孫麗芳，王霞，郭永霞，姜麗麗，高樹仁

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，黑龍江大慶 163319）

作物育種學(xué)是一門實(shí)踐性、技術(shù)性較強(qiáng)的綜合性學(xué)科[1-2]，教師僅通過講解作物育種學(xué)理論，口述實(shí)踐環(huán)節(jié)，設(shè)置碎片化的小實(shí)驗(yàn)輔助理論教學(xué)，難以讓學(xué)生全面、系統(tǒng)地掌握育種理論及方法[3]。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+教育”與“AI+教育”的不斷普及，為滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展對(duì)農(nóng)業(yè)人才的需求，作物育種學(xué)數(shù)字化教學(xué)轉(zhuǎn)型逐漸成為農(nóng)學(xué)專業(yè)發(fā)展的重要方向[4-6]。

1 作物育種學(xué)數(shù)字化教學(xué)模式的發(fā)展

黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)作物育種學(xué)課程建設(shè)發(fā)展歷程可以追溯到1958 年建校初期的遺傳育種學(xué)課程。團(tuán)隊(duì)教師主要開展小麥、玉米和大豆品種選育工作，之后在1996 年和2006 年分別開展水稻和馬鈴薯育種工作。在課程建設(shè)過程中，課程團(tuán)隊(duì)教師進(jìn)行教學(xué)改革，先后完成課程學(xué)時(shí)改革、教學(xué)方法改革、考試制度改革和實(shí)驗(yàn)課程改革等多項(xiàng)工作，積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

順應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代教學(xué)主體、教學(xué)資源與教學(xué)媒介等要素的變革與發(fā)展，2019 年，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)作物育種學(xué)教師團(tuán)隊(duì)開始探索線上線下混合式教學(xué)。2020 年春季學(xué)期，學(xué)校開設(shè)依托智慧樹授課平臺(tái)的作物育種學(xué)精品資源共享課，開展線上線下混合式教學(xué)的實(shí)踐，對(duì)遇到的新問題進(jìn)行研究，積累了一定的線上線下混合式教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。目前，作物育種學(xué)課程已開設(shè)6 學(xué)期，累計(jì)上課人數(shù)達(dá)700 余人，課堂互動(dòng)達(dá)3 000 余次，發(fā)布作業(yè)和開展測(cè)試200 余次。

此外，通過多年的教學(xué)，教師積累了大量的教學(xué)資源，如開發(fā)了玉米、馬鈴薯和高粱的品種選育虛擬仿真軟件，錄制了6 種作物田間雜交演示視頻，為作物育種學(xué)數(shù)字化教學(xué)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 作物育種學(xué)數(shù)字化教學(xué)實(shí)施過程

2.1 構(gòu)建以學(xué)生為中心的智慧課堂教學(xué)體系

黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)基于OBE 理念，依托中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家在線一流課程（智慧樹在線開放課程）搭建課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，構(gòu)建基于“MOOC+SPOCs+翻轉(zhuǎn)課堂”的智慧課堂教學(xué)體系[7]。教師在課程設(shè)計(jì)中突出學(xué)生的主體地位：學(xué)生課前完成基本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)；課中，教師將科技前沿、社會(huì)熱點(diǎn)、教師科研和專家講壇與重點(diǎn)知識(shí)有機(jī)融合，拓寬學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生自信心，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新動(dòng)力和積極性，突出學(xué)生在教學(xué)過程中的主體地位；課后，學(xué)生通過繪制思維導(dǎo)圖總結(jié)重點(diǎn)知識(shí)，通過問答討論理解知識(shí)，通過階段測(cè)試鞏固知識(shí)。另外，教師將育種家的事跡有機(jī)融入課堂教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生“學(xué)農(nóng)、知農(nóng)、愛農(nóng)”情懷及社會(huì)責(zé)任感。

2.2 重構(gòu)教學(xué)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)“物理、資源”的深度融合

