以问题为导向的互动式教学法的应用与探讨

［摘 要］ 本科生实验课是培养学生理论结合实践能力的重要环节，以问题为导向的互动式教学法强调学生在教学活动中的主体作用，注重培养学生独立自主与探索未知的能力，广泛应用于国内外高校的实践教学。以“植物基因工程”实验课为例，探讨以问题为导向的互动式教学法在本科实验教学中应用途径，通过师生联动优化教学方案与实验细节，学生分组培养团队合作意识，以及课后反馈保障良性循环等措施，引导学生带着问题去学习，调动其学习的积极性和主动性，培养学生独立自主与探索未知的能力，改善课堂教学效果。

［关键词］ 问题导向；互动式教学法；实验教学

［基金项目］ 2022年度河南省一流本科课程“植物基因工程”（豫教〔2022〕37879）；2023年度河南省本科高校研究性教学改革与实践项目“新农科背景下创新创业型人才培养的研究型教学模式探索与实践”（教高〔2023〕388号）

［作者简介］ 燕敬利（1988—），女，河南安阳人，理学博士，河南农业大学植物保护学院讲师，主要从事植物衰老与逆境生物学研究；雷彩燕（1980—），女，河南洛宁人，理学博士，河南农业大学植物保护学院副教授，主要从事植物次生代谢研究；韩卫丽（1978—），女，河南卫辉人，农学硕士，河南农业大学植物保护学院实验师，主要从事植物科学与检疫实验室工作研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）30-0117-04 ［收稿日期］ 2023-03-29

2021年，国务院印发《“十四五”推进农业农村现代化规划》，强调“三农”工作是全面建设社会主义现代化国家的重中之重，要求夯实农业生产基础，提升粮食等重要农产品供给保障水平。为提高农作物的产量与农产品的品质，现代农业生产迫切需要向科技创新与技术创新转型。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》指出，要重点扩大创新人才的培养规模。2022年，我国理工农医类本科专业招生规模达总学科的一半以上。地方本科高校作为国家重要科研院所和高校硕博招生的主要生源输出单位，应抓住时代发展的机遇，探索以创新型人才和应用型人才为导向的培养机制，优化本科生课堂教学方法，提升教学效果，为国家和社会输送高素质人才提供有力保障。

“植物基因工程”课程是植物科学与技术专业本科生的核心专业课，是一门理论性较强且内容抽象的课程，主要研究转基因植物产生的原理、途径、用途及安全性评价等，对于农业生产意义重大，如转基因抗虫棉的大面积种植［1］。“植物基因工程”课程内容抽象，核心主体是基因，要求学生具有分子生物学、遗传学等知识背景，因而学生在学习过程中普遍感到吃力难理解。“植物基因工程”实验课侧重于对学生实验技能的培养，使学生在实验设计、实验操作、实验记录以及数据分析等方面均得到锻炼，实现理论结合实践、发展创新思维、培养科研素养的目标。常规实验课的模式是教师讲授实验原理，学生按照实验步骤操作，获得实验结果，撰写实验报告。这种授课方式中学生只是机械地执行操作，对内容不求甚解，而且实验中所使用的材料或样品常常是肉眼不可见的。例如，目的基因或载体质粒，学生难以判断结果如何。另外，“植物基因工程”实验课的内容是一套系统的流程，一方面，由于课时的限制导致设置的各次实验内容之间连续性不足，学生不能很好地把握整套实验流程；另一方面，由于教学条件和仪器设备数量不充足，部分学生只能围观实验操作，导致实验教学达不到理想的教学质量和教学效果。本文在互动式教学法的基础上，将问题导向引入本科生实验教学，通过师生联动设计实验方案、学生分组团队形式完成课堂任务，以及教师保障良好课后反馈等途径，实现以问题为导向的互动教学模式，提高学生参与课堂活动的积极性。

一、以问题为导向的互动式教学法概述

互动式教学法强调以学生为主体，教师为主导，充分发挥教师与学生的主观能动性，注重培养学生独立思考问题、主动探索解决方案的能力，鼓励学生打破模式思维，敢于创新，使学生对知识从以往的被动接受到后来的主动获取，是学习观念上的重要转变［2］。以问题为导向的教学模式强调教师引导学生开展自主学习，学生通过资料查阅与交流讨论等方式掌握相关知识，从而培养学生独立思考、解决问题的能力。当今社会高度信息化，网络和智能手机的普及极大丰富了人们获取知识与信息的渠道。教师可通过课堂学习软件发布与课程内容相关的问题，学生收到问题后，通过网络或纸质图书查阅相关资料，提出解决方案。教师在教学过程中有针对性地对学生提出的问题进行解答和分析，鼓励学生在课上敢于提出新问题，勇于质疑，使学生带着问题去听课，有效提高课堂教学效率。

