线上线下混合式教学在“分子生物学”中的研究与应用

陈茜 孙晓丽 孙明哲 徐晶宇 贾博为

摘要：随着现代信息技术的发展，现代远程教育已成为知识经济时代的一种新型教育形式，是人们构建学习体系的重要途径。而混合式教学是对网络教学和传统课堂教学两种教学方式的混合，以其克服传统教学方式的不足。该文以黑龙江八一农垦大学专业基础课“分子生物学”为例，基于超星学习通网络平台开展线上线下混合式教学模式，推进“分子生物学”课堂教学改革，也为其他农业院校专业基础课的线上线下混合式教学提供一些参考。

关键词：分子生物学 超星学习通平台 混合式教学 教学模式

中图分类号：Q7-4;G434   文献标识码：A

Research and Application of Online and Offline Blended Teaching in "Molecular Biology"

CHEN Xi  SUN Xiaoli  SUN Mingzhe  XU Jingyu  JIA Bowei

（College of Agriculture， Heilongjiang Bayi Agricultural University， Daqing， Heilongjiang Province， 163319 China）

Abstract： With the development of modern information technology， modern distance education has become a new form of education in the era of knowledge economy， and it is an important ways for people to build their learning systems. Blended teaching is a hybrid of two teaching methods， online teaching and traditional classroom teaching to overcome the shortcomings of traditional teaching methods. This paper takes the professional basic course “Molecular Biology” of Heilongjiang Bayi Agricultural University as an example， carries out the online and offline blended teaching model based on the Chaoxing Learning platform， so as to promote the classroom teaching reform of “Molecular Biology”， and also provide some references for online and offline blended teaching of professional basic courses in other agricultural colleges.

Key Words： Molecular Biology; Chaoxing Learning platform; Blended teaching;  Teaching model

“分子生物學”是农业院校的专业基础课，是专业课学习前必修的专业基础课，“分子生物学”是一门理论性、专业性较强的课程，而且课程内容繁杂琐碎、概念微观抽象，学科发展迅速，新知识、新理论、新技术不断涌现等特点。该门课程涵盖研究生物大分子的结构与功能（分子水平），通过一系列研究阐明生命现象本质的科学。同时为利用及改造生物，为我国现代化经济建设、为农业生产和社会发展服务奠定理论基础和提供新手段，是生命科学发展过程中诞生的一门实验性极强的新兴学科。可以说分子生物学的研究对农作物育种以及整个农业生产带来革命性的变化。尤其在这几年，全民抗击疫情的状态下，“分子生物学”开展线上线下混合式教学的教授是十分重要和必要的。随着分子生物学技术的不断涌现，生物学各个学科均在分子生物学新技术的推动下快速发展。国内高等院校也陆续开设该门课程。黑龙江八一农垦大学农学院于2015年正式开设该课程，该课程面向该院4个专业大三年级本科生，让学生掌握分子生物学基础知识和实验技术，培养创新意识和科学素养，为将来从事相关科学研究打基础。

1 开展线上线下混合式教学的必要性

随着信息技术的飞速发展，将传统的面对面教学与互联网技术相结合是势在必行。尤其2019 年末，新型冠状病毒疫情的到来严重影响了人民原本的生活，打破了长期以来的线下教学模式，也加速了教育方式的变革[1，2]。为了贯彻习近平总书记重要指示精神，落实好中央部署和教育部、黑龙江省要求，根据2020年教育部发布的2 号文件，以政府为主导、以高校为主体、社会参与的方式，在疫情防控期间实施并保障高校的在线教学。各高校都充分利用省、校两级优质在线课程和慕课等教学资源[3，4]，依托各级各类在线课程网络平台、校内网络学习空间等，保证疫情防控期间教学进度和教学质量，成功开展世界最大规模的线上教学，实现“停课不停教、停课不停学”。根据这两年新型冠状病毒感染肺炎疫情的不断反复，线上教学将会是一个长期的存在形式，线上线下混合式教学将成为今后的主要教学方式。

互联网的快速发展不仅改变了人们的生活方式，也改变了教学方式[5]。最初是由萨尔曼·可汗为帮助远方学习者，将教学影片投放在网络上，创立了可汗学院。随后，美国斯隆联盟提出“混合式教学是面对面教学与在线教学的结合，揉合了两种历史上各自独立的教学模式：传统的面对面教学与在线学习。即在教学内容上结合了一定比例的在线教学及面对面教学”。混合式学习源于英文 Blended Learning。麻省理工学院（MIT） 最先提出了“开放式课件”项目，并取得了显著的成效。美国斯隆联盟在2007年对“混合式教学”的概念进行了完善，从而进一步阐述了“混合式教学”中线上教学和面授的占比，提出只有线上教学占比在30%～79%之间，才能被称为“混合式教学”。2008年，加拿大爱德华王子岛大学的Dave提出大规模在线开放课程（Massive Open Online Course，MOOC）这一术语，中文译名为“慕课”。在2010年之后，随着混合式教学的概念的演变，关于混合式教学目的的“强化论”或称之为“进化论”开始出现。2013 年后，慕课带动起了社会各界对在线教学的关注，更多的高等院校对混合式教学陆续采取开放以及积极的态度。

