线上线下混合式教学在高校普通生物学课程中的应用

姚文静¹，林树燕¹，徐勇²  

（1. 南京林业大学竹类研究所，江苏南京 210037；2. 南京林业大学化学工程学院，江苏南京 210037）

摘要： 在“互联网+教育”迅速发展背景下，教育资源共享，线上线下混合式教学成为信息技术与高等教育相融合的一种全新教学模式。本文结合“教师为主导-学生为主体”的教学理念进行了高校《普通生物学》线上线下混合式教学的探索和研究。整合生物学各类线上教学资源，充分发挥线上教学和线下教学的优势互补，引导启发式讲授生命科学的基本原理、发展动态及其应用，很大程度上可激发学生对普通生物学课程的学习兴趣和学习主动性，培养学生自主探索、独立思考、发现问题和解决问题的能力，在完成普通生物学教学目标和提高整体教学效果上具有重要意义。

关键词：线上教学，线下教学，高校，普通生物学，应用

中图分类号：G642  文献标识码：A    

作者简介：姚文静（1987-），女，山东菏泽，博士，南京林业大学竹类研究所，讲师（通讯作者），主要从事植物生物学、竹类植物发育学等相关教学与研究工作。林树燕（1976-），女，山东寿光，博士，南京林业大学竹类研究所，教授，主要从事植物生物学、竹类植物发育学等相关教学与研究工作。徐勇（1971-），男，湖北安陆，博士，南京林业大学化学工程学院，教授，主要从事生物学、生物化学等相关教学与研究工作。

基金项目: 2021年南京林业大学教学质量提升工程一流课堂与教学方法改革项目“线上线下混合式教学在高校普通生物学课程中的应用”（2021-YLKT-022）；2020年度教育部新农科改革与实践项目“面向现代林业产业发展需求的林业工程类专业提升改革与实践”【编号：无】。

The application of online and offline hybrid teaching in general biology in college

Yao Wenjing^1*, Lin Shuyan¹, Xu Yong²

(¹Bamboo Research Institute, Nanjing Forestry University, Nanjing, Jiangsu Province, 210037;

²College of Chemical Engineering, Nanjing Forestry University, Nanjing, Jiangsu Province, 210037)

Abstract: Under the background of the rapid development of "Internet + education", new teaching resources are sharedin many teaching platforms, online and offline hybrid teaching has become a new teaching mode with the integration of information technology and higher education. In the study, we aim for the teaching concept of "teacher-leading-student-oriented subject" inthe application of online and offline hybrid teaching of general biology. To introduce the basic principles, development dynamics and application of life science by heuristics teaching,we integrate all kinds of online teaching resources on general biology and give full play to the complementary advantages of online teaching and offline teaching. The application of online and offline hybrid teaching can stimulate learning interest and learning initiative of students and cultivate their abilities of independent exploration, independent thinking, problem finding and solving, which is of great significance in achieving teaching goals and improving the overall teaching effect of general biology.

Key words: online teaching, offline teaching, college, general biology, application

一、引言

生物学是研究生物体的生命现象和生命活动规律的科学，是自然科学中的基础科学之一。普通生物学是高校生物工程、生物制药、生物技术等专业课程培养的一门必修专业基础课程^[1]。学习生物学的基础知识，掌握生物生长、发育、繁殖等生命活动的客观规律，可为生物化学、分子生物学、微生物学等相关课程的继续学习及今后从事生命科学研究工作奠定良好基础^[1-2]。在当前生命科学迅速发展的时代背景下，生物学基础课程的教学至关重要。围绕生命科学研究领域的基本概念、原理、研究方法及应用等专业基础进行授课，关注相关行业动态及社会问题导入，与时俱进、追踪前沿，鼓励学生自主了解行业发展情况，充分发挥学生的主动性、积极性和创造性，可培养出更多的应用创新型人才^[1-2]。长期以来，很多高校普通生物学课程的教学依然为传统的线下课堂，单一的授课方式很难大程度地激发学生的学习兴趣及学习自主性，也满足不了学生的个性化需求，使教学效果大打折扣。“互联网+教育”实现了教学资源数字化、移动化和知识碎片化，成为与线下教学并行的教学方式。但线上教学的学习体验和学习质量有效性很大程度上依赖于学习环境、网络通畅性及学生学习自觉性等因素 ^[3-4]。线上教学和线下教学各有利弊，线上线下混合式教学是一种“教师为主导-学生为主体”的教学模式，更符合高校教育的教学特点，势必成为我国高等教育行业发展的一大趋势。如何实现线上和线下两种教学模式的优势互补，是优化高校教育教学方法的研究重点^[4-5]。本文通过对线上线下混合式教学模式进行探索和研究，旨在通过教学方法改革提高学生对生物学课程的学习兴趣和自主性，实现学生的个性化教育，提升学生自主探索、合作交流、勇于创新及专业知识应用的能力。

