楊文權 寇建村 慕小倩

(1.西北農林科技大學生命科學學院，陜西楊凌 712100；2.西北農林科技大學動物科技學院，陜西楊凌 712100)

微課在“植物學實驗”課程教學中的應用

楊文權1寇建村2慕小倩1

(1.西北農林科技大學生命科學學院，陜西楊凌 712100；2.西北農林科技大學動物科技學院，陜西楊凌 712100)

“植物學實驗”課程是高等農林院校重要的專業(yè)基礎實驗課，在提高學生的專業(yè)知識、動手能力、科研能力及創(chuàng)新精神等方面具有重要的作用。針對“植物學實驗”課程教學中存在的實驗內容陳舊、教學方式單一；實驗課時少，無法開展綜合性和研究性試驗；分類部分實驗受季節(jié)影響大，植物材料缺乏等問題，探索了將微課這一新的教學手段引入到“植物學實驗”課程教學中的途徑：首先要制定微課教學大綱；其次，微課設計和制作要符合實驗課教學的要求；第三，微課要和課堂教學內容合理融合?！爸参飳W實驗”課程教學引入微課后，節(jié)約了課堂時間，豐富了課堂實驗內容；同時，還調動了學生學習的積極性，學生的學習成績明顯提高。

植物學實驗；微課；實驗內容

“植物學”是高等農林院校生物類、植物生產類專業(yè)的一門重要基礎課程和骨干課程。作為大生物學的一個組成部分，“植物學”課程有著不可取代的重要作用。“植物學”課程教學水平的高低直接影響著學生后續(xù)課程的學習?！爸参飳W”課程內容知識點多、實踐性強，學生需要記憶的內容較多，許多理論知識和生產技術需要通過實驗課程的學習才能理解和掌握。因此，“植物學實驗”課程是學生掌握“植物學”課程知識的重要環(huán)節(jié)，對驗證和鞏固“植物學”課程的理論知識，提高學生的實驗技能，培養(yǎng)學生發(fā)現問題、分析問題和解決問題的能力，啟發(fā)學生的創(chuàng)新思維和培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力具有重要意義[1-2]。

微課(Microlecture)是近幾年隨著互聯(lián)網技術和電子信息技術的發(fā)展而出現的一種新的教學手段，其基本思想是圍繞一個知識點或問題，制作一個短小的視頻，然后借助互聯(lián)網和手機、平板電腦等移動終端，達到讓學生自由學習的目的[3-4]。微課的優(yōu)點是時間短，內容完整，學習不受時間和地點的限制，學生可以反復觀看和學習[3-5]。微課具有的這些特點使其在“植物學實驗”課程教學中具有較大的優(yōu)勢，可以很容易地解決目前“植物學實驗”課程教學中存在的問題，因此微課成為輔助“植物學實驗”課程教學的好手段。

一、“植物學實驗”課程教學存在的問題

(一)教學內容陳舊，教學方式單一

傳統(tǒng)的“植物學實驗”課程教學內容主要以基礎性和驗證性實驗為主，如“植物水裝片的制作”“植物細胞的結構與觀察”“植物組織的觀察”“營養(yǎng)器官的外部形態(tài)特征觀察”等，綜合性和研究性實驗較少。同時，教學多是采取教師講、學生聽的方式，學生按照教師的講解完成實驗報告。整個實驗過程學生只是被動地接受，按部就班地完成實驗內容，并沒有真正地思考，甚至許多實驗沒做之前就已經從實驗指導書上知道了實驗結果[6-8]。這種教學方式影響了學生上實驗課的積極性，也無法培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力。

(二)實驗課時少，無法開展綜合性和研究性實驗

為了適應社會的需要，高校的課程設置不斷變化。以西北農林科技大學為例，20世紀80年代的“植物學實驗”課程包含在“植物學”課程中，是“植物學”課程的一部分。“植物學”課程共有160學時，理論和實驗各占80學時。到20世紀90年代，隨著社會的進步和科學技術的發(fā)展，一些新的課程不斷出現，基礎課的課時整體減少，“植物學”課程的課時也相應地壓縮到120學時，理論和實驗分別為60學時。而在近年的培養(yǎng)方案中，“植物學實驗”課程從“植物學”課程中分離出來，成為一門獨立的課程，“植物學”課程的課時為48學時，“植物學實驗”課程的課時為32學時。在課時不斷壓縮的情況下，“植物學實驗”課程只能開設一些簡單的基礎性和驗證性實驗，無法開設耗時較長的綜合性和研究性實驗。

