胡文海，曾建军，闫小红，王呈呈，李晓红

(井冈山大学生命科学学院，江西吉安，343009)

一、引言

培养一流人才、建设一流本科教育，需要一流课程。2019年，《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》提出：“课程目标坚持知识、能力、素质有机融合，培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维，培养学生深度分析、大胆质疑、勇于创新的精神和能力。”[1]然而，由于我国基础教育阶段的课程多以教师讲授为主，学生习惯于“被动接受式”学习模式，学生一般通过大量练习对知识点加以巩固，这导致其对知识的理解和运用仅限于考试解题，缺乏在更广阔的应用场景中对知识进行深度理解与运用的实践。[2]进入大学后，很多学生仍习惯于这种学习模式，这导致其学习主动性及对知识的理解与应用能力偏弱。[3]随着知识信息时代的到来，知识更新速度不断加快，主动接受新知识、培养自主学习能力成为当代大学生适应社会发展的重要能力。[4-5]

随着网络课程学习资源和网络课程平台的发展，线上线下混合式教学普遍被高校教师接受。学生可利用线上学习平台，依据个人的学习特点实现个性化学习。这种不受时间和空间限制的学习方式能有效提高学生的自主学习能力。然而，由于一些学生自主学习意识不强、缺乏有效的自主学习策略，加上一些教师对学生自主学习的有效引导不够、难以有效监督等原因，一些学生的自主学习效果不佳。[2，4，6]本研究立足大学生已具备的基本自主学习能力，以培养学生自主学习能力为主要教学目标，介绍植物生理学课程混合式教学在教学模式与教学方法两方面的改革探索。

二、明确教学目标，实现课程教学由“知识传授”向“能力培养”的转变

植物生理学课程是面向生物科学、生物技术和农学类各专业学生开设的基础必修课。该课程从植物的生长发育与形态建成、物质与能量转化、信息传递和信号转导三个方面，阐述了植物生命活动的基本代谢生理、生长发育生理以及对不良环境的反应，为学生正确理解植物在各种环境条件下的生命活动规律和机制，并应用于植物生产提供理论指导。课程设置有德育、认知、能力和发展四大目标。

第一，德育目标，即让学生明白植物生理学是与自然现象和植物生产密切相关的课程，使学生从思想上认识到植物与环境之间的相互作用和影响关系，深刻理解“两山理论”，进而树立正确的自然观，树立绿色发展的意识。

第二，认知目标，即让学生系统掌握植物生理学的基本概念和原理，了解学科发展动态和重要领域，并能够初步运用植物生理学的基础理论知识对植物生命活动现象和规律进行观察、解释和分析。

第三，能力目标，即让学生认识到植物生理学与农学、林学、园艺学等其他学科的联系，并能初步运用所学的植物生理学基本知识和方法说明和解决生活和生产实际中与植物生理学相关的问题，提高发现问题和解决问题的能力。

第四，发展目标，即让学生了解植物生理学学科发展前沿动态，教师通过自主学习法、专题讲座法、合作学习法等教学方法促进学生的自主学习与研究，培养学生的批判性思维、合作精神和终身学习意识。

三、改革教学模式，实现教师由“以教为中心”向“学与教并重”教学模式的转变

教与学是一个相辅相成的过程，在不同的教学环节中学生有着不同的学习习惯和学习特点。“以教为中心”的传统教学模式注重知识点的教授，学生以知识点的掌握和浅层理解为主，缺乏对知识体系的深度理解，这导致在这种教学模式下进行学习的学生对知识的应用能力较差，难以通过课程学习实现自主学习能力的提升。“学与教并重”的教学模式注重学生的自主学习，本文将围绕课前自学、课堂教学和课后学习三个教学环节，基于学生自主学习能力的培养，充分发挥线上线下教学优势，阐述 “学与教并重”的混合式教学模式的构建。

(一)课前的学与教

该环节以线上学习为主。教师设计好学习提纲，明确课前学习任务，并通过学习通网络课程平台提供课前自学所需的各种学习资源，引导学生自学。其目的是让学生带着对知识的初步理解和问题进入正式的课堂教学。在这一过程中，教师的教主要体现在章节学习提纲的设计上，即通过学习提纲整理出知识体系的衔接点和逻辑关系，提出学生在自学中可以思考的问题，引导学生进行自主学习。为了保证学生的自学效果，教师可以在每章节课堂教学开始前，通过课前自学测试对学生进行自学效果的测试。

