新農科背景下遺傳學實驗課混合式教學模式的改革與思考

姚立蓉　汪軍成　孟亞雄　馬小樂　司二靜　楊軻　王化俊

摘 要：為響應新農科背景下專業實踐型人才培養的號召，提高遺傳學課程的教學效果，對其教學模式進行改革，采用線上線下混合式教學模式。選取甘肅農業大學2019級農學專業2個班級和2020級農學專業2個班級的學生為研究對象。其中2019級農學專業2個班級作為對照組，采用傳統教學方式；2020級農學專業2個班級作為實驗組，采用線上線下混合式教學方式。比較兩組學生對不同教學模式下的實驗考核成績、理論課期末考試成績及其對教學的滿意程度。結果證明：實驗組學生的實驗課考核成績和理論課期末考試成績較對照組高（p＜0.05），對教學效果的滿意度也高于對照組（p＜0.05）。結論：線上線下混合式教學模式能顯著提高學生對理論知識的掌握和動手操作技能，同時學生對教學評價的滿意度較高，適用于遺傳學的實驗課程教學。

關鍵詞：遺傳學；教學效果；混合式教學模式；實驗考核成績

中圖分類號：G642.0? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-260X（2023）08-0099-04

近年來，隨著現代信息技術的迅速發展，教學信息化模式成為主流。尤其是從2020年以來，因為新冠疫情的影響，高等學校教師授課方式以及學生的學習方式發生了巨大的變化。線上線下混合式教學模式是基于以學生為本，培養綜合型人才為目標的新型教育模式。在高等農業院校的實驗課程教學中，線上線下混合式教學模式更具優勢。按照“線上打好理論基礎，線下實驗輕松入手”的基本思路，針對每一個實驗項目，講解實驗原理及實驗方法，演示實驗操作步驟，展示實驗現象。同時，線上網絡課程資源與教師直播講解同步、理論與實驗結合，并根據課程特點采用課后學生及時總結、思考性習題作業啟發和微信群實時解答的模式，推送相關拓展資料，讓學生開闊了眼界，進一步提高教學質量[1]。

遺傳學實驗課作為農學類專業課程體系中基礎核心實驗課程，是專業課教學中的重要組成部分。遺傳學實驗課不僅能增強學生對專業課理論知識的掌握程度，更重要的是通過遺傳學實驗課的學習，學生可以較早地接觸農學專業基礎實驗，為培養學生學習興趣、思考問題、發現問題以及觀察動手能力，提高專業技能和操作水平奠定基礎[2]。傳統的遺傳學實驗課教學模式為：課前任課教師準備實驗材料、試劑藥品及預實驗；課中由任課教師講解實驗內容，演示實驗步驟，學生再動手操作；課后完成實驗分析報告。這種教學模式不能有效激發學生學習的自主能動性，不能很好地拓展學生實際操作的時間和空間，更不能體現以學生為主體的教學原則[3，4]。此外，遺傳學還是一門應用性和實踐性很強的學科，它的理論知識和實踐操作技術與現代生物學的各個分支學科的結合非常普遍，分子生物學，生物化學，細胞生物學和微生物學等大部分農業類生物科學都可與遺傳學形成滲透和交叉[5，6]。

新農科背景下，高等農業院校人才培養的重點是加強對學生的實踐能力和創新能力培養，結合專業特點和學科發展趨勢，要求高等農業院校農學類專業本科生必須充分掌握遺傳學的理論知識，并且還要有很強的遺傳學實驗創新思維和動手能力。這是農學類專業學科建設的核心內容，也是培養高水平農業科研工作者和農業科技人才的重要保障[7]。目前，線上線下混合式教學模式在農學專業遺傳學實驗課程教學中未得到應用。筆者通過分析甘肅農業大學農學專業遺傳學實驗課傳統教學中存在的主要問題，對線上線下混合式教學模式進行初步探索和實踐，獲得理想的應用效果。

1 傳統的遺傳學實驗課程存在的問題

1.1 實驗課學時較短，講解時間受限

目前，甘肅農業大學農學專業遺傳學實驗課程總學時為16學時，分為8個實驗，每個實驗僅為2學時。并且，每個遺傳學實驗操作過程復雜，每一步操作所需時間較長，為了增加學生的動手操作實踐時間，必須壓縮實驗課程的講解時間。但是，課程講解時間較短，對每一實驗環節的操作細節無法清楚具體地講解給學生。并且部分實驗步驟，包括實驗材料的培養，藥品試劑的配置等都是由教師提前完成，學生不能完全掌握每一個實驗環節，甚至對一些最基本的實驗技能不能掌握，造成實驗結果失敗，這很大程度上不利于培養學生的學習興趣和分析解決問題的能力。

