王海娟　曾和平　李萱　楊道麗　王宏鑌　寧平　潘波　張德華

摘要：為提高生態(tài)學(xué)綜合實驗課程的兩性一度，增加設(shè)計型實驗開設(shè)比例，以撰寫研究報告為成果導(dǎo)向，利用線上線下混合式教學(xué)調(diào)動以學(xué)生為主的教學(xué)方式，增加師生互動，形成“三融合”的混合式實驗教學(xué)設(shè)計理念。通過三年的教學(xué)實踐，明顯改善了實驗課教學(xué)效果，為“雙一流”背景下培養(yǎng)創(chuàng)新型、綜合型人才和分層次教學(xué)提供支撐。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)教學(xué);混合式教學(xué);設(shè)計型實驗;三融合

一、引言

實驗（實習(xí)）是生態(tài)學(xué)及其應(yīng)用教學(xué)過程中的一個重要組成部分，有助于訓(xùn)練學(xué)生實際動手能力，培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考工作的能力和運用生態(tài)學(xué)知識分析、解決實際問題的能力[1-3]。生態(tài)學(xué)屬于多學(xué)科交叉滲透的科學(xué)，是高校多個相關(guān)學(xué)科專業(yè)的必修課程[4]。生態(tài)學(xué)綜合實驗是昆明理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)本科生的必修課程，是生態(tài)學(xué)及其應(yīng)用教學(xué)過程中的重要組成部分，具有鮮明的綜合性和實踐性。其開設(shè)目的在于通過實驗操作，加深學(xué)生對生態(tài)學(xué)知識的理解與應(yīng)用，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

高校實驗室為培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力、開發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才和應(yīng)用型人才提供了重要空間[5]。一流實驗室的建設(shè)是推進一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)的重要支撐，也是推動“雙一流”建設(shè)的關(guān)鍵因素之一[6-7]。

二、教學(xué)內(nèi)容的改革

教育是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，開創(chuàng)性學(xué)習(xí)。利用線上線下混合式教學(xué)實現(xiàn)實驗教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂，使學(xué)生從被動填鴨式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為探索型自主學(xué)習(xí)。有效培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的能力[8]。近年來舉辦的各類大學(xué)生創(chuàng)新和挑戰(zhàn)大賽都對新時代大學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力提出更高的要求。實驗課教學(xué)通過靈活運用“項目式教學(xué)法”、“答辯式教學(xué)”等有助于提高對學(xué)生創(chuàng)新意識和實踐能力的培養(yǎng)[9-10]。

為提高課程挑戰(zhàn)度，增加創(chuàng)新性，本課程教學(xué)利用線上線下混合式教學(xué)模式開課。增加設(shè)計型實驗個數(shù)，讓學(xué)生分組進行實驗方案設(shè)計，給學(xué)生空間，以開放的思維，開放的要求由學(xué)生進行實驗設(shè)計，包括研究目的、研究方法、實驗操作、結(jié)果和數(shù)據(jù)分析等讓學(xué)生以項目案例的形式進行研究，得出技術(shù)總結(jié)報告。這樣的要求需要學(xué)生增加大量的文獻閱讀和知識拓展，因此以線上教學(xué)進行彌補，通過線上線下混合式教學(xué)模式可以很好的解決這一問題。

以“知識傳授與價值引領(lǐng)相結(jié)合”為課程目標(biāo)，優(yōu)化課程內(nèi)容體系建設(shè)，增加思政環(huán)節(jié)引入。課程實驗主要分兩類：一是有關(guān)生態(tài)因子現(xiàn)狀分析的驗證性實驗;二是有關(guān)污染物對生物的影響以及如何利用生物進行污染物監(jiān)測的設(shè)計型實驗，包括人工熏氣對葉片pH值和葉綠素含量的影響、蠶豆根尖微核實驗、植物對污染物的吸收轉(zhuǎn)運等。通過線上引入相關(guān)慕課視頻資源，引導(dǎo)學(xué)生進行植物逆境生理學(xué)、毒理學(xué)和污染生態(tài)學(xué)等相關(guān)知識的拓展學(xué)習(xí)。學(xué)生分組制定研究目的與方案并實施研究，能讓學(xué)生更好地認識到污染的危害性和治理的緊迫性，強化學(xué)生的環(huán)保意識。提升學(xué)生進行污染風(fēng)險評價和食品安全評價的能力，促使學(xué)生主動思考探尋土壤污染修復(fù)的方法。加強學(xué)生實現(xiàn)美麗中國、食品安全、鄉(xiāng)村振興等的信念和責(zé)任，使學(xué)生感受到科研的魅力，體會到團結(jié)合作的重要性。