(二)课中的教与学

该环节为线下课堂教学。教师的教学将不再按照教材原有的知识体系对知识点进行逐一的讲解，而侧重于帮助学生搭建知识体系和逻辑框架，并结合课程重点内容和学生课前自学的反馈对重难点问题进行详细讨论分析，帮助学生从知识体系上对知识点进行理解与掌握，提高学生对知识的理解程度与运用能力。其中，知识逻辑体系的建构与理解是课堂教学重点，主要采用问题引导法设计开展教学活动，即教师将课程知识体系进行解析，针对关键知识衔接点设置问题，引导学生通过对一个个问题的解决来理解和建立课程知识逻辑体系。重难点内容的理解是课堂教学的关键，教师应针对不同教学内容，分别采用讲授法、学科史法、经典实验解析法、案例分析法、专题讲座法等多元化教学方法来设计并开展课堂教学活动。并将课堂讨论发展为教学常态，引导学生从知识的产生、发展与运用等全方位的角度来感知知识发展脉络，以此加强学生对知识的深度理解，提高学生的知识运用和创新能力。

(三)课后的学与教

该环节为线上线下相结合的学习方式。线上学习的目的在于加深学生对课程知识的理解与掌握。学生利用线上课程资源，如课件教案、微课视频、教学案例库等对课堂上未能充分掌握的知识进行再学习；利用线上拓展资料库加深对植物生理学课程内容和学科发展的深度理解；通过线上讨论答疑区，以师生互动讨论的形式，对一些综合性的问题及在学习过程中遇到的疑问进行集中学习；利用线上课程自测题库对课程学习效果进行自我测试，及时掌握与反馈自身的学习情况。线下学习则采取学生专题报告的形式进行。在开学初，教师即给学生布置专题报告学习任务，每5人一组，每组选择一个选题。要求学生针对专题中涉及的植物生理学知识进行分析，制作成幻灯片进行公开讲解，讲解时间不超过10分钟。在学生讲解后，教师和其他组学生针对专题报告内容进行提问，并由小组成员进行回答。专题报告需要小组成员相互协作，要求小组成员能够自主搜查到相关专业文献资料、确定选题、完成报告内容及准备问题回答，这种方式有利于提高学生收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。教师在这个环节主要对学生进行两方面指导：一是对学生专题报告进行指导，及时解答学生在准备过程中遇到的各种问题，引导学生理顺专题报告逻辑；二是对学生专题报告进行点评分析，指出优缺点，提供改进方案。

上述教学模式有利于实现课程教学目标由“学生对知识的掌握”转向“学生对知识体系的理解、知识的运用和自主学习能力的培养”。

四、完善教学方法，实现学生由“被动接受式学习”向“自主学习”模式的转变

理解学习可以划分为三个层次：第一层次是知识的理解，即通过系统学习，学生可以理解并掌握知识；第二层次是知识的运用，即学生可以将知识运用到各种应用场景中解决问题；第三层次是知识的创新，即学生通过深度学习和思考，在已有知识的基础上可以创造出新知识。因此，大学教育不能把知识点的传授当作重要、唯一的责任，应注重培养学生自主学习能力。对于一些基础性知识，大部分大学生可以通过自学方式完成学习，但他们受限于知识结构和思维方式的不足，难以从整体上对知识体系有完整理解，也缺乏知识的运用和创新能力。基于这种认识，本文将课程学习分解为三方面：一是自主学习，二是知识逻辑体系的建构与理解，三是重点、难点和知识深度理解与运用。教师应针对不同环节采取不同的教学方法。

(一)自主学习

只有建立在学生主动有效的自主学习基础上的学习，才能真正实现教师由“以教为中心”向“学与教并重”教学模式的转变，学生由“被动接受式学习”向“自主学习”模式的转变。在植物生理学课程教学中，教师除了要求学生开展课前各章节的自学，还专门拿出“植物的矿质元素”和“植物同化物的运输”两章让学生以自学方式完成学习。教师在进行课堂教学前，先以课堂小测试的形式检测学生自主学习效果，再针对学生在测试中出现的错误，有针对性地对学生未掌握的知识点进行讲解。大多数学生完全能够通过自主学习掌握课程教学的基本知识点，但在知识的深度理解和运用方面还有欠缺。因此，教师在课堂上更重要的是引导学生理顺知识体系和逻辑关系，并深度思考知识的运用与创新。

(二)知识逻辑体系的建构与理解

这一环节是教学设计的重点。教师主要采用问题引导法设计并开展教学活动，即将课程知识体系进行解析，针对关键知识衔接点设置问题，引导学生通过一个个问题的解决来理解和建立课程知识逻辑体系。课程每一章的教学设计均采用了问题引导法。