二、线上线下混合式教学的优势互补

1. 突破了时间和空间的限制

普通生物学课程涵盖的基础内容多、知识点繁杂、理解难度大，随着生物技术的不断发展，生物学的研究范围越来越广、难度越来越深、应用性越来越强。但大多数高校该课程的课时设置一般为32学时，如果所有基础性知识的输出都占用课堂课时，教师为完成教学任务，力争在有限的学时讲授完大纲要求的教学内容，留给学生思考、讨论及教学互动的时间很少，学科前沿内容也来不及拓展，很难实现教学质量的有效提升^[6]。高校学生有较多自由支配的课余时间，教师可以通过线上教学平台，提前上传章节内容的线上学习资源，学生自主学习基础性知识，节约线下课程的授课时间用来安排知识拓展、案例分析、小组讨论、专题汇报等教学活动，可有效提高课堂效率。因此，互联网线上课程结合现代信息化技术打破了时间、场地及教学资源等因素的限制，教师可以通过在线模式 “随时随地”完成教学任务，同样学生无论何时何地都可以进行上线学习，突破了学习场地的限制，也解决了普通生物学课程内容多而学时少的矛盾。

2．丰富了教学资源

随着信息技术的发展和智能设备的普及，线上网络教学平台百花齐放，如中国大学慕课、雨课堂、智慧树、精品课程网站及各教学团队搭建的诸多网络教学平台，丰富的优质慕课、精品课程、微课程等线上教学资源得以共享^[3-4]。此外，利用视频、音频、微课、动画等碎片化教学资源辅助普通生物学的多媒体教学，也可以将一些抽象化、难理解的概念和机理可视化、形象化、模拟化，使教学内容更加直观易懂，从而提高学生对知识点的理解程度及学习主动性^[4]。随着生物技术的快速发展，普通生物学的教学内容也不再局限于大纲内容。利用在线教学资源可以及时了解生物科学与技术领域的最新研究进展和热点，拓展教学内容及知识应用。

3. 多元化教学手段

传统的授课方式多依赖于多媒体与板书两种教学媒介，授课方式比较单一。长期“填鸭式”的学习方式也会导致学生学习兴趣不高，学习不积极^[2]。线上线下混合式教学充分发挥了互补优势，打破了传统单一的授课方式。线上教学结合多种信息化教学手段，使学生在有限时间内主动获取更多知识，充分发挥了学生的学习主动性。线下教学利用翻转课堂、案例分析、小组讨论、专题汇报等多种教学方法聚焦知识要点，拓展课堂知识。多元化教学手段给了学生全新的学习体验，使学生的学习变被动为主动，可有效提高学生的学习兴趣及获取知识的成就感。此外，多元化教学手段不仅实现了学生学习深度的提高，还有助于教师教学设计的优化和教学方法的改进。

4. 满足了学生的个性化需求

不同学生具有不同的学习能力和理解能力，在学习上存在不同的个性化需求。线上线下混合式教学通过优势互补，使教学活动和学习活动都得到了时间上和空间上的扩展与延伸。教师可以通过线上网络平台提前上传教学资源，学生可以利用碎片时间随时随地上线学习，对感兴趣的内容或重难点进行课程回放直至完全掌握知识点。这种碎片化、移动化、可视化的个性化线上学习方式满足了学生不同学习时间和不同学习进度的需求^[7]。同时教师可提供参考书、延伸阅读材料等学习资源，满足不同学生的学习兴趣和需求。这种教学方式以“学生为主体、教师为引导”为教学理念，课前学生可以根据自己的兴趣爱好自主学习线上教学资源，教师通过学生线上学习情况了解课程重难点及学生兴趣，在线下教学过程中针对重难点开展详细讲解，围绕学生兴趣进行引导教学，既保证了课堂讲授效率和质量，又满足了学生的个性化需求。

5. 完善了课程考核评价

 课程考核是考察学生的学习态度及学生对课程知识掌握程度的重要指标，合理的考核评价可有效激发学生的学习主动性。传统线下教学的课程评价主要包括平时成绩和期末考试成绩，且期末考试成绩所占比重高。学生为了获得较高成绩，临时抱佛脚，集中几天复习，考试完知识点随即忘记，不能达到真正有效的学习效果。这种评价方式不利于公平公正地评判学生掌握知识的程度，更会影响学生的学习积极性^[8]。线上线下混合式教学的评价模式将加大过程考核的重要性，记录学生平时线上预习情况、课间测评、课后作业、课堂讨论、专题汇报等学习活动，更加客观地给予学生全方位的评价。

