新农科背景下雨课堂混合式教学模式探究

姚立蓉 汪军成 司二静 杨 轲 孟亚雄 马小乐 王化俊

摘 要：植物生物技术是高等院校植科类专业的骨干课程之一，该课程是理论与应用实践并重的学科。以甘肃农业大学开展的《植物生物技术》为例，剖析了该门课程现存的课程学时偏少，学生积极主动性差，考核手段单一等问题。根据现代农业对创新型，应用型和复合型人才的需求，分别从合理安排知识结构，高效组织课堂教学，教学方式的改革与创新，加强实践教学及建立合理的成绩评定系统等方面进行详细阐述，旨在为切实提高植物生物技术课程的理论与实践教学质量，教学效率，培养新农科背景下的综合型人才奠定基础。

关键词：高等院校;应用型;实践教学;教学效率

中图分类号：G642.4  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2021）05-0100-04

随着信息化教学的广泛开展，信息化技术已成为教师和学生之间传播信息的主要载体，能有效地促进教师与学生之间的互动和知识的传递[1]。在传统课堂教学中，学生课上的重要任务是听课和记笔记，在课下时间进行练习，造成学生课堂学习效果难以评估[1]。近几年很多教学设备为其提供了辅助支撑，由学堂在线与清华大学在线教育办公室共同研发的“雨课堂”就是其中之一。“雨课堂”是连接师生沟通互动的智能终端，可有效地将课前-课上-课后的每个环节赋予全新的体验，最大限度地推动高等院校教学与改革体系。甘肃农业大学鼓励教师充分利用信息化教学资源，推进教学方式和教学手段的变革，打造“金课”，培养学生主动学习能力，提高教学质量，启动混合课程立项建设等工作。“雨课堂”被优先引入教师教学过程之中，丰富混合式教学内容，在课外预习与课堂教学之间建立沟通桥梁，让课堂互动永不下线。同时，教师可以将带有MOOC视频、习题、语音和课前预习课件等推送到学生手机，师生沟通及时反馈，课堂上可随时掌握学生的出勤，实时答题，弹幕互动，课下及时联系和沟通，为传统课堂教学师生互动提供了良好的解决方案。

为了适应科技发展和社会市场对人才需求的改变，高等农业院校传统的农学专业正在实现向植物科学技术专业转变，以结合新理论、新方法实现学科之间的融合。因此，植物生物技术已成为高等农业院校农科类各专业本科生必修的一门基础公共课。该课程是在植物组织培养和现代生物技术概论等学科基础上发展起来的一门重要的生物技术科学，其涉及的相关技术为植物科学领域的发展起到关键作用[2，3]。进行生物技术育种是确保粮食安全、提高农产品产量、缓解人口剧增与土地锐减之间矛盾和提高农业国际竞争力的重要途径[4]。植物生物技术课程的首要任务是将生物技术应用于植物（尤其是农作物），包括植物组织培养技术、细胞工程、基因工程等多种生物技术，注重细胞培养、基因克隆和分子育种等方面的知识的综合。可见该课程覆盖内容广泛，重难点较多，理论深度较大，实践性很强，要求学生在全面掌握理论知识的同时，必须能将所学知识应用到生产实践中，开辟植物遗传研究和分子育种的新领域。采用信息化辅助设备对植物生物技术课程进行创新混合式教学，是培养学生的创新能力和动手实践能力的必要条件[5]。基于植物生物技术在新农科背景下的重要性，结合甘肃农业大学实际情况，我们几年来对植物生物技术教学体系进行了改革，并从整体角度构建全面的雨课堂教学评价指标体系，本文就“雨课堂”在植物生物技术中的混合式教学模式进行探究，为便捷、高效地完成植物生物技术课程的教学及过程性考核提供参考。

