微课在农业高校实验教学中的应用研究与探索

毕建杰 张吉旺 霍学慧 王启柏 韩秀兰

1.山东农业大学农学院 山东泰安 271018

2.山东农业大学农业生物学国家级实验教学示范中心 山东泰安 271018

2009年开始，微课开始风靡全国，“微”时代悄然来临。其后微信异军突起，2亿的用户量让其傲视即时通信群雄。它们的成功都有一个共同的特点，就是互动性强、参与度高、信息传播速度快[1]。目前，在以“信息化”为特征的教育背景下，如何实现优质实验教学资源的构建与利用，如何让学习者进行个性化的学习以及终身学习显得尤为重要[2]，但是如何在较短时间内实现让学生学习更多的课程内容，一直是困扰教师的问题，一节课要讲授内容的精华不论什么专业，都总是围绕某个知识点或者某个教学点展开的，精彩的环节总是短暂的、瞬间的。大多数学生注意力的驻留时长也不过5分钟左右，时间过长，学习者的注意力很难高度集中。微课的出现为大学教育改革带来了新的机遇，《中国教育报》的记者高靓提出了这样的问题：微课能否打破高校的封闭教学[3,4]，很好地解决提高学生的课堂注意力的问题？教育的目的在于使每个学生都能接受到适合自己的教育，快乐健康的成长。微课这种新的课堂教学方式的出现，不仅满足了学习者的多样化与个性化需要，更重要的是信息技术的应用，促使教育公平不断地由量的公平向质的公平转变[5]。2011年“微课”的概念首次在国内被提出[6]，微课的提出是现代教育思维方式的改革，把教学重点、难点、考点、疑点等精彩片段录制下来，时长5～8分钟，50 M的大小简短视频，方便学生随时随地通过网络下载或点播进行自由学习。微课便于师生之间的交流，又可以重复使用并且利用率很高，是微课在我国高校快速普及原因[7]。2012年11月21日，全国正式启动了首届高校微课比赛，参赛高校单位1 200多家，微课从无到有，发展迅猛。究其原因，一方面是因为以微视频为核心的翻转课堂教学模式较为流行，另一方面是它能帮助学生在短时间内自主学习单一主题，掌握相关的知识与技能[8]，但是，从微课概念的提出至今5年过去了，虽然微课增长较快，数量很大，但总体来看，微课的质量不高。到目前为止，微课还没有在大学的实验教学领域大规模应用。针对国内微课存在这一问题，本文借助于参加第一届全国高校植物生产微课比赛的契机，通过系统地介绍农业高校实验教学中微课的教学设计的过程，实现对年轻教师在制作微课方面的示范和微课在农业高校的推广[9]。

1 微课在农业高校实验教学中应用的现状

自从2012年首届全国高校微课教学比赛以来，广大教育工作者开始关注微课，有关微课的研究文献也呈现出逐年递增的趋势，伴随微课研究的升温，全国高校各类微课网站如雨后春笋般的相继建立，比较有名气的如SEEWO学院、中国微课网、CN微课、百度传课、微课中国等[10]。这些微课网站和网络平台为高校微课的制作和交流提供了便捷，也有利于微课在高校实验教学过程中的进一步应用和普及。但是，我们通过深入分析近几年来参加微课比赛高校的微课作品，发现存在着很多问题，尤其是像山东农业大学等非师范类院校的教师，由于没有得到系统的高等教育学和教育心理学训练，在微课教学过程中往往存在问题和不足，大多过于注重微课制作的技术环节，而忽略受教育者差异。尤为突出地反映在微课教学设计方面。许多刚毕业留校工作的青年教师普遍存在对微课认识有偏差问题，对微课教学下的工夫少，最大的问题是微课作品呈现为课堂录像的直接切片，不加修改、没有新颖的设计，就更不用说体现不同年级学生的差异，面对每一级的学生都用相同的微课课件。

微视频是微课的主要教学资源，微视频的录制方式不外乎两种方式：一是采用数码摄像机或者智能摄像机，我院实验教学过程存在的问题是对小麦杂交过程的直接拍摄；二是采用录屏软件录制微视频，我院实验教学过程存在的问题是对玉米杂交制种流程的反录，呈现的是实验教学课件界面与教师讲解的语音，该方式虽然省工省事，但是很多课件是照抄照搬外校的微课课件，不仅导致本科实验教学的重点、难点及教学目标不明晰，而且导致学生对农学专业实验内容学习不感兴趣，甚至厌学。

