“植物生理学”混合式教学改革实践与反思

［摘 要］ 线上线下混合式教学模式在高校中得到了广泛的探索与实践。为了提升“植物生理学”教学效果，扬州大学“植物生理学”教师团队进行了课程教学改革，在更新教材、优化教学内容和建设“植物生理学”在线课程基础上，开展线上线下混合式教学模式实践。通过对2017级农口专业学生进行知识基础、专业背景、课程学习情况以及考研成绩等调研，探讨“植物生理学”课程基于线上平台的成效。结果表明，混合式教学模式有效提高了学生的自主学习能力，显著提升了“植物生理学”课程的教学质量。

［关键词］ 植物生理学；混合式教学；教学改革；在线课程；自主学习

［基金项目］ 2020年度江苏省高校“青蓝工程”优秀教学团队项目“植物与植物生理学教学团队”（2020-10）；2019年度扬州大学“青蓝工程”项目“植物与植物生理学教学团队”（2019-14 ）；2020年度扬州大学校级教改课题“‘植物生理学’线上线下混合式课程建设与应用研究”（YZUJX2020-C20）

［作者简介］ 吴云飞（1985—），男，江苏淮安人，博士，扬州大学生物科学与技术学院副教授，主要从事植物生理学教学及植物细胞发育研究；余徐润（1986—），男，安徽潜山人，博士，扬州大学生物科学与技术学院副教授，主要从事植物生理学教学及植物细胞发育研究；熊飞（1971—），男，江苏泰兴人，博士，扬州大学生物科学与技术学院教授，主要从事植物生理学教学及植物细胞发育研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）15-0069-04 ［收稿日期］ 2023-01-16

引言

“植物生理学”是研究植物生命活动规律及其与环境相互关系的科学，是生命科学领域一门至关重要的基础课程。近几年，互联网技术与课堂教学融合的线上线下混合式教学模式应运而生。教育部印发《关于加强高等学校在线开放课程建设应用与管理的意见》，提出“建设一批以大规模在线开放课程为代表、课程应用与教学服务相融通的优质在线开放课程”“促进在线开放课程广泛应用”的重点任务［1］。为适应新时期教育的需要，提高“植物生理学”课程教学质量，笔者所在课题组在扬州大学对“植物生理学”课程教学进行了一系列改革，并对线上线下混合教学模式进行了探讨。

一、“植物生理学”教学改革的准备工作

（一）统筹教学重点与难点，革新教学内容

教科书作为课堂教学的主要媒介，也是学生自学的第一个参考材料，因而在课堂上尤为重要。笔者所在学校已开设多年“植物生理学”课程，该课程基于“植物生理学”教学团队多年的积累和建设，先后荣获国家精品课程、国家精品资源共享课和江苏省高等教育成果一等奖。21世纪以来，生命科学领域研究进度越来越快，笔者所在“植物生理学”教学团队进一步积累、整理并出版的《植物生理学》第三版教材被列为普通高等教育农业农村部“十三五”规划教材。“植物生理学”理论课程主要讲述绪论、植物细胞的结构和功能、植物的水分代谢、植物的矿质营养和氮素营养、植物的光合作用、植物的呼吸作用、同化物的运输和分配、植物细胞的信号转导、植物生长物质、植物的光形态建成和运动、植物的生长生理、植物的成花生理、植物的生殖和衰老以及植物的抗逆生理等内容。

（二）基于中国大学MOOC建设“植物生理学”在线课程

“互联网+”创建的数字平台使得各种新兴的学习方式出现，如在线学习、移动学习、微课、小规模限制性在线课程（SPOC）、大规模开放在线课程（MOOC）等。扬州大学“植物生理学”课程在2017年被立为江苏省高校首批MOOC课程建设项目。中国大学MOOC是网易和高等教育出版社共同发起的一项网络教育平台，它承担了教育部“全国精品开放课程”的使命。平台主要有开放课件、测试和作业、讨论区等部分。教师可以在课件模块上传教学录像、课件与实验过程；学生可以在测试及作业模块完成专题测试及课后作业，巩固所学知识，检验所学成果；有问题的学生可以在讨论区提问，教师和学生共同讨论，交流问题［2］。中国大学MOOC可以在多平台使用，操作简单，不受时间和地点的限制。扬州大学“植物生理学”教学团队利用该平台建设了“植物生理学”在线课程［3］。根据“植物生理学”课程教学大纲的要求，“植物生理学”教学团队重构了课程体系，线上资源包含114个教学视频及配套课件、1 500道测验和作业、10个实验课件、130个讨论主题、220个研究进展、150个课间提问和600道随堂测验。

