以問題為導(dǎo)向的互動式教學(xué)法的應(yīng)用與探討

［摘 要］ 本科生實驗課是培養(yǎng)學(xué)生理論結(jié)合實踐能力的重要環(huán)節(jié)，以問題為導(dǎo)向的互動式教學(xué)法強調(diào)學(xué)生在教學(xué)活動中的主體作用，注重培養(yǎng)學(xué)生獨立自主與探索未知的能力，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外高校的實踐教學(xué)。以“植物基因工程”實驗課為例，探討以問題為導(dǎo)向的互動式教學(xué)法在本科實驗教學(xué)中應(yīng)用途徑，通過師生聯(lián)動優(yōu)化教學(xué)方案與實驗細(xì)節(jié)，學(xué)生分組培養(yǎng)團(tuán)隊合作意識，以及課后反饋保障良性循環(huán)等措施，引導(dǎo)學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)，調(diào)動其學(xué)習(xí)的積極性和主動性，培養(yǎng)學(xué)生獨立自主與探索未知的能力，改善課堂教學(xué)效果。

［關(guān)鍵詞］ 問題導(dǎo)向；互動式教學(xué)法；實驗教學(xué)

［基金項目］ 2022年度河南省一流本科課程“植物基因工程”（豫教〔2022〕37879）；2023年度河南省本科高校研究性教學(xué)改革與實踐項目“新農(nóng)科背景下創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)的研究型教學(xué)模式探索與實踐”（教高〔2023〕388號）

［作者簡介］ 燕敬利（1988—），女，河南安陽人，理學(xué)博士，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院講師，主要從事植物衰老與逆境生物學(xué)研究；雷彩燕（1980—），女，河南洛寧人，理學(xué)博士，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院副教授，主要從事植物次生代謝研究；韓衛(wèi)麗（1978—），女，河南衛(wèi)輝人，農(nóng)學(xué)碩士，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院實驗師，主要從事植物科學(xué)與檢疫實驗室工作研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）30-0117-04 ［收稿日期］ 2023-03-29

2021年，國務(wù)院印發(fā)《“十四五”推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化規(guī)劃》，強調(diào)“三農(nóng)”工作是全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的重中之重，要求夯實農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)，提升糧食等重要農(nóng)產(chǎn)品供給保障水平。為提高農(nóng)作物的產(chǎn)量與農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)迫切需要向科技創(chuàng)新與技術(shù)創(chuàng)新轉(zhuǎn)型?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》指出，要重點擴大創(chuàng)新人才的培養(yǎng)規(guī)模。2022年，我國理工農(nóng)醫(yī)類本科專業(yè)招生規(guī)模達(dá)總學(xué)科的一半以上。地方本科高校作為國家重要科研院所和高校碩博招生的主要生源輸出單位，應(yīng)抓住時代發(fā)展的機遇，探索以創(chuàng)新型人才和應(yīng)用型人才為導(dǎo)向的培養(yǎng)機制，優(yōu)化本科生課堂教學(xué)方法，提升教學(xué)效果，為國家和社會輸送高素質(zhì)人才提供有力保障。

“植物基因工程”課程是植物科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生的核心專業(yè)課，是一門理論性較強且內(nèi)容抽象的課程，主要研究轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)生的原理、途徑、用途及安全性評價等，對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)意義重大，如轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的大面積種植［1］?！爸参锘蚬こ獭闭n程內(nèi)容抽象，核心主體是基因，要求學(xué)生具有分子生物學(xué)、遺傳學(xué)等知識背景，因而學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍感到吃力難理解。“植物基因工程”實驗課側(cè)重于對學(xué)生實驗技能的培養(yǎng)，使學(xué)生在實驗設(shè)計、實驗操作、實驗記錄以及數(shù)據(jù)分析等方面均得到鍛煉，實現(xiàn)理論結(jié)合實踐、發(fā)展創(chuàng)新思維、培養(yǎng)科研素養(yǎng)的目標(biāo)。常規(guī)實驗課的模式是教師講授實驗原理，學(xué)生按照實驗步驟操作，獲得實驗結(jié)果，撰寫實驗報告。這種授課方式中學(xué)生只是機械地執(zhí)行操作，對內(nèi)容不求甚解，而且實驗中所使用的材料或樣品常常是肉眼不可見的。例如，目的基因或載體質(zhì)粒，學(xué)生難以判斷結(jié)果如何。另外，“植物基因工程”實驗課的內(nèi)容是一套系統(tǒng)的流程，一方面，由于課時的限制導(dǎo)致設(shè)置的各次實驗內(nèi)容之間連續(xù)性不足，學(xué)生不能很好地把握整套實驗流程；另一方面，由于教學(xué)條件和儀器設(shè)備數(shù)量不充足，部分學(xué)生只能圍觀實驗操作，導(dǎo)致實驗教學(xué)達(dá)不到理想的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。本文在互動式教學(xué)法的基礎(chǔ)上，將問題導(dǎo)向引入本科生實驗教學(xué)，通過師生聯(lián)動設(shè)計實驗方案、學(xué)生分組團(tuán)隊形式完成課堂任務(wù)，以及教師保障良好課后反饋等途徑，實現(xiàn)以問題為導(dǎo)向的互動教學(xué)模式，提高學(xué)生參與課堂活動的積極性。

