融合植物信息交互系統的混合式教學探索

吳東梵 彭國榕 李迎娣 吳穎欣 劉春秀 俞方圓

摘 要：隨著信息技術與教育教學的深度融合，線上線下混合式教學為植物地理學課程數字化轉型提供了新方向。如何整合高校植物信息交互系統與線下課堂并解決傳統教學出現的困境是當前亟需探索的問題。本文利用植物信息交互系統搭建兼顧資源共享與師生互動的線上教學環境，結合課程特點從知識學習的三個階段構建混合式植物地理學教學模式，提出實施混合式植物地理學教學設計的具體路徑。

關鍵詞：混合式教學模式；植物信息系統；植物地理學；教育數字化；教學交互

中圖分類號：G420；G652? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：1005-5207（2024）02-0075-04

植物地理學是植物學與地理學之間的交叉學科，主要研究生物圈中各地區植被的種類組成、地理分布規律以及與自然環境的關系，是培養學生科研素養和創新思維的重要學科［1］。目前，大多數高校植物地理學課程學時有限，主要以教師主導講授、學生被動學習的傳統教學模式為主，考核方式普遍采用閉卷成績為主、課堂表現為輔的形式進行，存在師生交流互動不充分、實踐活動不足、教學資源更新緩慢、學習成果缺乏共享性、教學評價缺乏有效性的問題。

近年來，教育數字化轉型已成為世界范圍內教育改革和發展的主要趨勢。黨的二十大首次將“推進教育數字化”寫入報告，凸顯了數字化對于教育的重要性。線上線下混合教學模式利用現代信息技術將部分教學資源數字化，促進教學方法和教學活動的重構，為解決當前植物地理學教學問題、實現植物地理學課程數字化轉型提供了方法路徑。在浙江大學的籌劃和組織下，全國高校建立中國大學植物網聯盟，致力建設高效校園植物信息系統，將校園植物的教學資源數字化記錄，為植物學等相關課程教育數字化轉型提供平臺基礎［2-5］。部分高校繼續融合現代軟件的交互功能，如公眾號、微信群、小程序等，建設支持在線交流與互動學習的教學環境，進一步改善學生的學習體驗、提升教學效果［6-8］?？傮w而言，我國大部分高校已初步探索植物學相關課程資源信息系統的建設，并積累有一定數字化成果。但是，如何有效整合植物信息交互系統和植物地理學課程特點構建混合教學模式，達成線上線下教學的有機銜接，應對傳統教學過程出現的問題，是實現植物地理學課程數字化轉型所面臨的共同挑戰。

本文以廣州大學為研究對象，旨在通過校園植物信息交互系統，結合植物地理學課程特點，從知識準備、內化、深化三個階段逐級構建混合式植物地理學教學模式，并提出混合式植物地理學教學設計的具體路徑，以期進一步促進植物地理學教學的數字化變革，提高教學效果和質量。

一、植物地理學線上教學環境建設

廣州大學校園植物信息交互系統由校園植物網、微信公眾號和小程序三個模塊組成，通過公眾號菜單實現模塊間的互聯。該系統不僅涵蓋校內的豐富植物信息資源，還為學生提供了動態多元的學習交流環境，有助于植物地理學知識的傳播和共享（圖1）。

校園植物網：設置有植物圖庫、植物名錄、植物分布地圖等板塊?！爸参飯D庫”方便師生突破時空限制獲取植物不同物候時期的影像與標本資料，“植物名錄”提供植物資源的檢索統計，“植物分布地圖”可查詢校園植物的空間分布情況。此外，通過“NSII校園植物聯盟”板塊，學生可訪問其他聯盟高校植物網的資源數據并與其他高校學生交流。

公眾號：根據植物地理學課程進度和實習安排，推送知識資訊方便學生預習，學生輸入指定關鍵詞即可獲取相應植物介紹文章。教師也可在該模塊提供學術前沿信息、展示優秀課程作業為學生補充學習案例。此外，公眾號還可提供其他新增模塊的鏈接入口。這些設置為學生提供更豐富的學習資源和學術支持。

