線上線下混合模式改進(jìn)設(shè)計(jì)型生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果

王海娟　曾和平　李萱　楊道麗　王宏鑌　寧平　潘波　張德華

摘要：為提高生態(tài)學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)課程的兩性一度，增加設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)開設(shè)比例，以撰寫研究報(bào)告為成果導(dǎo)向，利用線上線下混合式教學(xué)調(diào)動(dòng)以學(xué)生為主的教學(xué)方式，增加師生互動(dòng)，形成“三融合”的混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)理念。通過三年的教學(xué)實(shí)踐，明顯改善了實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效果，為“雙一流”背景下培養(yǎng)創(chuàng)新型、綜合型人才和分層次教學(xué)提供支撐。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)教學(xué);混合式教學(xué);設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn);三融合

一、引言

實(shí)驗(yàn)（實(shí)習(xí)）是生態(tài)學(xué)及其應(yīng)用教學(xué)過程中的一個(gè)重要組成部分，有助于訓(xùn)練學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考工作的能力和運(yùn)用生態(tài)學(xué)知識(shí)分析、解決實(shí)際問題的能力[1-3]。生態(tài)學(xué)屬于多學(xué)科交叉滲透的科學(xué)，是高校多個(gè)相關(guān)學(xué)科專業(yè)的必修課程[4]。生態(tài)學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)是昆明理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)本科生的必修課程，是生態(tài)學(xué)及其應(yīng)用教學(xué)過程中的重要組成部分，具有鮮明的綜合性和實(shí)踐性。其開設(shè)目的在于通過實(shí)驗(yàn)操作，加深學(xué)生對生態(tài)學(xué)知識(shí)的理解與應(yīng)用，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

高校實(shí)驗(yàn)室為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、開發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才和應(yīng)用型人才提供了重要空間[5]。一流實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)是推進(jìn)一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)的重要支撐，也是推動(dòng)“雙一流”建設(shè)的關(guān)鍵因素之一[6-7]。

二、教學(xué)內(nèi)容的改革

教育是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，開創(chuàng)性學(xué)習(xí)。利用線上線下混合式教學(xué)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂，使學(xué)生從被動(dòng)填鴨式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為探索型自主學(xué)習(xí)。有效培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的能力[8]。近年來舉辦的各類大學(xué)生創(chuàng)新和挑戰(zhàn)大賽都對新時(shí)代大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力提出更高的要求。實(shí)驗(yàn)課教學(xué)通過靈活運(yùn)用“項(xiàng)目式教學(xué)法”、“答辯式教學(xué)”等有助于提高對學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)[9-10]。

為提高課程挑戰(zhàn)度，增加創(chuàng)新性，本課程教學(xué)利用線上線下混合式教學(xué)模式開課。增加設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)，讓學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，給學(xué)生空間，以開放的思維，開放的要求由學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，包括研究目的、研究方法、實(shí)驗(yàn)操作、結(jié)果和數(shù)據(jù)分析等讓學(xué)生以項(xiàng)目案例的形式進(jìn)行研究，得出技術(shù)總結(jié)報(bào)告。這樣的要求需要學(xué)生增加大量的文獻(xiàn)閱讀和知識(shí)拓展，因此以線上教學(xué)進(jìn)行彌補(bǔ)，通過線上線下混合式教學(xué)模式可以很好的解決這一問題。

以“知識(shí)傳授與價(jià)值引領(lǐng)相結(jié)合”為課程目標(biāo)，優(yōu)化課程內(nèi)容體系建設(shè)，增加思政環(huán)節(jié)引入。課程實(shí)驗(yàn)主要分兩類：一是有關(guān)生態(tài)因子現(xiàn)狀分析的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn);二是有關(guān)污染物對生物的影響以及如何利用生物進(jìn)行污染物監(jiān)測的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，包括人工熏氣對葉片pH值和葉綠素含量的影響、蠶豆根尖微核實(shí)驗(yàn)、植物對污染物的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)等。通過線上引入相關(guān)慕課視頻資源，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行植物逆境生理學(xué)、毒理學(xué)和污染生態(tài)學(xué)等相關(guān)知識(shí)的拓展學(xué)習(xí)。學(xué)生分組制定研究目的與方案并實(shí)施研究，能讓學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)到污染的危害性和治理的緊迫性，強(qiáng)化學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。提升學(xué)生進(jìn)行污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和食品安全評價(jià)的能力，促使學(xué)生主動(dòng)思考探尋土壤污染修復(fù)的方法。加強(qiáng)學(xué)生實(shí)現(xiàn)美麗中國、食品安全、鄉(xiāng)村振興等的信念和責(zé)任，使學(xué)生感受到科研的魅力，體會(huì)到團(tuán)結(jié)合作的重要性。