二、线上线下混合式教学模式的具体实施

（一）课前发布学习资料

根据教学进度的安排，教师发布单元学习资源，组织学生观看视频、在线测试、主题讨论、汇总共性问题等，强化知识传授。同时，教师可以从中国大学MOOC的后台数据中获取学生学习进度，并在讨论区提问，引导学生学习思考、回答问题；学生通过线上个性化学习，完成单元测试，参与讨论，提出问题等活动进行自主学习，锻炼批判性思维能力。

（二）课堂教学灵活多样

在课堂上，教师会延伸前沿知识，对学生在自学过程中遇到的一些共性问题进行总结，讲解重点与难点，解答疑问，发展科学思维，拓宽视野，组织翻转课堂并对线上学习效果进行评价等；学生通过组内讨论、小组汇报、组间交流等活动消化知识，培养创新意识与团队协作能力。

（三）课后完成测验和作业，检测学习效果

课后，教师会发放测验及作业。学生在完成测验作业、参加拓展实训和撰写心得体会的过程中，提高实践创新能力；教师通过教学评价、组织拓展实训、反思教学等活动进行提升辅导。

（四）增加专题，拓展学生知识面

在植物的矿质营养和氮素营养、植物生长物质和植物的抗逆生理3个部分，学生可以自己选定课题，通过中、英文数据库查找信息资料，并将所学内容与跨学科知识、生产实践应用相联系，课堂上进行讨论和报告。以植物的矿质营养为例，学生选择一个矿质元素，对其发现史、功能缺陷或过多进行生物学性状分析以及如何检测—预防—治理等整理相关素材，形成一个完整的成果后进行汇报。专题汇报既锻炼了学生的自主学习和团队协作的能力，又拓宽了学生的知识面［4］。

（五）立德树人，育教融合

“植物生理学”课程始终坚持立德树人、全方位育人，将思想政治教育融入教学全过程，强化学生的政治信仰和家国情怀。例如：袁隆平院士长期致力于培育高产杂交水稻，促进杂交水稻走向世界；沈允钢证明光合磷酸化中高能中间态的存在；汤佩松首先提出呼吸的多条途径。另外，课程中讲授植物生理与环境的关系，加强生态文明教育，引导学生牢固树立绿水青山就是金山银山的理念；还讲授植物生理学与现代农业的相关性，培养学生“大国三农”情怀，增强乡村振兴的责任感、使命感。

（六）构建新的课程考核体系

考核系统是在线学习平台的重要组成成分，与教学质量评价直接相关［5］。在以往的教学评价中，学生的期末考试分数所占比重很大，普遍在70%以上，未能很好地体现对学生学习的过程性评价。针对这一现状，我们课题组在“植物生理学”教学改革中，建立了一套新的考试评价制度，将学生的考试成绩分为实验成绩（10%）和理论考试成绩（90%）两部分。其中，理论考试部分线上评分包括学习进度、测试与作业完成情况、线上课堂讨论参与度等，合计约为45%；线下成绩主要有专题报告（15%）、平时成绩（出勤、课堂提问）（10%）和期末考试（30%）。新的课程考核体系大幅增加了平时考核的比重，可以更真实地反映学生的学习情况。

三、调查数据结果统计与分析

扬州大学首期“植物生理学”线上线下混合课程已经圆满落幕。我们自编了“植物生理学”教学现状调查问卷，选取已完成该课程的2017级大二学生作为研究对象，进行问卷调查研究。本问卷的内容涵盖了高中生物学基本知识、专业背景、植物生理学学习情况、植物生理学应用、植物生理学教学改革等16道客观题及植物生理学与学生所学专业的相关性问题，共发放纸质问卷222份，收回有效问卷202份。