實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)是作物育種學(xué)教學(xué)的重要組成部分。作物育種學(xué)實(shí)驗(yàn)課程以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐技能為核心，以教師指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心為支撐，團(tuán)隊(duì)教師通過合并、增加、更新教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)符合教學(xué)實(shí)際情況并具有創(chuàng)新性、層次鮮明的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，包括玉米、大豆育種材料室內(nèi)考種，小麥面筋及蛋白含量測(cè)定，馬鈴薯品系（種）瘡痂病抗性鑒定，異交作物雜種優(yōu)勢(shì)及F2 衰退現(xiàn)象田間觀察和測(cè)量，串聯(lián)重復(fù)多態(tài)性（SSR）分子標(biāo)記在玉米種質(zhì)資源遺傳多樣性中的應(yīng)用等實(shí)操實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，教師利用新錄制的6 種糧食作物田間雜交視頻，自主開發(fā)玉米、馬鈴薯和高粱新品種選育虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件（網(wǎng)絡(luò)版），引進(jìn)分子生物學(xué)相關(guān)儀器，使用虛擬仿真軟件（手機(jī)版）開展演示實(shí)驗(yàn)和虛擬實(shí)驗(yàn)。

以上實(shí)操實(shí)驗(yàn)和數(shù)字化教學(xué)資源的建設(shè)與開發(fā)，涵蓋了作物育種材料的播前準(zhǔn)備、田間小區(qū)規(guī)劃、作物品質(zhì)分析、雜種優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象觀察與測(cè)量、室內(nèi)育種材料鑒定選擇、作物雜交技術(shù)、品種區(qū)域試驗(yàn)總結(jié)、分子標(biāo)記在育種中的應(yīng)用等實(shí)驗(yàn)技術(shù)。另外，教師通過春季播種期的專業(yè)實(shí)習(xí)和秋季收獲期的課程實(shí)習(xí)開展田間鍛煉和室內(nèi)考種訓(xùn)練，鍛煉學(xué)生對(duì)育種知識(shí)的運(yùn)用。

2.3 采用多元化的考核方式，開展基于數(shù)據(jù)的綜合評(píng)價(jià)

課程組教師探討在混合式教學(xué)模式下作物育種學(xué)課程的考核評(píng)價(jià)體系[8-9]。理論課程考核遵循的標(biāo)準(zhǔn)從知識(shí)考核向能力考核轉(zhuǎn)變，從概念問答與敘述形式轉(zhuǎn)變?yōu)閳?chǎng)景化、探究化、遞進(jìn)式的能力考核方式，通過多種形式實(shí)行全過程考核，完成對(duì)知識(shí)和能力的檢測(cè)。教師合理劃分各項(xiàng)考核成績(jī)?cè)诳偝煽?jī)中的占比，即考核內(nèi)容由線上共享課視頻學(xué)習(xí)及章節(jié)測(cè)試（占20%）、課前習(xí)題和線上階段性測(cè)試及課堂互動(dòng)（占20%）、線下課堂表現(xiàn)（占10%）、線下期末閉卷考試（占50%）組成，充分體現(xiàn)過程學(xué)習(xí)與考核的有機(jī)融合。

3 作物育種學(xué)數(shù)字化教學(xué)實(shí)踐的創(chuàng)新特點(diǎn)

作物育種學(xué)課程以高素質(zhì)育種人才為培養(yǎng)目標(biāo)，采用多種數(shù)字化教學(xué)方式，形成課程特色，具體表現(xiàn)如下：

3.1 教學(xué)內(nèi)容互補(bǔ)，構(gòu)建智慧課堂教學(xué)體系

理論課程以學(xué)生發(fā)展為中心，依托我國(guó)高水平農(nóng)業(yè)院校建設(shè)的國(guó)家線上一流共享課資源，與黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)教學(xué)資源互補(bǔ)，構(gòu)建了智慧化數(shù)字課堂教學(xué)體系。學(xué)生在課前預(yù)習(xí)，掌握基本知識(shí)，通過翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)現(xiàn)知識(shí)理解；在課后繪制知識(shí)思維導(dǎo)圖，并通過階段測(cè)試實(shí)現(xiàn)知識(shí)鞏固，最終形成知識(shí)的自我構(gòu)建。該體系不但提升了課程的系統(tǒng)性和邏輯性，增加了課程的深度、廣度和難度，還拓寬了學(xué)生視野，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和教師的授課水平。