三、普通生物学线上线下混合式教学体系的构建与实施

1. 课前：开展线上线下混合式课程教学，应清晰了解教学目标，认真钻研课程大纲，把握教学的重点难点，结合理论研究和生产需要提前对整个教学过程进行重构和设计。普通生物学主要教学内容包括生物的形态结构与功能、生物的能量与物质代谢、生物生殖、生物遗传与变异、生物进化、生物多样性、生物与环境关系等，其中课程PPT设计时重难点集中在生物的能量与物质代谢、生物遗传与变异、生物进化这几章。课程设计首先利用互联网、移动终端、云计算、大数据等现代信息化技术构建的线上网络教学平台，搜集与普通生物学课程教学章节相关的文本、图片、视频、音频、微课、动画、案例、试题等碎片化教学资源，并按照各章节涉及的知识点重新整合和归类。然后提前一周将其对应章节的课程资源、学习目标和任务要求上传到线上网络平台，供学生课前预习。学生可根据学习任务和要求，利用线上网络平台中的课程资源及延伸材料完成自主学习及知识探索。此外，教师组建在线课程讨论群，针对线上学习资源就某些重要问题进行讨论互动，并将学生自主学习过程中产生的疑难问题进行归纳总结。例如，在讲到人体免疫系统时，提前上传人体是如何防御病毒的动画视频到课程讨论群，提出我们平常生活中如何预防新冠病毒的问题进行讨论。

2. 课中：根据学生线上学习与讨论情况，通过面对面的课堂教学，运用多媒体技术系统总结教学内容，分析知识点应用实践，同时对线上学习遇到的问题进行答疑解惑。利用引导教学、翻转课堂、案例分析、小组讨论等多种教学方法有针对地讲解知识要点，并进行课堂随机测试，提高学生对重点、难点的掌握程度。此外，组织不同学习小组选择感兴趣的专题，自主查阅资料，进行自由讨论，并以小组为单位进行PPT汇报，并对学生汇报内容进行引导，拓展课堂知识。例如，将生物工程和生物技术两个班级分别分为4个讨论小组，以生物与环境为主题进行专题汇报，主题不局限于生物与环境的关系，可拓展为环境对生物的影响；生物与非生物之间的关系；人类活动对环境的影响；人类与环境的协调发展；不同地区环境与生物之间的典型问题；环境问题的表现或环境问题的地域差异等。通过专题汇报，使学生了解人和自然的和谐统一，认识到绿水青山就是金山银山，初步形成可持续发展的观点。

3. 课后：课堂教学结束后，基于学生的课堂活动和各章节课堂测试成绩，进行教学反思，改进教学环节中的不足之处。在线布置任务导向性的课后作业，除了巩固课堂内容，部分作业可为课程知识点的理论性延伸，拓展学生的知识面。此外课后作业还应紧密联系生活实践，激发学生进一步思考。同时结合学生的学习兴趣和生物学领域最新研究进展，定期推送一些生物学相关的社会热点问题及理论应用与实践材料拓展课堂知识，以满足不同层次学生的学习需求，实现个性化教育。例如，通过详细解读2021年10月由中科院天津工业生物所主导完成的国际上首次人工合成淀粉的重大科技突破进展，提出我国科学家突破二氧化碳人工合成淀粉技术，对未来会产生哪些影响的问题，使学生接触前沿科学问题的同时进行更深层次的思考和探索。

4. 考核：根据混合式教学模式，课程考核分为线上成绩（30%）和线下成绩（70%）。线上成绩包括在线学习任务完成情况（10%）、线上作业完成情况（10%）及在线讨论互动情况（10%）；线下成绩包括上课出勤（10%）、课堂随机测验（10%）、专题汇报及探讨（10%）及期末考试成绩（40%）。

四、结语

线上线下混合式教学已成为我国高等教育信息化教学的一个主流趋势，如何更好地发挥线上教学与线下教学的优势互补，达到 1+1>2 的效果，是目前各大高校教学改革的重要方向。本文阐述了线上线下混合式教学模式的优势及其在高校教育教学方法改革的重要性，开展了普通生物学线上线下混合式教学体系的构建与实施。与传统课堂相比，线上线下混合式教学突破了时空局限，利用更丰富的线上教学资源，通过多元化教学手段，实现了学生的个性化需求，且完善了课程考核评价，极大地提高了学生的学习兴趣和学习主动性，对于高等教育教学改革具有积极意义。结合普通生物学课程的教学目标及生物学研究进展，本文在该课程教学实践过程中从课程设计、线上学习资源的构建、学生自主学习的引导、学生学习兴趣的挖掘、课堂知识的拓展、课程考核评价等多方面进行不断完善和优化，逐步构建适合该课程的教学体系，充分发挥教师的主导作用，引导学生成为学习的主体，培养学生有所思有所想，将所学与实际生产相结合，成为适应社会发展的能力型创新人才。

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