众所周知，农业生产是地域性很强的行业，我国西南地区的玉米杂交制种过程和山东省的玉米杂交制种过程不可能完全一样，因为玉米生长过程中的温度、水分、光照和品种的差异很大。如果把四川农业大学的玉米制种微课课件直接搬到山东农大使用，就不恰当。青年教师微课作品没有经过精心设计，生搬硬套，就会在本科生的实验教学课堂上的教学的不足之处暴露出来。微课设计还存在着过于注重实验教学活动的组织，却忽略了实验教学内容的精心布局。部分青年教师的微课作品的重点并没有完全放在实验教学内容上。实验教学内容如果无法帮助实验教学目标的实现是教学活动组织的失败，有的微课作品只呈现了一部分的教学内容。究其原因，大多数年轻教师没有立足于学生自主学习的需求进行教学设计，因而在实验教学内容知识点的把握上顾此失彼、自以为是，结果只能单纯地展示学生开展实验教学活动的全过程。对于来自农村却缺乏对农业生产过程感性认识、缺少实践动手机会的大学生来说，不利于他们在短时间内对农学专业实验课知识和技能的全面领会与掌握。微课设计还存在的主要问题是缺少对学生个性化教学上的设计、微课作品缺乏层次化培养的设计。如我校的农学专业本科生，有的打算考研，有的打算考公务员，有的打算进大公司做技术或营销，微课作品如果不考虑这些实际情况，在实验内容设计上没有个性化、差异化、层次化的处理，就会导致微课作品在教学目标和教学内容上缺乏层次感，难以适应学生不同层次需求的设计和处理。另外，由于实验室投影设备老化等，还存在着微课作品的媒体技术上的缺陷，例如在计算机上展示与多媒体屏幕上展示的差异，主要是清晰度、色差、视觉上的不舒服等。

2 我校在实验教学微课建设中的做法和体会

微课是一种学习资源，因此微课在教学设计、内容编排上要符合教学规律和多媒体设计的原则要求。农业高校的实验教学微课的设计更要充分考虑这样的情况：尽管农学专业的大学生多数学生来自农村，但不了解农业。农学专业两大骨干专业课是：作物育种学和作物栽培学，其中作物育种学的理论基础是普通遗传学，作物栽培与耕作课的理论基础是农业生态学。对于这样的大学生群体，要想在短时间内学好农学专业的骨干课课程，难度可想而知，需要教师在微课设计上多思考。以普通遗传学为例，为青年教师展示实验教学微课的制作方法和体会。

2.1 微课要从实验教学目标和实验教学问题出发

普通遗传学是研究生物遗传和变异规律的科学。在农业高校普通遗传学是研究作物如小麦、玉米、棉花、花生、大豆等作物的遗传和变异规律，并应用在作物育种上，是农学的必修课。普通遗传学课程主要涉及生物进化、性状变异、遗传、染色体、DNA、基因工程等教学内容，在群体、个体、细胞和分子水平上阐述遗传物质的本质、传递、变异以及遗传信息的表达与调控是课程重点和难点，教学目标是让学生系统掌握不同作物遗传规律，并能熟练对基因测序和剪切等进行操作。在实验教学过程中，要让学生熟练掌握植物染色体实验的基本操作和实验技术与方法，微课内容涉及农学、种子科学与工程、植物科学与技术、中药资源利用与开发4个本科专业的实验教学内容，同时要体现出专业的不同之处。

2.2 微课的选题要贴切

实验教学微课的选题最好是抓住一个主要知识点或一个主要问题，不要面面俱到。如普通遗传学实验，我们微课选题就是选定植物减数分裂过程的制片和观察这个实验题目。在微课选题范围上突出了植物染色体的双螺旋结构、半保留复制的特点与遗传、变异的关系，弄清楚玉米、小麦、洋葱等植物的减数分裂的制片和观察的实验过程，有助于学生理解、巩固和扩展所学普通遗传学课程的本章节内容。

2.3 微课的实验教学目标要十分明确

在植物减数分裂的制片和观察实验微课中，实验教学目标是让学生掌握减数分裂4个时期(前期、中期、后期和末期)的特征对应染色体的条数、着丝点的位置等教学内容，重点让学生掌握半保留复制的实验内容和对遗传、变异的意义。实验教师可以进行多次语言提示，目的在于引起学生的注意。

2.4 设计并开发符合不同层次学生需求的微课

普通遗传学实验面向农学、植物科学与技术、种子科学与工程、中药资源利用与开发等本科专业。微课在观察的试验材料选择上因专业不同而各有侧重，农学专业主要用小麦、玉米、花生、棉花、大豆的种子；植物科学与技术专业主要用拟南芥、棉花、洋葱；种子科学与工程专业主要用小麦、水稻、油菜的种子；中药专业主要用丹参、桔梗、连翘等种子或种苗。同一个微课课程—植物细胞减数分裂的制片和观察，可以满足不同专业学生视觉及体验上的个性化需要，微课呈现出专业间的差异化，而不是在不同专业之间复制和重复使用。而且农学专业的学生也不是统用一个实验微课课件，考研、考公务员、进公司就业这3个类型的同一个专业学生，我们在微课实验教学内容的深度和广度上的也体现出差异。如面向考研的学生，本章节的微课实验内容增加了小麦和偃麦草远缘杂交后材料的染色体加倍、缺失、倒位、易位等高深内容的制片和观察等内容，这样一来，学生在读研究生时，科研过程就不用再培训相同内容了。

