翻转课堂在植物组织培养实验中的应用

黄红英++陈希++杨德俊++刘晶++冯纪南++姚飞虹

摘要 基于翻转课堂教学环节的特点，明确了在植物组织培养实验课程开展翻转课堂教学模式的必要性和可行性。结合高校课程知识特点，梳理了植物组织培养实验课程学开展翻转课堂教学模式的途径和方法，总结了翻转课堂在植物组织培养实验中应用的经验和效果。

关键词 植物组织培养；实验；翻转课堂

中图分类号 Q943.1-4；G642.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）23-0272-02

Abstract Based on the characteristics of the flipped classroom teaching，it is necessary and feasible to carry out the flipped classroom teaching model in the experimental course of plant tissue culture.Combined with the characteristics of university curriculum knowledge，the ways and methods of flipped classroom teaching model of plant tissue culture experiment were combed，and the experience and effect of flipped classroom in plant tissue culture experiment were summarized.

Key words plant tissue culture；experiment；flipped classroom

教育信息化是《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020）》提出的重要举措，翻转课堂教育作为另一种教学理念和形式为教育信息化的发展开辟了一条新的途径[1]。翻转课堂也被称为反转课堂或颠倒的课堂，是在传统教学模式基础上发展起来的，与传统教学模式相比较，更强调学生的主观能动性。翻转课堂要求学生在课前利用教师制作的电子教案、PPT、小视频等材料先行自主学习，再通过课堂上与教师和同学之间的探究等互动之后，最后由教师答疑、解惑，在过程中主动获取知识[2]。这一教学模式的突破性改变，极大提高了教学效率。

植物组织培养是一项现代生物技术，作为生物工程技术的基本研究手段和重要组成部分之一，已被广泛应用于林业、农业和苗木工业化生产中，尤其是快繁技术和无毒苗培育技术，在新品种的选育和药用植物工厂化生产等实践应用方面都发挥着极为重要的作用[3]。目前该课程实验以传统教学模式为主，学生主要通过教材设定的实验步骤进行验证，缺乏主动思考和创新意识，而翻转课堂教学模式的出现，无疑为植物组织培养实验教学提供了一个新思路。

1 开展翻转课堂教学模式的必要性与可行性

传统的教学模式下，课堂教学的时间相对固定，教师讲授是教学中最大的环节。湘南学院开展了一项问卷调查，调查结果表明，51%的教师对传统课堂教学感到一般，只有不到25%的教师感到非常满意。学生中有77%以上认为传统教学模式勉强可接受，还有15%的学生直接表示不喜欢。调查结果显示，教师和学生头脑中传统课堂教学模式都有着一定的缺陷，出现这种不满现状的原因是学生从接受教育之初就缺乏自我学习的锻炼。如何调动学生的学习积极性和自主性，是广大师生一直在思考的一个问题。而翻转课堂采用了“课外传授知识，课中内化知识”的基本策略开展教学[4]，这种教学模式的出现，正是对原有根深蒂固传统教学理念的一种挑战。

为了适应地方经济发展需要，我国高等教育专业很多课程进行了调整，很多地方本科院校增加了应用实践课程的课时，而专业基础课程的总学时大量减少，湘南学院化学生物与环境工程学院植物组织培养理论课学时也从原来的36个学时减少至16个学时，使得教师在课堂有限的时间内难以对更多的内容深入展开讲解。在这种情况下，翻转课堂对于一些低层次的认知学习，即知识、记忆等让学生在课堂之外做，而在课堂内他们可以专注于认知学习的较高层次，即分析问题、应用实践和创新思维[5]。由此，翻转课堂对学生自主学习的能力有明显的提升，是学习效率最高的课堂方式。

2 植物组织培养实验翻转课堂教学模式的方法

2.1 课前设计

植物组织培养实验的翻转课堂教学，由课前教师发布与实验相关的学习资源、学生自学、课堂师生之间交流互动、学生动手操作、教师课后评价并总结等几个阶段构成[6]。同时，植物组织培养实验是一门实践性较强的课程，知识面广，学时偏少，这就对教师和学生提出了更高的要求。因此，课前学习资源和课堂活动的设计都以科研实验为主线进行，学生要通过已知的技术方法进行实验设计、数据搜集、推断结果，以培养学生应用和创新能力。

2.1.1 课前自学环节。教师课前借助网络平台向学生发布有关视频资料，学生随后自主学习，反复观看，完成对相关知识的认知、理解。

2.1.2 课堂教学环节。课堂上师生针对自学碰到的疑问反复交流、充分讨论。让学生先在小组内进行充分研讨，然后小组合作共同研讨，取长补短。此时教师要控制讨论时间，避免讨论跑题，做到有效讨论，最后教師针对关键性的思路和一些共性问题进行答疑解惑。

