基于“新农科”发展的《园林植物遗传育种学》课程教学改革

张桂玲 温四民 曹雪 王效华 王瑞霞

摘要：为适应新农科发展的要求，文章以临沂大学园林植物遗传育种学课程为例，从理论教学、实践教学和评价体系改革入手，通过发挥智慧教室在课堂教学中的作用，采用翻转课堂理念的混合式理论教学模式，以创新能力培养为目标的实践教学模式，多层次结构化的考核评价体系，取得了良好的教学效果，学生的创新能力得到较大提高。

关键词：新农科;智慧教室;翻转课堂;创新能力;考核评价

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2020）15-0140-04

习近平总书记在党的十九大报告中关于高等教育的讲话为地方高校农科专业教学改革与发展指明了新方向，同时也为农科专业发展创造了重要机遇。新农科以现代新技术改造提升现有的农科专业，布局适应现代高效农业发展需要的新型涉农专业[1]，以美丽乡村振兴战略和生态文明建设为重点，准确研判现代高效农业发展新态势，及时更新新农科研究内容，改革农科专业课程教学方法，加强科研成果转移转化，激发新农科建设的内在动力，为乡村振兴发展提供更强有力的人才支撑[2]。

按照新农科对涉农专业发展的需要，教育部高教司司长吴岩提出，针对课堂教学改革，倾力打造五大“金课”。运用人工智能技术手段，积极利用各种网络平台进行线上和线下教学，开展微课和慕课建设与应用，利用智慧教室开展移动学习。作为地方高校的园林专业，园林植物遗传育种学是该专业的核心课程，该课程以遗传学的理论为指导，通过采用传统育种技术和现代育种技术手段来改变园林植物的遗传特性，从而创造出园林植物新品种或新类型，并进行良种繁育的一门学科。目前，该课程在教学方面存在着教学内容较多而课时量不足，学生对实践教学重视不够，课堂教学方法不够灵活，上课学生学习积极性不高，看手机现象较多，考试方式过于单一等诸多问题[3-4]，为适应“新农科”发展，把园林植物遗传育种学这门课程打造成“金课”，对该门课程进行了理论教学模式、实践教学模式和考试模式等方面的教学改革，并取得了较好的教学效果。

一、理论教学构建以翻转课堂理念的混合式教学模式

有研究报道翻转课堂有利于提高学生参与教学过程，提高学生课堂学习的积极性和主动性[5]。本课程借鉴该教学经验，采用翻转课堂理念来构建混合式教学模式框架。借助智慧教室和各种微平台技术，构建课前准备、课堂教学和课后巩固全过程教学模型（见图1）。

园林植物遗传育种学整个教学过程中不同部分采用翻转方式不同（见表1），其中遗传学部分的第一、二、三章，育种学部分第一、二、七、八和第九章采用全部翻转模式;遗传学部分的第四、五章，育种学部分第三、四、五和第六章采用课堂讲授+部分翻转模式。

（一）课前准备

课前准备阶段，分析园林植物遗传育种学各章节教学重点、难点，精心搜集教学资源（视频、音频、案例、图片、试题库、最新研究成果、精心设计引导性问题等），科学设计教学过程。根据教学目标的需要将重点、难点部分制作成微视频或做成MOOC，并将这些资源通过各种平台（雨课堂平台、蓝墨云班平台、网络教学平台、微信群和QQ群）向学生发布。针对园林专业不同层次（普通本科、园林高职本科和园林3+2一贯制本科）均开设该课程，制作的微视频难易程度也不尽相同。制作的微视频主要有：遗传学部分“细胞有丝分裂过程”“细胞减数分裂过程”“植物的双受精过程和无融合生殖”等10个片段;育种学部分的微视频主要有：“引种原理”“选种原理”“杂交育种原理”等21个片段，学生根据自身情况选择不同难度的视频进行学习，知识背景较好的学生可适当进行课前知识拓展训练。另外，合理安排课程组教师不同时间在线答疑，同时收集学生的学习情况信息。

