微课在“植物学实验”课程教学中的应用

杨文权 寇建村 慕小倩

(1.西北农林科技大学生命科学学院，陕西杨凌 712100；2.西北农林科技大学动物科技学院，陕西杨凌 712100)

微课在“植物学实验”课程教学中的应用

杨文权1寇建村2慕小倩1

(1.西北农林科技大学生命科学学院，陕西杨凌 712100；2.西北农林科技大学动物科技学院，陕西杨凌 712100)

“植物学实验”课程是高等农林院校重要的专业基础实验课，在提高学生的专业知识、动手能力、科研能力及创新精神等方面具有重要的作用。针对“植物学实验”课程教学中存在的实验内容陈旧、教学方式单一；实验课时少，无法开展综合性和研究性试验；分类部分实验受季节影响大，植物材料缺乏等问题，探索了将微课这一新的教学手段引入到“植物学实验”课程教学中的途径：首先要制定微课教学大纲；其次，微课设计和制作要符合实验课教学的要求；第三，微课要和课堂教学内容合理融合。“植物学实验”课程教学引入微课后，节约了课堂时间，丰富了课堂实验内容；同时，还调动了学生学习的积极性，学生的学习成绩明显提高。

植物学实验；微课；实验内容

“植物学”是高等农林院校生物类、植物生产类专业的一门重要基础课程和骨干课程。作为大生物学的一个组成部分，“植物学”课程有着不可取代的重要作用。“植物学”课程教学水平的高低直接影响着学生后续课程的学习。“植物学”课程内容知识点多、实践性强，学生需要记忆的内容较多，许多理论知识和生产技术需要通过实验课程的学习才能理解和掌握。因此，“植物学实验”课程是学生掌握“植物学”课程知识的重要环节，对验证和巩固“植物学”课程的理论知识，提高学生的实验技能，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，启发学生的创新思维和培养学生创新能力具有重要意义[1-2]。

微课(Microlecture)是近几年随着互联网技术和电子信息技术的发展而出现的一种新的教学手段，其基本思想是围绕一个知识点或问题，制作一个短小的视频，然后借助互联网和手机、平板电脑等移动终端，达到让学生自由学习的目的[3-4]。微课的优点是时间短，内容完整，学习不受时间和地点的限制，学生可以反复观看和学习[3-5]。微课具有的这些特点使其在“植物学实验”课程教学中具有较大的优势，可以很容易地解决目前“植物学实验”课程教学中存在的问题，因此微课成为辅助“植物学实验”课程教学的好手段。

一、“植物学实验”课程教学存在的问题

(一)教学内容陈旧，教学方式单一

传统的“植物学实验”课程教学内容主要以基础性和验证性实验为主，如“植物水装片的制作”“植物细胞的结构与观察”“植物组织的观察”“营养器官的外部形态特征观察”等，综合性和研究性实验较少。同时，教学多是采取教师讲、学生听的方式，学生按照教师的讲解完成实验报告。整个实验过程学生只是被动地接受，按部就班地完成实验内容，并没有真正地思考，甚至许多实验没做之前就已经从实验指导书上知道了实验结果[6-8]。这种教学方式影响了学生上实验课的积极性，也无法培养学生的动手能力和创新能力。

(二)实验课时少，无法开展综合性和研究性实验

为了适应社会的需要，高校的课程设置不断变化。以西北农林科技大学为例，20世纪80年代的“植物学实验”课程包含在“植物学”课程中，是“植物学”课程的一部分。“植物学”课程共有160学时，理论和实验各占80学时。到20世纪90年代，随着社会的进步和科学技术的发展，一些新的课程不断出现，基础课的课时整体减少，“植物学”课程的课时也相应地压缩到120学时，理论和实验分别为60学时。而在近年的培养方案中，“植物学实验”课程从“植物学”课程中分离出来，成为一门独立的课程，“植物学”课程的课时为48学时，“植物学实验”课程的课时为32学时。在课时不断压缩的情况下，“植物学实验”课程只能开设一些简单的基础性和验证性实验，无法开设耗时较长的综合性和研究性实验。