2.5 微课实验教学的策略要得当

我们的体会是微课教学内容巧妙地引入普通遗传学课程以外部分内容，例如我们可以从日常生活中大家比较敏感的话题引出微课学习的主题。例如，目前大家对转基因食品的使用非常小心谨慎，我们可从转基因大豆和非转基因大豆的基因测序结果分析入手，激发学生学习遗传学课程的好奇心，以此引出学生对遗传学课程重要实验教学内容：染色体、DNA、基因工程的教学内容重视，接着在遗传物质的本质—DNA的传递、变异及遗传信息的表达与调控等方面进行启发引导，学生自觉主动学习如何学习和掌握染色体的减数分裂制片和观察实验操作步骤，能够独立分析本实验的结果，学生会提出很多的本章节微课实验教学改革建议，如有的学生提出可以借助三维动画技术展示植物染色体的减数分裂过程，从不同角度观察染色体的结构。教师及时总结，在实验微课的末尾进行提纲挈领地总结，总结后师生还能有针对性地提出新的实验问题，教学相长的策略自然形成。

2.6 微课的实验主题要突出

微课的实验教学内容呈现给学生逻辑性要强，清晰明了。我们通过植物细胞减数分裂制片和观察的微课实验课件的制作，引导农学等不同专业学生持续关注实验的进展情况，而不是过去的实验，学生只关注自己的实验结论，缺乏师生互动、学生之间的相互交流过程。普通遗传学实验课微课，要突出的是让学生掌握主要的遗传学关键知识点—染色体的结构、功能、复制和变异等。我们的微课不是展示普通遗传学实验教学的整个活动过程，而是其中的一部分教学内容。我们微课选题就是选定植物减数分裂过程的制片和观察这个实验题目。微课的实验主题鲜明突出，实验教师在讲解时加入循序渐进的提问，引导学生主动地围绕实验主题自我思考。

2.7 微课的媒体使用要恰当

在实验教学课堂上，教师使用的微视频或是最后呈现的微课中的多媒体技术，都要考虑微课的多媒体技术是否恰当，如字幕、图片、引导线、画面的转换、动画等。在植物细胞减数分裂的制片和观察实验微课作品中，笔者采用了对染色体结构由远及近的观察效果；在半保留复制实验观察过程采用的是动画效果，半保留的母版和复制版的亮丽色彩和螺旋式前进的画面比较直观、生动活泼，引人入胜。教师在讲解时，用激光笔点击教学内容，学生普遍反映这一堂实验微课学习效果太形象生动了，便于学生愉快的学习和记忆遗传学中的难点和重点。

3 结语

自2007年11月山东农业大学农业生物学国家级实验教学示范中心建立以来，本科实验教学改革过程中，先后采取分层次实验教学、多样化教学[11]和MOOCs教学[12]和微课等多种实验教学方式，本科实验教学质量得到保证和本科实验教学水平稳步提升。微课是多媒体教学方式与网络结合的体现，在知识经济飞速发展的今天，不断地适应日新月异科技发展潮流并改进实验教学方式，注重本科生的个性化教育，是今后一个时期最有重大研究价值的课题[13]。在各级领导和省级主管部门关心和支持下，我校在实验教学微课建设方面取得了引人注目的成绩，2016年10月21～23日，山东农业大学农业生物学国家级实验教学示范中心承办了第一届全国高校植物生产微课比赛，我校荣获微课作品二等奖3项、三等奖1项，李兴峰教授的实验微课作品—植物减数分裂制片和观察获得本次微课作品二等奖，受到入会领导和专家的一致好评和称赞。微课作为一种新兴的教学手段具有信息化、数字化、大众化、碎片化的特点，可以实现微课资源的共享共建[14]，开展微课实验教学对于提高本科教学水平和质量，具有重大的现实意义。

[1]龙镇.微课来了 打破传统课堂框框[N].广东科技报,2013-02-01(5).

[2]余奉,李冰.微课在高校实验教学中的应用探究[J].实验室研究与探索,2015,34(4):199-201.

[3]高靓.微课能否打破高校封闭教学[N].中国教育报,2014-02-17.

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[5]姚满团.微课发展现状及其推动教育公平的实践价值[J].现代教育技术,2014,24(8):28-33.

[6]胡铁生.“微课”:区域教育信息资源发展的新趋势[J].中国电化教育,2011(10):61-65.

[7]胡铁生,周晓清.高校微课建设的现状分析和发展对策研究[J].现代教育技术,2014,24(2):5-13.

[8]陈智敏,吕巾娇,刘美凤.我国高校教师微课教学设计现状研究[J].现代教育技术,2014,24(8):20-27.

[9]第一届全国高校植物生产微课比赛[J/OL].www.sdau.edu.cn/syzx.

[10]范建丽,方辉平.“互联网+”时代高校微课发展的对策及应用[J].远程教育杂志,2016(3):104-112.