1.2 教師對實驗課內容講授質量不能保證

由于甘肅農業大學每年有多個專業、近20個班級的學生開設遺傳學實驗課程。受教師團隊人數的制約和青年教師教學實踐培養的需要，遺傳學實驗課程教學主要由作物遺傳育種方向的青年教師承擔。青年教師教學實踐經驗不足，教學能力參差不齊，對部分試驗環節講解不到位，導致實驗課程課堂教學的內容和質量不能保證，嚴重影響學生的聽課效果和動手操作能力。

1.3 實驗內容缺少創新，教學方式單一

遺傳學實驗內容基本是對理論課教學中的染色體理論和遺傳規律的驗證，缺少緊跟學科發展前沿的新方法、新技術等實驗內容，且每個實驗結果都是已知，不能培養學生的思維創新型和動手操作的積極主動性。從教學方式來看，只是課堂上教師單純地講解，學生按照教師設計好的步驟機械性地操作。課前不能充分地預習，課堂中習慣性地照搬照抄，使得學生動手和動腦能力脫節，科研實踐能力難以得到很好的鍛煉。

2 線上線下混合式教學模式的教學改革策略分析

2.1 研究對象

選取甘肅農業大學2019級農學專業2個班級和2020級農學專業2個班級的學生為研究對象，其中2019級農學專業2個班級（2019級農學1班40人，2019級農學2班40人）作為對照組，采用傳統教學方式；2020級農學專業2個班級（2020級農學1班40人，2020級農學2班40人）作為實驗組，采用線上線下混合式教學方式。兩組學生在遺傳學理論課學時數，實驗課學時數，理論課授課教師與實驗課授課教師均無差異（p＜0.05）。對照組與實驗組學生均5-6人分為一小組，所有實驗相關內容均以小組為單位完成。

2.2 研究方法

對照組學生實行傳統的實驗課程教學模式，即課堂中教師講解課程內容，然后以小組為單位，完成相關實驗，并提交實驗分析報告。實驗組學生采用線上線下混合式教學模式，具體措施策略：（1）課前，推送學習任務。通過好大學在線CNMOOC平臺，提前一周發布預習資料及任務，要求學生通過課前預習，設計并提交實驗方案。包括：實驗目的，實驗原理，試驗材料及試劑，實驗方法與步驟，并探討整個實驗過程中的注意事項。同時，要求實驗組學生搜集相關的文獻、視頻及音頻等資料，作為實驗課拓展知識點，共享至好大學CNMOOC平臺。另外，課前每個小組選1名組長，每組組長參與實驗材料的準備，試劑藥品的配置等準備工作。（2）課中，以學生為主體開展課堂教學。首先，實驗課程內容的講解：各小組隨機負責1項實驗內容進行講解，其他小組學習并進行討論，最后教師對實驗內容點評。其次，實驗過程操作：學生以小組為單位進行操作，教師負責指導。各小組所有成員按照課前預習情況分工完成該項實驗，且專門安排1名學生做好實驗記錄。接著，實驗結束后，各小組及時上傳本實驗的圖文結果至班級遺傳學實驗課QQ群，并選派1名代表匯報本次實驗結果及實驗操作過程中的注意事項，其他小組成員提出問題并討論。最后教師根據學生的操作情況和匯報的實驗結果及討論進行總結，并對有質疑的問題進行解釋說明。（3）課后，再次通過學習平臺進行師生互動答疑及考核。學生可將本小組在實驗過程中得出的新想法及有些未能理解的問題與教師及其他同學線上探討。

教師根據學生在整個實驗過程中的表現及提交的實驗分析報告進行考核?？己顺煽儼ǎ赫n堂操作成績50%（每項實驗步驟按評分標準打分后加權得到課堂操作成績）+實驗分析報告成績20%+師生互動探討成績30%。最后實驗課程總考核成績為各個實驗成績的平均分。另外，統計學生的遺傳學理論課期末考試成績。

