信息技术高速发展背景下植物学课程教学改革的探索

孙 红，郑玉龙，谢艺潇，李 平，赵学春，陈 超

（贵州大学动物科学学院，贵州 贵阳 550025）

植物学是农林院校农学类和综合性大学生物学类基础课程之一，系统阐述了植物形态特征及分类方法，是学生后期进行植物相关课程学习的重要基础课程。由于该门课程涉及知识点庞大，知识点晦涩难懂，学生的学习热情度低、主动性差，导致教师的教学效果和学生的学习成效均不是很高。近几年，在信息技术高速发展的背景下，已有部分讲授植物学的教师针对该门课程的教学模式、实验和实习方法、课程考核等方面已经进行了深入的探索和改革。如何将信息化资源和信息技术深入植物学课程中的教―讲―练―用各个环节，提高学生在课堂中的主观能动性，掌握植物学这门课程的知识点，以便为接下来其他专业课程的学习夯实基础，也是本门课程在今后教学环节中应该解决的难点。

1 信息化发展“植物学”课程面临的挑战

1.1 课程自身因素

首先，植物学作为生物学方向的基础课程，教学内容和涉及的专业术语多且抽象，内容间的逻辑关系不强，如植物细胞、组织和器官的组成及结构等，就有很明显的以上特征[2]。多数情况下，教师只能根据课本提供的模式图进行讲解，学生对相关内容的理解记忆的难度大。其次，植物学中的知识点较多，容易混淆，如植物的根、茎、叶的初生生长和次生生长，被子植物的分类特点等，内容繁复庞杂。此外，植物学的课本形式和内容的更新速度较慢的问题[3]，也需要更加注意。目前，植物学课本大多采用实物和模式图的展示方法，还有许多学校依然采用黑白色印刷的教材，极大地降低了学生对植物学的学习热情。

1.2 实验和实践课程与实际脱节

植物学是一门理论与实践相结合的基础课程，通过实验和实践课程进一步加强学生对理论知识的掌握。但通常情况下开设的植物学实验课程多为验证性，实验材料和工具都是教师准备，学生只要按照教师讲授的步骤完成就可，不会思考实验的目的和内容，导致学生只是走形式的完成实验报告，对学生的动手能力、怎么解决问题的能力鲜有帮助[4]。此外，课堂中讲解得植物多为理想情境，而实际情况是外界环境的变化对植物的生长特征造成很大影响，因此需要大量的实践活动深化学习效果。即使学生上完理论课后虽然掌握了知识点，但遇到实际问题依然无法解决。许多高校安排该门课程在教学周进行理论和实验讲解，在后半学期或假期集中进行野外实践，后期实践时学生需要再去复习之前的知识点，造成时间和精力的浪费。

1.3 学生学习方法的转变

随着网络信息技术的快速发展，学生接触到大量优质的学习资源及资源服务平台。然而随着网络优质教育资源覆盖面的扩大，学生的学习方法也发生转变，引起学生偏重线上学习，而忽略线下学习的重要性。但在线上学习的过程中依然存在理论与实践相分离的情况。虽然通过网络学生可以获取大量植物细胞、组织、器官的结构和生长特点的相关图片、视频，学生自以为认识了植物、掌握了植物学的要点，但是由于缺乏实践，无法将获得的知识与实际中真正的植物特征相结合。

1.4 教师教学方法和教学模式的冲击

传统的教学过程中，学生从外界获取的知识有限，比较注重课堂教师所讲授的内容，教师在教学过程中占据主导地位。随着社会信息的发展，学生能够接触到更多优质的课程资源，课堂教学过程中只讲解书本上的内容已经不能满足学生对知识的需求，也导致学生逐渐对线下课堂失去兴趣。如何在信息时代下将植物学这门课程中枯燥的知识点有趣化，分散的知识点系统化，陈旧的知识点最新化，同时锻炼学生的自主学习和综合应用所学，充分的利用有限的课堂时间[5]，就显得尤为重要，这要求教师从教学内容、模式、教方法等各环节紧跟时代要求进行改革，以培养合格的人才。

