数智化背景下“森林保护学”教学团队建设

陈名君 王玉龙 顾天滋 秦 丽

(安徽农业大学林学与园林学院,安徽 合肥 230036)

教学团队的建设是优秀人才培养的根本保障[1]。早在2007年教育部就提出了实施高等学校本科教学质量与教学改革工程(简称“质量工程”)的意见,其中教学团队建设是质量工程建设的重要组成部分[2]。教育部要求“加强本科教学团队建设,重点遴选和建设一批教学质量高、结构合理的教学团队,建立有效的团队合作机制,推动教学内容与教学方法的改革和研究,促进教学研讨和教学经验交流,开发教学资源,推进教学工作的老中青相结合,发扬传、帮、带的作用,加强青年教师培养”[3]。这一举措对提升高校教师队伍整体素质、提高教学和人才培养质量起到了积极作用[4]。

2012年以来以MOOC为代表的在线学习浪潮席卷全球,对高校传统教学带来了一定冲击,逐渐促进了高校教学内容、方法、模式和教学管理体制发生变革[5]。特别是新冠病毒疫情成为在线教学跨越式发展的契机,各类学校依托不同的教学平台,全面开展在线教学活动。超星、雨课堂、钉钉、腾讯课堂等成为各高校直播教学的主要工具,同时也采用其他教学平台以及微信、QQ 等辅助教学[5]。疫情迫使人们应急学习数字化工具与技术,迅速提升数字素养与技能[6]。同时,全球数字化与智能化浪潮驱动新一轮科技革命深入发展,整合多种新兴技术优势的元宇宙、虚拟世界等爆发出蓬勃发展潜力,人类正在逐步突破时空界限,打造虚拟与现实相互融合的社会发展形态[7]。目前,虚拟实验室、虚拟教研室等作为虚拟教学融入现实教学的突破口,助力数智化新时代大学教育教学跨越式发展。高等教育也正在经历从疫情初期的“紧急远程教学”模式转变为“更可持续和基于证据的混合/在线教学模式”的进程[8]。并在人工智能和大数据等技术的支持下,持续推动教与学实践的变革[9]。

在此情况下,“森林保护学”相关课程教学活动如何使用多种新兴技术助力教学模式的创新发展?如何实现虚实融合的双维度数字教材改革?如何构建适应数智化教学模式的虚拟教研室?本文将围绕以上问题进行分析研究,探讨数智化背景下“森林保护学”系列课程教学团队建设探索与成效,以期为今后相关教学工作提供参考。

一、教学团队基本情况

“森林保护学”系列课程依托的林学系始创于省立安徽大学森林学系,是安徽大学农学院初设的三个系之一,创办于1936年。安徽农业大学森林保护学改革与创新教学团队发端于20世纪50年代组建的林学系“森林保护学”教学研究团队,并于20世纪60年代开展森林保护学相关课程的教学研究工作,是国内林业院校较早建立的“森林保护学”教学研究团队之一。本团队依托的林学学科是安徽农业大学国家级一流学科。在逐渐发展过程中,团队始终以教书育人为最高理念,以培养高素质人才为己任,并为之不懈努力。该团队所在教研室获批2020年省级示范教学基层组织(教研室),其中“林木病理学”获批2021年校级一流课程、省级示范课程建设,2020年获“省线上教学优秀课堂”称号、2019年获校课程思政项目建设、2018获批安徽省线下精品课程建设项目。目前,团队开设专业课、专业基础课和专业选修课10余门,已形成能够夯实专业基础、提高专业技能、拓宽专业视野、丰富专业领域的系列课程体系。

二、数智化条件下教学团队建设的措施

(一)新兴技术助力教学模式的创新发展

自新冠肺炎疫情发生以来,本团队采用“共享课+翻转课堂”相结合的教学模式,通过教学平台制作的精品共享课程辅助线上教学。以“林木病理学”为例,早在2016年获学校精品课程建设的立项,2018年“林木病理学”又获批省级精品课程建设[10]。历时五年,通过拍摄教学视频、收集教学图片、优化多媒体课件、编写新的教学材料等,将“林木病理学”精品课程建设成功,并向社会共享(http://forestpath.cn/)。利用雨课堂平台建立翻转课堂(www.yuketang.cn/web),用于设计个性化教学。2018年“森林昆虫学”获批校级精品课程建设,2021年“森林昆虫学”获批省级线上线下混合式课程,2021年“资源昆虫学”获批省级一流课程建设。本团队采取以“学生为中心”动态组合教学内容,可以让学生按照自己的需要和节奏学习,实现了整体引导和个别指导相结合的自主导向性学习。建立全程可视化、跟踪课程学习的大闭环,为学生学习、学生管理、能力分析提供有效支撑。建立辅导员与任课老师课内外协同管理机制,打造学习效果监督及反馈小闭环,实现了教学过程实时优化与教学效果个性化评价。

