翻转课堂模式下植物学形态结构部分知识的教学实践

骆 乐， 徐 鑫， 纪 永， 金银根

(扬州大学 生物科学与技术学院， 扬州 225009)

植物学是高等院校生命科学类专业的核心课程，也是这类专业学生最初接触到的一门基础课程或专业基础课程。因此开展好这门课程，将会对学生后续植物生理学等课程的学习，以及各方面能力的培养有关键的影响。植物学课程教学应该以学生为中心，以培养学生知识应用能力、分析与解决问题能力和创新实践能力为重点，注重学习过程，强调学生知识的建构、能力的形成和人格的完善[1-2]。

翻转课堂(Flipped Classroom 或Inverted Classroom)最早由教育学者萨尔曼·汗创造性地提出。目前，该教学方法和理念日益得到教育工作者的认可[3]。它是指借助现代教育技术手段预先录制授课视频来取代传统的课堂知识讲授，并网络共享资源课程，要求学生课前自主观看学习，在课堂上集中解决学生的疑问，实现知识内化的一种教学形态[4]。翻转课堂强调自主性、针对性教学理念，教师从“知识传递者”转变为“学习指导者”，学生由被动的“观众”转变为主动的“演员”，教学活动成了学生提出问题、解决问题、合作学习的过程，教师和学生之间的互动明显加强，学生的积极主动性得到激发[5-6]。应用翻转课堂模式进行植物学教学，能够引领学生运用探索未知的方法去构建知识，更好地训练学生的自主探究、创新学习能力[7]。

本文以不同生境下水花生的形态结构功能与环境的统一性为例，通过预习与准备、分组与选题、讨论与分工、实验与探究、汇报与交流、展示与互动、评价与反思等环节，探讨如何在翻转课堂模式下开展被子植物形态结构知识的教学，旨在培养学生的学习、探究、合作学习和自主构建植物学知识体系的能力。

1 预习与准备

教师将与实验相关的理论知识(含PPT)发给学生，或上传到网上让学生自行下载学习；将与实验技术相关的内容制作成相应的视频，如“显微镜的构造与使用”“徒手切片的制作”“临时装片的制作”等视频上传到相应教学网站上，或提供网上现有的开放教育资源，布置学生课前自主学习，同时完成网上相关的随堂测验、提问和专题讨论。提醒学生将学习过程遇到的疑问记录下来，以便后期通过实验、交流等途径解决。通过课前的学习，学生对相应的理论知识和实验技术初步熟悉掌握，为后期学习打下扎实的基础。

2 分组与选题

根据学生的知识基础、兴趣爱好和合作学习的便利性，对学生进行分组。每组5人或6人为宜，分别推(自)荐正副组长各一名，配备植物形态解剖学知识较为扎实的研究生和教师各一人进行指导。教师将相关学习内容、要求告知学生，指导学生如何利用教学参考书、网上教学平台和互动教学系统进行自主学习，为翻转课堂教学做好准备。

不同生境下的水花生，可以考虑水生和陆生环境、阴生和阳生环境等，形态结构功能的比较分别从根、茎、叶几部分展开。可设计成两个研究课题：即“水生和陆生环境下水花生根、茎、叶的形态结构功能与环境的统一性”“阴生和阳生环境下水花生根、茎、叶的形态结构功能与环境的统一性”。

3 讨论与分工

以第一个研究课题为例，分别选取水生(包括沉水和挺水环境)和陆生(包括地上和地下部分)环境中的典型水花生。

小组成员结合已有知识，参考实验指导书，列出具体的研究内容。注意提醒学生，观察研究要由表及里，由宏观到微观，从形态和结构两部分进行观察。形态结构比较上，根主要比较沉水和地下部分，叶主要比较气生、近水面部分、地上、近地面部分。微观结构方面，根与茎要分别从表皮、皮层和维管柱3部分观察比较。叶从表皮、叶肉、叶脉几部分进行观察。总结归纳如下表(表1、2)。明确研究内容后，小组成员根据表中所列项目进行分工协作。

表1 不同生境下水花生形态指标观察

4 实验与探究

实验课前，任课教师对研究生和指导老师进行短期培训，课堂上对实验内容和注意事项简要说明，就可以让学生开展实验了。学生有疑问之处可以请教研究生或指导老师。任课老师掌控全局，从讲台上的显微互动教学系统中可以观看到所有学生的实验进展状态。对某位学生拍摄较好或具有代表性的图像，可以通过互动教学系统，将其电脑上的图像展现在讲台大屏幕上着重讲解，也可将这些图像保存，作为日后授课的范例。

同时，教师要注意引导学生在实验过程中结合宏观与微观观察，思考植物各部分的形态结构特点与环境的联系点，不断树立结构功能与环境相统一的思想。对部分没有完成实验或课后想继续进行探究的学生，学院也可适当提供相应的开放实验室。

5 汇报与交流

组内交流主要在于展示学习成果，进一步答疑解惑，加强认知。每个同学将成果以PPT的形式上台汇报，并进行小组内互评，指导老师作相应点评，指出不足，从PPT的制作效果(背景、布局、文字、选图等)、实验材料的选择、实验图像的清晰度及是否有代表性、图像各部分标注是否正确、图片选择是否有代表性、学生演讲的语速神态、语言表达能力与效果、与师生互动情况等方面提出修改意见[3]。小组成员在各自老师的指导下进一步完善PPT并上交，同时推荐组内最佳代表。

