FCM教学模式在“保护生物学”教学中的应用探究

陈敏敏，雷关芹，闵小军

（安庆师范大学a.生命科学学院，b.科研处，安徽 安庆 246133）

保护生物学是本科生物科学专业的一门重要学科。它主要研究全球生物多样性现状、评估（主要是）人类对生物多样性的影响、提出对生物多样性持续合理利用的方案，以及采取生物多样性保护和防止物种灭绝的具体措施[1]。因此，保护生物学是一门理论应用实际的应用型学科，也是一门综合自然资源学科、基础理论学科、保护管理学科和社会科学学科等的交叉学科。十九大以来，党中央高度重视生态环境和生物多样性保护。随着“共抓大保护，不搞大开发”、“绿水青山就是金山银山”等保护理念的提出，生态环境和生物多样性保护已成为当代中国“生态文明建设”最艰巨的任务。保护生物学作为专门研究生物多样性保护理论和方法的学科，在专业教育中扮演越来越重要的角色。

1 保护生物学传统教学存在的问题

鉴于保护生物学的学科特点，传统教学方法教授常存在很多问题，比如教育者在上课过程中，不自觉就把它当成基础理论课来讲解。学生更是缺乏系统性思考和联想被动接受知识。这种教与学的方式会导致学生分析和应用知识的能力非常欠缺。这是因为对某一种濒危物种进行保护，不仅要从遗传、个体、种群、栖息地等多层次制定具体措施，还需要统筹考虑当地居民资源利用、经济发展等社会问题。保护生物学教材内容体系是以理论为主，教师在开展教学时，以固定的教学大纲为依据，教学进度和内容严格按照大纲进行设计。这导致传统的教学方法在有限的教学课时里还是以教授知识点为主。然而，保护生物学的理论知识在遗传学、生态学、动物学、植物学等专业基础课程中都有涉及，学生完全具备自学的能力。相反，结合具体保护案例让学生分析和学习理论知识如何指导保护实践这一教学难点在课堂上体现不足，主要靠课后学生自己消化。这就造成了简单知识在课堂上学习，重难点留在了课后的这一颠倒现象。

另外，随着国家对生态大保护的重视，生物多样性保护涌现出很多经典案例，生物多样性现状快速更新，“一带一路生物多样性保护国际合作”“生物圈保护网络”等新的保护理念相继提出。这些即是对保护生物学理论的充分应用，又是最前沿的知识和理念。但是受到教材更新速度、篇幅内容和教材结构等限制，不能在教材中及时体现。教师虽然在课堂上有所补充，但是补充内容有限，且不能锻炼学生主动分析思考的探索性学习能力。因此，保护生物学急需探索新的教学方法，既能提高学生创新性学习能力，体会保护生物学理论如何应用到实际物种保护工作中，又能最大化吸收生物多样性保护最前沿的理念和知识。

2 FCM教学方法设计

翻转课堂教学模式（Flipped classroom model，FCM）被认为是一种彻底改变传统教学模式的重大教学方法变革[2-3]。FCM 的基本思路是教育者赋予学习者更多的自由，把知识传授的过程放在教室外，让大家选择最适合自己的方式接受新知识；而把知识内化的过程放在教室内，以便同学之间、同学和老师之间有更多的沟通和交流[4]。研究表明，FCM真正可以做到让学生成为学习的主体，教师变成了实现学习者知识建构过程中的引导者和协作者[5]。该教学模式自2007年被提出以来，经过大量学者的研究和尝试，在多个学科教育中均取得了优良的教学效果[6-8]。

由此看来，FCM教学模式非常适合保护生物学教学。通过有效设计，FCM能很好地解决上述教学问题。本文借鉴经典的FCM教学模块[9]，根据保护生物学教学目标和教学特色设计了FCM 教学模式，设计如下：（1）课前导学阶段：教师规划课程，准备课堂知识点范围，搜索本课堂内容相关优秀期刊论文、科普杂志、微视频资料等提供给学生。（2）课前自主学习阶段：学生根据教师提供的内容自主学习、分析、归纳总结并制作PPT。（3）课堂分享讨论阶段：学生汇报PPT 与总结分析、教师与学生互动讨论，教师分析和归纳总结。（4）课后总结提升阶段：学生根据自己的PPT内容，体会教师分析方法，形成个人特色的小结上交（图1）。

