基于翻转课堂的“林学概论”通识必修课教学改革初探

张乃莉 陶思齐 付玉杰

(北京林业大学林学院，北京 100083)

为了深入贯彻落实习近平总书记关于教育的重要论述以及2018年全国教育大会精神，树立科学的教育发展观、人才培养观，科学系统地推进教育评价改革，发展素质教育，培养担当民族复兴大任的时代新人，高等教育需着力推进改革创新，真正实现内涵式发展。为此，笔者基于翻转课堂的理念，对“林学概论”通识必修课教学进行了改革探索，旨在使非林学专业学生能够深入学习习近平生态文明思想、全面了解林学知识。

“林学概论”作为高等林业院校的一门通识必修课程，课程体系庞杂、内容多、跨度大，而且选课学生的专业基础和学习能力存在较大差异，所以课程教学面临着“课时不足”和学生学习积极性不高等诸多问题，迫切需要改革课堂教学模式，提升教学效果。而翻转课堂作为一种全新的教学模式，近几年在全球范围内引起人们的广泛关注，对传统的课堂固有讲授方式产生了一定冲击[1]。翻转课堂教学模式体现的是以学生为主体的教学理念，有利于充分调动学生的学习主动性。为此，笔者以翻转课堂的教学理念为指导，对“林学概论”通识必修课的教学改革进行了深入探索。

一、翻转课堂的本质特征

翻转课堂(flipped classroom)教学模式起源于美国，近些年受到全球教育工作者的广泛关注。翻转课堂是指学生在课前利用教师提供的课程资料进行自主学习，并通过课堂上教师组织的互动环节强化对知识的理解与应用，由此将课堂变成学生增强理解能力和应用知识的场所[1]。翻转课堂颠覆了传统的教育教学模式，被认为是“互联网+时代教育变革的最佳解决方案”[1]。

古语有云：“师者，所以传道授业解惑者也。”自古以来，我国的教育理念非常重视教师在教学过程中的地位，学生往往处于被动地位。而在西方国家，尤其是美国，教育更注重学生自主学习能力的培养。兴起于美国的翻转课堂实质上是教学理念的创新，其摒弃了传统的“填鸭式”教学模式，注重发挥学生在教学过程中的主观能动性，强调自主学习的重要性[2]。在布鲁姆的教育目标分类体系(详见图1)中，学习过程被分为课前阶段、课堂进行阶段和课后阶段，课前阶段是学生通过自主学习记忆和理解知识的过程，课堂进行阶段是教师通过课堂教学引导学生应用和分析知识的过程，课后阶段则包括评估和创造[3]。由此可以发现，翻转课堂教学模式所蕴含的理念与布鲁姆的教育目标分类理论有非常高的契合度，更符合学生的学习规律。翻转课堂教学模式的本质在于将课堂的主要功能由传授知识转变为实现知识的内化，即通过最大限度地利用与学生面对面的时间培养学生的高阶思维能力[4-5]。相较于传统教学模式，翻转课堂在教师和学生的角色作用以及课堂时间的分配与调整等方面有了较大变革。

图1 布鲁姆的教育目标分类

二、“林学概论”通识必修课的基本特征

“林学概论”是我国高等农林院校面向非林学专业学生开设的一门基础课程[6-7]。北京林业大学为了加强本科生教学、适应“双一流”学科建设要求，将“林学概论”课程设置为全校通识必修课[7]。该课程的设置旨在完善非林学专业学生的林业知识体系，增强学生生态文明意识，从而夯实所培养的创新型人才的理论基础。该课程涵盖森林植物、森林生态、森林培育、森林经理、森林利用与保护等林学各个专业领域的基础理论和应用技术，具有课程知识体系庞杂、专业知识跨度大、实践性强等基本特征。

