互联网+教育背景下《植物组织培养》混合教学体系的构建

□郝树芹 束 靖 田华英

李克强总理在2015年政府工作报告中首次提出制定“互联网+”行动计划。随着当今科学技术的不断发展，互联网科技与教育相结合形成了一种新的教育形式——互联网+教育。2019年3月5日，国务院总理李克强在十三届全国人大二次会议上作政府工作报告时提出发展“互联网+教育”，促进优质资源共享。疫情期间，在教育部“停课不停学”的倡导下，以信息化为支撑的“互联网+教育”发挥了重大作用，促进了教育信息化的发展。传统课堂教学在诸如课程开设、教学内容、教学方法和教学评价等方面已表现出明显的不足，“互联网+教育”背景下课堂教学变革亟需寻求突破之路[1]。单纯的网络化学习和单纯的课堂教学都不能满足信息时代教学的需求[2]，线上线下混合式教学模式应运而生。虚拟仿真教学作为高等教育信息化建设和实践教学发展的重要手段，是学科专业知识体系与信息技术深度融合的产物[3]。在互联网背景下，《植物组织培养》课程以国家一流课程建设为契机，构建了“线上+线下、虚实结合”的教学模式，实现了教育资源的共享，拓展了推动了教学效率的提升，教学方式得到逐步优化。

一、《植物组织培养》课程教学存在的问题

(一)学生学习积极性和主动性不高。传统的课堂教学学生以被动的接受知识为主，课堂学习积极性和主动性不高，可能原因有：学习兴趣不高；学习目标不明确；师生之间缺少交流，课堂气氛不活跃；教师教学方法不得当，照本宣科，墨守成规，不能调动学生学习的积极性和主动性[4]。

(二)教学资源不丰富。在现代信息技术背景下,教学资源无论是形态还是功能等方面都产生了一定改变,并且呈现出了新的内涵[5]。教学资源主要以传统的教案、多媒体课件为主，图片、视频、动画等信息化教学资源较少，大多数的教学资源内容都以教为主,主要为教师提供更多的教学资源和素材,从而帮助教师来更好地完成教学环节[6]，不能体现以学生为主体的教学，不利于学生的自主学习和个性化发展。

(三)实践教学条件有限。植物组织培养要求环境无菌，学生数量多，容易造成实验环境污染，增加维护成本和难度；无菌接种技术需要熟练的操作技巧，而学生初次接触，利用课堂的有限时间很难达到熟练程度；无菌接种实验成败与否并不能立即检验，利用虚拟仿真技术学生可检验设计的实验方案的效果，有利于筛选最佳方案。同时，由于学生数量较多，实验设备数量有限，不能满足每个学生有足够的时间进行练习，这样就限制了学生对超净工作台和解剖镜等设备学习和操作的顺利开展。

二、“线上+线下、虚实结合”的教学模式的构建

《植物组织培养》课程是设施农业科学与工程专业、园艺专业的一门专业拓展课程。学习该课程前，学生已经通过无机化学实验、有机及分析化学实验等前导课程的学习，掌握了基本的实验方法，能够熟练使用智慧树教学平台，喜欢互动式、形象化学习，但缺乏发现问题的意识和解决问题的能力，喜欢动手实践，但缺乏专业化、规范化的学习。基于以上学情，通过该课程的学习，使学生掌握植物组织培养的基本原理和方法，熟练掌握无菌操作技术、离体快繁技术和植物茎尖脱毒技术，了解利用植物组织培养技术规模化、商业化生产及管理的基本情况，具有选择植物材料并进行材料消毒的基本能力，能正确操作组培设备，能够进行组培方案设计与筛选、试验准备与实施、结果分析等，能发现组织培养过程中出现的污染、褐化、玻璃化等不良现象，并能利用所学知识解决植物组织培养过程中出现的问题。

该课程利用信息化教学资源和手段参与教学环节，利用智慧树在线课程《植物组织培养》和山东省一流本科课程“草莓脱毒苗无菌接种虚拟仿真实验教学项目”等在线资源，通过钉钉软件进行直播，与学生进行互动，课下学生可通过互联网及知网等网站进行资料的收集和知识的补充。

(一)在线课程建设。该课程依托“智慧树平台”建立在线课程，由课程组全体教师参与资源建设与录制，包括课件、讲稿、试题、教学大纲、授课视频等。在线课程目前共四十节课程视频，共503分钟，平均每分钟拥有一个弹题对学生进行测试；还包括32个非视频资源、8套测验与作业内容、60道测试题、120道考试题，主要呈现为图片、视频、作业、案例、习题、论文等形式。该课程拥有独立线上习题库。试题难度分为三个等级，由易到难数量占比为30%、40%和30%，试题覆盖该课程所有知识点，题型包含选择、判断、简述等，满足教学需求。