小程序：設置有植物地圖、植物熱度排行榜與植友圈三個板塊。在“植物地圖”上，學生可指定植物定位導航、查詢周邊植物信息，也可標記拍照、記錄軌跡，制作個人植物足跡地圖?！爸参餆岫扰判邪瘛笨商峁┬@當季熱門植物資訊?！爸灿讶Α笔羌瘜W習、交流、共享為一體的線上學習社區。在該板塊，學生可發帖提問、分享植物圖文趣事、提交并評價作業，實現知識資源共享并進行交流互評互助。教師可通過互動反饋更準確把握學情，及時調整教學計劃以實現教學目標。學生參與社區討論的表現、作業評價等數據能為教師提供更具體的教學反饋，從而更科學有效地評估學生的學習效果。

在傳統教學的基礎上，融合校園植物信息交互系統的混合式植物地理學教學能幫助教師建設科學決策、師生充分交流、教學資源再生共享的植物地理學課堂，助力學生在實踐探索中從身邊的一草一木感悟植物地理的奧妙。

二、混合式植物地理學教學模式設計

1.植物地理學課程特點

植物地理學課程內容豐富，主要涉及基礎知識、理論知識和實踐應用（表1）。植物地理學融合了地理學、植物學和生態學等多個學科內容，涵蓋廣泛而復雜的理論知識，關注不同區域植物類群的種類組成分布規律。它是建立在實踐基礎上的學科，具有綜合性、區域性、實踐性的特點。

2.混合式教學模式構建

混合式教學利用現代教學技術重構“教”與“學”的結構和方法，兼具線上學習和線下教學的優勢，為學生提供個性化學習的綜合數據，從而形成以學生為主體、教師為主導的教學課堂［9］。針對當前高校植物地理學課程數字化轉型所面臨的挑戰，將校園植物信息交互系統功能和植物地理學課程特點相結合，從知識準備、知識內化和知識深化3個階段逐層遞進構建混合式植物地理學教學模式，以“植物六大器官的形態觀察”內容為例進行展示（圖2）。

開展教學前，教師需向學生展示校園植物信息交互系統的使用方式，公布課程考核指標與權重，激勵學生主動參與教學活動。

（1）知識準備：實踐探索的主動學習

植物地理學以實踐為基礎。學生在學習概念原理的基礎上，進行收集資料、田野調查和討論分析等實踐練習，可達到理解應用的初級認知水平。因此，在知識準備階段，需要引導學生主動學習理論知識，并進一步開展實踐探索。

教師依據學情分析在小程序投放課程資源，適當安排實踐性學習任務，如植物分享、話題研討、投票辯論、標本制作促使學生主動學習，組織線上交流討論并及時解答學生尚未解決的問題。學生可利用植物地理信息交互系統功能進行課前實踐探究，如通過校園植物網中的“植物名錄”和“植物分布地圖”實現物種查詢與快速定位，通過“植物圖庫”檢索并比較植物的形態特征，利用公眾號推文獲取各類植物資訊與學習資料。學生通過積極實踐和主動思考完成課前準備工作，在討論交流中察覺自身的知識盲區，為下一階段的深度學習奠定經驗基礎。

（2）知識內化：問題導向的深度學習

相較于簡單記憶和非批判性接受知識的淺層學習，深度學習是對特定主題的持續探究，使學生突破表層知識，達成對知識意義的深層理解［10］。植物地理學知識內容繁雜，僅運用傳統的知識灌輸模式，學生難以真正掌握知識內容的本質。

知識內化階段是以問題為導向的深度學習過程。在本階段，教師需要結合教學目標、課前任務完成情況以及學生在實踐交流中的困惑分析評估，調整線下講授的重難點，生成課堂討論話題，引導學生在整理復雜植物地理知識的基礎上對具體問題進行有針對性的研究。學生在線上學習時發現和交流問題，在線下課堂繼續深入研討與探究問題，以此激發自身的高階思維活動，為下一階段的總結反思學習做好準備。

