對線上學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評價等；學(xué)生通過組內(nèi)討論、小組匯報、組間交流等活動消化知識，培養(yǎng)創(chuàng)新意識與團(tuán)隊協(xié)作能力。

（三）課后完成測驗和作業(yè)，檢測學(xué)習(xí)效果

課后，教師會發(fā)放測驗及作業(yè)。學(xué)生在完成測驗作業(yè)、參加拓展實訓(xùn)和撰寫心得體會的過程中，提高實踐創(chuàng)新能力；教師通過教學(xué)評價、組織拓展實訓(xùn)、反思教學(xué)等活動進(jìn)行提升輔導(dǎo)。

（四）增加專題，拓展學(xué)生知識面

在植物的礦質(zhì)營養(yǎng)和氮素營養(yǎng)、植物生長物質(zhì)和植物的抗逆生理3個部分，學(xué)生可以自己選定課題，通過中、英文數(shù)據(jù)庫查找信息資料，并將所學(xué)內(nèi)容與跨學(xué)科知識、生產(chǎn)實踐應(yīng)用相聯(lián)系，課堂上進(jìn)行討論和報告。以植物的礦質(zhì)營養(yǎng)為例，學(xué)生選擇一個礦質(zhì)元素，對其發(fā)現(xiàn)史、功能缺陷或過多進(jìn)行生物學(xué)性狀分析以及如何檢測—預(yù)防—治理等整理相關(guān)素材，形成一個完整的成果后進(jìn)行匯報。專題匯報既鍛煉了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和團(tuán)隊協(xié)作的能力，又拓寬了學(xué)生的知識面［4］。

（五）立德樹人，育教融合

“植物生理學(xué)”課程始終堅持立德樹人、全方位育人，將思想政治教育融入教學(xué)全過程，強(qiáng)化學(xué)生的政治信仰和家國情懷。例如：袁隆平院士長期致力于培育高產(chǎn)雜交水稻，促進(jìn)雜交水稻走向世界；沈允鋼證明光合磷酸化中高能中間態(tài)的存在；湯佩松首先提出呼吸的多條途徑。另外，課程中講授植物生理與環(huán)境的關(guān)系，加強(qiáng)生態(tài)文明教育，引導(dǎo)學(xué)生牢固樹立綠水青山就是金山銀山的理念；還講授植物生理學(xué)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的相關(guān)性，培養(yǎng)學(xué)生“大國三農(nóng)”情懷，增強(qiáng)鄉(xiāng)村振興的責(zé)任感、使命感。

（六）構(gòu)建新的課程考核體系

考核系統(tǒng)是在線學(xué)習(xí)平臺的重要組成成分，與教學(xué)質(zhì)量評價直接相關(guān)［5］。在以往的教學(xué)評價中，學(xué)生的期末考試分?jǐn)?shù)所占比重很大，普遍在70%以上，未能很好地體現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)的過程性評價。針對這一現(xiàn)狀，我們課題組在“植物生理學(xué)”教學(xué)改革中，建立了一套新的考試評價制度，將學(xué)生的考試成績分為實驗成績（10%）和理論考試成績（90%）兩部分。其中，理論考試部分線上評分包括學(xué)習(xí)進(jìn)度、測試與作業(yè)完成情況、線上課堂討論參與度等，合計約為45%；線下成績主要有專題報告（15%）、平時成績（出勤、課堂提問）（10%）和期末考試（30%）。新的課程考核體系大幅增加了平時考核的比重，可以更真實地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

三、調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)果統(tǒng)計與分析

揚州大學(xué)首期“植物生理學(xué)”線上線下混合課程已經(jīng)圓滿落幕。我們自編了“植物生理學(xué)”教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)查問卷，選取已完成該課程的2017級大二學(xué)生作為研究對象，進(jìn)行問卷調(diào)查研究。本問卷的內(nèi)容涵蓋了高中生物學(xué)基本知識、專業(yè)背景、植物生理學(xué)學(xué)習(xí)情況、植物生理學(xué)應(yīng)用、植物生理學(xué)教學(xué)改革等16道客觀題及植物生理學(xué)與學(xué)生所學(xué)專業(yè)的相關(guān)性問題，共發(fā)放紙質(zhì)問卷222份，收回有效問卷202份。