高等农林院校开设的“林学概论”课程的参考教材主要包括：2005年出版的由东北林业大学陈祥伟和胡海波主编的《林学概论》，2008年出版的由西北农林科技大学赵忠、山西农业大学姚延梼和安徽农业大学徐小牛主编的《林学概论》。北京林业大学目前采用的是2020年出版的由马履一和彭祚登主编的《林学概论》[6]，该版教材在综合原有教材内容的基础上进一步融合了林业科学最新理论、基础知识和应用技术，共计15章，包括了认识森林、林木种苗繁育、森林营造、森林抚育、更新与保护、森林资源经营管理与利用等5个方面的内容。上述教材的共同特点是内容丰富、知识跨度大。

三、“林学概论”通识必修课教学面临的问题

笔者针对172名北京林业大学非林学专业选课学生开展的问卷调查结果显示：59.3%的学生认为“林学概论”课程的教学内容过多，46.5%的学生认为课程教学内容跨度大，22.1%的学生认为课程教学内容与其他课程有重复，15.1%的学生认为课程教学的组织安排有问题。在上述调研基础上，笔者结合自身在课程教学实践中的体会，对“林学概论”课程教学面临的问题进行了总结。

(一)课程内容体系庞大，对不同的专业缺乏针对性

“林学概论”课程作为面向全校的通识必修课程，其教学对象的专业背景各异、专业知识基础参差不齐。笔者在教学实践中发现，一方面，该课程有的内容专业性强、难度高，从而导致大多数选课学生的学习压力较大。以第5章“森林计测与效益评价”为例，这部分课程内容属于“测树学”范畴，涉及大量的林木材积、生长量和蓄积量的计算原理与方法，专业性强，对非林学专业学生来说学习难度较大[6]。另一方面，该课程有的内容过于简单、与选课学生已学的其他课程内容有重叠。例如，第4章“森林与环境”包含的大气组成和气象要素等地理学和气象学的相关知识，第2章“森林植物”包含的植物细胞、组织和生长发育等“植物学”知识，与非林学专业学生已经学习过的相关课程有重复之处，从而导致学生学习的积极性不高[6]。

(二)课程教学的组织形式简单，教学效果不佳

“林学概论”课程传统的课堂教学模式以教师讲授为主，教学组织形式单一，教学效果不佳。究其原因，一方面，“林学概论”课程的教学内容较多，在课时有限的情况下，没有侧重的、面面俱到的讲解难以获得良好的教学效果；另一方面，课程教学内容与选课学生各异的专业知识背景和接受能力的契合度不高，任课教师难以确定授课的重点和难点，从而导致学生往往处于被动学习的状态，学习主动性不能得到很好的激发。可以说，传统的以教师讲授为主的教学模式很难驾驭“林学概论”这样的内容跨度较大的课程，再加上传统教学模式下不仅师生之间缺乏互动而且也缺乏对学生进行兴趣引导，所以非林学专业学生对林业知识的学习热情不高。因此，急需改革“林学概论”通识必修课的教学模式，加强教学的针对性，增强学生的学习主动性。

(三)课程教学评价体系不完善

课程教学评价标准是评估课程教学、提高教学质量的关键因素。然而，目前在大多数高等农林院校，“林学概论”课程的教学评价多采用传统的方式，即通过期末测试进行单一形式的评价。这种“重结果、轻过程”的课程教学评价模式更注重对学生的记忆和理解这2个学习认知程度最低的层次进行评价，而忽视对理论知识的实践应用进行评价。笔者认为，单纯的试卷测试仅能确保学生机械地记住名词概念、理论和方法，有悖于提升学生综合素质的课程教学目标。因此，需要构建科学的课程教学评价体系，建立覆盖课程教学的准备、实施和总结等全过程的课程教学评价标准，从而通过多元化、综合性的课程教学评价实现有效的、正面的课程教学反馈。

四、翻转课堂应用于“林学概论”通识必修课教学的优势和局限

理论上，学生学习能力培养的重点在于新知识的理解、内化和应用能力的培养[8]。翻转课堂的创新之处在于借助网络信息技术组织课程教学，给学生提供自主学习的平台，再通过课堂教学促进学生对知识的理解和内化，使新知识能够有效地整合到学生的认知结构体系中。翻转课堂强调学生的自主学习，并注重发挥教师在课堂内外组织教学的作用，实质上是教学理念的革新[8-9]。然而，将翻转课堂应用于课程教学过程不仅要看到其具有的优势，也要了解其具有的局限性。

