新农科建设背景下“植物生物技术”课程混合式教学模式的构建与应用

苗佳敏　周向睿　南丽丽　师尚礼

【摘   要】   “植物生物技术”课程是农科类各专业的一门重要核心课程。在新农科建设背景下对该课程进行混合式教学模式的构建与应用，以甘肃农业大学草业科学专业传统教学模式中存在的主要问题为切入点，从“学生为主体，教师为主导”的教学理念出发，分别从构建课程网络教学平台、丰富和创新教学手段、建立和完善过程性考核评价体系等方面对课程进行教学改革与实践。实践证明，混合教学模式下的教学效果得到了有效提升，激发了学生的学习兴趣，提高了学习自主性和综合实践能力。同时，总结教学经验及不足，提出进一步完善策略。

【关键词】   植物生物技术；混合式教学；案例教学；互动式教学；过程性考核

The Construction and Application of the Blended Teaching Model of

"Plant Biotechnology" Under the Background of New Agricultural Science

Miao Jiamin， Zhou Xiangrui， Nan Lili， Shi Shangli

（Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070， China）

【Abstract】    "Plant biotechnology" is an important core course for agriculture-related majors. Construction and application of blended teaching mode for the course under the background of new agricultural science is studied in this paper. Based on the current main problems existing in the course of Pratacultural Science in Gansu Agricultural University and according to the teaching philosophy of "student-centered， teacher-led"， the teaching reform and practice of the course are carried out from the aspects of building network course teaching platform， enriching and innovating teaching methods， establishing and perfecting a process assessment and evaluation system， etc. In conclusion， the results show that the teaching effect of the "Plant biotechnology" under the mixed teaching mode has been effectively improved. The blended teaching model promotes the improvement of student learning interest， autonomy， and comprehensive practical ability. In addition， this study summarizes the teaching experience and shortcomings， and proposes further improvement strategies.

【Key words】     plant biotechnology; blended teaching; case-based teaching; interactive teaching; process assessment

〔中图分类号〕 G642                 〔文献标识码〕  A              〔文章编号〕 1674 - 3229（2023）02- 0116- 05

0     引言

植物生物技术是应用现代生物技术改良植物遗传性状、培育植物新品种、促进植物繁殖、生产植物产品的综合技术体系［1］。该技术为植物科学领域的发展奠定了基础，是农业院校农科类各专业的一门重要核心课程。该课程理论知识抽象，实验操作技术需多次练习才能熟练掌握。新农科建设要求高等农林教育必须实现理论与实践、知识与技能的融合发展、多元发展、协同发展［2］。从现有教学模式看，实现这一目标的难度较大。高等农林院校必须逐步改革传统教学模式，不断融入最新教育理念、教学手段，才能实现学生理论与实践“双素养”的提升［3］。其中，依托现代信息网络技術，构建线上教学平台，实现线上线下教学的有机统一，是植物生物技术教学改革的必然发展趋势［4-5］。同时，把微课、案例教学、翻转课堂等新型教学方法配套应用于网络教学平台，构建多元融合、协同发展的混合式教学模式，是提高植物生物技术教学质量的必由之路。

1     传统“植物生物技术”教学模式存在的问题

传统教学模式下，植物生物技术课程主要存在如下问题：一是课程实验教学难度大。本课程主要包括植物组织培养和植物基因工程两部分内容。受限于学时，不能完整地安排这两部分内容的实验，导致很多学生不能系统性掌握相关知识与技能；另外，传统实验教学要求学生按照实验步骤完成任务即可，很难对学生实验设计能力、操作能力做出真实全面的考核。二是考核测评机制不健全。传统教学模式下，一般采用考勤、作业和期末考试等方式，考查学生专业知识与技能的掌握情况。侧重于学生理论知识的掌握程度层面的评估，不能全面真实考查学生。这容易导致部分平时学习不认真的学生，通过考前突击死记硬背也能过关。即便是开展学生实验考核，也多是要求学生完成实验报告即可。部分学生实验偷懒、抄袭实验报告的现象时有发生。三是课程教材滞后于生物技术学科的发展。随着现代生物技术研发创新的加速推进，一些新的植物生物技术不断涌现，但是这些技术并未融入教材之中。导致教学内容与科学发展前沿脱节，学生掌握的知识与技能很难适应新农科建设的需求。除此之外，植物生物技术课程的授课教师自身专业知识与技能更新速度慢，不能及时把握业内研究的最新热点，也是植物生物技术课程传统教学模式中不可忽视的问题［6］。