一、以問題為導(dǎo)向的互動式教學(xué)法概述

互動式教學(xué)法強調(diào)以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，充分發(fā)揮教師與學(xué)生的主觀能動性，注重培養(yǎng)學(xué)生獨立思考問題、主動探索解決方案的能力，鼓勵學(xué)生打破模式思維，敢于創(chuàng)新，使學(xué)生對知識從以往的被動接受到后來的主動獲取，是學(xué)習(xí)觀念上的重要轉(zhuǎn)變［2］。以問題為導(dǎo)向的教學(xué)模式強調(diào)教師引導(dǎo)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)，學(xué)生通過資料查閱與交流討論等方式掌握相關(guān)知識，從而培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、解決問題的能力。當(dāng)今社會高度信息化，網(wǎng)絡(luò)和智能手機的普及極大豐富了人們獲取知識與信息的渠道。教師可通過課堂學(xué)習(xí)軟件發(fā)布與課程內(nèi)容相關(guān)的問題，學(xué)生收到問題后，通過網(wǎng)絡(luò)或紙質(zhì)圖書查閱相關(guān)資料，提出解決方案。教師在教學(xué)過程中有針對性地對學(xué)生提出的問題進(jìn)行解答和分析，鼓勵學(xué)生在課上敢于提出新問題，勇于質(zhì)疑，使學(xué)生帶著問題去聽課，有效提高課堂教學(xué)效率。

將以問題為導(dǎo)向的教學(xué)模式與互動式教學(xué)法有機結(jié)合，以學(xué)生為中心，激發(fā)學(xué)生探索未知的積極性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的興趣，同時培養(yǎng)學(xué)生獨立自主解決問題的能力，以及與他人合作交流的團(tuán)隊精神。在教學(xué)過程中，教師必須深入鉆研教材與教學(xué)內(nèi)容，不僅要熟悉課程大綱與課程目標(biāo)，還要經(jīng)常查閱國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展，備課過程中要在基礎(chǔ)內(nèi)容充實的情況下提出一些拔高性的新問題，師生共同討論交流，實現(xiàn)教學(xué)相長。以問題為導(dǎo)向，在教師充分備課和學(xué)生積極思考的背景下交流互動，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)新知識，實現(xiàn)新舊知識的完美銜接與融合，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力與創(chuàng)新精神。

二、以問題為導(dǎo)向的互動式教學(xué)法在本科實驗教學(xué)中的應(yīng)用途徑

當(dāng)今社會各領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展，生命科學(xué)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中廣泛應(yīng)用，極大地提高和豐富了農(nóng)作物的產(chǎn)量品質(zhì)和農(nóng)產(chǎn)品的種類。植物基因工程技術(shù)以分子生物學(xué)和遺傳學(xué)等學(xué)科為支撐，將外源目的基因通過人為的方式有目的地引入受體植物，獲得具有優(yōu)良性狀或抗性的植株，實現(xiàn)定向改造農(nóng)作物的目的，具有研究周期短且收益效果高的特點?！爸参锘蚬こ獭闭n程是農(nóng)林類高校的學(xué)生培養(yǎng)計劃中相對比較重要的一門課程，教學(xué)內(nèi)容中涉及許多比較抽象的知識點，如基因、載體等，尤其是實驗教學(xué)活動中，傳統(tǒng)教學(xué)法通常是教師講解相關(guān)的實驗原理、實驗步驟和操作注意事項，然后學(xué)生按照教師給的實驗步驟機械性地進(jìn)行操作，對于實驗步驟中的原理以及可能出現(xiàn)的問題等不求甚解，難以達(dá)到理想的教學(xué)效果。以問題為導(dǎo)向的互動式教學(xué)法能夠較好地彌補傳統(tǒng)教學(xué)法中存在的這些缺陷，學(xué)生帶著問題參與課堂教學(xué)活動，在教師把控全局保證實驗安全進(jìn)行的前提下，學(xué)生通過自己動手操作實驗并獲得預(yù)期實驗結(jié)果，完成提出問題并解決問題的過程，能夠很好地增強學(xué)生的自信心，同時也提高了教學(xué)效率。