2.1.3 课后评价环节。评价的方式可以因材施教、灵活多样，甚至在课上就可以进行在线测验，促使学生更好地掌握在实验课中所学知识。

2.2 课前教学准备

植物组织培养课程开课时间为本科三年级上学期，专业基础课涉及的相关理论基础知识大多数在本科一、二年级修完，因而学生已具备一定的自学能力。首先，教师通过网络平台对学生发布植物组织培养实验课程相关PPT、课件、视频材料，设置提问，学生通过自学掌握本实验课程原理和步骤；其次，要求学生根据具体情况选取材料、试剂，查阅相关文献，作出设计，对实验课程能够有个基本的把握；最后教师根据要求给出具体题目，让学生自己设计实验指标，完成课前教学准备工作。学生通过自学至少要达到2个目的：一是明白实验原理，二是弄清实验方法，同时还要学会分析该方法的优点和使用局限。只有这样，学生才能更深刻地理解实验方法和逻辑，做到学以致用。

2.3 课堂教学实施

植物组织培养实验流程包括培养基母液制备→培养基配置与灭菌→外植体表面消毒→外植体接种培养→愈伤组织诱导→愈伤组织的器官分化与生根培养→炼苗→户外移栽。实验流程环环相扣，彼此关联，每一个实验结果都影响到下个实验，如果按照传统的实验课模式就是实验员准备→教师介绍→学生按照教材中的步骤完成实验和实验报告。这种教学方法使学生不需要主动思考分析，只是按部就班地被动接受知识。翻转课堂则是采取“课前自学→设计思路→小组讨论→教师答疑→学生独立操作→实验室全天开放”的实验教学模式。在组织培养实验教学中，先让学生利用网络平台自学教师提供的相关教学视频资料和实验题目，学生根据题目和已知条件制定实验方案（特别要明确实验仪器、选用材料和基本步骤），学生课堂讨论后由教师进行修改和总结评估，学生开始独立操作。

如实验教材中“愈伤组织诱导”的培养基配方只有MS+2，4-D 1.0 mg/L+30 g/L蔗糖+8 g/L琼脂。改为翻转课堂后，增加了2个培养基配方，即MS+2，4-D 1.0 mg/L+6-BA 0.2 mg/L+30 g/L蔗糖+8 g/L琼脂和MS+NAA 1.0 mg/L+6-BA 0.2 mg/L+30 g/L蔗糖+8 g/L琼脂，也增加了外植体类型。这些配方在诱导愈伤组织时差异不大，但转入分化培养基后，培养基组合2，4-D和6-BA长出了胚状体，而NAA和6-BA的组合分化出芽，教材中只有2，4-D的较之前2种组合推迟6 d才出芽。这种现象引起学生们极大的兴趣，应及时要求学生再次查阅文献，分析结果并探讨可能的原因，最后再完成实验报告。这样将“做中学”“学中做”，整个贯穿在教学过程中，使学生不仅明白“如何做”，还明白“为什么这样做”，使学生普遍感到受益匪浅。

另外，在具体的实验中，均由学生独立操作，自己完成，甚至连实验准备都与实验员一起完成。如“MS培养基的配置及灭菌”实验，从玻璃仪器洗涤、培养基的制备到试管苗污染率的统计，均由学生利用课堂和课余时间完成。通过“做中学”，学生才能对规范的技能操作更好地理解领会，真正把握，不会学过就忘。教师也会结合一些科研设计中的实例，和学生一起讨论、分析。由于植物组织培养实验周期长、对培养物需要不间断地进行观察和管理，因而对实验室实行全天候开放管理。学生自主选择时间操作、观察，推选的实验小组组长轮流值班，发现问题时小组长协助实验员采取相应的措施进行处理。

3 结语

虽然湘南学院化学生物与环境工程学院在植物组织培养实验开展翻转课堂教学模式方面取得了一些经验，但也存在一些不可小视的问题。如无法监督学生在课外的自学，部分学生不能按要求提前学习，缺乏主动性。另外，全天候开放实验室虽然有助于培养学生的学习兴趣，提高解决和分析问题的能力，但在目前的教学条件下，学院现有的仪器设备数量和实验指导人员不足以满足需要，是未来教学当中要重点解决的问题之一。

总之，植物组织培养实验课程中，翻转课堂教学模式的运用表现出了较大的优势。首先体现在能够充分调动学生的学习主动性，使学生能够更全面性、深入地掌握所学知识，提高学业成效。其次， 翻转课堂通过课前自学、课堂讨论互动、独立操作、总结评价等教学环节，培养了学生的自主学习和表达能力以及科研素质等。通过教师和学生的共同努力，翻转课堂必将会展现其更好的应用前景。

4 参考文献

[1] 陈怡，赵呈领.基于翻转课堂模式下的教学设计及应用研究[J].现代教育技术，2014，24（2）：49-54.

[2] 张渝江.翻转课堂变革[J].中国信息技术教育，2012（10）：118-121.

[3] 尚宏芹.植物組织培养实验教学改革探索与实践[J].安徽农业科学，2011，39（14）：8773-8774.

[4] 董秀，王淳，王彩霞，等.细胞生物学开展翻转课堂教学模式的改革与实践[J].基础医学教育，2017，19（4）：246-248.

[5] 代宁，何璇，张国正.澳大利亚高校本科翻转课堂教学模式实践与启示：以昆士兰大学为例[J].黑龙江高教研究，2016（5）：62-64.

[6] 王建芬，刘卫平，马宁，等.基于翻转课堂的药学专业实验教学设计与成绩评价体系的构建[J].中国医院药学，2016，36（8）：386-387.