2     新型“植物生物技术”混合式教学模式的改革举措

混合式教学就是把传统课堂教学（线下）和网络化教学（线上）相结合，二者优势互补，从而获得更佳的教学效果［7］。线上部分需要借助各种类型的网络平台进行辅助，线下课堂也要进行改革与创新［8］。混合式教学可以充分发挥教师的主导性和学生的主体性，更能体现学生的主动性、积极性与创新性，因此能满足新农科建设对农科教育的要求。针对该课程在传统教学中存在的问题，辅以线上教学，植物生物技术课程实施以下改革措施。

2.1   构建植物生物技术THEOL 在线教学平台

教师通过“甘肃农业大学THEOL在线教育综合平台”进行课程创建。在线教学平台的建设与更新包括建设课程章节目录并上传教学大纲、章节导学、课件、视频、文献、网络链接等基本资料，还需建设在线测试的题库以及在线测试、小组作业、实验报告等学生做题和上传作业的端口；教师录制实验教学微视频并上传至平台，一些生物技术纪录片、相关科普视频、慕课等丰富有趣的课外资源都可以实时推送至教学平台，例如“哔哩哔哩”网站上许多生物技术相关的视频，做得形象生动，学生可能更容易接受和理解。网络平台中每章都设有章节导学，此部分内容交代了各个章节的学习方法及各章节的重难点，可以引导学生自主学习。学生可以通过在线教学平台进行学习，完成课前预习、课后复习、在线测试和作业提交。学生除了学习教学资源外，还可以借助该平台进行答疑讨论，也可以对教师的教学效果进行评价，以便教师了解学生的学习效果并及时调整教学方法。

2.2   创新多元教学方式

传统的课堂以知识传授为核心，教师是课堂的中心，学生被动地接收知识，单纯为了考试及格而学习，学习能力没有得到培养，缺乏对知识的理解、吸收和应用［9］。根据新农科建设对农科教育的要求，应将培养学生的自主学习能力、创新精神、理论用于实践能力作为教学目标。学生只有主动参与学习过程，进行思考和探索，才能达成该教学目标。因此课堂教学设计需要体现“学生为主体”的教学理念［10］。依托THEOL在线平台，辅以多样化的课堂教学手段，“植物生物技术”课程“线上+线下”混合式教学模式展现出多元化的特点（图1）。

2.2.1   启发式教学

采用启发式课堂教学，讲到某个知识点时可以先让学生思考，必要时给予引导、提醒，使学生朝正确的方向思考。此时可鼓励学生积极发言，回答无论对错都给予鼓励。讲完一节内容或一个知识点，可以提出一个或多个思考题，这些思考题可以引导学生回顾刚讲过的内容，也可检测他们的听课效果。讲新的章节前对前一个章节做简单的回顾，采用教师引导、学生参与的方式。

2.2.2    案例式教学

植物组织培养和植物基因工程这两部分内容各安排2学时进行案例教学，给学生系统讲解组织培养和植物基因工程完整的实验流程以及涉及的实验技术。例如植物组织培养这部分内容，可以将学院的科研成果作为案例进行图片展示和讲解，将紫花苜蓿（Medicago sativa L.）从外植体的选取与消毒、愈伤组织的诱导、分化再生、生根出苗、煉苗移栽等流程逐步呈现出来；植物基因工程部分，可以选择知网上最新发表的相关论文进行讲解，使学生了解植物遗传转化的系统性操作流程，并加深对其原理的理解，同时也能使学生了解科研论文的写作规范。

