成妮妮

【摘 要】課程教學(xué)改革是大學(xué)教育改革的主要內(nèi)容?，F(xiàn)代生物技術(shù)是一門理論性、實驗性和實踐性都很強(qiáng)的課程。在高等教育面臨著素質(zhì)教育、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的新形勢下，隨著智慧教室在高等教育領(lǐng)域的廣泛建設(shè)與應(yīng)用，文章對如何構(gòu)建智慧教室中促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的教學(xué)交互框架，提高高校師生的互動行為進(jìn)行了分析，從教學(xué)思想、教學(xué)模式設(shè)計、反饋評價和知識拓展等方面闡述了在現(xiàn)代生物技術(shù)教學(xué)中的一些改革探索。

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代生物技術(shù);智慧教室;教學(xué)改革;創(chuàng)新能力

中圖分類號： G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）26-0051-002

【Abstract】Course teaching reform is the main content of university education reform.Modern biotechnology is a theoretical，experimental and practical course.Facing the new situation of quality education and cultivating innovative talents in higher education，with the wisdom of the classroom construction and widespread application in the field of higher education，the article on how to build a wisdom promote students deep learning in the classroom teaching interaction framework，analyzes the interactions between teachers and students in colleges and universities，from the teaching idea，teaching mode design，feedback evaluation and knowledge development reform in the teaching of modern biological technology are expounded.

【Key words】Modern biotechnology;Smart classroom;Course teaching reform;Innovation capability

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化資源、網(wǎng)絡(luò)化教室的建設(shè)與應(yīng)用不僅拓展了教學(xué)活動的空間，更大大提升了老師的教學(xué)模式和學(xué)生個性化自主學(xué)習(xí)的改革。智慧教室就是指在網(wǎng)絡(luò)化背景下，一種能優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)、便利學(xué)習(xí)資源獲取、學(xué)生可以面對面交流互動，并具有情景感知和環(huán)境管理功能的新型教室[1]。智慧教室具備視聽、計算機(jī)、投影、白板等設(shè)備，以利于師生互動和操作。未來智慧教室的發(fā)展可能由數(shù)字媒體到網(wǎng)絡(luò)媒體，由電子化的課本、課桌、書包、白板等組成網(wǎng)絡(luò)云端教室，所有資源上傳教育云，進(jìn)一步滿足個性化學(xué)習(xí)的需要[2]。

以DNA重組技術(shù)為核心的現(xiàn)代生物技術(shù)從20世紀(jì)70年代誕生以來，因其在生物科學(xué)領(lǐng)域的重大應(yīng)用而發(fā)展迅速，新技術(shù)新方法層出不窮，其各項成果正滲透到我們生活的方方面面。現(xiàn)代生物技術(shù)最顯著的特點是分子水平的操作，細(xì)胞水平的表達(dá)，所涉及的內(nèi)容抽象、深入、難以理解。如何充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源和現(xiàn)代媒體手段來探索新的教學(xué)方法，提高課堂教學(xué)效率，使學(xué)生更直觀形象的了解現(xiàn)代生物技術(shù)的實驗技術(shù)和最新的進(jìn)展，是我們每個老師必須不斷思考的問題。在互聯(lián)網(wǎng)+時代，智慧教育的發(fā)展推動了教育現(xiàn)代化，通過構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，實現(xiàn)個性化、創(chuàng)造性的教與學(xué)過程，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)習(xí)者的智慧學(xué)習(xí)是現(xiàn)代教育的發(fā)展方向[3，4]。因此，充分利用智慧教室的條件，結(jié)合專業(yè)課程的特點創(chuàng)立新型的教學(xué)模式是未來智慧教育的發(fā)展必然要求，對專業(yè)課程的課堂教學(xué)模式改革研究具有重要意義。

1 生物技術(shù)概論課程特點

1.1 現(xiàn)代生物技術(shù)定義

現(xiàn)代生物技術(shù)誕生于20世紀(jì)70年代，以分子生物學(xué)和遺傳學(xué)為核心理論基礎(chǔ)，以DNA重組技術(shù)為核心技術(shù)，同時結(jié)合化學(xué)、生物信息學(xué)、生物分離工程、人工智能等尖端技術(shù)形成的綜合性學(xué)科，其主要應(yīng)用是可以按照人類的意愿對基因、基因組DNA等進(jìn)行設(shè)計改造，以獲得新的生物性狀或者生物產(chǎn)品。

