农业院校细胞生物学课程线上线下混合式教学初探

聂永心 刘鹰高 周淑梅 李厦 王秀玲

[摘 要]细胞生物学作为生物类相关专业的基础课程， 在生命科学知识体系的建构中具有重要作用。教学团队立足于农业类院校生物类专业的培养目标和细胞生物学课程特点，构建了依托智慧树平台的线上教学，进行了线上线下混合式教学改革;并从教学实施过程、评价方式、教学效果等方面对混合式教学模式进行初步探究，通过课程评分调查和座谈等形式，评价教学效果。两年的教学实践表明，线上线下相结合的混合式教学充分发挥了各自优势，有效地促进了学生自主学习能力的培养，提升了教学效果，为推动混合式教学模式在细胞生物学教学中的应用打下了一定基础。

[关键词]细胞生物学;混合式教学;教学改革

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2022）01-0032-04

在传统的面对面教学模式中，教师是知识的传授者，学生被动地接受知识，这种教学模式不能满足不同层次学生的个性化需求，不利于学生自主学习能力的培养;而完全的网上在线学习模式由于缺乏教师的主导与监管，教学效果远远低于期望值。因此，“线上”（网络课）+“线下”（见面课）混合式教学模式应运而生。细胞生物学是农业院校生物类相关专业的专业基础课程， 在生命科学知识体系的建构中具有重要作用。为适应高校培养高素质人才的需求，改革细胞生物学的教学手段、优化教学过程和提高教学质量已迫在眉睫，目前已有部分高校开始尝试和探索将互联网的优势用于细胞生物学的教学当中[1-2]。山东农业大学（以下简称“我校”）细胞生物学课程组基于智慧树平台，构建了细胞生物学线上教学和传统教学相结合的混合式慕课课程。在混合式教学实施过程中，既注重教师在学生线上自主学习和见面课中的组织与引导的作用，又体现了学生在学习过程中的主体地位，充分调动了学生学习的积极性，取得了较好的教学效果。

一、细胞生物学线上教学智慧树平台的构建

传统大学课堂以教师为主体，学生被动地接受抽象的理论知识，这种教学模式不能满足学生个性化的需求，缺乏互动，学生课堂参与的积极性不高，学习效果较差。为此，我们依托智慧树在线教育平台，开展线上线下混合式教学来提高细胞生物学的教学质量。

（一）细胞生物学線上教学知识点的梳理

我校细胞生物学课程面向生物技术、生物科学、生物工程专业开设， 共51学时，使用教材为翟中和主编的《细胞生物学》（第4版）。细胞生物学内容非常多，很难在有限的学时内讲授所有知识，再加上不同专业的学生已修课程不一致，生物技术、生物科学专业的学生修过植物生理和遗传学，而生物工程专业的学生没有修这两门基础课，为了满足不同专业学生对知识点的学习需求以及更全面地讲授该课程，我们尝试将细胞生物学部分知识点转为学生线上自主学习。细胞生物学知识更新快，知识点相互独立又存在内在联系，选择哪些知识点让学生线上自主学习就显得尤为重要。我校细胞生物学课程组对传统章节进行了知识点拆分，每个线上教学视频对应一个知识点自成一体，方便学生的碎片化学习和移动学习，构建了合理的课程知识体系。经过多次的反复讨论，我们最终确定了43个知识点作为线上课程内容，具体知识点如表1所示。由表1可知，线上教学内容多为细胞的基本知识和基本结构，像细胞的类型、质膜的结构、线粒体和叶绿体、细胞核、细胞骨架、细胞外基质和细胞分裂等，这些知识学生在前期课程生物化学、植物生理学、遗传学、微生物学，甚至高中生物课上都有所涉及，学生对这些知识掌握的程度不一致，统一的面对面讲授显然不能满足不同层次学生对知识的需求。而对于线上教学内容，学生可以根据自己的情况进行学习，掌握得不好的知识点可以反复多次学习，以便加深理解，同时也为后期的线下教学打下基础。

