FCM教學模式在“保護生物學”教學中的應用探究

陳敏敏，雷關芹，閔小軍

（安慶師范大學a.生命科學學院，b.科研處，安徽 安慶 246133）

保護生物學是本科生物科學專業的一門重要學科。它主要研究全球生物多樣性現狀、評估（主要是）人類對生物多樣性的影響、提出對生物多樣性持續合理利用的方案，以及采取生物多樣性保護和防止物種滅絕的具體措施[1]。因此，保護生物學是一門理論應用實際的應用型學科，也是一門綜合自然資源學科、基礎理論學科、保護管理學科和社會科學學科等的交叉學科。十九大以來，黨中央高度重視生態環境和生物多樣性保護。隨著“共抓大保護，不搞大開發”、“綠水青山就是金山銀山”等保護理念的提出，生態環境和生物多樣性保護已成為當代中國“生態文明建設”最艱巨的任務。保護生物學作為專門研究生物多樣性保護理論和方法的學科，在專業教育中扮演越來越重要的角色。

1 保護生物學傳統教學存在的問題

鑒于保護生物學的學科特點，傳統教學方法教授常存在很多問題，比如教育者在上課過程中，不自覺就把它當成基礎理論課來講解。學生更是缺乏系統性思考和聯想被動接受知識。這種教與學的方式會導致學生分析和應用知識的能力非常欠缺。這是因為對某一種瀕危物種進行保護，不僅要從遺傳、個體、種群、棲息地等多層次制定具體措施，還需要統籌考慮當地居民資源利用、經濟發展等社會問題。保護生物學教材內容體系是以理論為主，教師在開展教學時，以固定的教學大綱為依據，教學進度和內容嚴格按照大綱進行設計。這導致傳統的教學方法在有限的教學課時里還是以教授知識點為主。然而，保護生物學的理論知識在遺傳學、生態學、動物學、植物學等專業基礎課程中都有涉及，學生完全具備自學的能力。相反，結合具體保護案例讓學生分析和學習理論知識如何指導保護實踐這一教學難點在課堂上體現不足，主要靠課后學生自己消化。這就造成了簡單知識在課堂上學習，重難點留在了課后的這一顛倒現象。

另外，隨著國家對生態大保護的重視，生物多樣性保護涌現出很多經典案例，生物多樣性現狀快速更新，“一帶一路生物多樣性保護國際合作”“生物圈保護網絡”等新的保護理念相繼提出。這些即是對保護生物學理論的充分應用，又是最前沿的知識和理念。但是受到教材更新速度、篇幅內容和教材結構等限制，不能在教材中及時體現。教師雖然在課堂上有所補充，但是補充內容有限，且不能鍛煉學生主動分析思考的探索性學習能力。因此，保護生物學急需探索新的教學方法，既能提高學生創新性學習能力，體會保護生物學理論如何應用到實際物種保護工作中，又能最大化吸收生物多樣性保護最前沿的理念和知識。

2 FCM教學方法設計

翻轉課堂教學模式（Flipped classroom model，FCM）被認為是一種徹底改變傳統教學模式的重大教學方法變革[2-3]。FCM 的基本思路是教育者賦予學習者更多的自由，把知識傳授的過程放在教室外，讓大家選擇最適合自己的方式接受新知識；而把知識內化的過程放在教室內，以便同學之間、同學和老師之間有更多的溝通和交流[4]。研究表明，FCM真正可以做到讓學生成為學習的主體，教師變成了實現學習者知識建構過程中的引導者和協作者[5]。該教學模式自2007年被提出以來，經過大量學者的研究和嘗試，在多個學科教育中均取得了優良的教學效果[6-8]。

由此看來，FCM教學模式非常適合保護生物學教學。通過有效設計，FCM能很好地解決上述教學問題。本文借鑒經典的FCM教學模塊[9]，根據保護生物學教學目標和教學特色設計了FCM 教學模式，設計如下：（1）課前導學階段：教師規劃課程，準備課堂知識點范圍，搜索本課堂內容相關優秀期刊論文、科普雜志、微視頻資料等提供給學生。（2）課前自主學習階段：學生根據教師提供的內容自主學習、分析、歸納總結并制作PPT。（3）課堂分享討論階段：學生匯報PPT 與總結分析、教師與學生互動討論，教師分析和歸納總結。（4）課后總結提升階段：學生根據自己的PPT內容，體會教師分析方法，形成個人特色的小結上交（圖1）。