(三)植物分類部分實驗受季節(jié)影響大，缺乏植物材料

“植物學”是專門研究植物的一門特殊學科，而植物的生長又有其自然規(guī)律，所以“植物學實驗”課程中的分類部分實驗受季節(jié)影響大。以“花和花序”實驗為例，如果實驗開設在春季，一些夏季或秋季開花的植物如打碗花、蜀葵、秋英等植物的花還沒開。如果實驗開設在秋季，一些春季開花的植物如油菜、白玉蘭、小麥等植物的花期又過了，導致一些植物材料無法獲得。即使實驗課開設在植物開花的季節(jié)，但由于班級較多，植物材料也很難滿足實驗教學的需要。西北農林科技大學每年約有40～50個班級開設“植物學實驗”課，每班按30人計算，若要保證每人一朵花，一次實驗課就需要近1 500朵花，而如此大的需求量是很難滿足的，因此也無法保證每個學生都能有動手解剖和觀察的機會，最終影響了教學效果。

二、微課在“植物學實驗”課程教學中應用的優(yōu)勢

(一)節(jié)約課堂教學時間

將“植物學實驗”課程中的一些操作類或演示類的內容制作成微課，如“顯微鏡的構造、使用和保養(yǎng)”“生物染色方法”等，讓學生在課外提前下載學習，這樣就節(jié)約了一部分課堂時間[9-11]，教師可以對實驗課程內容進行重新安排和組合，增加一些綜合性和研究性實驗。以“葉的結構”實驗為例，原來由于課時有限，學生只能觀察買來的各種現成的葉片切片，然后繪圖。實行微課后，利用節(jié)省出來的課時，筆者將這一節(jié)實驗改為研究性實驗，讓學生采集同一作物的不同品種或不同環(huán)境下植物的葉片，然后通過自己制片，比較觀察葉片結構，并通過觀察結果預測不同品種的抗旱能力，了解環(huán)境對植物葉片結構的影響，培養(yǎng)學生的科研意識和解決實際問題的能力。微課保證了“植物學實驗”課程的基本內容沒有減少，同時改變了“植物學實驗”課程的教學模式，調動了學生的積極性和探索精神，起到了一舉兩得的作用。

(二)可以重復觀看

針對分類部分實驗受季節(jié)影響的問題，在學校教改項目的支持下，筆者在不同季節(jié)對一些常見科的代表性植物進行了拍攝，并對一些常見植物的花進行了解剖，然后制作合成，配上文字和說明，做成了微課，并根據實驗開設的季節(jié)，讓學生在課前或課堂進行觀看，既避免了因季節(jié)對分類部分實驗的影響，又解決了實驗課對大量植物材料的浪費。由于微課可以重復觀看，且可以不斷補充新的內容，深受學生和教師的喜愛。

(三)作業(yè)形式多樣化

基于微課的數字化特點，學生作業(yè)形式也可以多樣化。傳統(tǒng)實驗課上，學生一般是用手寫作業(yè)來呈現其對實驗內容的掌握情況，而微課是以視頻的形式講授實驗內容，因此，學生可提交符合實驗要求的靈活方便的電子作業(yè)。比如，在“果實類型”實驗課上，學生先通過微課學習，掌握了常見果實的基本分類，然后在課堂上對這些果實進行仔細觀察和解剖，接下來在課后的任何時間，只要遇到合適的果實材料，學生就可先通過手機拍照或制作短小視頻等形式記載有關素材，等完成所有要求掌握的果實類型后，最后進行歸納總結，以郵件或其他方式提交作業(yè)。當然，教師也要對實驗課的作業(yè)完成時間做出相應調整，交作業(yè)時間不再局限在每次實驗課結束后，學生可以在開設實驗的學期內收集作業(yè)答案，隨時提交，教師在每學期結束前完成作業(yè)批改，給出成績即可。作業(yè)的答案也不會局限在傳統(tǒng)實驗課堂上老師提供的少數幾個材料上，實驗材料將更加豐富多樣。學生通過實踐完成實驗課的作業(yè)，不僅激發(fā)了學生學習的積極性和興趣，還培養(yǎng)了學生的探索和創(chuàng)新精神。