2 信息化发展背景下“植物学”课程改革的因素

2.1 拓展教学内容

2.1.1 结合知识要点，紧跟植物学学术前沿进展

本门课程介绍的都是植物学相关的基础知识，内容相对枯燥单一，另由于教材出版速度的限制，一些内容可能存在整合不完整的情况。基于此，教师可以关注植物学前沿的相关研究，经常追踪植物学领域的经典期刊或关注推送最新研究的公众号。或者结合教师本人在植物学领域进行的工作，及时补充与拓展教学相关的知识点。这样不仅能激发学生对本门课程的学习兴趣，同时还能将学生带入植物学相关研究领域，激发学生的科研热情。此外，也可以补充一些与本门课程相关的学科知识，如植物生理学、植物营养学和植物病理学等，拓宽学生视野。

2.1.2 课堂融入思政和传统文化因素

我国后卫队员破紧逼防守乏术，是中国男篮在国际大赛上始终没能解决好的一个老问题。第29届奥运会中国男篮的失误，从位置上分析, 后卫的失误居首，失误主要发生在三分线区域。中、前锋的失误次数大致相当，分别主要发生在限制区以内和限制区至三分线区域。失误方式排序依次为持球(43)、传球(28)、运球(18)、进攻犯规(7)、时间违例(5)。

将思政元素和传统文化融入专业课中，在课堂中潜移默化地提高学生的思想素养，坚定思想信念、引导积极的价值取向，学习传统文化，感受民族文化的渊博与伟大，将理论性较强的专业基础课与人文社科连接在一起，提升学生的人文素养，也是当前形势下对专业课教师教学活动的一项重要要求。思政元素的开展要求教师除了对专业知识的精确把控外，需要教师言传身教，灵活地将专业知识和思想政治教育融合。目前已有很多高校教师开展了植物学的课程思政建设与实践的相关活动。不同章节的知识点都可以结合不同的思政元素或传统文化因素。如在绪论中可介绍我国研究植物的著名学者及代表论著，延伸出我国植物学的发展简史，表明我国植物学研究及植物资源在世界中的地位。如在植物细胞和组织的分化的章节可以融入“结构与功能的辩证关系”。单子叶兰花生境习性的知识点中介绍兰文化，兰若君子，君子修道立德，不畏穷困而改节等高贵气节等[6]。

2.2 改革教学模式

2.2.1 线上与线下教学相结合

随着信息化技术发展，在线学习、增加学生自主学习时间已成为课程教育改革和实践的方向。将传统课堂（线下）与网络课程资源（线上）相结合的模式在近年来广泛应用于教学中，并取得了较好的教学效果。利用“超星学习通”“雨课堂”“MOOC”等线上学习软件，实行“线上预习，线下课堂精讲、答疑，线上投票、讨论，以及多元化考核”模式，包含课前预习、翻转课堂、小组讨论、课中详解、随堂测试、拓展总结、课后作业等环节，能够打破原来以灌输为主的教学方式，提高学生在课堂中的参与度和互动性，使学生真正融入课堂。此外，教师可以随时在“学习通”中不定期上传课程的学习资料，便于学生随时下载，利用碎片化时间进行学习和巩固，便于开展个性化学习。

2.2.2 师生翻转课堂

植物学教学中教师和学生互换角色，以达到翻转课堂的目的，不仅让学生更加积极地参与到课堂中，而且能够使学生将课堂中教师所讲授的内容内化且能够熟练应用。植物学翻转课堂的内容可选择在“被子植物的分类”的章节，此时学生已经学习掌握了根、茎、叶、花等器官形态特征和被子植物分类原则。教师根据校园植物类型和花期，提前1周布置任务：每个小组观察至少10个科的常见校园开花植物的外部形态；根据观察结果，查阅相关资料，并总结相同科属植物的特征；最后制作成图文并茂的PPT进行汇报。在此过程中，可以合理使用植物识别软件，避免因不认识植物而影响准备进度，教师在课堂中根据学生的汇报内容查缺补漏。在此教学模式下，一方面调动了学生对植物分类学相关章节学习的积极性和主动性，另一方面也能提高学生分析和解决问题的能力。