将以问题为导向的教学模式与互动式教学法有机结合，以学生为中心，激发学生探索未知的积极性，提高学生学习新知识的兴趣，同时培养学生独立自主解决问题的能力，以及与他人合作交流的团队精神。在教学过程中，教师必须深入钻研教材与教学内容，不仅要熟悉课程大纲与课程目标，还要经常查阅国内外相关领域的最新研究进展，备课过程中要在基础内容充实的情况下提出一些拔高性的新问题，师生共同讨论交流，实现教学相长。以问题为导向，在教师充分备课和学生积极思考的背景下交流互动，引导学生主动学习新知识，实现新旧知识的完美衔接与融合，培养学生解决问题的能力与创新精神。

二、以问题为导向的互动式教学法在本科实验教学中的应用途径

当今社会各领域的科学技术蓬勃发展，生命科学技术在农业生产活动中广泛应用，极大地提高和丰富了农作物的产量品质和农产品的种类。植物基因工程技术以分子生物学和遗传学等学科为支撑，将外源目的基因通过人为的方式有目的地引入受体植物，获得具有优良性状或抗性的植株，实现定向改造农作物的目的，具有研究周期短且收益效果高的特点。“植物基因工程”课程是农林类高校的学生培养计划中相对比较重要的一门课程，教学内容中涉及许多比较抽象的知识点，如基因、载体等，尤其是实验教学活动中，传统教学法通常是教师讲解相关的实验原理、实验步骤和操作注意事项，然后学生按照教师给的实验步骤机械性地进行操作，对于实验步骤中的原理以及可能出现的问题等不求甚解，难以达到理想的教学效果。以问题为导向的互动式教学法能够较好地弥补传统教学法中存在的这些缺陷，学生带着问题参与课堂教学活动，在教师把控全局保证实验安全进行的前提下，学生通过自己动手操作实验并获得预期实验结果，完成提出问题并解决问题的过程，能够很好地增强学生的自信心，同时也提高了教学效率。

（一）师生联动，优化教学方案

教学方案和教学设计是教师在教学活动中的重要指南，制订科学合理的教学计划尤其重要。通常教学方案由教师参考教学大纲、教材以及同行经验等，与教研室同事共同商讨决定。互动式教学法强调以学生为主体，因而我们在制订教学方案时不妨考虑收集一些学生的建议与看法，择优而用，这样不仅可以鼓励学生积极思考并提出问题，而且可以帮助教师优化教学方案，提高课堂教学活动的效率。例如，可以让学生提前阅读教材，针对自己感兴趣或者有疑惑的内容提出问题，教师收集问题后，将这些问题有针对性地整合到课堂教学活动中，既激发了学生的学习兴趣，又提高了课堂教学效率［3］。当然，由于学生自身知识水平与视角能力的局限性，提出的问题可能会过于简单，教师需要做好甄别工作。以“植物基因工程”实验课中《融合载体的构建》这一节的内容为例，学生通过预习教材内容大致了解了融合载体构建的基本原理，但是目的基因如何选择以及什么样的工程载体更合适，学生带着问题阅读拓展资料或网上搜索相关文献寻找答案。在课堂上，教师通过讲解并结合多媒体动画演示等工具将抽象的知识转化为具体的可视化材料，帮助学生加深对基因和载体的理解。课堂中教师也可以给出一些开放性的问题，例如，能否将动物的基因转入植物中进行表达？任何外源基因都能在受体植物中表达吗？让学生在课堂上讨论交流，加强师生互动与生生互动。

（二）探讨实验方案，熟悉实验细节

在传统教学法中的实验课上，教师会就实验目的、实验原理、仪器设备以及实验步骤进行详细讲解，然后学生对照给出的实验步骤按部就班依次操作，整个过程中学生都处于被动听讲、被动接受知识的状态，尤其是“植物基因工程”实验课的有些内容比较枯燥抽象，学生容易注意力不集中，导致教学效率大打折扣。例如，《目的基因的获得》这一节的内容，获得目的基因的方法颇多，哪种方法的效率更高或者哪种方法的成本更低？学生针对教师提出的问题，通过查阅文献资料或与同学交流讨论，主动解决心中疑惑，同时也加深了学生对实验原理的理解。可以让学生提前预习实验操作的步骤和实验细节，教师在课前发布几个相关的问题，学生带着问题有针对性地接触新知识。也可以鼓励学生自己制订实验方案，课上教师组织学生进行汇报交流与讨论，让学生之间互相点评实验方案的优点和缺点，教师再重点针对实验方案中存在的问题和重点、难点进行讲解，对于较难懂的问题，教师适当进行引导，鼓励学生发散思维，最终彻底理解整个实验，能够灵活运用所学知识，做到触类旁通。在整个教学活动过程中，学生不仅分享了自己的预习成果，而且完成了既定的实验内容，自信心受到了极大鼓舞，提升了学习兴趣。