圖1 保護生物學FCM教學設計

3 效果與評價

3.1 數據收集

本教學設計在2018和2019學年兩個生物科學班初步開展，并對教學效果進行了定性的統計調查。設置調查問題5個：（1）兩種教學模式，哪種更能培養自己主動學習和思考的能力；（2）兩種教學模式，哪種能更好地獲取知識；（3）兩種教學模式，哪種能提高自己理解和應用知識的能力；（4）兩種教學模式，哪種趣味性更強；（5）如果讓你選擇，你是選擇FCM教學模式還是傳統教學模式。

3.2 教學評價與學習效果

參與調查的學生共63 人，從結果可以看出超過80%的學生認為FCM 教學模式更利于培養自己主動學習和思考的能力，能更好地提高自己理解和應用知識的能力，且課堂形式新穎，趣味性更強。超過60%的學生認為FCM 教學模式能更好地獲取知識，更愿意選擇FCM 模式來學習保護生物學。但是在問題（5）上，有將近12.7%的學生愿意選擇傳統教學模式，23.8%的學生們覺得傳統教學模式和FCM教學模式均可（圖2）。

圖2 兩種教學模式評價結果

本課程的學習效果考核為案例分析，即隨機抽取生物多樣性保護經典案例，讓學生分析該案例中應用到的保護生物學概念、理論知識和生物保護方法。63人參加考核，100%通過。

3.3 討論

從對保護生物學FCM 教學模式的評價來看，學生普遍認可這種教學模式。大部分學生認為FCM教學模式能有效提高自己分析、理解問題和探索性學習的能力。雖然本研究沒有對比傳統教學和FCM 教學模式下的教學效果，但是從學習考核結果來看，學生對保護生物學基礎知識的掌握并不比傳統教學差。最關鍵的是學生通過自己研究和分析保護案例，學習了理論知識如何應用到保護實踐，也深刻體會到在不同的物種、生態系統中，如何優化組合保護手段以達到最佳保護效果。另外，通過大量資料的閱讀學生對保護生物學前沿的生物多樣性動態、生物保護理念掌握更加充分。本校專業人才培養方案指出，要堅持“以學生為中心”，充分釋放學生自主選擇和個性化學習空間，構建信息化時代以“學”為中心的課程體系，以學生學習效果為評價的教學評價體系。因此，本研究設計利用FCM教學模式，不僅很好地解決了保護生物學傳統教學存在的問題，優化教學手段和教學效果，更是人才培養方法主體思想的落實。

4 保護生物學FCM教學幾點建議

本研究設計的FCM 教學模式主要分為導學、自主學習、課堂分享討論和課后總結提升四個階段，屬于經典的FCM 教學模型[3]。實踐研究表明FCM是一種有助于培養學習者協作性、創新能力和凝聚力的有效手段[10]。通過兩個學年FCM 教學的開展和教學反思，本研究認為保護生物學FCM 教學要想達到預期的效果，以下幾點非常關鍵。

4.1 優秀教輔資料的選擇是前提

保護生物學是應用型學科，保護生物學之所以要選擇FCM 教學主要是針對兩個問題，一是學生分析運用知識的能力得不到鍛煉，二是教材的更新速度趕不上日新月異的生物多樣性最新研究現狀和保護理念，導致學生對知識的掌握滯后。因此，教輔資料的選擇必須要解決這兩個問題。通過篩選發現，《人與生物圈》期刊非常適合作為FCM 教學的輔助教材，且可在雜志官網免費下載?！度伺c生物圈》期刊主要介紹中國在生物圈保護方面取得的成就和存在的問題，挖掘生物圈保護區在保護和發展過程中的經典案例，與保護生物學學科內容高度契合。本研究使用的教材為張恒慶、張文輝主編的《保護生物學》第三版（普通高等教育“十一五”國家級規劃教材），表1 為《人與生物圈》期刊內容在本課程中的應用。

