孫麗芳，王霞，郭永霞，姜麗麗，高樹仁

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，黑龍江大慶 163319）

作物育種學(xué)是一門實踐性、技術(shù)性較強的綜合性學(xué)科[1-2]，教師僅通過講解作物育種學(xué)理論，口述實踐環(huán)節(jié)，設(shè)置碎片化的小實驗輔助理論教學(xué)，難以讓學(xué)生全面、系統(tǒng)地掌握育種理論及方法[3]。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+教育”與“AI+教育”的不斷普及，為滿足社會經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)展對農(nóng)業(yè)人才的需求，作物育種學(xué)數(shù)字化教學(xué)轉(zhuǎn)型逐漸成為農(nóng)學(xué)專業(yè)發(fā)展的重要方向[4-6]。

1 作物育種學(xué)數(shù)字化教學(xué)模式的發(fā)展

黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)作物育種學(xué)課程建設(shè)發(fā)展歷程可以追溯到1958 年建校初期的遺傳育種學(xué)課程。團隊教師主要開展小麥、玉米和大豆品種選育工作，之后在1996 年和2006 年分別開展水稻和馬鈴薯育種工作。在課程建設(shè)過程中，課程團隊教師進行教學(xué)改革，先后完成課程學(xué)時改革、教學(xué)方法改革、考試制度改革和實驗課程改革等多項工作，積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗。

順應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”時代教學(xué)主體、教學(xué)資源與教學(xué)媒介等要素的變革與發(fā)展，2019 年，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)作物育種學(xué)教師團隊開始探索線上線下混合式教學(xué)。2020 年春季學(xué)期，學(xué)校開設(shè)依托智慧樹授課平臺的作物育種學(xué)精品資源共享課，開展線上線下混合式教學(xué)的實踐，對遇到的新問題進行研究，積累了一定的線上線下混合式教學(xué)經(jīng)驗。目前，作物育種學(xué)課程已開設(shè)6 學(xué)期，累計上課人數(shù)達700 余人，課堂互動達3 000 余次，發(fā)布作業(yè)和開展測試200 余次。

此外，通過多年的教學(xué)，教師積累了大量的教學(xué)資源，如開發(fā)了玉米、馬鈴薯和高粱的品種選育虛擬仿真軟件，錄制了6 種作物田間雜交演示視頻，為作物育種學(xué)數(shù)字化教學(xué)奠定堅實基礎(chǔ)。

2 作物育種學(xué)數(shù)字化教學(xué)實施過程

2.1 構(gòu)建以學(xué)生為中心的智慧課堂教學(xué)體系

黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)基于OBE 理念，依托中國農(nóng)業(yè)大學(xué)國家在線一流課程（智慧樹在線開放課程）搭建課程網(wǎng)絡(luò)平臺，構(gòu)建基于“MOOC+SPOCs+翻轉(zhuǎn)課堂”的智慧課堂教學(xué)體系[7]。教師在課程設(shè)計中突出學(xué)生的主體地位：學(xué)生課前完成基本知識點的學(xué)習(xí)；課中，教師將科技前沿、社會熱點、教師科研和專家講壇與重點知識有機融合，拓寬學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生自信心，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新動力和積極性，突出學(xué)生在教學(xué)過程中的主體地位；課后，學(xué)生通過繪制思維導(dǎo)圖總結(jié)重點知識，通過問答討論理解知識，通過階段測試鞏固知識。另外，教師將育種家的事跡有機融入課堂教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生“學(xué)農(nóng)、知農(nóng)、愛農(nóng)”情懷及社會責(zé)任感。

2.2 重構(gòu)教學(xué)環(huán)境，實現(xiàn)“物理、資源”的深度融合

實驗和實習(xí)是作物育種學(xué)教學(xué)的重要組成部分。作物育種學(xué)實驗課程以培養(yǎng)學(xué)生的實踐技能為核心，以教師指導(dǎo)和實驗教學(xué)示范中心為支撐，團隊教師通過合并、增加、更新教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計符合教學(xué)實際情況并具有創(chuàng)新性、層次鮮明的實驗教學(xué)內(nèi)容，包括玉米、大豆育種材料室內(nèi)考種，小麥面筋及蛋白含量測定，馬鈴薯品系（種）瘡痂病抗性鑒定，異交作物雜種優(yōu)勢及F2 衰退現(xiàn)象田間觀察和測量，串聯(lián)重復(fù)多態(tài)性（SSR）分子標記在玉米種質(zhì)資源遺傳多樣性中的應(yīng)用等實操實驗。同時，教師利用新錄制的6 種糧食作物田間雜交視頻，自主開發(fā)玉米、馬鈴薯和高粱新品種選育虛擬仿真實驗軟件（網(wǎng)絡(luò)版），引進分子生物學(xué)相關(guān)儀器，使用虛擬仿真軟件（手機版）開展演示實驗和虛擬實驗。

以上實操實驗和數(shù)字化教學(xué)資源的建設(shè)與開發(fā)，涵蓋了作物育種材料的播前準備、田間小區(qū)規(guī)劃、作物品質(zhì)分析、雜種優(yōu)勢現(xiàn)象觀察與測量、室內(nèi)育種材料鑒定選擇、作物雜交技術(shù)、品種區(qū)域試驗總結(jié)、分子標記在育種中的應(yīng)用等實驗技術(shù)。另外，教師通過春季播種期的專業(yè)實習(xí)和秋季收獲期的課程實習(xí)開展田間鍛煉和室內(nèi)考種訓(xùn)練，鍛煉學(xué)生對育種知識的運用。

