创新实验教学模式 构建植物学翻转课堂

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　　摘  要：该文对“校园植物调查研究”这一传统植物学实验进行创新尝试，将实验教学内容融入课堂中，通过学生制作和课堂讲解“校园植物PPT”，构建了以学生为主体的植物学“翻转课堂”教学模式，激发了学生自主学习兴趣、培养了学生的创新思维，提高了学生的综合素质，弥补了传统实验课教学的弊端，显著提高了植物学课堂的教学效果。
　　关键词：翻转课堂;植物学;实验;教学改革
　　中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）（02-03）-0128-03
　　植物学是高等院校生命科学及农学类专业的重要专业基础课，是高校新生首先接触的专业核心课程之一，在课程体系中的位置尤为重要。该课程教学效果的好坏，直接影响到学生对所学专业的兴趣及后续其他专业课程的学习成效。而植物学传统教学模式中，一直是以教师为课堂的中心，强调植物学学科系统知识的传授[1，2]，而忽视了学生的主体地位，这种教学模式难以完全适应新时期对创新型人才培养的需求。如何在传授基础知识的同时，提高学生的主动学习兴趣，培养学生的创新能力，是目前植物学教学过程中面临的问题。通过“翻转课堂”、“问题式教学策略”及“将一元教学方式变为多元互动教学方式”等方式，有效改善了传统教学模式的弊端，达到提高学生自主学习能力和培养思维创新能力的教学目的[3]。
　　1 传统植物学及其实验课教学现状
　　植物学是一门理论和实践密切结合的学科，对培养学生的观察能力、综合运用知识能力及创新能力具有重要作用。目前，植物学教学模式普遍是先讲授理论课，后实验操作，授课主要以PPT形式进行，虽利用当前丰富的图片素材增进了教学效果，但还是以“灌输式”为主，由于内容繁杂、概念抽象，导致学生学习兴趣低、知识难以内化、课堂气氛沉闷、与实践脱节严重[3]。而下册分类部分是植物学课程内容和现实生活联系最为紧密的一个环节，分类理论知识点繁琐且难记忆，仅凭教师课上将大量分类学知识进行面对面的垂直信息灌输，课下仍以灌输形式带领学生认识校园植物，整个过程学生都处于被动接受状态，难以激发学生的学习兴趣和主动参与的意识，导致信息传递效率低、学习效果差。
　　植物学实验承载着课堂理论知识的验证任务，可以加深学生对课堂知识的理解与内化，培养学生观察能力、动手能力及严谨的科学态度。但多年来，传统植物学实验教学中存在着教学内容与方法陈旧、教学形式刻板化、信息化手段融入不够等问题[4-7]。教学模式以教师为中心，学生按照教师设计进行实验、完成实验报告;机械性操作和模仿使学生处于被动地位，无法激发学生实验兴趣和培养创新能力，导致实验效果较差[8-10]。这些成为了制约植物学实验教学效果的瓶颈，无法适应当前社会对创新型人才的需求。
　　当前，随着许多高校植物学课程学时数的不断缩减，如何在有限的学时内更高效的完成理论与实验教学内容，是每位植物学教学工作者需要面临和解决的问题。在这种形势下，如何调整植物学理论课和实验课教学，进行同步相应的教学改革尝试，以保证在有限的教学时间内使学生汲取课程精华，激发学生的求知欲，培养学生的自主学习能力和创新能力，具有重要意义。
　　综上，针对植物学下册分类部分课堂教学存在的被动灌输、效率低下等问题，而部分传统实验课程也同时存在方法陈旧、教学手段落后及无法培养学生实验兴趣等问题，我们将植物学实验中使用传统工具（放大镜、镊子、铅笔、检索表等）的分类实验——校园植物的调查研究，通过信息化教学手段（手机拍照、电子检索工具、电脑制作PPT等）进行改革尝试，将实验教学内容有机融合在理论课堂教学中，构建植物学课程的翻转课堂，实现让学生自主学习分类知识，将常见校园植物形态学与分类学知识课堂讲解给全班同学，以学生为主体，从而激发了学生的学习兴趣，培养了创新思维，完成了知识内化。
　　2 利用实验课改革构建植物学课程翻转课堂
　　笔者所在教学团队多年来一直致力于植物学课程建设和改革工作，在移动互联网时代，一直探索如何使用信息化的教学手段辅助教学、提高教学质量，提升学生学习兴趣，使学生不仅掌握了所学知识，还具备了获取新知识、分析问题、解决问题的能力[11]。因此，笔者所在教学团队将“校园植物的调查研究”这一实验带入到理论教学课堂，尝试构建“翻转课堂”教学模式，发挥学生主体作用，完成知识传授和內化2个阶段，促使传统教学中师生角色发生改变，使学生成为课堂教学互动的主体。
　　我们将植物学实验课本中“实验28 校园植物的调查研究”，从利用放大镜、镊子、笔记本、检索表等工具让学生认识校园常见植物的传统实验方法，改为让学生利用手机、相机、笔记本电脑、电子检索工具及网络资源等制作“校园植物PPT”，适应当前信息化社会方法。以小组（一般5～7人）为单位，组长负责统筹规划，按兴趣分配任务，发挥每一位学生的特长，充分调动了大家的学习兴趣和参与的积极性。这种建立“任务驱动”的团队自主合作学习教学模式，提高了学生学习效率和兴趣，培养了学生团结合作、勇于开拓进取的自主学习能力;让学生带着真实的任务以团队形式在探索中学习，集体创作所获得的成就感，激发团队每一个成员的求知欲和表现欲，逐步形成了学生个体感知心智活动的良性循环，提高了学生的综合素质[12]。