實驗課程節課后，采用調查問卷的方式讓學生對教學的滿意度進行評價，包括師生交流、思維的擴展及創新、理論知識在實驗課程中的應用情況及教學方法四個方面，無記名上交調查問卷。

2.3 數據統計方法

應用SPASS 18.0統計學軟件對數據進行分析，計量資料用（x±s）表示，用t檢驗，計數資料用百分率（%）表示，用X²檢驗。以p＜0.05作為有顯著統計學差異。

3 結果分析

3.1 兩組學生的實驗考核成績和理論課期末成績比較

由表1可以看出，實驗組學生的課堂操作成績、實驗分析報告成績、師生互動探討成績以及理論課期末考試成績均顯著高于對照組（p＜0.05）。

3.2 兩組學生對教學滿意度評價

由表2可以看出，實驗組學生在師生交流、思維擴展及創新，理論知識在實驗課中的應用及教學方法方面，與對照組相比較滿意度更高（p＜0.05）。

4 討論

4.1 遺傳學實驗課混合式教學模式有利于學生理論水平和實踐能力的提高

傳統的遺傳學實驗課教學方式主要是教師準備實驗材料及試劑藥品，設定實驗方案，講解實驗目的、原理和操作步驟，學生只是按照講解內容完成實驗報告。然而，線上線下混合式教學模式更注重學生為主體，要求學生通過在線教學平臺提前預習，熟悉實驗原理，并制定實驗方案等整個實驗環節，包括實驗材料及試劑藥品的準備都是由學生完成，這都充分調動了學生的主觀能動性，培養學習興趣。課堂中各小組學生根據課前預習內容，分工明確，人人參與實驗操作過程，教師現場指導，及時糾正學生在實驗操作細節中的錯誤，切實提高學生發現問題、分析解決問題和實際動手操作技能。課后，學生可以根據自身對實驗環節的掌握情況，再次進行線上互動溝通，查漏補缺，直到完全掌握為止。同時，遺傳學實驗課線上線下混合式教學模式加深了學生對理論知識的鞏固、內化、提升，使學生的理論課成績顯著提高，這進一步為提高教學質量，培養應用型人才和提升學生的綜合能力奠定基礎。

4.2 學生對教學方式的滿意度較高

遺傳學實驗課混合式教學模式要求學生積極參與到整個實驗環節中，發揮主人翁作用，給學生提供充足的學習時間和資源，極大地調動學生的學習興趣。課堂以小組為主進行操作、匯報、提問和討論，有利于增強學生的團結協作和思維表達能力。課后學生還可以將一些新想法和教師同學進行溝通交流，激發學生創新思維和調動學生學習熱情。實驗組學生對理論知識在實驗課中的應用，思維擴展及創新，教學方法及師生交流方面比較滿意。與對照組相比，實驗組學生在整個實驗過程中更能發揮主體作用，根據理論知識對實驗進行設計，積極思考創新。教師在教學中承擔引導者，隨時與學生線上線下溝通交流，探討實驗中的疑難問題，幫助學生更全面地掌握實驗技能，提高學生專業認知能力。因此，學生對遺傳學實驗課線上線下混合式教學模式更滿意，評價更高。

綜上所述，新農科背景下遺傳學實驗課程混合式教學模式加深了學生對理論知識的掌握，提升了學生的實踐操作技能，培養了學生的思維創新、知識應用、語言表達及團結協作等方面的能力，更符合高等院校培養應用型、復合型高素質人才的目標。同時線上線下混合式教學模式對任課教師的要求更高[8]，教師必須要有扎實的專業基礎知識，還要認真分析學生課前預習情況而有針對性的備課。不僅對整個實驗操作步驟熟練掌握，還能夠充分利用網絡信息資源平臺，為學生打造豐富的信息化網絡學習資源，以培養學生的學習興趣，提高學生的學習主動性和創新意識，從而達到提升教學質量，開發學生的學習潛能，促進學生全面發展的效果。

參考文獻：

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〔4〕王玉萍，張俊蓮，楊紅羽.農學類專業遺傳學實驗教學改革探索與實踐[J].教學研究，2015，38（01）：102-105.

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〔7〕閆紹鵬，王秋玉，王晶英.遺傳學實驗教學改革的思考與實踐[J].實驗室研究與探索，2010，29（07）：275-277.

〔8〕張優良，尚俊杰.“互聯網+”與中國高等教育變革前景[J].現代遠程教育研究，2018，31（01）：15-23.