3.2 教學(xué)方式多樣化，構(gòu)建“虛實(shí)結(jié)合”的實(shí)踐教學(xué)體系

實(shí)踐課程以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐技能為核心，更新教學(xué)理念，運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)、信息技術(shù)革新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法，將品種選育虛擬仿真軟件、分子生物學(xué)相關(guān)儀器使用虛擬仿真軟件、雜交技術(shù)演示視頻以及大量田間性狀圖片貫穿于實(shí)踐教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)。學(xué)生不僅通過身臨其境般的體驗(yàn)去選擇和觀察作物各生長(zhǎng)階段的田間表現(xiàn)，還要完成教師預(yù)設(shè)的理論知識(shí)點(diǎn)考核，提升理論聯(lián)系實(shí)際的能力。同時(shí)，教師結(jié)合春季播種和秋季收獲實(shí)習(xí)來提升學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、分析解決問題能力，培養(yǎng)學(xué)生科研興趣和創(chuàng)新思維，解決課程教學(xué)中重知識(shí)傳授、輕實(shí)踐能力訓(xùn)練的問題。

4 作物育種學(xué)數(shù)字化課程教學(xué)內(nèi)容更新

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，作物育種學(xué)數(shù)字化教學(xué)面臨新的挑戰(zhàn)。根據(jù)課程建設(shè)計(jì)劃以及實(shí)施情況，課程團(tuán)隊(duì)不斷總結(jié)和探索教學(xué)方式、方法，引入國(guó)內(nèi)外優(yōu)質(zhì)線上教學(xué)資源，豐富數(shù)字化教學(xué)內(nèi)容，及時(shí)收入育種學(xué)前沿研究成果，拓展課程內(nèi)容的深度和廣度，同時(shí)持續(xù)補(bǔ)充學(xué)習(xí)過程的交互性資源，如學(xué)習(xí)資源、習(xí)題庫(kù)和階段測(cè)試題庫(kù)等。

作物育種理論教學(xué)的最終目標(biāo)是培育新品種，因此，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)不斷完善實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的有機(jī)融合，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。如隨著信息技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)團(tuán)隊(duì)不斷迭代更新已開發(fā)的虛擬仿真育種實(shí)踐軟件，同時(shí)繼續(xù)開發(fā)水稻新品種選育虛擬仿真軟件，建成涵蓋自花授粉作物、異花授粉作物、常異花授粉作物和無性繁殖方式作物品種選育虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)還積極與企業(yè)互通互聯(lián)，建設(shè)線上線下相融合的智慧實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，解決實(shí)踐教學(xué)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展脫節(jié)的難題。

此外，為積極響應(yīng)教育部高教司“慕課西行2.0”行動(dòng)的號(hào)召，踐行信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合方針，加深校際合作交流，推進(jìn)課程建設(shè)。在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，2022 年秋季學(xué)期和2023 年春季學(xué)期，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)和種子科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生共同參加由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)組織的作物育種學(xué)云端同步課堂[10-11]。

5 結(jié)語

高等教育教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，數(shù)字化課程建設(shè)是推進(jìn)高等教育教學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心[12-14]。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，作物育種學(xué)數(shù)字化教學(xué)面臨新的挑戰(zhàn)，要求教師從培養(yǎng)學(xué)生的角度出發(fā)，不斷跟蹤學(xué)科前沿發(fā)展，更新教學(xué)理念，創(chuàng)新教學(xué)模式，更新教學(xué)內(nèi)容，革新評(píng)價(jià)體系，調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，提升知識(shí)講授的邏輯性、系統(tǒng)性，解決學(xué)時(shí)減少和學(xué)習(xí)內(nèi)容增多之間的矛盾，重視學(xué)習(xí)過程性評(píng)價(jià)，完善人才培養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。