另外，在線下教學過程中，教師可通過剖析案例、項目式學習、學生講評等多種方式創新教學方法，提升學生課堂參與的廣度和深度，促進師生之間的互動交流。

（3）知識深化：互評互助的反思學習

事物的發展總是螺旋上升的，知識學習亦是如此。因此，在知識深化階段，學生應當持續進行總結、反思和優化?；诰€上自主實踐與課堂深度學習，以互評反思的形式進行兩種學習活動促進知識深化。一是建構植物地理知識網絡。學生結合自身情況和課程章節，選擇思維導圖、植物專題圖或植物影像等個性化方式建構網狀知識結構，在學習社區發布作品并進行互評。結合學生的評論和教師的指導意見，學生可自主優化作品。優質的作品最終將被收錄在公眾號展示。二是重新審視任務。學生對知識準備階段的任務成果進行反思、評價和修正，通過多次改進優化達到知識的高級認知層級。這兩種學習活動都有助于加深學生對植物地理知識的深度理解，提高學生的批判性思維能力和學習效果。

三、混合式植物地理學教學策略

1.明確學情和目標，設計適當學習任務

在開展植物地理學課程混合式教學之初，明確學情和目標至關重要。教師可通過課程伊始的學情調研和與學生的交流對話，了解學生的知識水平、學習風格和興趣愛好，結合教學要求，為學生設定合理的學習目標，安排適當的學習任務。

設計學習任務時，教師應結合課程實踐內容進行組織。例如，在學習植物基礎知識章節時，可要求學生分享感興趣的植物并結合所學內容介紹植物；在講授植物生活與環境時，可結合植物地理的地域性，設計研究當地代表性植物與環境之間關系的實踐活動；在認識植物群落時，可借助植物信息交互系統的“植物地圖”功能定位校內具有代表性的植物群落，帶領學生走出教室，直接觀察分析植物群落的特征。

2.依據課程內容，實施多種教學路徑

不少地方高校教師對混合式植物地理教學的本質理解不足，將線上學習簡單視為利用植物信息系統的拓展學習，線下仍然采用以教師為中心的教學方式。這種做法忽略了混合式教學的核心原則和優勢，不僅不能充分發揮混合式教學的引導、互動和評價等功能，還忽視了線上線下教學內容的有機聯系。

在實施混合式植物地理學教學模式過程中，根據課程內容性質，可采用三種不同的教學路徑：一是針對基礎知識，采用線上導學—完成學習任務—社區交流答疑—教師線上評估+知識梳理—建構知識網絡—達成學習目標的路徑；二是針對理論知識，實施線上導學—完成學習任務—社區交流答疑—教師優化教學計劃+生成課堂問題—重難點講解+案例分析+討論—建構知識網絡+改進任務—達成學習目標的路徑；三是針對實踐類內容，路徑變式為線上導學—完成學習任務—社區交流答疑—教師收集問題+組織實踐活動—師生實踐探索+研討—改進任務—達成學習目標。具體見圖3。

3.完善評價制度，提升評價科學性

學業評價結果可評估學生學習效果和幫助教師調整教學活動［11］。傳統學業評價分為形成性評價和終結性評價，體現過程的形成性評價通常為出勤情況、課后作業等，展示成果的終結性評價包括期末考試或論文匯報［12］。

混合式植物地理學教學模式對學業評價制度進行了改革創新，注重線上、線下評價并行?；谛畔⒓夹g和大數據分析，線上方面通過系統訪問時長、交互頻次和學生互評等指標評估學生的學習態度和學習能力；線下課堂則通過實踐任務完成度和學習作業質量情況評估學生的知識學習程度和知識應用能力。評價主體不僅要考慮教師，還需要包含學生的自我評價和學生之間的相互評價。這種評價制度能使教師及時關注學生的發展，根據學生的表現和反饋調整教學設計，更科學有效地衡量學生的學業表現，促進學生的學習成長。

4.再生教學資源，共享學習成果

傳統植物地理學課程資源基本由教師單方面開發或選擇使用，學生幾乎沒有機會參與教學資源的開發，但僅靠教師單方面投入容易導致教學資源更新緩慢、教與學不契合等問題［13］。

因此，將傳統的單向靜態課程資源開發模式轉變為師生共建的再生共享模式，學生可借助植物信息交互系統或互聯網工具自主選擇植物資源素材，積極參與植物地理學課程學習資源的設計與開發。教師通過收錄學生拍攝的優質植物影像，挑選優秀的課程成果作品，匯集學生的植物知識分享，整合發布在公眾號，為下一屆學生提供新的課程教學案例教材，促進系統資源的更新維護和知識經驗的有效傳遞。在這種模式下，學生的創造性思維和學習興趣不斷得到激發，學生作品融入教學資源開發，實現了優質植物地理學教學資源的共享和迭代再生。