(一)优势

1.教学资源丰富，教学信息明确清晰

翻转课堂的应用有利于充分利用现代信息技术为学生提供丰富的教学资源。教师通过制作与课堂教学相关的图片、课件或视频资料，或是利用已有的线上课程平台资源如尔雅、超星、慕课和学习通等，可以为学生课前阶段的学习提供丰富的教学资源。例如，北京林业大学“林学概论”课程教学团队发布的在线精品课程，为选课学生提供了相应的学习资源，使学生有更大的选择余地，从而可以根据自身情况进行有针对性的自主学习，这在一定程度上解决了通识课程教学对象因专业背景和专业知识基础不同而存在的学习需求和学习能力的差异问题。此外，不同于传统的课堂教学模式，翻转课堂所提供的教学信息更具有有效性。例如，翻转课堂的教学视频所提供的信息更加明确、清晰和富有针对性，符合学生的学习特点，不会分散学生的注意力，能够有效地强化学生的自主学习能力[10]。

2.学习流程更加优化

翻转课堂教学在课前提供丰富的学习信息，在课堂教学阶段由教师引导学生对关键问题和课程内容进行有针对性的深度学习和讨论，从而使学习流程更加优化、学习中的问题得到有效解决、教育教学效率得到切实提升。翻转课堂对学习流程的优化还表现为教学时空的拓展。翻转课堂的这种时空拓展优势不仅能够使学生的学习更为便捷，而且可以为学生提供更多的学习和思考空间。一方面，学生可以在任何时间和地点利用电脑、手机和平板等电子设备获取信息资料，进行自主学习，完成课前的学习准备。课前的自主学习能够缓解学生的课堂学习压力，使学生更有热情地参与课堂教学阶段的学习和讨论中。另一方面，翻转课堂提供的生动的、可视化的课程学习资料，能够很好地激发学生的学习兴趣，促进非林学专业学生对林学知识的理解。因此，笔者认为翻转课堂教学模式在“林学概论”通识必修课教学中的应用具有一定的优势。

(二)局限

1.教学效果受到课程学习人数的影响

“小班”教学模式在欧美国家的高校比较常见，由于课堂教学人数不多，所以非常适合开展翻转课堂教学。然而，在我国高等农林院校，“林学概论”这样的通识必修课的选课学生往往较多，这在一定程度上会限制翻转课堂的教学效果。相关研究发现，中等规模选课人数(如选课学生总人数为49名)的课程应用翻转课堂教学模式能够收到较好的教学效果[11]。但是，随着选课人数的增加，翻转课堂教学受到的负面影响会逐渐加大。因为尽管翻转课堂具有教学方式灵活多样的特征[11]，但实质上依旧有赖于教师与学生之间的互动和交流，而选课人数无疑会影响师生的交流程度。例如，在北京林业大学，“林学概论”课程的选课人数有时可以达到近200人，所以教师要与多数学生进行课上互动无疑是难以实现的，而师生互动交流不够势必会降低学生在翻转课堂教学中的参与度，从而影响课程的整体教学效果。

2.要求教师有较高的专业水平和综合教学能力

翻转课堂教学模式的实施对教师的教学指导和组织能力、信息技术应用技能等均具有较高的要求。首先，在“互联网+”时代，掌握信息技术是对教师的基本要求，而教师的信息技术水平和专业能力会直接影响翻转课堂的教学效果。其次，翻转课堂要求教师能够有效地链接课上教学与课下教学，这就需要教师具有缜密的组织能力。再次，“林学概论”课程的教学内容体系庞大、学科跨度大，这都对教师专业知识的广度和深度有较高的要求。此外，翻转课堂应用于课程教学的效果还受到外在因素的影响，如高等院校学习和交流信息化平台的建设水平等外部条件。