在国内，华东师范大学的祝智庭教授首次介绍了 Blended Learning 的概念，同年，关于Blended Learning 的理念何克抗教授也提出过，积极倡导将混合式教学引入课程教学中，混合式教学在研究领域开始不断的发展起来，尤其是最近几年，关于混合式教学的文章明显增加，各种技术平台也相继出现。混合式教学的系统建设与应用也不断发展，通过“云”智能课堂教学。现在国内已出现各种各样的网络平台，我国高校也开始进行网络课程的学习以及线上线下混合式教学[6，7]，如SPOC（小规模限制性在线课程，Small Private Online Course）教学、MOOC、雨课堂、超星学习通、智慧树等等[8]。通过各种平台建设促使我国的线上线下混合式教学的发展。

“分子生物学”开展线上线下混合式教学的教授是十分重要和必要的。随着分子生物学技术的不断涌现，生物学各个学科均在分子生物学新技术的推动下快速发展。国内高等院校也陆续开设该门课程。利用网络技术平台建立更好的“分子生物学”线上线下混合式教学，让学生掌握分子生物学基础知识和实验技术，培养创新意识和科学素养，为将来从事相关科学研究打基础。

2 “分子生物学”线上线下混合式教学体系

本文结合线上和线下教学的优势，以学生为主体，教师为主导，将传统的课堂教学与慕课等网络教学资源相结合，与超星学习通、智慧树以及雨课堂等网络平台相结合，综合课前准备预习、课上传授知识、课后巩固提高、在线测验、课后讨论、作业互评等师生互动、生生互动环节，调动学生自主学习的积极性、激发学生的学习兴趣、增强师生间的交流。此外，通过各环节的配合可以掌握不同层次学生的学习现状，以调整教学进度和模式来适应不同层次学生的学习需求。文章通过对高等农业院校黑龙江八一农垦大学的专业基础课“分子生物学”课程混合式教学模式中的教学内容、教学设计及考核改革等方面的研究，将有效提高学生对理论知识的深度理解和实践应用能力，为农业院校其他专业基础课的教授提供新的思路。该课程的教材选择了专门适用于大农学学科专业的《分子生物学原理与应用》（张桦、麻浩、石庆华主编）。

2.1 “分子生物学”混合式教学模式课前阶段的教学

在混合式教学实施前，通过前期资料和文献的整理与分析，课程组教师共同研讨，制定出针对该门课程的混合式教学模式的方案和方法，补充教学内容、设计线上活动以及考核办法，将制作好的自主学习任务表和以视频为辅助的在线课程资源上传至超星网络平台。各班级的任课教师组织学生下载超星学习通App。任课教师通过学校提供的数据平台按班级导入各班学生。学生可自行进行每节课的在线预习，要求学生通过平台推送的相关配套课程资源观看微视频，如经典的中国大学慕课课程作为参考，以及其他高校的优质课程，完成该课程的教学重难点学习任务。与此同时，学生可以将预习课程的过程中遇到的任何问题提交至超星平台，方便任课教师通过网络或在课堂教学过程中有针对性的进行解答和指导。教师也可以此掌握学生课前的自主学习的状态，教师可以通过平臺，对没有完成预习任务的同学进行督促与提醒。

2.2 “分子生物学”混合式教学模式课中阶段的教学

利用超星学习通在每次上课前进行签到，教师在线发布签到活动如拍照、定位或者手势，学生可在App上进行相应的方式签到，可以快速了解学生上课情况或其位置动态。可以通过课前发布的预习内容及练习题，提前通过学习通平台掌握学生预习情况，了解学生对该节课存在的疑问，教师可以此有针对性的进行教学。利用主题讨论、结合生活中的相关问题，让学生参加思考并带着疑惑来学习本节知识内容，可以激起学生的求知欲和探索欲，从而提高学生的听课效率。在授课的过程中，可设置一些课堂活动，如投票、选人、抢答、随堂练习、讨论等等，可以充分了解学生对这部分的内容掌握程度，也提高学生的主动参与性，可以使学生在精神上实现劳逸结合，使学生注意力始终集中在课堂上。每结束一部分知识点，教师通过线上的测验环节，了解学生对知识点的掌握程度，并及时讲解不容易理解的相关知识点。因为授课对象是农学本科生，教师可以课前布置针对某个科学前沿问题或当前的国家政策，让学生们分组讨论，将学生分成4～5人一组，组内充分地交流讨论，最后通过文字提交超星学习通平台，根据讨论的结果分析各组成员对问题的理解情况。既要尊重学生个体的独立性，让其在自主探究的过程中建构自己的知识体系，又要保证在有限的时间内协助学生取得较大的学习效益。