三、教學(xué)手段的改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是加強(qiáng)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)關(guān)鍵途徑之一。其質(zhì)量不僅關(guān)系著學(xué)生對理論知識(shí)的掌握程度，而且對學(xué)生的動(dòng)手應(yīng)用能力、邏輯思維能力、科研創(chuàng)新能力以及提出并解決問題的能力等方面的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用[11-12]。緊跟學(xué)科發(fā)展前沿，把教學(xué)與科研緊密結(jié)合起來，隨時(shí)更新相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，始終保持教學(xué)內(nèi)容中相關(guān)的專業(yè)知識(shí)與當(dāng)前的科技發(fā)展同步，把國內(nèi)外最新的理論與技術(shù)成果有選擇地納入課程，在遵循大綱體系、課程結(jié)構(gòu)的前提下，保持課程內(nèi)容的先進(jìn)性與準(zhǔn)確性[13-14]。

線上線下混合教學(xué)的優(yōu)勢分別體現(xiàn)在課前、課中和課后三個(gè)環(huán)節(jié)。課前可以自主學(xué)習(xí)拓展知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，并確定研究目的和實(shí)驗(yàn)方案，并不斷討論完善方案;課中進(jìn)行植物培養(yǎng)和具體實(shí)驗(yàn)研究;課后各實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)，在撰寫本組實(shí)驗(yàn)報(bào)告的同時(shí)，進(jìn)行組間比較，并撰寫研究技術(shù)報(bào)告。

四、課堂教學(xué)方法

將“以學(xué)生為中心、成果為導(dǎo)向、與時(shí)俱進(jìn)、持續(xù)改進(jìn)”的理念貫穿于教學(xué)設(shè)計(jì)中。本實(shí)驗(yàn)課采用多種教學(xué)方法如案例教學(xué)法、項(xiàng)目研究式和小組探討教學(xué)法等手段實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)。形成了線上知識(shí)拓展法、小組項(xiàng)目研究式教學(xué)法和全程跟蹤式教學(xué)法的“三融合”教學(xué)設(shè)計(jì)理念。以線上課程、雨課堂為紐帶、以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目研究任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，基于“項(xiàng)目案例+團(tuán)隊(duì)合作”的教學(xué)模式，使課程分組以項(xiàng)目研究的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，體現(xiàn)個(gè)性化、自主化，實(shí)現(xiàn)分層次教學(xué)。不同小組得出的技術(shù)報(bào)告均可圈可點(diǎn)，學(xué)生在數(shù)據(jù)分析與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面有何大的提高。

五、細(xì)化考核評價(jià)方法

結(jié)合探究性、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的開展考察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，動(dòng)手能力[8]。加強(qiáng)實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)，強(qiáng)化科教協(xié)同，強(qiáng)化實(shí)踐育人環(huán)節(jié)。形成可回溯、可監(jiān)督的多元化考核評價(jià)方法體系。細(xì)化考核方式，增加實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案、研究技術(shù)總結(jié)報(bào)告環(huán)節(jié)，增加了學(xué)生的線下投入時(shí)間，并提升了考核挑戰(zhàn)度。注重學(xué)習(xí)過程考核，包括考查實(shí)驗(yàn)原理的掌握程度、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新情況、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等方面。

注重督導(dǎo)和學(xué)生的評價(jià)與反饋，向?qū)W生發(fā)放調(diào)查問卷，進(jìn)行有關(guān)教學(xué)內(nèi)容安排和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備等方面的調(diào)查和反饋，并調(diào)整完善教學(xué)計(jì)劃，以期取得更好的教學(xué)效果。