3.需要教师和学生投入较高的时间成本

与传统的教学模式相比，翻转课堂教学需要教师和学生投入更多的精力和时间。一是翻转课堂教学使教师的教学准备时间和学生的学习准备时间大幅增加，教师需要在课前为学生准备学习资料、制作课程视频等，学生需要在课前按照要求开展资料查阅和自主学习。二是为了提高翻转课堂教学能力，教师需要投入时间和精力学习信息化教学手段和技能。时间成本过高会增加教师的工作压力和学生的学习负担，这势必会影响工作或学习热情，降低教学参与度，从而影响整体的教学效果。所以笔者认为科学掌控翻转课堂教学的强度非常重要。

五、基于翻转课堂模式的“林学概论”通识必修课教学设计

大量研究证明，翻转课堂在提高教学效果和学生的学习成绩上具有明显的促进作用[5，10-11]。翻转课堂应用于“林学概论”通识必修课，一方面有助于解决“课时少”与“内容多”之间的矛盾；另一方面可以充分发挥学生的自主学习能力，有助于学生利用零散时间完成课前的学习准备。但是，由于“林学概论”是全校性的通识必修课，其教学对象的知识背景和认知结构差异性较大，所以翻转课堂应用于“林学概论”课程需充分考虑教学对象的实际情况。基于此，笔者对“林学概论”通识必修课的教学内容、教学组织和进度要求、课程考核体系、课程资料库建设等进行了重新设计。

(一)课程教学内容的设计

为了适应“林学概论”选课学生专业背景和专业知识基础差异性较大的特点，笔者对课程教学内容进行了调整，将每个章节的内容都划分为基础知识、拓展知识和科普知识等3个模块。其中，基础知识模块旨在让学生掌握与林学相关的基本知识点，采取期末测试的形式进行考核；拓展知识模块旨在加深学生对林学相关知识的理解，属于自主学习范畴，以课后作业的形式进行考核；科普知识模块旨在激发学生的学习兴趣、让学生了解林学发展的最新动态，属于林业知识的应用范畴，采取课堂讨论的形式进行考核。

以第3章“森林结构与生态系统”为例，划入基础知识模块的内容包括：种群概念、特征与适应对策，群落概念、组成和结构，生态系统概念和组成；划入拓展知识模块的内容包括：群落演替理论、物种共存理论和生态系统管理；在科普知识模块设置“全球变暖”科普小课堂——结合国家重大需求为学生讲解全球变暖背景下我国提出的“双碳目标”与民生的关系。

(二)课程教学组织的设计

课程教学组织包括网络教学平台的完善和课堂教学组织的优化。网络教学平台的完善主要是实现网络教学平台的课程资料共享、课程讨论和教学评价等多重教学组织功能。课堂教学组织的优化主要是针对“林学概论”选课学生人数较多的情况设计了分组教学，旨在通过对教师与学生的互动、学生与学生的交流进行整合，以达到提高课堂教学效果的目的。

分组教学的组织环节包括：①在课前准备阶段，首先划分学生学习小组，每个小组由不同专业背景的学生组成；然后通过布置开放性的小组作业或任务引导，促进不同学科学生之间的交流，培养学生的团队合作能力，实现交叉型人才的培养。②在课堂教学过程中，组织学生以小组为单位开展“主题辩论”“课堂展示”等形式灵活的教学活动，以增强学生对林学知识的应用能力。

(三)利用互联网平台创建课程资料库

课程资料库主要是为学生提供课前自主学习资料和课后复习资料。创建课程资料库是实现翻转课堂良好教学效果的重要前提。笔者借助学校信息化平台的存储和分享功能，创建了在线课程资料库，并存入课件、微视频和“林学概论”在线精品课程等资料；同时，按照“林学概论”课程教学内容的模块设计将库中的所有辅助学习资料分为基础知识、拓展知识和科普知识3大类，实施分类管理。其中，基础知识和拓展知识的辅助学习资料主要包括课件、在线课程视频等；科普知识的辅助学习资料主要是教师编辑或制作的科普知识课件和视频资料，着重选择的是与学生日常生活息息相关的、有趣味的内容，以激发学生的学习热情，吸引学生主动了解国家时事动态、拓展林业科学视野。

