邵美妮，曲波，苗青，李楠，范海延，崔娜，劉明超

（沈陽農(nóng)業(yè)大學，遼寧沈陽 110866）

近年來，教育部連續(xù)印發(fā)多項關于教育與信息化深度融合的文件，如《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》，倡導信息技術應與教育、教學全面深度融合[1]；《教育信息化2.0行動計劃》明確指出“持續(xù)推動信息技術與教育深度融合，促進兩個方面水平提高，促進教育信息化從融合應用向創(chuàng)新發(fā)展的高階演進，信息技術和智能技術深度融入教育全過程，推動改進教學、優(yōu)化管理、提升績效”[2]；《中國教育現(xiàn)代化2035》指出“統(tǒng)籌建設一體化智能化教學、管理與服務平臺”“創(chuàng)新教育服務業(yè)態(tài)，建立數(shù)字教育資源共建共享機制”[3]。運用現(xiàn)代信息技術，構建優(yōu)質高效教學資源，優(yōu)化教育過程，培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)，促進教育現(xiàn)代化進程，成為本科教學的必然趨勢[4]。

沈陽農(nóng)業(yè)大學于1952年建校之初即開設植物學課程，每年有24個專業(yè)、超過1 500名學生選課，是農(nóng)學、園藝、植保、生物、林學等專業(yè)的基礎課程，具有體系完整、內(nèi)容豐富和實踐性強的特點[5]。近年來現(xiàn)代信息技術在教師和學生中的廣泛應用已經(jīng)成為常態(tài)。植物學相關課程包括理論教學、實驗教學和分類實習等，主要授課對象為大一新生。為了使學生認識自然界中植物的多樣性，了解每種植物的生活環(huán)境，使植物學抽象的原理具體化，在教學過程中，深入分析大學生學習現(xiàn)狀，結合植物學科的課程特點，遵循“技術設計為教學設計服務”的原則，堅持“能實不虛，以虛補實”的建設思路，構建適合高等農(nóng)業(yè)院校的植物學科“三結合一體系”的教學模式。

1 現(xiàn)代信息技術與植物學科本科教學融合方面存在不足

1.1 傳統(tǒng)植物學教學模式仍然占據(jù)主要地位，教學理念亟待改變

目前，雖然多數(shù)教師在植物學教學過程中應用了現(xiàn)代信息技術，但采用的仍然是傳統(tǒng)的“以教師為中心”的課堂教學模式，并沒有改變傳統(tǒng)教學的本質。在傳統(tǒng)教學理念的影響下，部分教師對新型信息技術重視不足；也有部分教師沒有真正掌握新的教學理念，盡管在教學中使用了現(xiàn)代信息技術，但是沒有充分發(fā)揮其作用[6]。

1.2 重理論、輕實踐，實驗過程多驗證性，缺乏創(chuàng)新

植物學科是一門實踐性很強的學科，實體教學中存在“做不了、做不好、做不全、排不進”等多重問題。比如在多年的野外教學實習中遇到了很多困難：植物生長受季節(jié)的影響比較大，野外實習會遇到惡劣天氣，學生安全性存在隱患等，實踐教學停滯不前。同時植物學課程的特殊性，如植物組織系統(tǒng)空間分布、連接方式不易觀察、單次看的顯微切片不能表達完整的生長過程等，通過幾次驗證性的實驗不能有效加深學生對植物學知識的理解，亟須通過現(xiàn)代信息技術手段的應用滿足教學要求[7]。

1.3 開展課程資源建設，但缺乏有效的推廣

近幾年，我校植物學科在課程建設方面也有良好的表現(xiàn)，《植物學》課程2001年被評為遼寧省普通高等學校省級優(yōu)秀課程，2007年評為遼寧省精品課，2015年評為遼寧省精品資源共享課，2020年被評為遼寧省線上線下混合式一流課程；植物學實驗2020年被評為遼寧省虛擬仿真一流課程。但是由于缺乏統(tǒng)一的頂層設計和有效的應用推廣措施，導致在線課程資源使用人數(shù)少的情況依舊存在，如植物學跨校修讀每學期人數(shù)不足100。教師和學生不能充分利用在線學習平臺開展教學活動，一方面造成了在線課程資源的浪費，另一方面沒有充分發(fā)揮在線課程資源對課堂教學的補充作用。

2 現(xiàn)代信息技術與植物學科“三結合一體系”的教學模式的構建與實踐

經(jīng)過多年的課程建設，植物學課程充分利用現(xiàn)代信息技術，通過采取線上與線下相結合、虛擬與現(xiàn)實相結合、理論與實踐相結合的教學模式，形成一套理論、實驗、實習立體交叉的植物學科教學體系，共享優(yōu)質資源，變革學習方式，推進現(xiàn)代信息技術與本科教學深度融合，促進了植物學科教學組織模式和教學模式的創(chuàng)新，構建了適合高等農(nóng)業(yè)院校的植物學科“三結合一體系”的教學模式。