表1 《人與生物圈》期刊內容在本課程中的應用

4.2 教師課前和課堂引導是關鍵

FCM并不是將教師的工作輕松化，相反更加考驗教師提煉、把握和引導的能力[11]。從本研究的教學實踐來看，FCM教學過程中導學階段和課堂分享討論階段是最重要的部分，直接關乎教學效果。雖然FCM提倡把原屬于學生主動學習的主動權交還給了學生，讓學習者在學習過程中由被“喂食”轉為自主“覓食”[3]，但是教師在整個教學過程中要起到引導和控制作用，否則學生就容易被“放養”。在導學階段，教師要對整個教學內容做好充分的教學設計，包括課時安排、高質量教學輔助資料收集分類、引導學生學習等。以本課程為例，在導學階段，教師根據課程大綱規劃好課堂內容，每次課前充分提取課堂內容知識點、根據知識點覆蓋范圍尋找有效的輔助材料如期刊論文、《人與生物圈》、視頻資料、紀錄片等。這些輔助材料必須主要體現本堂課內容的知識點及具應用。開課前一周教師將要學習的知識點以及這些學習資料發給學生，同時囑咐必須要先自學課本內容。這樣可以對每次課堂的重點進行約束，控制學生的學習方向。在課堂分享討論階段，教師抽取部分有代表性的PPT請同學上臺自己講授，每一個PPT 被講完，教師都要引導學生分析和討論涉及的知識點及知識點的應用。以“瀕危物種遷地保護及種群管理”教學內容為例，本次內容重點抽取的案例為長江江豚遷地保護。長江江豚是我國一級保護野生動物，也是我國唯一的淡水鯨類動物[12]，長江江豚遷地保護措施經過了漫長的經驗積累，成為世界上首例也是唯一成功實現對鯨類進行遷地保護的案例，是對保護生物學中遷地保護及種群管理理論的成功運用。該案例與課程內容高度契合，因此被選為重點討論案例。學生講完PPT 后，教師引導學生分析案例中的知識點，如遷地保護的概念、遷地保護的意義、遷地保護區如何建立、遷地種群管理、遷地保護種群可持續發展等，梳理遷地保護理論基礎和實際實施原則。讓學生在掌握知識點的同時，充分感受理論如何應用實際。課堂討論階段如果進行得不充分，知識點將得不到歸納，知識點的應用也得不到有效分析，那么整個教學效果就大打折扣。因此，課堂討論雖然是學生為主體，但是教師還是要做好分析和歸納總結，要對整個教學過程和教學預期效果以及傳授的知識點熟記在心。

4.3 課堂討論形式需多樣化

FCM教學模式主張先學后教、注重課堂討論與互作[13]。課堂討論的形式多種多樣，比如小組討論、集體討論、隨堂討論等[14]。翻轉課堂的討論形式多為小組討論[15-17]。但是保護生物學教學難點為保護方法的實際應用。每個物種的瀕危因素不同、棲息地環境不同、人類干擾和開發利用程度不同，導致雖然保護方法大致相同，但具體應用千變萬化，學生自己很難分析清楚。因此，本研究課堂討論形式選擇了集體討論，即學生講解完PPT 后，結合教師的分析和提問進行集體討論?；谟懻摻Y果，教師再分析提問，再討論。如此反復直到將該案例分析透徹。事實證明，這樣的討論形式不僅有利于教師把握教學方向、掌控教學重點，學生也更能抓住知識主線。但是集體討論也存在一定問題，比如教學過程中發現部分比較內斂的學生不善于講解PPT 和不積極參與課堂討論。另外，隨著課程的進行，學生的新鮮感和積極性表現出逐漸下降的趨勢。這可能與單一的討論課堂分享和討論形式使學生產生疲憊感有關。因此，課堂交流形式需多樣化，例如以集體討論為主，小組討論和專題討論相互組合的形式可能更有效地保持學生的參與感和新鮮感。

4.4 適當結合傳統教學可有效緩解學生壓力

本次教學評價結果的一個矛盾點就是雖然超過80%的學生認為FCM 教學模式更利于培養自己的主動學習和思考的能力，能更好地提高自己理解和應用知識的能力，但是卻有12.7%的學生愿意選擇傳統教學模式，23.8%的學生們覺得傳統教學模式和FCM 教學模式均可。這可能與傳統的“傳遞—接受式”學習觀念根深蒂固，日積月累的學習方式形成的思維惰性在短時間內很難轉變有關[18]。另外，FCM模式占據了他們大量課余時間可能也是重要的因素。因此，適當增加傳統教學課時，放寬學生的適應時間，讓學生在整個學習過程中被動與主動相結合、有松有弛，可有效緩解學生壓力，消除他們的抵觸心理，提升整體教學效果。

5 結語

“保護生物學”是唯一一門涉及瀕危物種和生物多樣性保護方法和手段的學科，作為一門應用型學科，其教學思維要從“緊隨生物保護現狀”和“理論如何應用實際”出發。FCM教學模式非常適合保護生物學教學，其不僅有效解決了保護生物學傳統教學中的問題，還提高了學生主動學習、主動思考、理解和應用知識的能力。通過優秀輔助資料的選擇、教師正確引導、課堂討論形式多樣化和適當增加傳統教學等措施，FCM 可更好地輔助該課程教學。