2.2.3   互动式教学

根据课程的内容，提取一些讨论话题或思考题，这些话题会在章节导学中列出，给学生提前准备的时间。鼓励学生积极参与课堂互动，参与次数多的学生可额外获得相应分数；考虑一些不善当众表达的学生，只要参与在线教学平台的互动也能获得成绩，但是必须达到一定次数，才能获得满分。选取一些具有前沿性或趣味性的话题，让学生课下进行资料搜集和分析总结，课上进行分组汇报。如“番茄-马铃薯”的培育、“蓝玫瑰”和“发光植物”的研究进展等内容。小组汇报的内容自由度比较大，学生可以使用教师提供的题目进行资料搜集整理，也可根据自己阅读的参考文献做汇报。各小组汇报结束后，其他学生可以针对汇报内容进行提问，然后小组成员进行解答。小组汇报可以培养学生的自学和团队协作能力，做报告也培养了他们的总结和上台答辩的能力。

课程作业通过互动教学使学生完成。例如设计合适的引物扩增目的基因，然后将目的基因连接到载体上。为了较好地学习此部分内容，在多媒体互动教室进行演示性教学；教师投屏演示如何进行引物设计和软件使用，学生在自己的笔记本电脑上同步操作，然后分配给各小组不同的基因和载体，进行基因克隆的实验设计；各小组间可以互相指导学习，教师针对作业中出现的问题进行集中讲解。保证多数学生能掌握该技术的实验设计方法，也可以避免作业抄袭现象。

2.2.4    “翻转课堂”式教学

由于课程内容较多，所有章节都讲授的话，很难在有限学时内完成教学任务。对于个别章节，学生可以课下利用在线平台上的教学资源［11］进行自学。学生若有不理解的地方可以在网络平台的论坛上发帖，其他学生可以参与回答问题，若是一些共性问题，教师在课堂上可做集中讲解答疑。植物组织培养和植物基因工程这两部分内容的系统性、完整性实验操作视频，采用各大网站上现有的相关视频，推送到在线教学平台，供学生观看学习，以使其掌握这两部分实验内容的完整操作流程。实验教学的微课视频可以是教师自己做的视频也可以使用各大网站上的视频，学生可以通过视频学习，了解实验原理和操作流程。微课学习后，各实验小组（2～3人一组）独立撰写实验方案，实验方案经教师审核、指导、完善后，实验室提供所需的场所、试剂、仪器设备等，然后各小组进行实验操作并完成实验任务，最后完成实验报告。翻转课堂的实施，可以培养学生自主学习的能力，通过平台互动和小组合作实验，也使学生较好地掌握相关知识和实验技术。

2.3   创建混合式教学模式考核评价体系

“植物生物技术”综合考核评价体系力求全面评价学生对知识和技能的掌握，包括 3个部分：理论过程性考核（50%）、实验过程性考核（20%）和期末考试（30%）。为了使过程性考核便于实施，依据教学大纲，结合在线教学平台，将过程性考核评价指标进行细化（表1）。甘肃农业大学的双60政策，即过程性考核和期末考试必须都达到60分才能及格，也使学生重视了过程性考核。为了响应无纸化办公政策，学生的课程笔记、课程作业、实验方案、实验报告完成后，均以电子版形式上传至在线教学平台供教师评阅。期末考试题型力求多样化，题目内容既包括基础知识又有灵活多变的应用型题目，以此考核学生解决实际问题的能力。