(二)教材由单维度转向虚实融合的双维度

教育部发布的2022年工作要点中指出,着力抓好“数字教材建设”,是实施教育数字化战略行动的具体实践,也是推进教育现代化、建设教育强国的时代要求,更是应对疫情、办好人民满意的教育的现实需要。数字化教材将声音、图像、动画、视频等信息以多样形式呈现,直观、形象、生动地体现教材内容中的重点、难点,形成包含纸质教材、电子教材、教学课件、三维立体模型、实训项目、训练习题、动画案例等多种数字化教学资源[11]。以《林木病理学创新实验》数字教材建设为例,“林木病理学”是我校林学专业的专业核心课程,其实验教学环节能够加深学生对基础知识的理解,使其掌握和实践病害诊断和防治的基本方法和基本技能,并通过综合性实验设计培养学生的科研创新能力。本教学团队积极建设虚实融合的双维度数字教材,做了以下工作:

1.拍摄标本照片和教学视频,建设团队老师根据近期林木病害发生实际情况及国内外教学及研究热点,在野外或室内拍摄教学照片和视频,结合课程的全部知识点,形成数字课程体系。

2.与实验教材有机结合起来,建立在线学习平台,建成的学习平台拥有图片、动图、音频、视频等富媒体资源。

3.教学平台实现移动学习,既能面向智能手机(可充分利用碎片化时间进行学习)也可以利用平板电脑(兼容PC)呈现。

4.数字教材中插入各种类型的思考题或投票链接,并在关键知识点上链接相关网址、知识点气泡等,学生可实时发表弹幕等;与实验操作内容同步,方便学生课前预习和课后复习;实现学习行为跟踪,与线上教学紧密配合,教师全程跟踪云教材学习进度,教学团队成员定期在线解答学生的问题与学生互动,并进行量化评价。

(三)构建适应数智化教学模式的教学组织

教研室是大学组织教师进行交流研讨、开展教学研究、落实上级精神与指示的基层教学组织[12]。本团队所在教研室积极参加创新建设,于2020年获批省级示范教学基层组织(教研室)。自2021年,教育部发布《关于开展虚拟教研室试点建设工作的通知》[13],虚拟教研室这一概念为人熟知,从此拉开了高校基于互联网大规模建设基层教学组织的序幕。虚拟教研室是为了促进优质课程共建共享、优质专业共建共享。虚拟教研室需要达到以点带面的目的,促进各高校基层教学组织的建设。

本教研室在以“创新教研形态、加强教学研究、共建优质资源、强化教师培训”为重要建设任务的同时,积极参与虚拟教研室建设,目前已做以下工作:

1.为解决“森林保护学”教学过程中的共性、前瞻性问题,组织跨学科、跨校相关专业教研工作者重新整理编写教学大纲、知识图谱、教学视频、电子课件、习题试题、教学案例、实验项目、实训项目、数据集等教学资源;各相关教研室或各相关专业之间形成优势互补,实现良性可持续发展。

2.充分发挥一流专业建设点的优势,实现与相关课程的共享与推广。所在教研室所依托的专业和相关课程已获批省级“一流专业建设点”和“一流课程”。紧紧把握教育部开展虚拟教研室的目的:为了让优质的专业和课程资源做好示范与辐射作用,每一门一流课程应该要有虚拟教研室的建设,每一门课程应该要有基层教学组织来管理。

3.从技术的角度来看,数智化技术的发展促进了教育教学改革。虚拟教研室需要充分运用数智化技术,探索突破时空限制、高效便捷、形式多样、线上线下混合的教师教研模式[14]。通过建立“微信工作群”开展各项工作,打破传统的线下工作模式,有效提升了跨区域线上协作。

4.实现线上跨校组织在线教师教学培训,本教研室积极参与各高校各相关组织开展的线上线下混合式教学研究培训,有效拓展了教师培训的来源通道,共享了各校的优质培训资源。同时,线上的培训大多可以回放,方便老师后期的“补课”或“复习”。

三、数智化背景下教学团队建设的成效

(一)系列课程教材建设

教材是教学内容的主要载体,是教师传授知识、培养人才的重要工具,教材质量的高低直接影响教学质量和效果,本团队教材建设取得以下成果:

1.课程思政全覆盖:本团队一个重要教学内容就是:在教学中树立学生们正确的世界观、人生观和价值观,树立可持续发展和绿色发展理念,增强社会责任感和服务国家林业建设和生态环境保护的使命感。数智化建设过程中,不断挖掘和加强思想教学的指引作用,已实现课程思政全覆盖,所有课程已完成思政教学大纲的重新编写。其中“林木病理学”课程思政示范校级项目于2019年立项,项目进展顺利,不仅完成了新教学大纲及教案的编写,还完成了课程思政教学视频的录制,并发表了相关教研论文。

2.理论课、实验实习课教材的建设:近年来,林学学科发展迅速,新概念、新观点和新成果不断涌现,为及时将新知识、新观点补充到教材中,抓好理论课教学奠定基础,团队教师积极收集资料,编写了《安徽林业病虫害图册》。团队成员结合我省的林业具体情况和病虫害特点,在实践教学中进行大量修改和补充,编写了《森林昆虫学实验指导书》《经济林病理学实验指导书》《园林病理学实验指导书》《经济林昆虫学实验指导书》等,不断提高教学实验实习课程的质量和效果。在数智化背景下,一批新型教材正在编写建设中,如国家林业和草原局普通高等教育本科“十四五”规划教材《森林昆虫学实践教程》、校级“十四五”规划教材《资源昆虫学》、数字规划教材《森林昆虫学实践教程》和《林木病理学创新实验》。

3.优化多媒体课件:数智化背景下的多媒体课件建设,是实现教学手段创新的有效途径,使传统的教学方法发生了变革,能有力地促进教学效果提高。本团队大量收集资料,如各种林木病虫害症状图片、林间发病视频、病原菌或害虫显微照片、电镜照片等,将理论课和实验课制作成动态的多媒体课件,拍摄课程视频,对林木病理学相关课程在视觉、形象和实际操作要求较高的内容,如病原微生物的形态、害虫的显微结构、真菌孢子的产生过程等,通过放大投影和减慢速度、回放的方法在屏幕上进行演示,使学生观察的更清楚,以增加教学的趣味性、形象性和直观性,激发学生的学习兴趣,加深学生对林木病理学系列课程的理解,提高了学生的自学能力及完成实验的动手能力,达到提高教学效果的目的。

(二)科研工作促进教学情况

1.通过科研工作更新教学内容:“森林保护学”相关课程的理论性和实践性极强,知识更新快,对授课教师的实践能力要求高,因此需要授课教师及时了解和掌握国内外的最新研究动态,并将最新成果及时补充到教学内容中。近年来,本教学团队积极参与科学研究项目,根据科研成果和社会需求精心组织教学内容,先后为林学专业、林学中外合作专业、经济林专业、园林专业、园艺专业等开设相关课程,在学生中反映良好。

2.科研工作促进青年教师快速成长:青年教师是教学和科研工作的主力军,但青年教师的教学技能往往不足,仅依靠课堂教学提升很难实现。本团队的青年教师,在完成好教学任务的同时,也承担了大量的科研任务,要在短时间内补充专业知识、授课技巧、拓宽专业视野。受益于学科点承担的“国家自然科学基金”“国家林业公益性行业项目”“安徽省自然科学基金”等研究项目的实施,团队多名青年教师迅速成长,并获得扎实的专业基础和技能,且团队意识强,在个人发展的同时也为本团队的教学工作做出了积极贡献。

3.科研工作为学生创新实践提供平台:经过多年科研积累,本团队结合科研项目的实施,依靠学校提供的实验基地和实验设备,使开设相关课程实验成为可能。团队成员始终坚持把教学标本的建设和实验课创新放在实验课教学的重要位置,先后制作、购置标本、教具等,为学生的实验教学提供了强大的动手平台,为学生理解各种课程相关的科学现象与知识提供了强有力的直观教具。同时,团队积极拓宽实践教学空间,在充分利用校内实验室的基础上,使用学校固定的校外实习基地,充分满足综合设计性实验需要,推动实践创新活动的开展,引导学生进行研究性学习和创新性实验,培养学生发现、分析和解决问题的能力。

(三)学生创新创业能力培养

团队在建设过程中积极加强实践训练,培养学生的创新能力,增强本专业训练育人成效,积极利用第二课堂,提高学生的社会适应能力。自2019年以来,团队累计立项大学生创新创业项目20余项,其中国家级3项,省级3项;2项国家级大学生创新创业项目结题被评为优秀。组织学生参加各类综合性、专业学科竞赛8项;并获2021年第九届“挑战杯”安徽省大学生课外学术科技作品竞赛三等奖、2019年第三届全国大学生生命科学竞赛三等奖、2019第二届安徽省大学生生命科学竞赛二等奖等荣誉称号。本团队充分发挥森林保护学专业人员知识面广、社会实践经验相对丰富的优势,使参加实践的学生在短期内获得尽量多的相关知识。