（一）现专业选择情况和高中知识背景

调查结果显示，（1）选择现在所学专业方面，25.74%的学生因为个人兴趣；24.25%的学生由于家长推动；1.5%的学生因为朋友圈影响；48.51%的学生服从调剂。（2）在高中知识背景方面，仅有41.62%的学生高考选择生物和物理/历史组合；29.44%的学生高考选择化学和物理组合；20.52%的学生高考选择双文科或历史和化学组合；其他8.42%。两项数据结果对比表明，2017级农口专业大学生对专业喜爱程度较低，生物知识基础薄弱。

（二）“植物生理学”课程学习情况

调查结果显示，（1）“植物生理学”课程难度系数方面，仅有3.87%的学生认为课程简单，能够全部掌握教师所讲的内容；35.91%的学生认为课程难度一般，能够基本掌握所讲内容；50.83%的学生觉得课程较难。（2）植物生理学相关的基础学科掌握情况方面，仅有32.45%的学生认为掌握程度良好。（3）“植物生理学”课程实验参与程度方面，95.31%的学生喜欢亲自动手参与整个过程。（4）关注植物生理学最新研究进展方面，有53.68%的学生因考研需要愿意关注。四项数据结果表明，“植物生理学”课程难度较高，学生对本课程的理解需要一定的生物学基础，付出了较多时间与精力。

（三）学生对“植物生理学”课程的感受和要求

调查结果显示，（1）48.5%的学生会将植物生理学和养花、种菜、园林植物生长等相联系。（2）除了田间课程之外，仅有21.99%的学生会经常参与“植物生理学”课程见习或田间工作。（3）37.29%的学生有明确目标就业方向；77.46%的学生会选择考研。（4）62.05%的学生因为工作或考研需要，表示以后还会进一步学习“植物生理学”课程。四项数据结果表明，大部分学生自主学习“植物生理学”课程的意识薄弱。

（四）学生对教师教学态度、课程教学的总体评价及对“植物生理学”课堂的期望

调查结果显示：（1）对教师的教学态度方面，95.4%的学生表示满意；（2）对“植物生理学”课程教学总体评价方面，绝大多数学生对本课程教学满意，占比为93.3%；（3）对课堂的期望方面，学生期望充实课程内容，增加课程实训、实验探索与交流反思时间。从前面两个方面来看，大多数学生都很认可教师的教学态度，也反映出教学态度对课程学习成效的影响。

（五）学习效果以及实战检验

经统计，2017级222名学生，升学共145人，其中扬州大学112（含推免15人），外校33人，报考本校且必考“植物生理学”的81人，成绩90分以上通过率为92%；2016级263名学生，升学共156人，其中出国4人，扬州大学120人（含推免15人），外校32人，报考本校且必考“植物生理学”的87人，成绩90分以上通过率84%。

通过比较2016级、2017级两届学生考研成绩可知，MOOC线上和线下辅助教学能够显著提高考试成绩，尤其是100～140之间分数段比例显著提高，但是90分以下以及140分以上人数比例降低。

四、反思与借鉴

（一）转变教学观念

在学习观念与学习方式的变迁中，如何让学生养成良好的自主学习习惯、提高自我管理能力，需要教师在实践中不断探索与研究。这要求教师积极创新指导，整合教学方式，循序渐进地引导学生学习，充分调动学生自主学习的主动性与自律性［6］。

学生生物学基础不同、个性特点不同、学习水平不同，这需要教师自主设计并制作有针对性的课程教学方式，有效结合线上与线下资源，开展研究性教学或线上线下混合式教学模式，以便于学生开展学习活动，提高学生的学习兴趣与积极性，进一步提高学习效果。

（二）控制课程资源的内容

随着大数据时代的到来，课程知识必须与前沿研究相结合。教师须对植物生理学发展的前沿技术和热点研究进行全面分析，将其作为课程基础知识建设的导入、扩展或延伸，与教材基础知识融合，并强化学术资源的使用。这有助于增强学生的科学思维，提高他们对课程的学习兴趣。