三、微課在“植物學實驗”課程教學中的應用

(一)制定微課教學大綱

“植物學實驗”課程內容較多，哪些實驗可以制作成微課，哪些不能，一共做多少個微課較合適，哪些內容要詳細，哪些內容可以短些，都必需要有一個統(tǒng)一的安排，才能達到理想的教學效果。同時，微課的制作應遵循節(jié)約實驗課時、制作內容利于實驗教學開展的原則。筆者根據近年的教學經驗，將“植物學實驗”課程的微課內容劃分為兩類：一類為基本實驗操作；另一類為植物分類部分實驗內容，見表1。之后再根據每個部分的內容要求，進行拍攝合成，制作成微課。

表1 “植物學實驗”課程教學中微課的教學內容

(二)微課的設計和制作要符合實驗課教學的要求

實驗課的微課與普通的微課有所不同，實驗課微課是要通過微課學習讓學生掌握一些實驗技巧、實驗方法，同時，要將一些實驗內容盡可能完整地呈現，因此，要有良好的教學設計和精良的制作，雜亂無章的設計和粗糙的制作既與微課的教學理念相違背，也無法滿足“植物學實驗”課程的教學要求[12-13]。好的微課作品，首先要發(fā)揮集體的智慧?！爸参飳W實驗”課程是農業(yè)院校中的大課，上課的班級多，教師也多，如果只是個別教師自己制作微課，質量肯定不能保證，所以要集眾人智慧，一起制作，發(fā)揮集體優(yōu)勢。任課教師可以先一起討論，并根據教學中存在的問題，確定微課的制作內容，然后設計教學過程和教學重點；接下來再一起參與視頻的制作，完善微課內容，達到所期望的目標。其次，在制作微課時，要將課堂講授內容與微課內容區(qū)別對待，微課講究完整性，每一個微課都要有完整的設計、教學的重點和難點，不能將課堂講授的一部分內容簡單地拿出來制作微課，這樣的結果是學生看完一個微課視頻后可能會產生更多的疑問。同時，要將普通微課與實驗課微課區(qū)別開來，在講授實驗方法或技巧的微課中，要盡量通過教師的演示，讓學生學習如何操作，而不能通過板書講授微課。尤其是在分類部分實驗，如花、花序、果實類型等微課，內容要盡可能的全面，才能吸引學生的興趣。

(三)微課要與課堂教學內容合理融合

目前，微課已成為“植物學實驗”課程內容的一部分，只有將微課和實驗課內容很好地融合，才能發(fā)揮微課真正的作用[13]。微課可以在實驗課前、課中或課后隨機應用，但必須要合理安排，才能達到預期的效果[14]。對于需要掌握的實驗技巧，如“水裝片的制作”“植物標本的采集、壓制和鑒定”等微課內容，可以讓學生提前觀看和學習，在課堂上讓學生直接操作，教師根據操作情況再進行補充講解。而如果是在課堂上演示的內容，可以在課中讓學生觀看。例如，當講到植物分類部分“花序的類型”時，對于一些在實驗課上因為地域或季節(jié)看不到的花序類型，可以通過觀看微課，讓學生學習。如果學生在課堂上沒有理解，還可以在課后反復觀看，直到完全掌握。

四、微課在“植物學實驗”課程教學中應用的效果

微課在“植物學實驗”課程中應用后，節(jié)約了課堂時間，豐富了課堂實驗內容，有利于一些研究性和綜合性實驗的開展。同時，微課一方面讓教師有更多的時間和空間去探索如何教學、如何開發(fā)學生的學習潛力、如何培養(yǎng)學生的科研意識和創(chuàng)新精神；另一方面，也調動了學生學習的積極性，“植物學”課程學習成績明顯提高。通過對西北農林科技大學生命學院2014級生物專業(yè)4個班級的試卷分析發(fā)現，在“植物學實驗”中開設微課的試驗班(3班和4班)的“植物學”平均成績?yōu)?8.2，不及格率為3.15%；而在“植物學實驗”中沒有開設微課的普通班(9班和10班)的“植物學”平均成績?yōu)?0.4，不及格率為12.5%。同時，由于“植物學實驗”課程中研究性實驗的開設，鍛煉了學生的科研思維能力，提高了學生的科研意識，在后來的大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目申請中，試驗班學生的申請率和通過率也較普通班有很大的提高。

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(責任編輯 王 偉)

西北農林科技大學2015年教學改革研究項目——“植物學”微課的設計與構建研究，項目編號JY1504061；“草業(yè)資源與管理”微課建設模式研究，項目編號JY1504019；“被子植物花的形態(tài)”虛擬仿真實驗課視頻制作，項目編號JY1502017。