三、教學(xué)手段的改革

實驗教學(xué)是加強學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)關(guān)鍵途徑之一。其質(zhì)量不僅關(guān)系著學(xué)生對理論知識的掌握程度，而且對學(xué)生的動手應(yīng)用能力、邏輯思維能力、科研創(chuàng)新能力以及提出并解決問題的能力等方面的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用[11-12]。緊跟學(xué)科發(fā)展前沿，把教學(xué)與科研緊密結(jié)合起來，隨時更新相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，始終保持教學(xué)內(nèi)容中相關(guān)的專業(yè)知識與當(dāng)前的科技發(fā)展同步，把國內(nèi)外最新的理論與技術(shù)成果有選擇地納入課程，在遵循大綱體系、課程結(jié)構(gòu)的前提下，保持課程內(nèi)容的先進性與準(zhǔn)確性[13-14]。

線上線下混合教學(xué)的優(yōu)勢分別體現(xiàn)在課前、課中和課后三個環(huán)節(jié)。課前可以自主學(xué)習(xí)拓展知識和實驗技能，并確定研究目的和實驗方案，并不斷討論完善方案;課中進行植物培養(yǎng)和具體實驗研究;課后各實驗小組進行數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計，在撰寫本組實驗報告的同時，進行組間比較，并撰寫研究技術(shù)報告。

四、課堂教學(xué)方法

將“以學(xué)生為中心、成果為導(dǎo)向、與時俱進、持續(xù)改進”的理念貫穿于教學(xué)設(shè)計中。本實驗課采用多種教學(xué)方法如案例教學(xué)法、項目研究式和小組探討教學(xué)法等手段實現(xiàn)課程目標(biāo)。形成了線上知識拓展法、小組項目研究式教學(xué)法和全程跟蹤式教學(xué)法的“三融合”教學(xué)設(shè)計理念。以線上課程、雨課堂為紐帶、以實驗項目研究任務(wù)為驅(qū)動，基于“項目案例+團隊合作”的教學(xué)模式，使課程分組以項目研究的方式進行實驗設(shè)計，體現(xiàn)個性化、自主化，實現(xiàn)分層次教學(xué)。不同小組得出的技術(shù)報告均可圈可點，學(xué)生在數(shù)據(jù)分析與實驗設(shè)計方面有何大的提高。

五、細化考核評價方法

結(jié)合探究性、設(shè)計型實驗的開展考察學(xué)生的實驗設(shè)計能力，動手能力[8]。加強實踐平臺建設(shè)，強化科教協(xié)同，強化實踐育人環(huán)節(jié)。形成可回溯、可監(jiān)督的多元化考核評價方法體系。細化考核方式，增加實驗設(shè)計方案、研究技術(shù)總結(jié)報告環(huán)節(jié)，增加了學(xué)生的線下投入時間，并提升了考核挑戰(zhàn)度。注重學(xué)習(xí)過程考核，包括考查實驗原理的掌握程度、實驗操作規(guī)范性、實驗態(tài)度、實驗設(shè)計的創(chuàng)新情況、實驗結(jié)果、實驗報告等方面。

注重督導(dǎo)和學(xué)生的評價與反饋，向?qū)W生發(fā)放調(diào)查問卷，進行有關(guān)教學(xué)內(nèi)容安排和設(shè)計實驗準(zhǔn)備等方面的調(diào)查和反饋，并調(diào)整完善教學(xué)計劃，以期取得更好的教學(xué)效果。

六、存在的不足與改進設(shè)想

設(shè)計型實驗對學(xué)生鍛煉效果較好，但是多數(shù)小組偷懶，只把必做項目按照設(shè)計型實驗完成，選作項目則研究較少。另外各實驗小組內(nèi)部的同學(xué)也會有學(xué)生認真實施，有學(xué)生“懶惰躺平”，因此需要更加嚴格的打分和激勵機制，進一步提高對每個學(xué)生參與研究的過程監(jiān)控，幫助學(xué)生不斷完善實驗方案，提交優(yōu)化的研究技術(shù)總結(jié)報告。強化實踐育人環(huán)節(jié)，加強實踐平臺建設(shè)和線上資源建設(shè)，強化科教協(xié)同。以實踐教育為突破口，系統(tǒng)拓展學(xué)生專業(yè)素質(zhì)，實現(xiàn)由單一知識學(xué)習(xí)向綜合素質(zhì)提高、全面能力發(fā)展的轉(zhuǎn)變的觀念能落實到人才培養(yǎng)方案中。

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基金項目：2020年教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目 “生態(tài)監(jiān)測與生態(tài)風(fēng)險評價類師資培訓(xùn)”;2021年云南省專業(yè)學(xué)位研究生案例庫《恢復(fù)生態(tài)學(xué)》案例課建設(shè);昆明理工大學(xué)2020一流課程建設(shè)項目“生態(tài)學(xué)綜合實驗”、金課建設(shè)項目“生態(tài)學(xué)綜合實驗”、教改項目“本科生全程導(dǎo)師制度的建設(shè)”、“課程思政”專項“以生態(tài)文明思想為引領(lǐng)的環(huán)境類專業(yè)課程思政教學(xué)體系設(shè)計與實踐”。