（一）現(xiàn)專業(yè)選擇情況和高中知識背景

調(diào)查結(jié)果顯示，（1）選擇現(xiàn)在所學(xué)專業(yè)方面，25.74%的學(xué)生因為個人興趣；24.25%的學(xué)生由于家長推動；1.5%的學(xué)生因為朋友圈影響；48.51%的學(xué)生服從調(diào)劑。（2）在高中知識背景方面，僅有41.62%的學(xué)生高考選擇生物和物理/歷史組合；29.44%的學(xué)生高考選擇化學(xué)和物理組合；20.52%的學(xué)生高考選擇雙文科或歷史和化學(xué)組合；其他8.42%。兩項數(shù)據(jù)結(jié)果對比表明，2017級農(nóng)口專業(yè)大學(xué)生對專業(yè)喜愛程度較低，生物知識基礎(chǔ)薄弱。

（二）“植物生理學(xué)”課程學(xué)習(xí)情況

調(diào)查結(jié)果顯示，（1）“植物生理學(xué)”課程難度系數(shù)方面，僅有3.87%的學(xué)生認(rèn)為課程簡單，能夠全部掌握教師所講的內(nèi)容；35.91%的學(xué)生認(rèn)為課程難度一般，能夠基本掌握所講內(nèi)容；50.83%的學(xué)生覺得課程較難。（2）植物生理學(xué)相關(guān)的基礎(chǔ)學(xué)科掌握情況方面，僅有32.45%的學(xué)生認(rèn)為掌握程度良好。（3）“植物生理學(xué)”課程實驗參與程度方面，95.31%的學(xué)生喜歡親自動手參與整個過程。（4）關(guān)注植物生理學(xué)最新研究進(jìn)展方面，有53.68%的學(xué)生因考研需要愿意關(guān)注。四項數(shù)據(jù)結(jié)果表明，“植物生理學(xué)”課程難度較高，學(xué)生對本課程的理解需要一定的生物學(xué)基礎(chǔ)，付出了較多時間與精力。

（三）學(xué)生對“植物生理學(xué)”課程的感受和要求

調(diào)查結(jié)果顯示，（1）48.5%的學(xué)生會將植物生理學(xué)和養(yǎng)花、種菜、園林植物生長等相聯(lián)系。（2）除了田間課程之外，僅有21.99%的學(xué)生會經(jīng)常參與“植物生理學(xué)”課程見習(xí)或田間工作。（3）37.29%的學(xué)生有明確目標(biāo)就業(yè)方向；77.46%的學(xué)生會選擇考研。（4）62.05%的學(xué)生因為工作或考研需要，表示以后還會進(jìn)一步學(xué)習(xí)“植物生理學(xué)”課程。四項數(shù)據(jù)結(jié)果表明，大部分學(xué)生自主學(xué)習(xí)“植物生理學(xué)”課程的意識薄弱。

（四）學(xué)生對教師教學(xué)態(tài)度、課程教學(xué)的總體評價及對“植物生理學(xué)”課堂的期望

調(diào)查結(jié)果顯示：（1）對教師的教學(xué)態(tài)度方面，95.4%的學(xué)生表示滿意；（2）對“植物生理學(xué)”課程教學(xué)總體評價方面，絕大多數(shù)學(xué)生對本課程教學(xué)滿意，占比為93.3%；（3）對課堂的期望方面，學(xué)生期望充實課程內(nèi)容，增加課程實訓(xùn)、實驗探索與交流反思時間。從前面兩個方面來看，大多數(shù)學(xué)生都很認(rèn)可教師的教學(xué)態(tài)度，也反映出教學(xué)態(tài)度對課程學(xué)習(xí)成效的影響。