(三)植物分类部分实验受季节影响大，缺乏植物材料

“植物学”是专门研究植物的一门特殊学科，而植物的生长又有其自然规律，所以“植物学实验”课程中的分类部分实验受季节影响大。以“花和花序”实验为例，如果实验开设在春季，一些夏季或秋季开花的植物如打碗花、蜀葵、秋英等植物的花还没开。如果实验开设在秋季，一些春季开花的植物如油菜、白玉兰、小麦等植物的花期又过了，导致一些植物材料无法获得。即使实验课开设在植物开花的季节，但由于班级较多，植物材料也很难满足实验教学的需要。西北农林科技大学每年约有40～50个班级开设“植物学实验”课，每班按30人计算，若要保证每人一朵花，一次实验课就需要近1 500朵花，而如此大的需求量是很难满足的，因此也无法保证每个学生都能有动手解剖和观察的机会，最终影响了教学效果。

二、微课在“植物学实验”课程教学中应用的优势

(一)节约课堂教学时间

将“植物学实验”课程中的一些操作类或演示类的内容制作成微课，如“显微镜的构造、使用和保养”“生物染色方法”等，让学生在课外提前下载学习，这样就节约了一部分课堂时间[9-11]，教师可以对实验课程内容进行重新安排和组合，增加一些综合性和研究性实验。以“叶的结构”实验为例，原来由于课时有限，学生只能观察买来的各种现成的叶片切片，然后绘图。实行微课后，利用节省出来的课时，笔者将这一节实验改为研究性实验，让学生采集同一作物的不同品种或不同环境下植物的叶片，然后通过自己制片，比较观察叶片结构，并通过观察结果预测不同品种的抗旱能力，了解环境对植物叶片结构的影响，培养学生的科研意识和解决实际问题的能力。微课保证了“植物学实验”课程的基本内容没有减少，同时改变了“植物学实验”课程的教学模式，调动了学生的积极性和探索精神，起到了一举两得的作用。

(二)可以重复观看

针对分类部分实验受季节影响的问题，在学校教改项目的支持下，笔者在不同季节对一些常见科的代表性植物进行了拍摄，并对一些常见植物的花进行了解剖，然后制作合成，配上文字和说明，做成了微课，并根据实验开设的季节，让学生在课前或课堂进行观看，既避免了因季节对分类部分实验的影响，又解决了实验课对大量植物材料的浪费。由于微课可以重复观看，且可以不断补充新的内容，深受学生和教师的喜爱。

(三)作业形式多样化

基于微课的数字化特点，学生作业形式也可以多样化。传统实验课上，学生一般是用手写作业来呈现其对实验内容的掌握情况，而微课是以视频的形式讲授实验内容，因此，学生可提交符合实验要求的灵活方便的电子作业。比如，在“果实类型”实验课上，学生先通过微课学习，掌握了常见果实的基本分类，然后在课堂上对这些果实进行仔细观察和解剖，接下来在课后的任何时间，只要遇到合适的果实材料，学生就可先通过手机拍照或制作短小视频等形式记载有关素材，等完成所有要求掌握的果实类型后，最后进行归纳总结，以邮件或其他方式提交作业。当然，教师也要对实验课的作业完成时间做出相应调整，交作业时间不再局限在每次实验课结束后，学生可以在开设实验的学期内收集作业答案，随时提交，教师在每学期结束前完成作业批改，给出成绩即可。作业的答案也不会局限在传统实验课堂上老师提供的少数几个材料上，实验材料将更加丰富多样。学生通过实践完成实验课的作业，不仅激发了学生学习的积极性和兴趣，还培养了学生的探索和创新精神。

三、微课在“植物学实验”课程教学中的应用

(一)制定微课教学大纲

“植物学实验”课程内容较多，哪些实验可以制作成微课，哪些不能，一共做多少个微课较合适，哪些内容要详细，哪些内容可以短些，都必需要有一个统一的安排，才能达到理想的教学效果。同时，微课的制作应遵循节约实验课时、制作内容利于实验教学开展的原则。笔者根据近年的教学经验，将“植物学实验”课程的微课内容划分为两类：一类为基本实验操作；另一类为植物分类部分实验内容，见表1。之后再根据每个部分的内容要求，进行拍摄合成，制作成微课。