（二）线上教学内容课件的制作和优化

线上教学必须注重PPT的设计和视频的录制， 只有生动有趣的线上视频才能够吸引学生的注意力，从而达到传统教学方法难以实现的教学效果[1]。在确定细胞生物学线上教学核心知识点以后，本课题组制作了针对每个知识点的教学课件。对不同的教学内容采取不同的授课方式，如内容的引入、展开和概括等。（1）内容的引入：可采用问题引入、动画引入、复习上节内容引入等不同的方法。（2）知识点的总结：在知识点讲解完成后，需要进行简短的概括，或与已经讲授的内容进行联系、比较，以加深学生的领会和理解程度。我们还聘请了智慧树平台专业的设计师，对PPT的版面进行设计和优化，以增强对学生的吸引力。

（三）线上教学视频的录制

线上教学视频是课程资源的核心，是慕课建设以及混合式教学改革的基础。一般认为，线上教学视频时长以6～10分钟较为合适，方便学习者碎片化学习，时长最好不超过15分钟。超过15分钟容易造成学习者疲劳、注意力不集中，学习者的学习效率会降低;而时间太短的话，则无法完整地陈述清楚知识点的内容。因此我校细胞生物学课程组在梳理知识点的基础上采取碎片化处理方式将知识模块分割成6～15 分钟的微视频，有些完整的知识点录制时间较长，我们将其分成上、下两个视频，共录制了53个教学视频，并上传到智慧树教学平台。每个教学视频可围绕细胞的一种结构、一种技术方法、具体的功能等来阐述一个知识点，不同的教学视频又有必然的逻辑联系，进而构成一个完整的知识体系。同时课程组通过弹题测验，吸引学生的注意力，强化学生观看教学视频形成的短时记忆，加深学生对教学内容的理解。

二、细胞生物学课程线上线下混合式教学实施过程

（一）细胞生物学课程线上教学的实施和管理

线上学习依托智慧树在线教育平台，智慧树是全球大型的学分课程运营服务平台。任课教师从知到教师版创建教学班，并将学生名单导入班级。教师通过知到APP（教师版）将教学计划，包括线下上课的时间发送给学生，学生必须按教学计划在下一次见面课前完成相关知识点的学习。教师利用智慧树平台的问答互助功能了解学生的疑难点和感兴趣的话题，在课前及时调整线下见面课程的重难点，有针对性地进行集中讲解，从而提高教学质量。为避免不认真的学生刷视频，我们在每个教学视频中间都设置弹题，学生必须输入正确答案后才能继续后面的在线学习。为考查学生在线学习的效果，我们在每章线上教学视频后设置章节测试题，测试内容以基础性知识为主。通过章节测试，任课教师可以了解学生对知识点的理解、掌握程度，为见面课的教学提供依据。

（二）细胞生物学课程线下教学的改革

尽管线上学习与传统课堂相比，具有丰富的多媒体资源、便捷的协同交流、友好的互动等独特的优势，但同时也存在很多问题，例如单一的教学模式无法满足学生个性化的学习需求，教师无法做到言传身教，在线课程内容更新频率受到限制等[3]， 因此，将传统教学和线上学习结合起来，二者优势互补，能起到事半功倍的教学效果。

1.线上教学的总结和考核

混合式教学的优点是把线上教学和线下教学紧密结合，各取所长，因此见面课与线上课程的衔接至关重要。我校细胞生物学课程组教师采取以下方式，对学生线上学习情况进行检查。（1）提问和随堂测试：将线上核心知识点的内容凝练成几个问题进行提问或进行随堂测试。（2）组织讨论：将学生分组或采用自由结合的方式，就线上课程的内容、形式、难易度等组织学生进行讨论。任课教师及时掌握学生线上学习遇到的疑难点，并予以引导和解决相关问题，以巩固线上教学的成果。