1 植物生物技术教学中存在的问题

1.1 课程理论内容较多，融入的实践学时偏少

甘肃农业大学植科类各专业使用的教材是张献龙教授主编的“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材《植物生物技术》[6]。该教材把植物细胞培养、基因克隆及分子标记辅助选择育种紧密联系在一起，涉及面广，内容丰富，重难点较多，实践性较强。但是，由于近年来在本科教学改革中增加了大量选修课程，使得各专业课程学时在一定程度上受到了压缩，实践课学时也相应地缩短，尤其是教学大纲中规定此门课的实验课学时仅为8学时，只涉及植物组织培养和农杆菌介导的植物遗传转化等方面的内容，知识覆盖面较狭窄，这样在有限的课堂内只能以重点理论知识为主，融入的实践教学甚少，多门课程不能很好的交叉学习，学生很难接触到一些新理论、新方法和新技术，造成教师教学难度大，学生不愿意认真听课的尴尬局面，显然对培养学生的综合学习、实践和创新能力都不利[7]。因此，如何合理安排理论课教学内容，确定实验课学时和实践教学的核心内容，并体现出课程内容的专业性、实用性及前沿性，是当前高等学校专业课教学的重要挑战之一。

1.2 学生基础知识薄弱，学习的积极主动性差

近几年，高等学校因扩大招生，使得录取分数线降低，学生数量大幅度上升，学生的基础知识层次不齐，接受新知识的能力有差异。植物生物技术是一门综合性很強的学科，如果前期学习过程中知识点掌握不好，在后期的学习课程中难度就会加大。特别是第二部分植物基因工程是基于植物组织培养技术基础，涵盖的内容较多而且较抽象，如果学生没有较好的基础知识，就会导致学生对该部分内容的理解难度加大。此外，该部分内容实验课学时仅仅2个学时，相关实验知识的讲解和拓展联系不能充分体现，学生只是机械般的按照实验指导课本及老师讲解的操作步骤进行实验，前后内容和各学科之间内容不能有效地结合，实验报告的完成质量较低，无法全面地对实验结果进行对比和讨论分析，这样就不能很好地锻炼学生分析问题和解决实际问题的能力，而是仅限于实验课堂中老师的讲解与学生被动地操作，使得学生的创新思维下降，学习枯燥乏味，当遇到一些实际问题，往往表现出不知所措，容易养成学生的思想不积极，主动性不强的习惯，最终造成学生更注重如何应付考试，而不是真正地掌握所学知识，这严重脱离当今高等院校以培养应用实践型人才为主体的需求和发展趋势[8]。

1.3 考核手段单一，缺少阶段性测试

目前，虽然甘肃农业大学专业类课程考核实行过程性考核，但是考核手段仍然很单一，大多数情况采用出勤、课堂讨论、实验报告、期中考试和期末考试的综合成绩考评，这种考核方式只侧重学生对理论知识的理解，缺少阶段性测试，考试题型一致，重难点不变。对于平时不主动学习的部分学生，为应付期末考试，考试前往往是对历年试题死记硬背，考前突击。这样学生对课程知识的理解和掌握就比较困难，并且不能利用所学的相关知识解决实际的问题。平时的课堂表现很难定量评价学生的掌握情况，综合考核成绩难以准确体现学生学习效果，最终不足以科学考查学生的创新思维、个性体现和综合素质。同时，实践教学是农学类课程的重要环节，注重考查学生的操作能力，但是实验教学环节考核方式只是实验报告，过程性考核缺失，这样难以挖掘学生的学习兴趣，且学生的自主学习能力受到了限制，导致教师在合理安排教学内容方面得不到有效反馈，进一步影响教学质量的提升。

2 植物生物技术课程改革理念与创新

2.1 优化教学内容，合理安排知识结构

鉴于植物生物技术在目前教学中存在的问题，首先应在教学内容方面做出适当的调整，植物生物技术理论课程教学内容的第一部分主要包括植物组织培养技术和植物细胞工程，是根据前人的研究经验，模拟植物的自然生长环境，例如在组织培养的各个阶段对培养基成分和外植体类型的选择等，这部分知识学生很难抓住重点。该部分内容应该安排相关的实验，让学生在操作过程中领悟实验技巧和一些注意事项，最后对实验结果进行分析总结，这样可加深对该部分内容的理解，达到真正掌握的目的。植物生物技术理论课程教学内容的第二大部分是该课程的核心内容，其与分子生物学联系紧密，需要具有生物化学，微生物学，分子生物学，细胞生物学，遗传学和植物生理学等知识[6]。这就需要借助相关混合式教学用具，系统地将多门学科知识点联系起来。更重要地是，植物生物技术的知识更新较快，面对这些更新，教师首先自己要充分掌握这方面的内容，然后将这些内容有机的融入教学环节中，选择性地讲解给学生。一些新的内容，多来自于英文文献，还要求教师具备一定的专业英语基础，同时也掌握学生的专业英语水平，而学生对讲课过程中的英文幻灯片很不适应，虽然教师进行了详细的讲解，但是学生的接受效果仍不明显，这就需要教师将授课内容课前通过雨课堂推送，使得学生提前做好预习工作，在课堂中的接受效率就会明显提高。