2.3 “分子生物学”混合式教学模式课后阶段的教学

课后，任课教师可以通过超星平台发布该次课的课后作业，如测验，讨论等，学生需要线上完成，平台会对客观题自动批改，教师需要在线批改主观题。同时学生需按时上传课堂笔记。学生有任何疑问可以线下寻求任课教师解答或在线发布问题至超星平台的讨论区内。为了提高学生的重视程度以及知识点掌握程度，课堂笔记及课后作业批改也可采用同学之间互评、教师作为辅助的方式，这样可以使学生之间取长补短。学生可根据教师以及其他同学的建议，完善自己的内容。此外，所有的线上活动都保存在超星网络平台中，不仅有助于学生进行总结和复习，同时教师也可以对教学上进行反思，调整后续的授课方式或内容，不断改进教学设计等。

2.4 “分子生物学”混合式教学模式实验课程的教学

混合式教学模式在实验操作之前加入线上视频部分，可以实现无时空限制的自由学习模式，具体操作流程如图 1 所示。实验课程开始之前，学生需要预习实验讲解了解实验内容，如整个实验的原理、目的以及实验操作流程等，提交预实验的实验报告，在预实验报告中可以提出问题，疑惑，难以理解的内容等；通过将标准化的实验操作方法录制成视频形式，供学生线上观看，直观的了解实验操作流程。实验课程开始时，在视频的辅助下，结合实验讲解开展具体实验课程，通过实际操作获得实验结果，与此同时，可随时与教师进行讨论交流，规范实验操作，完成实验内容。在此过程中，教师主要负责指导，点评答疑以及课堂秩序的维护。实验课程结束后，各小组同学汇总实验数据，分析实验结果，提交实验报告。为保证高质量的教学效果，教师需要把握好每一个教学环节，做好环节之间的衔接，从而取得良好的成效。

2.5 “分子生物学”混合式教学模式下考核方案

“分子生物学”课程的最终考核采用多元化的考核方式，总成绩由平时成绩占40%和期末考试成绩占60%两部分组成。为了促进学生积极利用网络平台的资源以及参与性，笔者提高了平时成绩的占比。所有的教学活动数据均在超星学习通平台上保留，其中包括学生自主学习资源库里的视频时长、以及参与教师发布的课堂活动，如签到、主题讨论、投票、随堂练习等，以及课后作业。教师可以设置每一项的分数占比利用平台上提供的数据作为参考给予学生平时成绩。多元化的考核方式，可以改变之前的评价方式，可以对平时成绩进行细化，不再是以往的单一化方式。这种考核方式不仅可以激发学生学习的积极性，还能使教师掌握每位学生具体的学习动态，有助于教师不断的调整教学方式及 内容。通过问卷调查，可以掌握学生对该课程教授过程中的意见和建议，以及教授的效果有利于后续教学方案的优化。

3混合式教学案例

以“分子生物学”课程中“基因及基因的结构”为例，详细介绍其具体实施方案（见表1）。

4 线上线下混合式教学的效果

线上线下混合式教学模式是在当今的形势以及互联网的背景下形成的一种“以学生为主体，以激發学生研究能力为最终目标”的新型教学模式。为了掌握学生在线上线下混合式教学模式下的学习效果，笔者对农学专业2019级和2020级的学生展开了问卷调查。结果表明，混合式的教学模式在学生的学习效率与实验动手能力，学生之间的交流及表达能力，明显优于传统教学模式。混合式的教学模式培养了学生的分析能力，自学能力，激发学生的学习兴趣，培养发现、解决问题能力，有学生认为，混合式教学模式能更好的掌握本课程的知识，了解身边关于分子生物学的现象，可以利用所学解释一些问题；实验上规范了自己的实验操作，对实验流程也更为清晰，而且对实验原理等也具有更深的理解和新的想法。

4 结语

基于超星学习通“分子生物学”混合式教学体系，将网络教学与线下传统教学完美的相结，打破了时间和空间的局限，充分发挥了学生在学习中的主体地位，相对于传统的课堂教学学生自主性更强，学生可从多方面对知识点进行巩固，可以达到更好的教学效果。超星学习通平台操作方便、可以对活动数据进行保存并量化，弥补了传统教学的弊端，加强学生学习的自主性、积极性和创新性。教师可以将教学课件提前上传至超星学习通云盘中，不仅备课方便，可以在相关PPT页面中加入活动内容，如投票，抢答等，加强学生的参与感，提高学生的兴趣，也可以作为学生课前预习的资料，在上课时可以直接利用手机投屏从学习通中直接点击播放，避免无法进行多媒体授课的情况。方便学生课后复习，利用课后时间对上课时未来的及记录的内容进行补充，完善笔记。学生还可以通过线上与教师进行沟通交流。但基于网络的线上线下混合式教学在具体实施中也存在一些问题，更容易出现学生应付教师的现象，例如：作业从网上复制粘贴一些相关答案或是借鉴同学的电子版，完全不自主思考；视频学习只在网上点击播放，不观看；课堂学习过程中更有理由做与课程无关的事情等等。因此，在今后的线上线下混合式教学中还需要不断的改进，高校教师要不断地提高自身的教学能力，还要提升信息技术能力，不断学习，与时俱进，使“分子生物学”课程的线上线下混合式教学模式不断完善和改进。

参考文献[1] 张欣薇，王强，陈明辉，等.分子生物学理论与实验教学的改革研究[J].教育教学论坛，2020（30）：170-172.