（三）学生分组互动，培养团队意识

团队合作意识对于学生未来走向社会参加工作十分重要，现在的大学生多为“00后”，且独生子女较多，从小在父母等长辈的关爱下成长，部分学生性格比较自我，合作意识不强，高校教育注重培养学生的合作意识。另外，由于实验室场地和仪器设备数量的限制，实验课上通常难以做到让学生独立完成全部的实验操作。一般地，我们会将学生进行分组，以小组成员合作的方式完成整套的实验。我们要求组内成员进行分工，每个成员各司其职，均参与到实验中，协作完成任务。为充分调动学生的学习兴趣，教学过程中可以安排学生以小组的形式汇报和讲解对实验的理解与心得体会，请其他组的学生进行提问和点评，教师全程旁听并适当进行指导，以防学生讨论的内容偏离主线；同时为防止出现某些组内成员偷懒，将工作全部积压给某一名学生的情况，可以通过随机提问的方式充分调动学生的积极性，并且告诉学生会有小组得分，增强学生的团队意识。例如，在《阳性植株评价》这一节内容中，各小组的学生经历了前期理论知识的学习和部分实验课程的实际动手操作，已经对植物基因工程技术有了深入的理解，融合载体转化受体植物后如何评价阳性植株是这一节的主要问题。学生带着问题预习教材内容与教师发布的拓展阅读资料，结合自己所在小组获得的待检测植株的数量与状态，制订可行性方案，经教师指导后实施实验方案，最后汇总实验结果，以演示文稿的形式在课堂上展示。教师以小组得分的方式评价各组的实验方案与实验结果，使学生体会到自己的劳动成果获得认可的喜悦，意识到团队合作精神在完成一项工作中的重要性。

（四）重视课后反馈，保障良性循环

学习是一个正反馈的过程，课堂教学活动结束后，教师和学生都应重视对当天课程内容的回顾与反思，保障学习进行良性循环。实验课结束后，学生针对当天的实验内容提交实验报告，总结并分析实验结果，讨论实验中出现的问题等。对于依然有疑惑的部分，可以查阅文献资料或者向教师请教。教师要及时批阅学生的实验报告，整理收集学生作业中存在的各种问题，等下次课时有针对性地进行讲解，并对较优秀的作业进行点评表扬，既帮助了学生巩固上节课所学知识点，又提高了学生的学习成就感。当然，课上教师的反馈也很重要。例如，学生回答问题或者汇报总结之后，教师要对学生的表现进行点评与鼓励，提高学生的积极性，引导其主动参与课堂教学活动。又比如，在《融合质粒电泳检测》这一节的内容中，学生提取融合质粒后，须通过电泳的方式检测质粒是否正确可用，课前可以发布问题，引导学生思考：构建的融合质粒跑出什么样的条带才是正确可用的？学生带着问题查阅相关书籍文献；课程实验结束后，学生拿到电泳结果，自行分析判断条带是否正确及质粒是否可用，并撰写实验报告；教师批阅学生的实验报告并及时反馈结果，可以在下一次实验课时进行点评，反馈学生的实验报告，适当地鼓励与表扬学生，形成正反馈的良性循环。当然，对于实验结果是阴性的学生也要积极引导，启发其主动思考与回顾实验操作步骤，找到出现问题的原因，提高发现问题和解决问题的能力，同时也要提高学生的自信心。

三、以问题为导向的互动式教学法应用中的思考与讨论

互动式教学法是高校教育改革中教学方法的一种革新，其强调教师为主导，学生为主体，以问题引导或案例分析等方式吸引学生的注意力，使学生对知识的获取从被动接受到主动探索，打破了传统的“灌输式”教学模式的局限性，提高了学生在学习过程中的成就感和体验感。特别是实验教学更注重培养学生的实践动手能力和科研创新思维能力，以学生为主体，教师设计合理的教学方案，引导学生主动思考“为什么？怎么做？这么做结果会怎样？”，培养学生主动分析问题、解决问题的能力。然而，以问题为导向的互动式教学法在实验教学中应用时也存在一些问题。例如，实验室空间有限，仪器设备老旧，学生能力和主观能动性欠佳等，均对教师的教学能力和备课情况提出了更高的要求。对此，互动式教学法需要师生共同协作，学生应积极主动地参与教师布置的课堂内外的各项任务，教师也要合理组织课堂，重视教学设计，师生合作共赢，高效完成教与学。