图1 保护生物学FCM教学设计

3 效果与评价

3.1 数据收集

本教学设计在2018和2019学年两个生物科学班初步开展，并对教学效果进行了定性的统计调查。设置调查问题5个：（1）两种教学模式，哪种更能培养自己主动学习和思考的能力；（2）两种教学模式，哪种能更好地获取知识；（3）两种教学模式，哪种能提高自己理解和应用知识的能力；（4）两种教学模式，哪种趣味性更强；（5）如果让你选择，你是选择FCM教学模式还是传统教学模式。

3.2 教学评价与学习效果

参与调查的学生共63 人，从结果可以看出超过80%的学生认为FCM 教学模式更利于培养自己主动学习和思考的能力，能更好地提高自己理解和应用知识的能力，且课堂形式新颖，趣味性更强。超过60%的学生认为FCM 教学模式能更好地获取知识，更愿意选择FCM 模式来学习保护生物学。但是在问题（5）上，有将近12.7%的学生愿意选择传统教学模式，23.8%的学生们觉得传统教学模式和FCM教学模式均可（图2）。

图2 两种教学模式评价结果

本课程的学习效果考核为案例分析，即随机抽取生物多样性保护经典案例，让学生分析该案例中应用到的保护生物学概念、理论知识和生物保护方法。63人参加考核，100%通过。

3.3 讨论

从对保护生物学FCM 教学模式的评价来看，学生普遍认可这种教学模式。大部分学生认为FCM教学模式能有效提高自己分析、理解问题和探索性学习的能力。虽然本研究没有对比传统教学和FCM 教学模式下的教学效果，但是从学习考核结果来看，学生对保护生物学基础知识的掌握并不比传统教学差。最关键的是学生通过自己研究和分析保护案例，学习了理论知识如何应用到保护实践，也深刻体会到在不同的物种、生态系统中，如何优化组合保护手段以达到最佳保护效果。另外，通过大量资料的阅读学生对保护生物学前沿的生物多样性动态、生物保护理念掌握更加充分。本校专业人才培养方案指出，要坚持“以学生为中心”，充分释放学生自主选择和个性化学习空间，构建信息化时代以“学”为中心的课程体系，以学生学习效果为评价的教学评价体系。因此，本研究设计利用FCM教学模式，不仅很好地解决了保护生物学传统教学存在的问题，优化教学手段和教学效果，更是人才培养方法主体思想的落实。

4 保护生物学FCM教学几点建议

本研究设计的FCM 教学模式主要分为导学、自主学习、课堂分享讨论和课后总结提升四个阶段，属于经典的FCM 教学模型[3]。实践研究表明FCM是一种有助于培养学习者协作性、创新能力和凝聚力的有效手段[10]。通过两个学年FCM 教学的开展和教学反思，本研究认为保护生物学FCM 教学要想达到预期的效果，以下几点非常关键。

4.1 优秀教辅资料的选择是前提

保护生物学是应用型学科，保护生物学之所以要选择FCM 教学主要是针对两个问题，一是学生分析运用知识的能力得不到锻炼，二是教材的更新速度赶不上日新月异的生物多样性最新研究现状和保护理念，导致学生对知识的掌握滞后。因此，教辅资料的选择必须要解决这两个问题。通过筛选发现，《人与生物圈》期刊非常适合作为FCM 教学的辅助教材，且可在杂志官网免费下载。《人与生物圈》期刊主要介绍中国在生物圈保护方面取得的成就和存在的问题，挖掘生物圈保护区在保护和发展过程中的经典案例，与保护生物学学科内容高度契合。本研究使用的教材为张恒庆、张文辉主编的《保护生物学》第三版（普通高等教育“十一五”国家级规划教材），表1 为《人与生物圈》期刊内容在本课程中的应用。