1.2 現(xiàn)代生物技術(shù)的主要研究內(nèi)容

研究內(nèi)容包括基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程、酶工程和蛋白質(zhì)工程、途徑工程等領(lǐng)域，是一門具有廣闊應(yīng)用前景的新興綜合性學(xué)科。其中基因工程是生物技術(shù)的核心內(nèi)容，是研究其他工程技術(shù)的工具。其中限制性核酸內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)與DNA的切割、DNA連接酶的發(fā)現(xiàn)與DNA片段的連接、基因工程載體的研究與應(yīng)用是基因工程最基本的技術(shù)。近年來，隨著生命科學(xué)理論的快速發(fā)展和實驗方法的不斷創(chuàng)新和改進(jìn)，現(xiàn)代生物技術(shù)在揭示生命本質(zhì)，物種的定向改造，新產(chǎn)品開發(fā)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)以及疾病診斷和治療等方面發(fā)揮著巨大的作用。

2 基于智慧教室的教學(xué)模式及其特點

2.1 基于智慧教室的教學(xué)模式

智慧教室充分將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字媒體和人工智能模式等信息化技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中，使教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)、學(xué)習(xí)知識的獲取和交互式教學(xué)和學(xué)習(xí)等方面更加形象、方便?；谥腔劢淌业慕虒W(xué)模式是指在智慧教室環(huán)境下，結(jié)合課程自身知識特點，設(shè)計出“問題導(dǎo)向+情境設(shè)計+交互式”的教學(xué)模式，充分發(fā)揮學(xué)習(xí)者的主動性和創(chuàng)造性，形成師生互動、個性教學(xué)、解決傳統(tǒng)講授式、教師主導(dǎo)式單一教學(xué)模式的弊端，提升學(xué)生主體地位并獲得良好的教學(xué)效果[5]。

2.2 基于智慧教室的教學(xué)模式的特點

交互性與共享性是智慧教室的主要特征。在智慧課堂里，學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與老師、學(xué)生與平臺之間能夠進(jìn)行交互，學(xué)習(xí)的內(nèi)容以小組學(xué)習(xí)終端為主實時呈現(xiàn)。教學(xué)內(nèi)容、每個小組成員就某一問題進(jìn)行在線討論和結(jié)果評價都可以同時呈現(xiàn)在教室的多屏上，實現(xiàn)多屏互動，極大地幫助師生進(jìn)行無縫展示交流[6]。此外，共享性是智慧教室的另一個重要特征，通過智慧教室的硬件和軟件設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)資源，通過在線平臺實現(xiàn)資源的共享，使線上線下學(xué)習(xí)相結(jié)合，問題式、討論式、協(xié)作式等教學(xué)模式靈活運用，更有利于師生互動，相互學(xué)習(xí)[7]。

3 基于智慧教室的現(xiàn)代生物技術(shù)概論教學(xué)模式設(shè)計

現(xiàn)代生物技術(shù)的知識體系結(jié)構(gòu)龐雜，涉及學(xué)科較多，而且各項技術(shù)發(fā)展迅速，新產(chǎn)品和新成果層出不窮，僅依賴于課本教學(xué)很難讓學(xué)生獲得最新的知識及發(fā)展動向，如何把先進(jìn)的教學(xué)手段與課程的教學(xué)內(nèi)容有效結(jié)合，呈現(xiàn)多元化的教學(xué)方式和獲得良好的教學(xué)效果，是現(xiàn)代生物技術(shù)概論教學(xué)過程中應(yīng)該認(rèn)真思考的問題，而智慧教室的應(yīng)用為現(xiàn)代生物技術(shù)教學(xué)提供了很好的平臺。本文主要從個人學(xué)習(xí)模式和協(xié)作學(xué)習(xí)模式兩個方面，對基于智慧教室的現(xiàn)代生物技術(shù)概論教學(xué)模式設(shè)計進(jìn)行分析，力爭達(dá)到最優(yōu)的智慧教學(xué)效果。具體的教學(xué)流程如下。

3.1 個人學(xué)習(xí)模式

首先對授課班級學(xué)生進(jìn)行學(xué)情分析，對學(xué)生的個人能力、前導(dǎo)知識掌握水平、學(xué)習(xí)進(jìn)度及效果等進(jìn)行分析評價，制定個人學(xué)習(xí)空間，使學(xué)習(xí)者有針對性的高效學(xué)習(xí)。

（1）自助式個人學(xué)習(xí)模式

該模式是指學(xué)習(xí)者充分利用教師上傳的云端資源，根據(jù)個人水平和偏好，自助選擇學(xué)習(xí)資源，該模式具有極強(qiáng)的自主性和自助性，學(xué)生猶如購物者，按需采購學(xué)習(xí)“物品”，獲取個性化的資源;教師猶如“配送員”和“導(dǎo)購”，為學(xué)習(xí)者提供資源和引導(dǎo)服務(wù)，使幫助學(xué)習(xí)者高效、準(zhǔn)確地獲取所需資源。