(四)课程考核体系的设计

课程考核在教学过程中发挥着不容忽视的作用，科学的评价可以强化各个教学环节的作用。实践证明，将希望寄托在学生自觉学习上而缺乏适当的评价和激励，显然是无法达到良好的课程教学效果的。因此，笔者认为应根据翻转课堂教学的特点对“林学概论”的课程考核进行改进，将学生的自主学习、课堂展示和综合学习效果等纳入课程考核范畴。首先，要将学生在课前准备过程中的自主学习成效作为考核内容，并在课程考核总成绩中赋予适度的占比。其次，在课堂教学阶段要开展多层次、多形式的随堂考核，对学生的理解力、思辨能力、表达能力、团队合作能力、理论知识应用能力等做出较为全面和准确的评价。最后，进一步完善期末考核内容，采取灵活的考核形式，对学生掌握林学基础知识的情况进行综合评价。

表1 适用于翻转课堂教学模式的“林学概论”通识必修课的考核体系

六、翻转课堂应用于“林学概论”通识必修课教学的预期效果

(一)课程内容设计的预期效果

笔者对“林学概论”课程教学内容进行了大力度调整，设计的基础知识模块内容占全部课程内容的三分之二，而且以期末测试为主要考核方式。该设计预期要达到的效果是：①在确保非林学专业学生掌握林业基础知识的前提下，减少学生应对期末测试所要投入的时间和精力；②尽量减轻课程考核对学生造成的压力，为其自主学习和参与课堂教学活动预留时间。针对选课学生进行的问卷调查结果显示，78.5%的学生认为这样的调整可以缓解课业压力、对课程的学习更为有利(详见图2)。

此外，笔者设计的科普小课堂旨在极大地拉近课程与非林学专业学生的距离，通过兴趣引导降低非林学专业学生对“林学概论”课程的排斥心理，从而提升教学效果。问卷调查结果显示，91.3%的学生认为在课程内容中增加科普小课堂有利于“林学概论”课程的学习(详见图2)。由此可以看出，课程内容的调整是实现翻转课堂教学效果的关键，其中科普教学环节是激发学生兴趣、深度优化教学效果的“良药”。

图2 “林学概论”通识必修课教学改革效果的调研结果

(二)课程教学组织设计和考核体系设计的预期效果

基于翻转课堂理念的教学组织和评价有助于提升课程教学效果。首先，通过课前的教学准备活动，能够激发学生的学习热情和主动性。例如，笔者在“林学概论”课程教学中，以“身边那些有意思的树种”为主题，组织学生在信息交流平台上开展课前讨论。学生在讨论过程中不仅加强了对第2章“森林植物”章节中相关知识的理解，而且学习兴趣得到一定程度的激发。其次，在课堂教学过程中，教师不再是课堂教学活动的唯一组织者，通过实施翻转课堂教学模式，在课堂讨论和课堂展示环节赋予了学生组织者的角色，从而在充分调动学生学习兴趣的前提下进一步提升了学习主动性、增强了林业知识的理解能力。

此外，笔者在教学实践中对所设计的课程考核体系的效果进行了分析。具体做法是：布置2次作业，要求学生自愿完成，其中第1次作业没有设置考核环节，作业的完成率为42%；第2次作业设置了考核环节，作业的完成率为84%。可见，构建完善的课程教学评价体系是促进翻转课堂教学效果提升的关键因素。

综上所述，翻转课堂教学模式的合理运用，能够提升“林学概论”通识必修课的教学效果。但是，在基于翻转课堂理念的教学设计中，需要充分了解翻转课堂教学模式的优势和局限，并从课程自身和教学对象的实际情况出发，有针对性地准备课前学习资料，合理地设计课堂讨论环节。

资助项目：北京林业大学2021年课程思政教研教改专项课题“林学概论B课程思政教学改革”，项目编号2021KCSZZC003；北京林业大学2021年教育教学研究重点项目：基于“新农科”理念的森林学基础课程的“3A”教学方法与实践，项目编号BJFU2021JYZD002。