3     “植物生物技术”混合式教学模式教学效果

为了全面评价该课程混合式教学模式的教学效果，从期末考试成绩、课程综合成绩和学生对该课程的问卷调查满意度3个指标出发，以甘肃农业大学草业科学（草坪管理方向）专业学生（人数相当）在2018、2019和2020三个年度的学习情况为参考依据进行分析（表2）。经过两年的混合式教学实践，无论期末考试平均成绩还是综合平均成绩都呈逐步提高的趋势，且混合式教学模式下，期末考试成绩和综合成绩80～90分的学生人数均高于传统教学。过程性考核所占课程综合成绩比重加大，以及学校的双60政策，使学生平时学习的时间增加，这是考试成绩提高的主要原因。通过问卷调查，70.34% ～73.65%的学生认为混合式教学能提高学习效果，对新教学模式较为满意。混合式教学提高了学生自主学习的能力，学生的线上学习率、在线测试和课程作业的完成度、课堂互动和网络平台互动的参与率明显增加；小组的配合度、汇报及答辩能力、总结学习能力和实验操作的规范性等也有较大程度的提高；另外，案例教学加深了学生对专业知识的理解，也使部分学生对科研产生了兴趣。

4     结语

新农科建设背景下，培养具有扎实的理论知识和实践技能、创新思维、能解决农业问题的植物生物技术应用型人才是本课程的主要任务和最终目标。因此，教学模式的改革需要符合人才培养的需求。“植物生物技术”混合式教学模式实践表明，学生自主学习能力、综合实践能力、科研想象力和基础知识的掌握等方面均有提高。然而，部分学生主动学习能力较差，学生的创新思维和解决实际问题的能力提高困难，这些不足需要教师加强个性化指导、启发和互动；生物技术是不断发展的，教师也需适时学习新知识、新技术，将学科发展前沿融入教学内容。教师在今后的教学中仍需与时俱进，吸纳其他优秀课程的教学经验，进一步完善和优化教学过程，坚持“以学生为主体，以教师为主导”的教育思想，充分发挥学生的主观能动性，满足时代对人才培养的需求。

［参考文献］

［1］ 张献龙.植物生物技术（第二版）［M］.北京：科学出版社，2012.

［2］ 沈成君，冯江.新农科“三融三通”一体化协同育人的生态逻辑［J］.现代教育管理，2021 （6）：51-57.

［3］ 于潇.数字时代高校混合式教学改革的SWOT分析［J］.吉林省教育学院学报，2022， 38（1）：107-112.

［4］ 刘欢，方强恩，曹文侠，等.“植物分类学实验”数字化与传统课堂混合教学模式的构建与应用：以甘肃农业大学为例［J］.草业科学，2021， 38（7）：1411-1417.

［5］ 姚文静，林树燕，徐勇.线上线下混合式教学在高校“普通生物学”课程中的应用［J］.教育教学论坛，2021 （51）：69-72.

［6］ 齐文靖，卜庆盼，莫金钢，等.细胞生物学课程教学改革与实践［J］.长春师范大学学报，2020， 39（12）：186-188.

［7］ 赵慧臣，彭梦甜.高校教师实施混合式教学问题与对策的质性研究［J］.数字教育，2022，8（1）：32-39.

［8］ 张连忠.生物科学专业遗传学混合式教学学情分析及过程性评价——以唐山师范学院为例［J］.科技风，2022（4）：29-32.

［9］ 胡超越，韩秀锋，徐雅丽，等.“超星學习通”在遗传学翻转课堂中的辅助教学实践——以塔里木大学为例［J］.教育教学论坛，2020 （45）：361-363.

［10］ 刘宝玲.高校教师角色转换：理念、方法与实现路径［J］.中国教育技术装备，2018（24）：25-26+31.

［11］ 张新鑫.基于全场景化呈现的服务营销课程教学模式改革与翻转课堂实践［J］.廊坊师范学院学报（自然科学版），2020，20（2）：110-114.

[收稿日期]   2022-03-29

[基金项目]   2022年甘肃省高等学校人才培养质量提高项目“西部地方农业院校草业科学一流本科专业建设的探索与实践”（220005）；甘肃农业大学新农科研究与改革实践项目“面向新农科的草业科学专业实践教育体系构建”（2020020）；甘肃农业大学教学改革项目（GSAU-ZDKC-1902）

[作者简介]   苗佳敏 （1982- ），女，博士，甘肃农业大学草业学院讲师，研究方向：草类植物种质创新与育种。