四、總結與展望

本文對信息技術與專業課程的融合模式和教學策略進行研究，構建融合植物信息交互系統的混合式植物地理學教學模式，同時結合傳統教學問題，為師生有效溝通、學生互評互助、科學有效地進行學業評價和再生共享教學資源提供方法措施，充分體現了以學生為主體的教育理念，促進了線上與線下課堂教學的有機銜接。該教學模式還可為其他相關學科提供借鑒，如植物學、地理學、生態學等。通過將不同學科的知識與植物信息交互系統相結合，進一步推動高校教學變革。

然而，在實踐過程中，筆者也發現了需要進一步改進和探索的問題。首先，教師在使用植物信息交互系統時應提供系統操作指南、演示操作流程并詳細介紹系統各模塊功能，幫助學生更好地使用交互系統。其次，混合式植物地理學教學模式的成功實施需要師生之間的密切合作和互動溝通。教師應注重培養學生的自主學習和合作學習能力，制定靈活的教學計劃，根據學生的需求和學習風格及時調整教學策略和資源，提供個性化的學習體驗。同時，該教學模式對學生學習效果和能力培養具有積極作用，可進一步長期跟蹤評估其對學生興趣和終身學習能力的影響。此外，未來植物地理學及相關課程的教育數字化過程可集結高校力量繼續深化。借助中國大學校園網聯盟平臺，各高?？蓪崿F植物信息交互系統共享，甚至聯合探索建設空中課堂，更充分地融合教育與現代數字信息技術，拓寬教育數字化的覆蓋范圍。同時，還可進一步探索混合式植物地理學教學模式、教學資源的優化，利用人工智能、虛擬現實和增強現實等新興技術，設計更具交互性和沉浸感的教學環境，進一步提高學生的學習體驗和學習效果。

參考文獻：

［1］ 武吉華，張紳，江源，等. 植物地理學［M］. 北京： 高等教育出版社， 2004.

［2］ 周曉果，王道波. 校園植物信息系統在園林植物學教學中的應用［J］. 現代農業科技， 2012（1）： 38， 45.

［3］ 邢朝斌，張家琦，龍月紅，等. 基于校園植物網的教學模式探索［J］. 中國園藝文摘， 2013， 29（11）： 201-202.

［4］ 梁燦盛，蘇惠敏，殷淑燕，等. 小區域園林植物地理信息系統的實現及其意義——以陜西師范大學雁塔校區為例［J］. 安徽農業科學， 2011， 39（22）： 13874-13876.

［5］ 劉柏玲，李涵，張譽洲，等. 淺談大學校園植物網平臺建設的意義和作用［J］. 文化創新比較研究， 2021， 5（11）： 97-100.

［6］ 苗青，邵美妮，曲波. 利用校園植物資源輔助植物學教學的探索與實踐——以沈陽農業大學為例［J］. 現代園藝， 2022， 45（2）： 198-200.

［7］ 沈廣爽，劉姣，李雙，等. 校園植物信息系統構建與應用［J］. 實驗技術與管理， 2020， 37（2）： 205-208， 211.

［8］ 吳林，易詠梅. 校園植物信息化在《植物學》教學中的應用［J］. 教育教學論壇， 2018（36）： 192-193.

［9］ 葉寶林. 開放大學混合式教學支架設計研究［J］. 教育理論與實踐， 2022， 42（21）： 53-56.

［10］ 楊子舟. 從淺層學習走向深度學習［J］， 2016 （7）： 32-35.

［11］ 陳武元，曹葒蕾. “雙一流”高校在線教學的實施現狀與思考［J］. 教育科學， 2020， 36（2）： 24-30.

［12］ 金石，王璐露，宛敏. 線上線下混合式教學的反思與策略優化［J］. 中國大學教學， 2022（11）： 72-77.

［13］ 孫田琳子，張舒予. 迭代共生：開放課程資源建設的路徑創新［J］. 開放教育研究， 2015， 21（4）： 113-119， 80.

通信作者：俞方圓