（二）课堂教学

有研究结果表明，与普通课堂比较，在情感、行为、认知等层面利用智慧教室进行课堂教学学生学习投入情况均好于普通课堂的，师生交互和生生交互效果显著。鉴于此，该课程利用智慧教室进行课堂教学，将学生智能手机和笔记本电脑应用到课堂中。收集课前学习环节中学生遇到的只是问题进行详细讲解。涉及遗传学原理和育种学原理等抽象难懂的问题，灵活采用案例法、讨论式、启发式、问题式等多种教学方法向学生讲解，引导学生不断思考，例如在讲解引种育种的生态学原理时，以北方某园林公司引种南方香樟失败为案例启发学生逐步思考为什么引种失败，怎样才能引种成功，通过案例分析来深刻理解引种的生态学原理。另外，课堂上针对一些具体应用方面的问题，设计探索性问题让学生采用小组协作的形式进行讨论分析，分小组进行汇报讨论结果，在汇报中教师发现问题并及时指导解决，使课程教学从“被动学习”变成“主动学习”。例如在讲解引种育种中设计问题为“南树北移和北树南移在操作栽培技术上如何”，分组讨论，分组汇报讨论结果，最后教师总结。

（三）课后巩固

将课堂上讲解的重点、难点以及知识点总结通过雨课堂平台、蓝墨云班平台、网络教学平台、微信群、QQ群发布给学生进行课下进一步复习巩固，引导学生进一步思考;同时，还要根据学习学习情况布置一定数量的开放性问题供学生查阅文献资料来完成。例如在讲解引种育种章节中，开放性问题设计：请同学们查阅资料和调研研究以自己家乡引种某种园林植物为例设计一个引种方案（要求该方案理论依据科学合理，可执行性较强），通过这种方式达到拓宽学生知识面，提高思考能力的目的。记录学生完成任务的情况，对整个教学过程进行评价，不断完善教学设计。

二、实践教学以构建创新能力培养为目标的实践教學体系

为培养学生的创新思维和创新能力，园林植物遗传育种学实践教学以依托临沂大学国家级生物学虚拟仿真实验教学中心、应用型人才培养模式创新实验区、高水平应用型专业群建设（现代农业专业群）、教育部农校对接四个平台，构建校内实验与校外实践、课内实验与课外实训、教学实验与科研训练三结合、设置基础知识和基本技能、综合运用能力和探索创新能力训练三模块，进行深入产教融合的实践教学体系，开展“全方位、常规化”学生课内、课外创新创业训练，使理论教学与实验实践教学深度融合，以此来解决园林植物遗传育种学教学过程中理论知识学习与实践能力培养相脱节的问题，提升学生创新思维和创新能力培养的教学效果，提高实践教学的质量。

实践教学体系包括基础知识和基本技能训练模块，综合运用训练模块和探索创新能力训练模块[6]（见图2）。

（一）基础知识和基本技能训练模块

通过参加校内和校外专家讲解、参加各种专题研讨、在校内和校外进行实践训练达到教学要求。重点训练内容：有丝分裂和减数分裂过程、植物双受精过程和无融合生殖;三大遗传规律验证;种质资源的收集、保存和研究技术;引种育种、选种育种、杂交育种等传统育种技术。

（二）综合运用能力训练模块

通过设置大型实验训练项目和结合毕业论文简单科研训练达到教学要求。重点训练内容：园林植物种质资源开发和利用技术;诱变育种、倍性育种、分子育种等现代育种技术;优良品种品质检验技术。