（2）探究式個人學(xué)習(xí)模式

探究式教學(xué)是一個引導(dǎo)學(xué)生思考的過程，改變了滿堂灌輸?shù)膫鹘y(tǒng)模式，通過產(chǎn)品設(shè)計、項目驅(qū)動等教學(xué)設(shè)計，利用虛擬仿真技術(shù)模擬實驗或生產(chǎn)過程，運用全息投影創(chuàng)設(shè)可視化場景，使抽象的內(nèi)容變成虛擬化的仿真場景。教師與學(xué)生利用在線思維導(dǎo)圖進(jìn)行即時溝通，并對在探究過程中所遇到的難題進(jìn)行遠(yuǎn)程指導(dǎo)。

（3）創(chuàng)新訓(xùn)練學(xué)習(xí)模式

在智慧教學(xué)中，學(xué)生是課堂的中心和主角。如何調(diào)動學(xué)生的積極性是課堂教學(xué)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)行創(chuàng)新性訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維和創(chuàng)造能力的最好方式。生物技術(shù)是一個熱點層出不窮，新技術(shù)快速發(fā)展的領(lǐng)域，老師利用智慧平臺提供研究熱點和未突破的問題，使學(xué)習(xí)者敢于突破“課程的框框”，敢于嘗試運用所學(xué)知識去設(shè)計生物產(chǎn)品、改造生物性狀、解決相關(guān)問題，達(dá)到創(chuàng)新訓(xùn)練的目的。在實驗教學(xué)設(shè)計中，給學(xué)生提供開放的課題，結(jié)合學(xué)業(yè)導(dǎo)師的課題或者課程中的項目任務(wù)，自主設(shè)計，自助完成，達(dá)到創(chuàng)新訓(xùn)練的目的。

3.2 協(xié)作學(xué)習(xí)模式

（1）學(xué)情分析、智慧分組

對學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)水平和學(xué)習(xí)需求等個人信息進(jìn)行診斷，對學(xué)生進(jìn)行智慧分組，而不是簡單地根據(jù)學(xué)生成績情況進(jìn)行均衡分組。比如有考研需求的，更關(guān)注熱點和前沿知識，而以報考中學(xué)老師為目標(biāo)的，對基礎(chǔ)知識全面掌握更好一些。合理、科學(xué)的分組可以使學(xué)生有更多共同交流的話題，更好的協(xié)作學(xué)習(xí)。

（2）成果展示、小組互評

結(jié)合組內(nèi)討論形成統(tǒng)一的學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)計劃，依據(jù)每位成員的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)風(fēng)格、個性特征和學(xué)習(xí)需求進(jìn)行分工，在任務(wù)完成過程中盡顯每位成員的最大化能力，對于出現(xiàn)的問題，可以通過移動設(shè)備與老師進(jìn)行交流，獲取學(xué)習(xí)建議，對于各組的學(xué)習(xí)成果，每組輪流推薦組內(nèi)各成員進(jìn)行展示，共享學(xué)習(xí)成果，集體互評，形成學(xué)業(yè)成績的一部分。

4 反饋評價

4.1 診斷性評價

通過云計算、數(shù)據(jù)分析和情境感知獲取學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)信息。在在課前編排不同的測試題目對學(xué)習(xí)者進(jìn)行測試，了解其準(zhǔn)備情況和水平，設(shè)計有針對性的教學(xué)方案和可行的教學(xué)程序，提供教學(xué)的有效性和有益性。

4.2 形成性評價

學(xué)習(xí)過程中，教師通過云平臺實時了解掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，與學(xué)生進(jìn)行溝通，進(jìn)行答疑解惑和討論，對學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)潛質(zhì)進(jìn)行評價。

4.3 總結(jié)性評價

總結(jié)性評價是對學(xué)生整個學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)效果的評價。與傳統(tǒng)教學(xué)評價的不同，在以智慧教室為教學(xué)平臺的教學(xué)過程中，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀況是可視化的、可以量化的，可以利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，由此（下轉(zhuǎn)第56頁）（上接第52頁）教師可以做成更真實全面的評價。在課程結(jié)束時對學(xué)生進(jìn)行測試，結(jié)合學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)效果進(jìn)行總結(jié)性的評價，得出該課程的最終成績。

5 學(xué)習(xí)效果總結(jié)，知識拓展

學(xué)習(xí)的有效性和可持續(xù)性是大學(xué)教學(xué)必須具備的特性，對每一個學(xué)習(xí)節(jié)點進(jìn)行分析總結(jié)，是教學(xué)的必要環(huán)節(jié)。智慧教室具有可獲取、可感知、可評價、可管理和強(qiáng)交互等特征[1]，在智慧課堂中的智能感知系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)可及時了解學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)情況，判斷其是否達(dá)到了預(yù)期的學(xué)習(xí)效果和存在的問題。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，制定個性化的學(xué)習(xí)任務(wù)和資源向?qū)W習(xí)者智慧推送，為學(xué)習(xí)者課后學(xué)習(xí)提供幫助，并適當(dāng)進(jìn)行拓展探究，以達(dá)到可持續(xù)學(xué)習(xí)的目的。

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