（一）師生聯(lián)動，優(yōu)化教學(xué)方案

教學(xué)方案和教學(xué)設(shè)計是教師在教學(xué)活動中的重要指南，制訂科學(xué)合理的教學(xué)計劃尤其重要。通常教學(xué)方案由教師參考教學(xué)大綱、教材以及同行經(jīng)驗等，與教研室同事共同商討決定?；邮浇虒W(xué)法強調(diào)以學(xué)生為主體，因而我們在制訂教學(xué)方案時不妨考慮收集一些學(xué)生的建議與看法，擇優(yōu)而用，這樣不僅可以鼓勵學(xué)生積極思考并提出問題，而且可以幫助教師優(yōu)化教學(xué)方案，提高課堂教學(xué)活動的效率。例如，可以讓學(xué)生提前閱讀教材，針對自己感興趣或者有疑惑的內(nèi)容提出問題，教師收集問題后，將這些問題有針對性地整合到課堂教學(xué)活動中，既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又提高了課堂教學(xué)效率［3］。當(dāng)然，由于學(xué)生自身知識水平與視角能力的局限性，提出的問題可能會過于簡單，教師需要做好甄別工作。以“植物基因工程”實驗課中《融合載體的構(gòu)建》這一節(jié)的內(nèi)容為例，學(xué)生通過預(yù)習(xí)教材內(nèi)容大致了解了融合載體構(gòu)建的基本原理，但是目的基因如何選擇以及什么樣的工程載體更合適，學(xué)生帶著問題閱讀拓展資料或網(wǎng)上搜索相關(guān)文獻(xiàn)尋找答案。在課堂上，教師通過講解并結(jié)合多媒體動畫演示等工具將抽象的知識轉(zhuǎn)化為具體的可視化材料，幫助學(xué)生加深對基因和載體的理解。課堂中教師也可以給出一些開放性的問題，例如，能否將動物的基因轉(zhuǎn)入植物中進(jìn)行表達(dá)？任何外源基因都能在受體植物中表達(dá)嗎？讓學(xué)生在課堂上討論交流，加強師生互動與生生互動。

（二）探討實驗方案，熟悉實驗細(xì)節(jié)

在傳統(tǒng)教學(xué)法中的實驗課上，教師會就實驗?zāi)康摹嶒炘?、儀器設(shè)備以及實驗步驟進(jìn)行詳細(xì)講解，然后學(xué)生對照給出的實驗步驟按部就班依次操作，整個過程中學(xué)生都處于被動聽講、被動接受知識的狀態(tài)，尤其是“植物基因工程”實驗課的有些內(nèi)容比較枯燥抽象，學(xué)生容易注意力不集中，導(dǎo)致教學(xué)效率大打折扣。例如，《目的基因的獲得》這一節(jié)的內(nèi)容，獲得目的基因的方法頗多，哪種方法的效率更高或者哪種方法的成本更低？學(xué)生針對教師提出的問題，通過查閱文獻(xiàn)資料或與同學(xué)交流討論，主動解決心中疑惑，同時也加深了學(xué)生對實驗原理的理解。可以讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)實驗操作的步驟和實驗細(xì)節(jié)，教師在課前發(fā)布幾個相關(guān)的問題，學(xué)生帶著問題有針對性地接觸新知識。也可以鼓勵學(xué)生自己制訂實驗方案，課上教師組織學(xué)生進(jìn)行匯報交流與討論，讓學(xué)生之間互相點評實驗方案的優(yōu)點和缺點，教師再重點針對實驗方案中存在的問題和重點、難點進(jìn)行講解，對于較難懂的問題，教師適當(dāng)進(jìn)行引導(dǎo)，鼓勵學(xué)生發(fā)散思維，最終徹底理解整個實驗，能夠靈活運用所學(xué)知識，做到觸類旁通。在整個教學(xué)活動過程中，學(xué)生不僅分享了自己的預(yù)習(xí)成果，而且完成了既定的實驗內(nèi)容，自信心受到了極大鼓舞，提升了學(xué)習(xí)興趣。