2.2.3 设置设计型实验课程

植物学实验课程中为了提高学生的主动性和创新性，除了让学生完成验证型课程之外，可设计一些开放性的实验，建议占到实验课程课时的30%。如设计开放性实验“双子叶植物和单子叶植物的区别”，观察校园中常见的单子叶和双子叶植物等，通过设计、采集标本、观察、总结等步骤，明细单子叶和双子叶植物的区别。整个实验过程让学生自己查阅资料、设计实验、明确实验目的、采集植物样本、分析实验结果等完成实验报告，不仅能够锻炼学生的独立思考的能力，同时还能提高学生的动手能力，培养其科学探究精神。

2.3 改变教学方法

2.3.1 多使用实物与多媒体资源丰富教学内容

植物学课程是一门理论与实践相结合的课程，在课堂利用相关实物或多媒体资源，不仅可以清晰直观的展示抽象的知识点，如细胞、组织、解剖等微观内容和植物分类的相关内容，同时也能转换学习思维，激发学生的学习兴趣，提高教学质量。涉及果实的相关内容，教师可以准备肉果和干果代表类型，让同学们实际观察，增强学生对知识点的理解。网络为植物学提供了丰富的教育资源，尤其是随着信息技术的高速发展，植物学领域相关的动画、视频、图片资源不断充实更新。有一些不能实物直接展现的知识点内容，可采用网络图片、视频、动画模拟等形式展示，使学生更加直观的了解相关的知识点。如讲解植物雌蕊的发育的时候，可课前搜集胚珠、胚囊形态、发育的相关图片和视频，让学生更加明了地看到植物的雌蕊是如何发育的，并认识胚囊的结构。教师也可以自己拍摄、收集、制作相关的植物学图片、视频、多媒体动画模拟等，丰富教学素材[7]。

2.3.2 采用思维导图融会贯通知识点

将思维导图应用于植物学教学当中，不仅可以提高教师课堂效能，同时也能有助于提高学生学习和复习的效率。植物学中根、茎的初生生长和次生生长、植物分类等章节中均可以使用思维导图。教师在讲解“根”的相关内容后可以利用思维导图进行总结，加深学生的印象，后期根据学生的反馈不断完善思维导图结构。在“茎”相关内容讲解完，课后布置作业让学生根据根的思维导图制作茎的思维导图。思维导图其结构与植物分类检索表的形式非常相似，应用到植物分类当中非常方便。虽然不同软件提供的思维导图形式不同，但大多数都能轻松添加基本框架、图片、表格等，学生在制作思维导图的过程中可以对每个知识点进行自我加工与总结，也有利用后期的比较记忆，达到复习巩固和实现思维可视化的目的。同时，教师也可鼓励学生将思维导图应用到其他课程的学习中，切实提高学生的归纳总结能力。

2.3.3 利用校园开展教学实践

许多高校校园内植物种类丰富，为学生在植物学的学习过程中提供了丰富的素材，完全可以作为植物学教学实践的第一站，为后期野外实习打好基础。植物学课程多设置在春季学期，根据课程安排，在讲完叶和花时，可以带领学生在校园中观察不同植物叶和花的形态特征，同时将采集到的花带到实验室中进行解剖、观察，引领学生将观察到的现象与课本理论知识进行贯通融会；同时鼓励学生查阅相关资料，确定其科属，也为接下来的植物分类学的内容做好准备。开展校园教学实践，不仅能使学生能更直观地感受和认识到植物外形的多样性，同时经过亲自动手实践观察之后再带着问题回到课堂教学中，进一步巩固和加强对相关知识点的理解和掌握，增强学习效果。

2.3.4 利用其他APP及公众号激发学生学习热情

在学习和生活中，教师可以借助多种软件分享课本之外的植物学信息。通过推送植物学领域的最新研究成果，让学生了解书本经典知识以外的学科前言信息；分享关于植物学的有趣的博文或短视频，激发他们的学习热情。此外，鼓励学生多使用植物识别应用软件主动认识身边的花草，或者将校园中常见植物特征发布于公众号中，便于学生查阅，引发他们实际生活中对植物的认识和热爱。

3 结语

在信息技术快速发展的时代背景下，植物学教师必须不断改进和完善教学内容、教学模式、教学方法，才能起到引导和指导作用，提高学生的学习效率，提升学生的思维水平。同时可以培养学生的自学能力，使学生更加全面、灵活、系统地掌握植物学课程的理论知识和实践技能，提高该门课程的教学质量。