（三）探索创新能力训练模块

通过设计大型的创新训练项目、参加教师科研课题、参加大学生创新创业训练项目和参加学科竞赛等达到教学要求。重点训练内容：多种育种技术的灵活运用和育种技术的创新。

三、学生学习评价以构建多层次结构化的考核模式

有研究认为，高校教学评价中多元化的评价体系更能客观反映学生的学习效果[7]。该课程借助该研究成果在教学评价中建立多元化的評价体系。该体系将学生课内学习与课外学习、在线学习与离线学习进行统筹考虑，兼顾过程性评价和最终评价。在评价内容上，既有理论教学过程中的考核，也有实践教学过程中的考核，更有期末考试成绩评价（见图3）。

具体评价为：课程最终成绩由平时成绩、实验教学成绩和期末考试成绩三部分构成，分别占总成绩的30%、30%和40%。平时成绩和实验成绩考核均分布在“课前—课中—课后”多元化教学过程中，期末考试成绩是由期末考试得分情况构成。

（一）平时成绩构成

主要针对学生课前对微视频或MOOC的自学学习情况，课前在线测试情况，个人或小组学习情况，个人学习成果、平时作业和上课出勤情况进行评价。

（二）实验成绩构成

主要针对实践教学来考核。实验报告撰写情况、实验技能掌握情况、自主创新实验设计情况、参与科研训练情况、参加学科竞赛情况和实验出勤情况等进行考核。据此来综合评价学生实践的创新意识和独立分析问题、解决问题的科学研究能力。

（三）期末考试成绩构成

采取闭卷考试的方式，试题中考核内容上基本知识、基本技能占50%，综合运用占30%，创新能力占20%。试题分值中具有标准答案的占70%，试题答案不唯一的占30%。开放性试题同时课程考核方案在第一次课公布给全体学生并上传课程中心网站。

四、教学效果

通过教学改革，提高了学生学习的积极性和主动性，提高了学生创新能力和创新思维的培养，更加适应了新农科发展要求。

在教学改革过程中，转变了教学理念，在理论教学和实践教学过程中以培养创新思维教育为主线，注重理论与实践相结合，将学生创新能力的素质培养作为重点，在夯实理论基础的同时，引入学科前沿应用实例，强化创新思维和创新能力训练，不断创新改革，形成良性循环，建立“一体化”的长效机制，既解决了园林植物育种中创新能力和创新思维素质培养的短板问题，又解决了《园林植物遗传育种学》理论知识学习与实践能力培养相脱节的问题，提升了创新教学的教学效果，保证了教学质量[8]。

通过教学改革，使园林植物育种与区域经济发展有效衔接，以此来适应新农科对园林植物遗传育种学教学的要求。

立足于山东地方经济发展现状，在充分调研、深入探讨的基础上，合理定位课程教学目标，以学生创新思维为抓手，解决了园林植物遗传育种学教学与地方经济发展需求协调与适应的问题，保证了人才培养服务于地方区域经济的发展，有效提高了课程教学质量。

参考文献：

[1]郝婷，苏红伟，王军维，赵磊.新时代背景下我国新农科建设的若干思考[J].中国农业教育，2018，（3）：55-57.

[2]应义斌，明亚梅.中国高等农业教育新农科建设的若干思考[J].浙江农林大学学报，2019，36（1）：1-6.

[3]杨秀云，武小钢.《园林植物遗传育种学》课程教学方法探讨[J].山西农业大学学报，2007，6（5）：85-86.

[4]黄林，陈存武.改进教学模式是应对高校课堂“低头族”现象的重要策略[J].黑河学院学报，2018，（3）：93-94.

[5]谷增军.引入翻转课堂理念构筑“教学做”混合式教学模式[J].财会月刊，2017，（6）：88-91.

[6]胡峣峥.高校数学课堂教学存在的问题及对策探索[J].产业与科技论坛，2018，17（10）：155-156.

[7]赵岩，徐嘉伟，李毅超.以主动学习为主的高校课堂教学模式和建设研讨[J].黑龙江科学，2018，9（3）：58-60.

[8]吕慎金，陈现伟，李富宽，张桂玲.“双创”视域下地方综合性大学涉农专业人才培养模式改革与实践[Z].山东省第八届高等教育省级教学成果奖.2018.