2.2 高效组织课堂教学，调动学生的学习积极性

搭建良好的师生关系是高效率地组织课堂教学，创造轻松活跃课堂气氛的有力保障。在平时的课堂教学中，师生之间应增加一些互动环节，善于提出能够激励学生的问题，引导学生进入问题的本质，培养学生勇于提出问题和解决问题的习惯，在实际操作的过程中启发学生获取新知识。主要是任课教师应该严格把握课堂教学内容，凝练知识点。对于一些不重要的内容，课堂上点到就可以，课后通过雨课堂，学生自主学习。但是对于重点内容，教师应该详细整理出来，并结合生产实践，组织好课堂授课方式及讲解内容。例如，第十三章，分子标记辅助育种，属于作物遗传育种课程内容的特有范畴，从技术上讲，只是基因工程技术内容的延伸，难度不大，因此在讲解的过程中点到就可以，而对于基因工程的内容，是重难点且比较抽象，教师应该采用灵活多样的教学方式，帮助学生对抽象内容进行理解，增加学生的学习兴趣。目前，网络上关于生物新技术的内容很多，且形式多样，这些知识应课前通过雨课堂的形式推送给学生，让学生对整个内容有大体了解，课堂上对教师的授课和学生的掌握都有很大的帮助。课后鼓励学生自己动手，带着问题进行复习寻找答案。同时，教师应鼓励学生积极主动参加社会实践活动，加深对课程知识的理解。除此之外，教师应建立一个完整的考核方案，完善的考核方案不仅能够培养学生的积极主动性，而且还可以督促学生努力学习，提升自己运用专业知识解决实际问题的能力。

2.3 教学方式的改革与创新

目前，《植物生物技术》课程的课堂教学仍然以PPT为主，学生注意力不集中，课堂上睡觉，讲话和玩手机的现象普遍发生。因此，教师对《植物生物技术》课堂教学时，引入雨课堂和PPT教学手段相结合的方式。在教学准备阶段，教师应该通过雨课堂教学软件，在word文档中编辑PPT内容，并结合教学实际也可在PPT中添加与生物技术相关的视频文件。如在“原生质体融合”这一章节中，应增设“原生质体的分离和纯化”“原生质体的融合”及“杂合细胞的筛选”等操作视频，同时还可以添加一些解说录音，学生可以边听边看，提高学生的学习兴趣，教师也可以设计一些练习题，推送给学生进行课前练习。

课堂教学阶段，任课教师可通过学生的课前做题的情况，有侧重的讲解，尤其是对于学生容易出错的题目和内容进行重点讲述，也可以通过学生课前预习的提问反馈，课堂上适当调整课程教学内容的重难点。即使在课堂阶段，也需仍然安排学生提问环节，教师进一步对现有问题进行解释，这有利于教师实时关注学生的理解程度和一些新的想法，提高教学质量。课后阶段，任课教师再次通过雨课堂向学生推送课后复习题（选择题和问答题），收到学生的复习信息反馈后，进行登记，这样任课教师就可以对学生的学习情况更好的了解。此外，每节课前和课后作业登记的成绩作为学生平时成绩的一部分，教师可以通过每次成绩的对比，更全面地掌握学生的学习情况，这就将过程性考核很好的体现出来。