表1 《人与生物圈》期刊内容在本课程中的应用

4.2 教师课前和课堂引导是关键

FCM并不是将教师的工作轻松化，相反更加考验教师提炼、把握和引导的能力[11]。从本研究的教学实践来看，FCM教学过程中导学阶段和课堂分享讨论阶段是最重要的部分，直接关乎教学效果。虽然FCM提倡把原属于学生主动学习的主动权交还给了学生，让学习者在学习过程中由被“喂食”转为自主“觅食”[3]，但是教师在整个教学过程中要起到引导和控制作用，否则学生就容易被“放养”。在导学阶段，教师要对整个教学内容做好充分的教学设计，包括课时安排、高质量教学辅助资料收集分类、引导学生学习等。以本课程为例，在导学阶段，教师根据课程大纲规划好课堂内容，每次课前充分提取课堂内容知识点、根据知识点覆盖范围寻找有效的辅助材料如期刊论文、《人与生物圈》、视频资料、纪录片等。这些辅助材料必须主要体现本堂课内容的知识点及具应用。开课前一周教师将要学习的知识点以及这些学习资料发给学生，同时嘱咐必须要先自学课本内容。这样可以对每次课堂的重点进行约束，控制学生的学习方向。在课堂分享讨论阶段，教师抽取部分有代表性的PPT请同学上台自己讲授，每一个PPT 被讲完，教师都要引导学生分析和讨论涉及的知识点及知识点的应用。以“濒危物种迁地保护及种群管理”教学内容为例，本次内容重点抽取的案例为长江江豚迁地保护。长江江豚是我国一级保护野生动物，也是我国唯一的淡水鲸类动物[12]，长江江豚迁地保护措施经过了漫长的经验积累，成为世界上首例也是唯一成功实现对鲸类进行迁地保护的案例，是对保护生物学中迁地保护及种群管理理论的成功运用。该案例与课程内容高度契合，因此被选为重点讨论案例。学生讲完PPT 后，教师引导学生分析案例中的知识点，如迁地保护的概念、迁地保护的意义、迁地保护区如何建立、迁地种群管理、迁地保护种群可持续发展等，梳理迁地保护理论基础和实际实施原则。让学生在掌握知识点的同时，充分感受理论如何应用实际。课堂讨论阶段如果进行得不充分，知识点将得不到归纳，知识点的应用也得不到有效分析，那么整个教学效果就大打折扣。因此，课堂讨论虽然是学生为主体，但是教师还是要做好分析和归纳总结，要对整个教学过程和教学预期效果以及传授的知识点熟记在心。

4.3 课堂讨论形式需多样化

FCM教学模式主张先学后教、注重课堂讨论与互作[13]。课堂讨论的形式多种多样，比如小组讨论、集体讨论、随堂讨论等[14]。翻转课堂的讨论形式多为小组讨论[15-17]。但是保护生物学教学难点为保护方法的实际应用。每个物种的濒危因素不同、栖息地环境不同、人类干扰和开发利用程度不同，导致虽然保护方法大致相同，但具体应用千变万化，学生自己很难分析清楚。因此，本研究课堂讨论形式选择了集体讨论，即学生讲解完PPT 后，结合教师的分析和提问进行集体讨论。基于讨论结果，教师再分析提问，再讨论。如此反复直到将该案例分析透彻。事实证明，这样的讨论形式不仅有利于教师把握教学方向、掌控教学重点，学生也更能抓住知识主线。但是集体讨论也存在一定问题，比如教学过程中发现部分比较内敛的学生不善于讲解PPT 和不积极参与课堂讨论。另外，随着课程的进行，学生的新鲜感和积极性表现出逐渐下降的趋势。这可能与单一的讨论课堂分享和讨论形式使学生产生疲惫感有关。因此，课堂交流形式需多样化，例如以集体讨论为主，小组讨论和专题讨论相互组合的形式可能更有效地保持学生的参与感和新鲜感。

4.4 适当结合传统教学可有效缓解学生压力

本次教学评价结果的一个矛盾点就是虽然超过80%的学生认为FCM 教学模式更利于培养自己的主动学习和思考的能力，能更好地提高自己理解和应用知识的能力，但是却有12.7%的学生愿意选择传统教学模式，23.8%的学生们觉得传统教学模式和FCM 教学模式均可。这可能与传统的“传递—接受式”学习观念根深蒂固，日积月累的学习方式形成的思维惰性在短时间内很难转变有关[18]。另外，FCM模式占据了他们大量课余时间可能也是重要的因素。因此，适当增加传统教学课时，放宽学生的适应时间，让学生在整个学习过程中被动与主动相结合、有松有弛，可有效缓解学生压力，消除他们的抵触心理，提升整体教学效果。

5 结语

“保护生物学”是唯一一门涉及濒危物种和生物多样性保护方法和手段的学科，作为一门应用型学科，其教学思维要从“紧随生物保护现状”和“理论如何应用实际”出发。FCM教学模式非常适合保护生物学教学，其不仅有效解决了保护生物学传统教学中的问题，还提高了学生主动学习、主动思考、理解和应用知识的能力。通过优秀辅助资料的选择、教师正确引导、课堂讨论形式多样化和适当增加传统教学等措施，FCM 可更好地辅助该课程教学。