（五）學(xué)習(xí)效果以及實戰(zhàn)檢驗

經(jīng)統(tǒng)計，2017級222名學(xué)生，升學(xué)共145人，其中揚州大學(xué)112（含推免15人），外校33人，報考本校且必考“植物生理學(xué)”的81人，成績90分以上通過率為92%；2016級263名學(xué)生，升學(xué)共156人，其中出國4人，揚州大學(xué)120人（含推免15人），外校32人，報考本校且必考“植物生理學(xué)”的87人，成績90分以上通過率84%。

通過比較2016級、2017級兩屆學(xué)生考研成績可知，MOOC線上和線下輔助教學(xué)能夠顯著提高考試成績，尤其是100～140之間分?jǐn)?shù)段比例顯著提高，但是90分以下以及140分以上人數(shù)比例降低。

四、反思與借鑒

（一）轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念

在學(xué)習(xí)觀念與學(xué)習(xí)方式的變遷中，如何讓學(xué)生養(yǎng)成良好的自主學(xué)習(xí)習(xí)慣、提高自我管理能力，需要教師在實踐中不斷探索與研究。這要求教師積極創(chuàng)新指導(dǎo)，整合教學(xué)方式，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動性與自律性［6］。

學(xué)生生物學(xué)基礎(chǔ)不同、個性特點不同、學(xué)習(xí)水平不同，這需要教師自主設(shè)計并制作有針對性的課程教學(xué)方式，有效結(jié)合線上與線下資源，開展研究性教學(xué)或線上線下混合式教學(xué)模式，以便于學(xué)生開展學(xué)習(xí)活動，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性，進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)效果。

（二）控制課程資源的內(nèi)容

隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，課程知識必須與前沿研究相結(jié)合。教師須對植物生理學(xué)發(fā)展的前沿技術(shù)和熱點研究進(jìn)行全面分析，將其作為課程基礎(chǔ)知識建設(shè)的導(dǎo)入、擴(kuò)展或延伸，與教材基礎(chǔ)知識融合，并強(qiáng)化學(xué)術(shù)資源的使用。這有助于增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)思維，提高他們對課程的學(xué)習(xí)興趣。

（三）加強(qiáng)課程思政的教學(xué)改革創(chuàng)新

“植物生理學(xué)”是生物、農(nóng)學(xué)、園藝、植物保護(hù)、林學(xué)、草學(xué)、資源環(huán)境、生態(tài)等專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、糧食安全、食品安全、環(huán)境保護(hù)、人類健康都密切相關(guān)［3］。“植物生理學(xué)”是高校生物類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，開展“植物生理學(xué)”課程思政教學(xué)對幫助學(xué)生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀意義重大。

結(jié)語

“植物生理學(xué)”教學(xué)改革的實踐表明，線上線下混合式教學(xué)模式能有效提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，顯著提升“植物生理學(xué)”課程的教學(xué)效果。2018年，教育部發(fā)布《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》中提出，積極推廣小班化教學(xué)、混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂，大力推進(jìn)智慧教室建設(shè)，構(gòu)建線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式。在未來的“植物生理學(xué)”教學(xué)中，揚州大學(xué)“植物生理學(xué)”教育團(tuán)隊將繼續(xù)依托中國大學(xué)MOOC，結(jié)合慕課堂、QQ群、微信群等多種平臺進(jìn)行線上授課。運用問題啟發(fā)式、探究式、翻轉(zhuǎn)課堂等方式進(jìn)行線下授課，實現(xiàn)傳統(tǒng)課堂教學(xué)與在線教學(xué)優(yōu)勢互補(bǔ)，并不斷進(jìn)行改進(jìn)和完善，力爭將“植物生理學(xué)”課程打造成線上線下混合式“金課”。

參考文獻(xiàn)

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