2.4 加强实践教学，培养应用型农业科技人才

中华人民共和国教育部“十二五”规划明确指出，高等教育的核心是“解决好培养什么人、怎样培养人，着力提高学生服务国家、服务人民的社会责任感”。这就说明高等院校在制定人才培养的计划和目标时，要根据现代农业生产的特点及发展趋势培养高层次应用型人才。实践教学是培养学生将理论知识有效地应用到生产实践的中心环节，一般包括两部分内容：专业认知和毕业实习。专业认知是植科类专业学生一个很重要的实践性环节，通过专业认知，学生对自己所学的专业课程会有一个完整的了解。学校管理部门应该咨询与植科类专业对口的公司企业，通过教师和植科类技术人员的现场授课及工作人员的实际操作，全面而详细的了解植物生物技术的工艺过程，为专业课学习奠定坚实的基础，为今后走向工作岗位积累经验。

毕业实习是根据不同专业培养目标的要求，有目的地安排学生获取实际操作技能，提高动手能力，培养应用型人才科研操作技能[7]。植科类专业的毕业实习主要选择在实验室进行，围绕学生的毕业方向，例如就业或继续深造（研究生），将植科类专业本科生的毕业实习分为专业理论实践和专业实践操作技术训练两个方面，有针对性的将培养各项能力贯穿于实习之中，提高实习效果与质量，全面培养高水平应用型人才。

2.4 建立合理的成绩评定系统，提高考核质量

做好公平、公正、合理、全面、客观评价学生的课程成绩对提高高等学校考核质量，培养学生良好的学习习惯和学风起重要作用[9]。针对植物生物技术的教学课程特点，提出应该把理论教学和实践教学全过程纳入学习效果的考核评价体系之中，包括参与的过程和学习结果，具体详情如下：过程性考核占60%，包括學生的出勤（10%），借助雨课堂进行课前预习的情况（15%），课堂师生互动参与（20%），课下习题练习成绩（15%）;期中考试占10%;实验报告成绩占20%，包括实验操作的技术考核成绩（10%）和最终的实验报告（10%）;期末考试成绩占20%。

综上所述，基于新农科背景下雨课堂的《植物生物技术》混合式教学模式，有利于培养植科类专业学生的学习兴趣，提高学生的自主操作能力及综合素质水平，能够使得学生更加注重实践、创新和应用合作的精神，对学生未来的能够更好的学习和工作具有重要意义。对教师而言，基于当前“雨课堂”的混合式教学模式对他们提出了新的要求，教师不再是传统意义上学生的知识传授者，而是教学过程中学生的引导者和组织者，任课教师更侧重于合理科学地组织教学活动，通过加强对学习过程的指导和采用多种考核手段引导学生高效率学习，真正做到了“学为主体，教为主导”的现代化教学理念，有效地提高了教学质量和教学效率，值得在今后的教学过程中大力推广。

参考文献：

〔1〕王峰，沈良华，雷思佳.“雨课堂”在《生物技术药物学实验》课程中的应用[J].教育教学论坛，2019（24）.

〔2〕张学文，赵燕，黄丽华.“基因工程”课程建设及教学改革探讨[J].教育教学论坛，2017，340（50）：91-92.

〔3〕吕立堂，刘洋，李岩.本科生《基因工程》课程教学改革与建设[J].教育文化论坛，2016（04）：60-63.

〔4〕李立志.现代生物技术在萝卜遗传育种中的应用[J].中国农业信息，2013（07）：91-95.

〔5〕汪军成，姚立蓉，司二静，等.新形势下“种子学”课程实践教学体系改革与实践研究[J].高等农业教育，2019（04）：91-94.

〔6〕张献龙.植物生物技术[M].第二版.北京：科学出版社，2012.

〔7〕王强盛，周琴，廖永萍，等.提高植物生产类专业实验教学质量的探索与实践[J].高等农业教育，2008（02）：66-68.

〔8〕司二静，孟亚雄，马小乐，等.农业院校细胞生物学课程教学改革探索[J].赤峰学院学报（自然科学版），2019，35（04）：158-159.

〔9〕胡瑞，刘薇，江珩，等.卓越农林人才培养的探索与实践——基于“卓越农林人才教育培养计划”的实证分析[J].高等农业教育，2018（01）：12-18.