（三）學(xué)生分組互動，培養(yǎng)團(tuán)隊意識

團(tuán)隊合作意識對于學(xué)生未來走向社會參加工作十分重要，現(xiàn)在的大學(xué)生多為“00后”，且獨生子女較多，從小在父母等長輩的關(guān)愛下成長，部分學(xué)生性格比較自我，合作意識不強，高校教育注重培養(yǎng)學(xué)生的合作意識。另外，由于實驗室場地和儀器設(shè)備數(shù)量的限制，實驗課上通常難以做到讓學(xué)生獨立完成全部的實驗操作。一般地，我們會將學(xué)生進(jìn)行分組，以小組成員合作的方式完成整套的實驗。我們要求組內(nèi)成員進(jìn)行分工，每個成員各司其職，均參與到實驗中，協(xié)作完成任務(wù)。為充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)過程中可以安排學(xué)生以小組的形式匯報和講解對實驗的理解與心得體會，請其他組的學(xué)生進(jìn)行提問和點評，教師全程旁聽并適當(dāng)進(jìn)行指導(dǎo)，以防學(xué)生討論的內(nèi)容偏離主線；同時為防止出現(xiàn)某些組內(nèi)成員偷懶，將工作全部積壓給某一名學(xué)生的情況，可以通過隨機提問的方式充分調(diào)動學(xué)生的積極性，并且告訴學(xué)生會有小組得分，增強學(xué)生的團(tuán)隊意識。例如，在《陽性植株評價》這一節(jié)內(nèi)容中，各小組的學(xué)生經(jīng)歷了前期理論知識的學(xué)習(xí)和部分實驗課程的實際動手操作，已經(jīng)對植物基因工程技術(shù)有了深入的理解，融合載體轉(zhuǎn)化受體植物后如何評價陽性植株是這一節(jié)的主要問題。學(xué)生帶著問題預(yù)習(xí)教材內(nèi)容與教師發(fā)布的拓展閱讀資料，結(jié)合自己所在小組獲得的待檢測植株的數(shù)量與狀態(tài)，制訂可行性方案，經(jīng)教師指導(dǎo)后實施實驗方案，最后匯總實驗結(jié)果，以演示文稿的形式在課堂上展示。教師以小組得分的方式評價各組的實驗方案與實驗結(jié)果，使學(xué)生體會到自己的勞動成果獲得認(rèn)可的喜悅，意識到團(tuán)隊合作精神在完成一項工作中的重要性。

（四）重視課后反饋，保障良性循環(huán)

學(xué)習(xí)是一個正反饋的過程，課堂教學(xué)活動結(jié)束后，教師和學(xué)生都應(yīng)重視對當(dāng)天課程內(nèi)容的回顧與反思，保障學(xué)習(xí)進(jìn)行良性循環(huán)。實驗課結(jié)束后，學(xué)生針對當(dāng)天的實驗內(nèi)容提交實驗報告，總結(jié)并分析實驗結(jié)果，討論實驗中出現(xiàn)的問題等。對于依然有疑惑的部分，可以查閱文獻(xiàn)資料或者向教師請教。教師要及時批閱學(xué)生的實驗報告，整理收集學(xué)生作業(yè)中存在的各種問題，等下次課時有針對性地進(jìn)行講解，并對較優(yōu)秀的作業(yè)進(jìn)行點評表揚，既幫助了學(xué)生鞏固上節(jié)課所學(xué)知識點，又提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)成就感。當(dāng)然，課上教師的反饋也很重要。例如，學(xué)生回答問題或者匯報總結(jié)之后，教師要對學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行點評與鼓勵，提高學(xué)生的積極性，引導(dǎo)其主動參與課堂教學(xué)活動。又比如，在《融合質(zhì)粒電泳檢測》這一節(jié)的內(nèi)容中，學(xué)生提取融合質(zhì)粒后，須通過電泳的方式檢測質(zhì)粒是否正確可用，課前可以發(fā)布問題，引導(dǎo)學(xué)生思考：構(gòu)建的融合質(zhì)粒跑出什么樣的條帶才是正確可用的？學(xué)生帶著問題查閱相關(guān)書籍文獻(xiàn)；課程實驗結(jié)束后，學(xué)生拿到電泳結(jié)果，自行分析判斷條帶是否正確及質(zhì)粒是否可用，并撰寫實驗報告；教師批閱學(xué)生的實驗報告并及時反饋結(jié)果，可以在下一次實驗課時進(jìn)行點評，反饋學(xué)生的實驗報告，適當(dāng)?shù)毓膭钆c表揚學(xué)生，形成正反饋的良性循環(huán)。當(dāng)然，對于實驗結(jié)果是陰性的學(xué)生也要積極引導(dǎo)，啟發(fā)其主動思考與回顧實驗操作步驟，找到出現(xiàn)問題的原因，提高發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，同時也要提高學(xué)生的自信心。