2.紧跟学科前沿进展，保持教学内容新颖

在线下教学过程中，我校细胞生物学课程组教师非常注重教学内容的及时更新，注意将国际学科前沿发展的最新成果融入教学当中，保持课程内容的新颖和特色，以激发学生的学习兴趣和开拓学生的眼界。比如在介绍细胞内蛋白质降解时，课程组教师将2016年诺贝尔生理学或医学奖细胞自噬的内容引入课堂，让学生知道细胞自噬不仅是细胞成分降解和循环利用的一个基本过程，而且对预防和治疗由细胞自噬引发的癌症及神经类疾病有重要意义。再如介绍电镜技术时，将2017年诺贝尔化学奖冷冻电镜（CryoEM）技术引入课堂，让学生知道冷冻电镜技术是重要的结构生物学研究方法，施一公、颜宁教授利用该技术已发表多篇论文在国际顶级期刊上，让学生体会到技术对科学进步的巨大推动作用。还有在介绍细胞全能性和体细胞克隆时，将中科院神经所孙强研究员课题组突破现有技术无法克隆灵长类动物的世界难题，获得克隆猴“中中”和“华华”的前沿成果引入课堂，让学生知道该成果除了在基础研究上有重大意义外，也可利用体细胞克隆技术制作脑疾病模型猴，为人类面临的重大脑疾病的机理研究、干预、诊治带来前所未有的光明前景。线下教学要充分发挥知识更新的优势，任课教师将最新的一些科研进展引入课堂，以激发学生的学习热情，鼓励学生积极参加科研，为祖国生命科学领域的发展贡献自己的力量。

三、细胞生物学线上线下混合式教学考核评价体系的构建

合理可行的评价机制是激发学生学习积极性、提高教学效果的有效方式。我们在细胞生物学混合式教学的实践探索中，通过适当调整考核评价方式，调动学生学习的积极性，使考核成绩更真实地反映了学生的学习成果，考查内容及权重如表2所示。在期末考试试题中，我们扩大主观题的比例，侧重考查学生对所学知识的理解和综合运用，以及逻辑推理能力和思维能力。课堂笔记重点考查学生在线上学习和见面课学习时的学习态度，以及在听课过程中的提炼归纳能力。

四、学生对细胞生物学线上线下混合式教学的评价

在高校开展混合式教学的过程中，学生满意度是影响学生使用态度及应用效果的主要原因[4]。 为了了解混合式教学实施过程中学生的满意度情况，我们通过智慧树平台的教学调查板块，让学生对课程进行评分调查，同时通过座谈会等方式面对面地了解学生对混合式教学的评价和建议。智慧树平台的教学调查内容及结果如表3所示。由调查结果可知，与面对面的授课形式相比，学生对混合式教学在各个方面的总体评价比较满意，评分8分以上的占了90%左右，在线论坛、问答交流、在线答疑方面的评分最低，这说明我们在课下指导学生、师生互动、疑难解答、交流等方面需要进一步加强。但评价最低1分也占了一定比例，这说明有少数学生对混合式教学不满意。这一点从面对面座谈中也体现出来，有些学生认为，教师线上教学讲得较快，没有字幕跟不上教师的节奏，另外见面课的内容和参考教材不完全一致。这些问题说明有些学生还没有完成从高中教师按教材内容逐一讲解，到大學生要不断扩大自己的知识面，提高自己随堂思考、提炼、归纳能力的转变。混合式教学实践能加快大学生自主学习及学生自身学习观念的转变，让大学教育真正实现“授人以鱼不如授人以渔”的教育目标，培养学生的自主学习和独立思考的能力。

五、结语

山东农业大学细胞生物学线上线下混合式教学，打破了传统高校教育的课堂教学模式，对章节内容进行知识点拆分，重构教学内容，将每个知识点录制成微课视频，供学生线上自主学习;线下教学教师根据学生线上学习效果设计线下教学内容，并将本学科前沿领域的理论、技术及相关知识引入课堂当中，以开阔学生的眼界。混合式教学模式得到了学生的认可，充分发挥了课堂教学和在线教学的优势，激发了学生学习的积极性和主动性，不仅对学生的知识技能与创新能力的训练有利，对于学生健康情感与价值观的培养也大有裨益。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 孙铮，吴茉莉，孙媛，等.基于MOOC的微课教学在细胞生物学课程中的设计与实践[J].中国细胞生物学学报，2015（8）：1135-1139.

[2] 鲁豫，张明，谌志伟.基于MOOC平台的“细胞生物学”课程混合式教学探究[J].课程教学，2019（6）：99-101，127.

[3] 马超，曾红，王志祥.线上线下混合实验教学模式研究[J].实验室研究与探索，2019（5）：185-190.

[4] 尹苗，李逢.《细胞生物学》课程混合式教学的设计与实践，中国细胞生物学学报，2018（2）：260-268.

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