(二)虚拟仿真实验教学项目的开发。为了提高课程教学质量和效率，课题组对教学手段进行了大胆创新，利用现代信息技术、网络技术，构建了形式多样的学习平台，展现丰富多彩的教学内容，取得了良好的教学效果。课程组建设了“草莓脱毒苗无菌接种虚拟仿真实验教学项目”，2019年被评为山东省一流课程。虚拟仿真实验以无菌操作流程为主线，以外植体选择、茎尖剥离和无菌操作为主要操作节点，思路清晰，技术要点明确。软件运行过程中，设计任务点，调动学生学习积极性，设计操作要点提示，避免错误的出现，既有操作要点又有理论知识，实践和理论相结合。在教学过程中利用虚拟仿真软件和实际实验操作相结合，通过虚实结合，取长补短，更直观、形象地展现实验过程，学生在实践的同时掌握理论知识，理论与实践相结合，更容易实现教学目标。

(三)教学过程设计。整个教学过程按照学→解→拓，即课前学知识，课中解难点练技能，课后拓空间三个教学环节，从而突破教学重点和难点。课前学知识，分为1学2测3讨论三个步骤；课中解难点，课中按照检验学习→答疑解惑→模拟操作→总结评价的顺序展开教学；课后拓空间，采用“学习笔记+课后作业”的方式，检验学生学习效果，同时通过微信交流平台与教师、企业专家进行交流，了解企业案例，拓展学习空间和知识空间。该课程利用智慧树教学平台、虚拟仿真软件和钉钉软件，多维度、全过程进行学习质量监控，采用多元化评价方式。

三、“线上+线下、虚实结合”的教学模式的实施过程

该课程利用信息化教学资源和手段参与教学环节，利用智慧树在线课程《植物组织培养》和山东省一流本科课程《草莓脱毒苗无菌接种虚拟仿真实验教学项目》等在线资源，通过钉钉软件进行直播，与学生进行互动，课下学生可通过互联网及知网等网站进行资料的收集和知识的补充。整个教学过程按照学→解→拓，即课前学知识，课中解难点练技能，课后拓空间三个教学环节，从而突破教学重点和难点。

(一)课前教学。课前学知识，分为1学2测3讨论三个步骤，1学，学生通过智慧树教学资源平台自主学习；2测，学生利用所学理论知识完成在线章节测验；3讨论，根据章节测验相关情况，小组内讨论出错题目，并改错，总结存在疑惑的问题。在此过程中，教师全程辅导学生学习，解答疑惑。

(二)课堂教学。课中解难点，课中按照检验学习→答疑解惑→模拟操作→总结评价的顺序展开教学。首先，利用钉钉软件，采用直播的方式，通过提问的方式检验课前学习成果，然后，针对检验情况和课前学习中存在的问题进行答疑解惑，同时，通过钉钉软件可邀请家长参加课程，家校结合，加强学生学习监督，确保在线课程质量。由于疫情原因，实验实训无法开展，本课程采用“操作视频+虚拟仿真”的方法，利用虚拟仿真软件模拟操作掌握各个环节的操作流程，利用操作视频，全实景展示真实实验环境，使学生掌握操作流程和操作标准，弥补线下实验无法开展的遗憾。最后，学生根据本节课的表现进行自评、小组互评和教师评价。

(三)课后教学。课后拓空间，采用“学习笔记+课后作业”的方式，检验学生学习效果，同时通过微信交流平台与教师、企业专家进行交流，了解企业案例，拓展学习空间和知识空间。

该课程利用智慧树教学平台、虚拟仿真软件和钉钉软件，多维度、全过程进行学习质量监控，采用多元化评价方式，课程成绩=教学平台学习成绩(40%)+课堂表现(30%)+实验实训成绩(30%)。其中，教学平台学习成绩由系统记录，课堂表现包括自评、互评和教师评价成绩、钉钉直播表现、笔记及作业成绩，实验实训成绩包括虚拟仿真实验成绩。

四、教学效果

通过利用智慧树教学平台、虚拟仿真软件和钉钉软件等教学资源和信息化手段进行辅助教学，学生学习的主动性和积极性得到了提高，取得了很好的教学效果。

(一)学生学习积极性明显提高。利用视频、虚拟仿真软件等信息技术，形象化展示植物组织培养的过程，运用课程平台的讨论、抢答、测试、评分等功能活跃课堂气氛，互动频繁，学习效果提升。

(二)教学目标达成度高。课前，通过观看视频、测试题软件评分，小组讨论等，掌握课程基本知识，大部分学生成绩在80分以上，教学效果良好；课中利用钉钉软件的签到、抢答、讨论等功能对知识进行提升，利用虚拟仿真软件，将所学的知识与技能在仿真实训中进行实践。课后通过在线讨论和作业，拓展学习空间。

五、结语

该课程充分发挥在线教学资源丰富的优势，在教学过程中形成了适合在线课程的三个教学环节，教学环节实施过程中按照教学步骤分布实施，极大提高了学生的学习效果。通过线下的讨论和作业，进一步夯实了理论知识，通过虚拟仿真实验的方式加强了理论与实践的联系，增强了知识与能力的结合，符合人才培养的要求和学生教学能力提升的要求。该课程的教学案例，让学生在课程目标、教学内容、毕业要求三个方面都能够取得完美的成效，学生的学习能力进一步增强，这种教学方式为进一步发挥在线开放课程的效能，提供了良好借鉴。