2.3 采用多元化的考核方式，開展基于數(shù)據(jù)的綜合評價

課程組教師探討在混合式教學(xué)模式下作物育種學(xué)課程的考核評價體系[8-9]。理論課程考核遵循的標準從知識考核向能力考核轉(zhuǎn)變，從概念問答與敘述形式轉(zhuǎn)變?yōu)閳鼍盎?、探究化、遞進式的能力考核方式，通過多種形式實行全過程考核，完成對知識和能力的檢測。教師合理劃分各項考核成績在總成績中的占比，即考核內(nèi)容由線上共享課視頻學(xué)習(xí)及章節(jié)測試（占20%）、課前習(xí)題和線上階段性測試及課堂互動（占20%）、線下課堂表現(xiàn)（占10%）、線下期末閉卷考試（占50%）組成，充分體現(xiàn)過程學(xué)習(xí)與考核的有機融合。

3 作物育種學(xué)數(shù)字化教學(xué)實踐的創(chuàng)新特點

作物育種學(xué)課程以高素質(zhì)育種人才為培養(yǎng)目標，采用多種數(shù)字化教學(xué)方式，形成課程特色，具體表現(xiàn)如下：

3.1 教學(xué)內(nèi)容互補，構(gòu)建智慧課堂教學(xué)體系

理論課程以學(xué)生發(fā)展為中心，依托我國高水平農(nóng)業(yè)院校建設(shè)的國家線上一流共享課資源，與黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)教學(xué)資源互補，構(gòu)建了智慧化數(shù)字課堂教學(xué)體系。學(xué)生在課前預(yù)習(xí)，掌握基本知識，通過翻轉(zhuǎn)課堂實現(xiàn)知識理解；在課后繪制知識思維導(dǎo)圖，并通過階段測試實現(xiàn)知識鞏固，最終形成知識的自我構(gòu)建。該體系不但提升了課程的系統(tǒng)性和邏輯性，增加了課程的深度、廣度和難度，還拓寬了學(xué)生視野，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和教師的授課水平。

3.2 教學(xué)方式多樣化，構(gòu)建“虛實結(jié)合”的實踐教學(xué)體系

實踐課程以培養(yǎng)學(xué)生的實踐技能為核心，更新教學(xué)理念，運用現(xiàn)代生物技術(shù)、信息技術(shù)革新實驗內(nèi)容與方法，將品種選育虛擬仿真軟件、分子生物學(xué)相關(guān)儀器使用虛擬仿真軟件、雜交技術(shù)演示視頻以及大量田間性狀圖片貫穿于實踐教學(xué)的各個環(huán)節(jié)。學(xué)生不僅通過身臨其境般的體驗去選擇和觀察作物各生長階段的田間表現(xiàn)，還要完成教師預(yù)設(shè)的理論知識點考核，提升理論聯(lián)系實際的能力。同時，教師結(jié)合春季播種和秋季收獲實習(xí)來提升學(xué)生的實踐動手能力、分析解決問題能力，培養(yǎng)學(xué)生科研興趣和創(chuàng)新思維，解決課程教學(xué)中重知識傳授、輕實踐能力訓(xùn)練的問題。

4 作物育種學(xué)數(shù)字化課程教學(xué)內(nèi)容更新

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，作物育種學(xué)數(shù)字化教學(xué)面臨新的挑戰(zhàn)。根據(jù)課程建設(shè)計劃以及實施情況，課程團隊不斷總結(jié)和探索教學(xué)方式、方法，引入國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)線上教學(xué)資源，豐富數(shù)字化教學(xué)內(nèi)容，及時收入育種學(xué)前沿研究成果，拓展課程內(nèi)容的深度和廣度，同時持續(xù)補充學(xué)習(xí)過程的交互性資源，如學(xué)習(xí)資源、習(xí)題庫和階段測試題庫等。

作物育種理論教學(xué)的最終目標是培育新品種，因此，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)不斷完善實踐教學(xué)內(nèi)容，實現(xiàn)理論與實踐的有機融合，提高學(xué)生的實踐動手能力。如隨著信息技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)團隊不斷迭代更新已開發(fā)的虛擬仿真育種實踐軟件，同時繼續(xù)開發(fā)水稻新品種選育虛擬仿真軟件，建成涵蓋自花授粉作物、異花授粉作物、常異花授粉作物和無性繁殖方式作物品種選育虛擬仿真實驗教學(xué)平臺。教學(xué)團隊還積極與企業(yè)互通互聯(lián)，建設(shè)線上線下相融合的智慧實踐教學(xué)平臺，解決實踐教學(xué)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展脫節(jié)的難題。

此外，為積極響應(yīng)教育部高教司“慕課西行2.0”行動的號召，踐行信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合方針，加深校際合作交流，推進課程建設(shè)。在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，2022 年秋季學(xué)期和2023 年春季學(xué)期，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)和種子科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生共同參加由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)組織的作物育種學(xué)云端同步課堂[10-11]。

5 結(jié)語

高等教育教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，數(shù)字化課程建設(shè)是推進高等教育教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心[12-14]。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，作物育種學(xué)數(shù)字化教學(xué)面臨新的挑戰(zhàn)，要求教師從培養(yǎng)學(xué)生的角度出發(fā)，不斷跟蹤學(xué)科前沿發(fā)展，更新教學(xué)理念，創(chuàng)新教學(xué)模式，更新教學(xué)內(nèi)容，革新評價體系，調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，提升知識講授的邏輯性、系統(tǒng)性，解決學(xué)時減少和學(xué)習(xí)內(nèi)容增多之間的矛盾，重視學(xué)習(xí)過程性評價，完善人才培養(yǎng)質(zhì)量評價體系。