2.1 線上和線下相結合

植物學理論課程采用線上、線下混合式教學模式，包含課堂講授、在線學習、在線測試、翻轉課堂、小組討論、師生互動6個教學環(huán)節(jié)，突出學生的主體地位[8，9]。理論部分40學時，內(nèi)容包括植物細胞和組織形態(tài)，植物營養(yǎng)器官（根、莖和葉）解剖結構、植物的繁殖器官（花、果實和種子）、植物的基本類群等。線上課堂除了講解教學內(nèi)容，還可以在平臺設置評論區(qū)，師生互動；線下采取翻轉課堂、主題討論等教學活動總結教學重難點，課后通過QQ群個別化指導答疑。注重強化第一課堂主陣地作用，課程中融入教書育人案例，激發(fā)學生熱愛農(nóng)業(yè)、學習農(nóng)業(yè)、從事農(nóng)業(yè)工作的志向。

2.2 理論與實踐相結合

基于微信小程序的植物學實驗教學輔助系統(tǒng)有助于鞏固植物學課程的理論知識。實驗部分32學時，內(nèi)容包括顯微鏡的使用、植物制片技術、植物繪圖等，通過課前講解、演示實驗過程、指導學生操作等環(huán)節(jié)完成。學生可以反復觀看視頻，加深對知識的理解，真正達到“做中學，做中教”。

2.3 虛擬與現(xiàn)實相結合

基于虛擬實景的植物分類學實習教學系統(tǒng)有助于增強學生對植物學知識的感性認識[10]。實踐部分有8學時，內(nèi)容包括常見植物種類識別以及植物形態(tài)結構與環(huán)境的適應。實習前學生通過系統(tǒng)熟悉實習路線。系統(tǒng)內(nèi)教學內(nèi)容資源豐富，植物分類介紹界面詳細展示植物的各部分形態(tài)，并且對植物的應用做了說明，每一個植物介紹都配有語音講解，增強虛擬系統(tǒng)的沉浸感。課程組在開發(fā)虛擬教學系統(tǒng)的同時，通過懸掛樹木銘牌，對系統(tǒng)內(nèi)所有木本植物進行了身份識別，通過掃二維碼可實現(xiàn)隨時隨地現(xiàn)場自主學習，真正達到虛實結合。

3 現(xiàn)代信息技術應用于植物學科教學中的實施成效

3.1 重視課程資源建設，提升師生信息素養(yǎng)

3.1.1 重視教材建設，編寫符合信息化教學的新形態(tài)教材

課程組自編《植物學》《植物學實驗技術》《高等植物分類學野外實習指導》等集理論、實驗、實習為一體的配套教材，將信息化技術貫穿于課程中，改變教師面面俱到的講授模式，增強學生自主學習的能力。

3.1.2 豐富課內(nèi)教學資源和課外擴充性資料

為適應現(xiàn)代化教學的需求，課題組不斷豐富線上教學PPT課件、教案和講稿、教學視頻、糾錯視頻等；拓展課外資源如植物圖片庫、視頻庫等；學生課后利用《基于虛擬實景的植物學分類實習教學系統(tǒng)》《基于微信小程序的植物學實驗教學輔助系統(tǒng)》自主學習，拓展知識面。

3.1.3 重視實踐教學，虛實結合，促進學生主動學習

課程組利用多年實習經(jīng)驗研發(fā)了基于虛擬實景的植物學分類實習的教學輔助系統(tǒng)，并對校園所有木本植物進行了二維碼身份識別，充分體現(xiàn)現(xiàn)實-虛擬-現(xiàn)實資源互補的獨特優(yōu)勢，最大限度地利用現(xiàn)代信息技術彌補野外實習的不足。應用現(xiàn)代信息技術，改進實習教學方法，豐富教學手段，調(diào)動學生積極性，真正體現(xiàn)了實習這一教學環(huán)節(jié)的重要作用。

3.2 搭建網(wǎng)絡平臺，促進教學資源共享

3.2.1 建立沈陽農(nóng)業(yè)大學植物標本的電子信息檔案

參加科技部國家科技基礎條件平臺項目“國家標本資源共享平臺植物子平臺”，目前已完成了2萬多份標本的收集、鑒定、拍攝、編輯工作。

3.2.2 2018年加入全國高校植物網(wǎng)聯(lián)盟，建立沈陽農(nóng)業(yè)大學植物校園網(wǎng)

承擔“沈陽農(nóng)業(yè)大學校園植物網(wǎng)的構建和人才培養(yǎng)”項目，組建沈陽農(nóng)業(yè)大學仙客來植物社團，推動植物知識的科普宣傳。

3.2.3 加強跨校合作交流

借助遼寧省植物學資源共享平臺，與省內(nèi)3所高校合作跨校修讀學分；2018年獲批遼寧省資源建設與共享項目1項，2019年《基于虛擬實景的植物學分類實習教學項目》被推薦為遼寧省虛擬仿真實驗教學項目。

4 結語

經(jīng)過多年的建設與實踐，植物學科已經(jīng)構建一套適合高等農(nóng)業(yè)院校的信息化的理論、實驗、實習立體交叉的植物學科教學體系。線上線下混合式理論教學、理論與實踐相結合的實驗教學、虛擬與現(xiàn)實相結合的實踐教學，拓展了國內(nèi)生物學教學模式的新思路。

我們將繼續(xù)深入推動現(xiàn)代信息技術與植物學教學深度融合，在以后的工作中重點以實際應用為導向，加強頂層規(guī)劃設計，提升師生信息素養(yǎng)，推進植物學信息化教學，進一步提高高校教學水平和人才培養(yǎng)質量。