表2 不同生境下水花生显微结构观察

皮组织系统包括：分枝数、附属物、细胞大小、厚度、层数。 基本组织系统包括：外皮层，皮层薄壁细胞所占比例，胞间隙大小，有无通气组织及通气组织大小，贮藏物情况，内皮层，厚角组织发达程度、细胞层数、叶绿体数目，栅栏组织厚度、层数、紧密程度，海绵组织细胞大小、胞间隙、叶绿体。 维管组织系统包括：维管束横断面面积大小，维管柱鞘，木质部中导管数目、管腔大小，韧皮部中筛管数目、管腔大小，薄壁组织，厚角组织，束中、束间形成层有无及发育情况，有无次生结构及发育情况、有无髓腔及所占比例大小

表3扬州大学生物学类课程反转课堂教学学生组内(间)评价量表[8]

Table 3 Evaluation scale of the Flipped Classroom of biology courses in student groups in Yangzhou University

一级指标First level indexes教学准备(10分)教学内容(20分)教学过程(30分)教学效果(25分)教学态度(15分)二级指标Secondary indexes备课授课计划重难点时间分配完整性导入新课讲授新课课堂互动教学方法课堂小结作业布置语言表达逻辑性板书学生反馈课堂动态态度端正课堂仪表指标内容Index contents1.以能力培养为核心,实施素质教育、教学目标明确2.根据课程所属特点,有效整合教学内容、资源和方法1.授课计划规范完整,设计科学合理,内容安排适中2.根据所讲内容特点,重难点明确突出、分解合理3.有效把控讲课各环节,时间分配合理,节奏控制得当4.教学内容完整,有条理性1.课程导入承上启下,自然合理,引起注意,激发兴趣,明确学习目的并建立知识联系2.表达流畅,重点突出,详略得当,严谨科学3.互动自然、时机得当,导向明确,方式灵活,具启发性,参与率高4.教学方法灵活有效,图片等材料选择恰当、特征明晰5.小结及时,突出重难点;表达准确、易懂,效果好6.合理布置作业,能温故知新,并拓展阅读,促进探究性学习1.普通话标准清晰,音量、语速、停顿适当,用词规范、准确、科学,学名书写正确2.逻辑性强,条理清晰,深入浅出,易于理解新知识3.板书工整得当,字迹清晰,有条理性,重点突出,层次分明4.重难点理解透彻,反馈良好5.课堂气氛活泼,适当互动1.态度端正,具有自信,精心准备;积极参与教学活动2.仪表整洁得体、举止文明分值Value55555555555555555105得分 Score123456总分100

6 展示与互动

每个小组选出一名代表，在课堂上上台展示。讲课过程中“小老师”可以向同学或老师提出问题，与大家互动，有疑问之处也可当场向大家提出，集思广益；听课学生或老师也可以向“小老师”提出问题。讲课结束后，组内和组间交流，进行自评、组内互评和组间互评。最后任课教师对每组讲解的情况进行逐一点评，提出改进意见。

7 评价与反思

教学评价包括组内评价、组间评价和教师评价。具体从教学准备、教学内容、教学过程、教学效果、教学态度几方面进行(参见表3)。在此基础上进行综合评分，包括小组评分(20%)、大组评分(35%)、教师评分(25%)和PPT制作得分(20%)。小组评分中，自评和互评各占5%，指导教师评分占10%。

作为实施差异化和个性化教学的一种手段，翻转课堂带来了教育理念和教学思维的重构[9]，有助于提升学生多方面素质：1)学习与探究能力。建构主义学习理论认为，学习过程不是由教师向学生单向传递知识，而是学生在原有知识经验基础上主动建构新知识经验的过程[10]。翻转课堂将知识学习放在课前，课中带着问题去探究，逐步构建与完善知识网络体系，在潜移默化中锻炼与提升学习与探究能力；2)合作与交流能力。翻转课堂强调师生、学生之间的互动，以及基于问题与资源的自主学习与协作探究，提高了学生的合作交流能力；3)独立思维能力。翻转课堂将更多的自主性留给学生，每个学生既是学习小组的一员又是独立的个体，促使其积极、独立思考。

同时，翻转课堂也提出了新的要求与挑战：1)实施课堂翻转有几个关键点很重要：教学视频、课堂活动和学习环境[11]。这需要任课老师具备较为丰富的理论和实践教学经验、较为新颖与开放的教育理念、全局的掌控能力等。同时也需要配备足够具有扎实基础的研究生和经验较为丰富的指导老师参与进来；2)配备有一定数量的互动多媒体实验室和齐全的软硬件设施，有专业人员定期维护；3)有相应的开放实验室，专门配备具有一定知识层次且责任心强的管理员进行管理和维护，并制定严格的实验室管理制度[12]。做好以上几点，将有助于更好地开展植物学翻转课堂教学，进一步促进植物学实验教学的改进与提高。