三、以問題為導(dǎo)向的互動式教學(xué)法應(yīng)用中的思考與討論

互動式教學(xué)法是高校教育改革中教學(xué)方法的一種革新，其強調(diào)教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，以問題引導(dǎo)或案例分析等方式吸引學(xué)生的注意力，使學(xué)生對知識的獲取從被動接受到主動探索，打破了傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)模式的局限性，提高了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的成就感和體驗感。特別是實驗教學(xué)更注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力和科研創(chuàng)新思維能力，以學(xué)生為主體，教師設(shè)計合理的教學(xué)方案，引導(dǎo)學(xué)生主動思考“為什么？怎么做？這么做結(jié)果會怎樣？”，培養(yǎng)學(xué)生主動分析問題、解決問題的能力。然而，以問題為導(dǎo)向的互動式教學(xué)法在實驗教學(xué)中應(yīng)用時也存在一些問題。例如，實驗室空間有限，儀器設(shè)備老舊，學(xué)生能力和主觀能動性欠佳等，均對教師的教學(xué)能力和備課情況提出了更高的要求。對此，互動式教學(xué)法需要師生共同協(xié)作，學(xué)生應(yīng)積極主動地參與教師布置的課堂內(nèi)外的各項任務(wù)，教師也要合理組織課堂，重視教學(xué)設(shè)計，師生合作共贏，高效完成教與學(xué)。

最后，關(guān)于以問題為導(dǎo)向的互動式教學(xué)法在本科實驗教學(xué)中應(yīng)用實施的幾點建議如下：教師在提問時要精心設(shè)計問題并綜合考慮，避免設(shè)置的問題過于簡單或難度過大，若問題淺顯簡單，學(xué)生在教材中就能找到答案，起不到應(yīng)有的效果，問題過于拔高，大部分人回答不上來會打擊學(xué)生的積極性，這就要求教師具備扎實的專業(yè)知識和廣博的閱讀量。學(xué)生須提高主動學(xué)習(xí)的積極性，認(rèn)真完成教師布置的各項課內(nèi)外任務(wù)，甚至可以展開想象發(fā)散思維，從不同的角度提出問題，與學(xué)生和教師交流討論，從而全面地理解所學(xué)知識點。學(xué)校或?qū)W院層面應(yīng)盡量加大對本科實驗教學(xué)的經(jīng)費投入，提供良好的教學(xué)平臺，盡力滿足師生對教學(xué)空間和儀器設(shè)備的要求。

參考文獻(xiàn)

［1］王關(guān)林，方宏筠.植物基因工程［M］.北京：中國科學(xué)出版社，2014：6.

［2］袁明月，張磊.對互動式教學(xué)法的幾點思考［J］.新校園（上旬刊），2018（1）：6.

［3］鄭西貴.高校互動式教學(xué)課堂提問策略及創(chuàng)新方式［J］.管理觀察，2018（15）：141-143.

Application and Discussion of Problem-Oriented Interactive Teaching Method： Taking Plant Genetic Engineering Laboratory Course as an Example

YAN Jing-li， LEI Cai-yan， HAN Wei-li

（College of Plant Protection， Henan Agricultural University， Zhengzhou， Henan 450002， China）

Abstract： Laboratory course is important to cultivate the ability of applying theory with practice for undergraduate students. The problem-oriented interactive teaching method emphasizes the central role of students in teaching activities and focuses on cultivating students’ independent ability and curiosity， which is widely adopted in laboratory course teaching activities in colleges and universities at home and abroad. Here， we take plant genetic engineering laboratory course as an example， discussing the application approaches of problem-oriented interactive teaching method in undergraduate laboratory course teaching. Optimizing the teaching plan and experimental details through the cooperation of teachers and students， cultivating the students’ cooperation consciousness through teamwork in groups， and guaranteeing the virtuous circle of after class feedback， thus students can explore knowledge with problems or curious and possess extreme enthusiasm and initiative for learning. Finally， the ability of independent and curious for students are cultivated， and the teaching effect is highly improved.

Key words： problem-oriented; interactive teaching method; laboratory teaching