　　在PPT制作过程中，学生可从校园植物感兴趣的某一方面为切入点自拟题目，主动查找相关资料，了解每一种植物从形态学到分类学特点，在感性认知中加深了对植物叶形、单叶和复叶、花和果实结构等形态术语理解，在实践中掌握了所讲解植物的科属特征，使得课堂上难以理解的抽象概念与繁琐的分类知识因为实际需要而内化，且记忆深刻。例如，题目“潍院花语”，小组成员使用“花的形态术语”详细讲解花冠形态和花序类型，如豌豆的蝶形花冠、油菜的十字形花冠、益母草的轮状聚伞花序等。这种学生为主体的翻转课堂方式，激发了学生对植物学学习的兴趣，提高了其学习的主动性，培养了自主获取探究知识的能力。 　　同时，结合现代大学生主动性高和自我表现意识强的特点，鼓励学生发挥各种创意，培养学生的问题意识，而创造性思维始于能够发现问题。PPT讲完后，班长组织课堂讨论，鼓励大家相互探讨，发现问题，注重培养学生问题意识，奖励课堂积极提出问题的学生，真正做到了将课堂还给学生，达到了让学生主动思考、发现问题和解决问题教学目标。整个讨论中，课堂氛围十分活跃，激发了学生主动思考问题的意识，调动了学生参与课堂学习的积极性与主动性，最后教师对整个PPT内容、形式、演讲者水平等进行点评。期末全体学生投票决议出最优秀的组，在实验课考试中，给予全组成员成绩优秀作为奖励。
　　3 “实验入课堂”的植物学翻转课堂教学效果评价
　　翻转课堂教学模式可有效调动学生学习积极性与主动性、提高学习兴趣与效率、培养学生创新思维，与传统教学模式相比具有明显优势，可有效弥补传统植物学及实验课程教学模式中的短板。结合具体植物学实验教学内容和课堂教学实际情况，笔者所在教学团队将“校园植物调查研究”实验与理论课堂有机结合，构建“翻转课堂”教学模式，转变了思维模式，使单向教学过程变成交互式，实现了“以学生为中心”教育理念，有效促进了学生自主学习能力，培养了学生创新实践能力，提高了植物学实验课与理论课教学效果，改善了传统植物学理论课和实验课教学所带来的学生缺乏主动性和创新性、动脑动手能力差、课堂氛围差、学习效率低等问题[13，14]。
　　经过多年探索与实践，“实验入课堂”的改革尝试已初显成效，学生知识应用能力、解决问题能力、创新能力都有了明显提高。通过近几年题目设计可发现学生用心程度及创造力，如“一封给你的绿色情书”、“一花一世界，一叶一菩提”、“行走在花开的声音里”、“光年之外”等。学生完成作品的创新模式也一直在突破，有的在PPT中设置游戏环节，极大活跃了课堂氛围;有的组在讲解药用植物时，将杜仲叶片带到课堂上，观察叶片折断拉丝的现象，让学生在感性认知中掌握一些植物的特点;有的则配着唯美的古典音乐讲述诗经中出现的植物，学习分类知识的同时提升了学生的文化素养;其中，最突出的一个案例是2018年一组学生将校园植物拍摄成了30min的视频“植物微传”，采用纪录片形式将校园典型植物进行了全景与近距拍摄，辅以配音和文字，介绍植物科属、特性、叶形、花序类型等专业知识，课堂播出效果十分震撼。
　　总之，在整个过程中，较好地激发了学生自主学习的兴趣、培养了学生的团队协作精神和创新思维，促进了课堂知识的内化。通过“实验入课堂”的植物學翻转课堂模式的构建，随着信息化社会的发展，学生主体自主探求知识的兴趣以及渴望实现个人价值的需求增加，往往一组优秀作品的出现，会极大激发其他学生探索知识的兴趣，突破原有的思维模式，产生各种创意想法，提高了实验教学的效果及理论课教学的效率。因此，我们在坚守传统课堂教学内涵与方式的同时，探索“部分实验入课堂”构建的翻转课堂模式，几年来明显改善了传统植物学理论课和实验课教学所带来的学生缺乏主动性和创新性、课堂氛围沉闷、理论和实践脱节等问题，使得课本知识生动、深刻地走进了学生的日常生活。
　　4 结语
　　植物学实验教学与理论教学是密不可分、相辅相成的关系，如何将当前部分落后、陈旧的实验教学内容和课堂教学有机结合起来，把植物学实验从过去验证、理解已有理论过渡到将实验作为学习新知识、培养学生创新能力的有效手段，是目前高校植物学教育工作者亟待考虑与解决的实际问题。笔者通过多年教学改革实践，将“校园植物调查研究”实验融入课堂，发现“翻转课堂”教学模式以学生为中心，显著提高了学生自主、合作、探究的学习能力，培养了学生的问题意识，激发了学生的创造力，提高了知识内化率、增加了课堂教学活力，提高了教学效果和质量。“任务驱动”的团队自主合作学习教学模式，使学生认识到正确处理人际关系和具备团队合作精神的重要性，培养了学生开放、包容的心态[15，16]。在当今社会，个人只有以敞开的心态及良好的沟通、合作能力去迎接挑战，谋求发展，才能取得更大的成功。因此，改变革植物学实验教学中以“教师为中心”的单向“灌输”的传统教学模式[17]，把和时代严重脱节的实验通过信息化手段和理论课堂相结合，构建“翻转课堂”教学模式，从而培养了学生创新意识、自主学习能力及团队协作精神，让学生从一门课程的学习中得到不仅是知识的传递，更是综合素质的提升。
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　　（责编：张宏民）
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