六、存在的不足與改進(jìn)設(shè)想

設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)對學(xué)生鍛煉效果較好，但是多數(shù)小組偷懶，只把必做項(xiàng)目按照設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)完成，選作項(xiàng)目則研究較少。另外各實(shí)驗(yàn)小組內(nèi)部的同學(xué)也會(huì)有學(xué)生認(rèn)真實(shí)施，有學(xué)生“懶惰躺平”，因此需要更加嚴(yán)格的打分和激勵(lì)機(jī)制，進(jìn)一步提高對每個(gè)學(xué)生參與研究的過程監(jiān)控，幫助學(xué)生不斷完善實(shí)驗(yàn)方案，提交優(yōu)化的研究技術(shù)總結(jié)報(bào)告。強(qiáng)化實(shí)踐育人環(huán)節(jié)，加強(qiáng)實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)和線上資源建設(shè)，強(qiáng)化科教協(xié)同。以實(shí)踐教育為突破口，系統(tǒng)拓展學(xué)生專業(yè)素質(zhì)，實(shí)現(xiàn)由單一知識(shí)學(xué)習(xí)向綜合素質(zhì)提高、全面能力發(fā)展的轉(zhuǎn)變的觀念能落實(shí)到人才培養(yǎng)方案中。

參考文獻(xiàn)：

[1] 曾文爐，馬維琦，陳翠紅，展思輝. “生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革探析[J]. 實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2019，22（5）：119-121，125.

[2] 楊持.生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)與實(shí)習(xí)（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2008.

[3] 董正武. 線上線下混合式教學(xué)模式在高校生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].贏未來，2021（10）：34-35.

[4] 宋彥濤 烏云娜 董玉瑛 張鳳杰 歐曉霞 李琳琳. 適應(yīng)大學(xué)生科研訓(xùn)練的生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2019，（323）：69-70

[5] 張海峰.“雙一流”背景下的一流實(shí)驗(yàn)室建設(shè)研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2017，34（12）：6-10.

[6] 何碰成，王斌楠，黃文豪，等.“雙一流”建設(shè)視角下高校實(shí)驗(yàn)室綜合改革的策略與路徑[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2017，36（12）：261-263.

[7] 何磊，陳欣，唐建軍，吳敏.“雙一流”背景下生態(tài)學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與管理——以浙江大學(xué)為例[J].高校生物學(xué)教學(xué)研究，2019，9（5）：13-16.

[8] 羅曉錚，吳廷娟，董誠明等.中藥資源與開發(fā)專業(yè)藥用植物生理生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討[J].教育現(xiàn)代化，2018，5 （06）：231-232，251.

[9] 姚文靜，林樹燕，徐勇.線上線下混合式教學(xué)在高?！捌胀ㄉ飳W(xué)”課程中的應(yīng)用[J].教育教學(xué)論壇，2021（51）：69 -72.

[10] 趙建剛，肖林，許德麟，許忠能，張修峰，林秋奇.“答辯式教學(xué)法”在水域生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2021，19（1）：82-86.

[11] 張仁懿，袁建立，史小明.創(chuàng)新生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué) 提高大學(xué)生綜合素質(zhì)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2017，34（6）：32-35.

[12] 沙沙，鄭鳳英.生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中大學(xué)生生態(tài)文明思想和研究能力的培養(yǎng)[J].湖北開放職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2021，34 （12）：148-149，156.

[13] 汪小會(huì).有效提高學(xué)生創(chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2016，23（2）：6-7.

[14] 呂恒林，吳元周.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室開放管理培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐型本科生[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2016，33（3）：5-7.

基金項(xiàng)目：2020年教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目 “生態(tài)監(jiān)測與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)類師資培訓(xùn)”;2021年云南省專業(yè)學(xué)位研究生案例庫《恢復(fù)生態(tài)學(xué)》案例課建設(shè);昆明理工大學(xué)2020一流課程建設(shè)項(xiàng)目“生態(tài)學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)”、金課建設(shè)項(xiàng)目“生態(tài)學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)”、教改項(xiàng)目“本科生全程導(dǎo)師制度的建設(shè)”、“課程思政”專項(xiàng)“以生態(tài)文明思想為引領(lǐng)的環(huán)境類專業(yè)課程思政教學(xué)體系設(shè)計(jì)與實(shí)踐”。