表1 “植物学实验”课程教学中微课的教学内容

(二)微课的设计和制作要符合实验课教学的要求

实验课的微课与普通的微课有所不同，实验课微课是要通过微课学习让学生掌握一些实验技巧、实验方法，同时，要将一些实验内容尽可能完整地呈现，因此，要有良好的教学设计和精良的制作，杂乱无章的设计和粗糙的制作既与微课的教学理念相违背，也无法满足“植物学实验”课程的教学要求[12-13]。好的微课作品，首先要发挥集体的智慧。“植物学实验”课程是农业院校中的大课，上课的班级多，教师也多，如果只是个别教师自己制作微课，质量肯定不能保证，所以要集众人智慧，一起制作，发挥集体优势。任课教师可以先一起讨论，并根据教学中存在的问题，确定微课的制作内容，然后设计教学过程和教学重点；接下来再一起参与视频的制作，完善微课内容，达到所期望的目标。其次，在制作微课时，要将课堂讲授内容与微课内容区别对待，微课讲究完整性，每一个微课都要有完整的设计、教学的重点和难点，不能将课堂讲授的一部分内容简单地拿出来制作微课，这样的结果是学生看完一个微课视频后可能会产生更多的疑问。同时，要将普通微课与实验课微课区别开来，在讲授实验方法或技巧的微课中，要尽量通过教师的演示，让学生学习如何操作，而不能通过板书讲授微课。尤其是在分类部分实验，如花、花序、果实类型等微课，内容要尽可能的全面，才能吸引学生的兴趣。

(三)微课要与课堂教学内容合理融合

目前，微课已成为“植物学实验”课程内容的一部分，只有将微课和实验课内容很好地融合，才能发挥微课真正的作用[13]。微课可以在实验课前、课中或课后随机应用，但必须要合理安排，才能达到预期的效果[14]。对于需要掌握的实验技巧，如“水装片的制作”“植物标本的采集、压制和鉴定”等微课内容，可以让学生提前观看和学习，在课堂上让学生直接操作，教师根据操作情况再进行补充讲解。而如果是在课堂上演示的内容，可以在课中让学生观看。例如，当讲到植物分类部分“花序的类型”时，对于一些在实验课上因为地域或季节看不到的花序类型，可以通过观看微课，让学生学习。如果学生在课堂上没有理解，还可以在课后反复观看，直到完全掌握。

四、微课在“植物学实验”课程教学中应用的效果

微课在“植物学实验”课程中应用后，节约了课堂时间，丰富了课堂实验内容，有利于一些研究性和综合性实验的开展。同时，微课一方面让教师有更多的时间和空间去探索如何教学、如何开发学生的学习潜力、如何培养学生的科研意识和创新精神；另一方面，也调动了学生学习的积极性，“植物学”课程学习成绩明显提高。通过对西北农林科技大学生命学院2014级生物专业4个班级的试卷分析发现，在“植物学实验”中开设微课的试验班(3班和4班)的“植物学”平均成绩为78.2，不及格率为3.15%；而在“植物学实验”中没有开设微课的普通班(9班和10班)的“植物学”平均成绩为70.4，不及格率为12.5%。同时，由于“植物学实验”课程中研究性实验的开设，锻炼了学生的科研思维能力，提高了学生的科研意识，在后来的大学生创新创业训练计划项目申请中，试验班学生的申请率和通过率也较普通班有很大的提高。

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(责任编辑 王 伟)

西北农林科技大学2015年教学改革研究项目——“植物学”微课的设计与构建研究，项目编号JY1504061；“草业资源与管理”微课建设模式研究，项目编号JY1504019；“被子植物花的形态”虚拟仿真实验课视频制作，项目编号JY1502017。