以“光合作用”一章的教学为例。光合作用涉及能量代谢和物质代谢两方面，即植物吸收、利用光能，将无机物CO2和H2O合成有机物碳水化合物。教师针对学生已有的光合作用知识背景，提出了三大问题：植物如何吸收光能转化为稳定的化学能？植物如何将无机物CO2和H2O合成有机物碳水化合物？植物光合作用中能量代谢和物质代谢是如何联系到一起的？在此基础上，教师又将这三大问题分解为若干小问题，例如：植物如何吸收与传递光能？植物对光能的吸收与传递的场所、生理过程及其机制是什么？植物如何进行能量转换？能量转换场所在哪，有什么特征？转换如何进行?电子是如何从低能态H2O传递到高能态NADPH的？光合作用又是如何将能量从活跃的化学能(ATP和NADPH)转移到稳定的化学能(碳水化合物)中的？教师通过这些问题将光合作用的整体知识体系和逻辑关系有机串联起来，并在教学过程中引导学生一步步探寻问题的答案，当问题答案全部揭晓后，学生也就掌握了光合作用的整体知识体系和逻辑关系。

(三)重点、难点和知识深度理解与运用方面的教学

这一环节是教学设计的难点。教师针对不同的教学内容分别采用讲授法、学科史讲解法、经典实验解析法、案例分析法、专题讲座等多元化教学方法来设计并开展教学活动，引导学生从知识的产生、发展与运用等角度来感知知识运行脉络，加强学生对知识的深度理解，提高学生对知识的运用和创新能力。在植物生理学教学中，教师共设计有15次学科史讲解、14个经典实验解析、26个案例分析和1次专题讲座，举例说明如下。

1.学科史讲解法

以“植物生长素发现史”为例。1880年，达尔文父子发现并研究金丝雀鹝草胚芽鞘向光性，他们的实验得出两个推测：“弯曲生长是因为背光侧生长快”和“下部生长是因为尖端产生某种影响并传递到下部”。Jensen和Paal分别在1910年和1914年用实验证实了达尔文的两个推测，初步证明了这种影响的产生可能是由于化学物质所致。1928年，荷兰大学生Went与同学争论“这种生长物质是否能被破坏”，为了验证自己的观点，Went决定提取这一物质，经过多次失败后终于提取出来了，并命名为生长素。1934年，Kogl从人尿和玉米油等材料中分离出了这种物质。1946年，科学家从高等植物中分离出了生长素。生长素发现史的讲授主要向学生传达了三方面的知识：一是知识的创造来源于好奇心，学生应该保持对世界的好奇并孜孜不倦地探索；二是只要努力，本科生也能够创造出载入史册的新知识；三是科学研究除了要有创新意识，还需要有严谨的科学态度和正确的科研思维与方法。

2.经典实验解析法

例如，对1934年Stout和Hoagland发表于AmericanJournalofBotany上的“Upward and lateral movement of salt in certain plants as indicated by radioactive isotopes of potassium， sodium and phosphorus absorbed by roots”经典实验的解析。教师在讲授过程中采取引导法，先提出一个问题：根系所吸收的矿质元素是通过哪种输导组织(木质部还是韧皮部)运输到地上部的？在学生讨论后，根据学生的讨论情况，提出第二个问题：如何用实验来证实自己的设想？教师从实验设计角度引导学生思考：这个实验需要解决哪几个问题？一是要能够将木质部和韧皮部分隔开来；二是要能够检测出根系吸收的矿质元素，这样才能知道根系所吸收的矿质元素是通过什么途径运输，并且运输到哪里的。由此引导学生得出结论：第一，采用易于将木质部和韧皮部分开的植物(柳枝)作为实验材料； 第二，利用蜡纸将木质部和韧皮部隔开；第三，利用同位素(42K)示踪法进行实验。在此基础上，教师启发学生进行实验设计：采用具有放射性的钾离子同位素42K作为根系吸收的矿质元素，待培养吸收一段时间后，分别测定柳枝不同部位42K的辐射强度，以获取根系吸收的K+在柳枝各部分的分布浓度。过后，教师将论文关键实验结果展示出来，组织学生展开讨论。该教学方法不仅可以加深学生对知识的理解，还可以引导学生站在科学家的角度思考如何运用知识去创造新知识的问题，感受知识创造的美丽。

3.案例分析法

以园林绿化中的大树移植技术方案为例。影响大树移植成活的关键在于水分管理，即如何保障大树移植后根系吸水与树体失水之间的平衡。首先，教师让学生讨论：大树移植一般会采取哪些措施(如带土球移植、树干包裹、截干和修剪枝叶、搭荫棚、喷雾浇水、施用植物激素、树干注射营养液等)？其次，针对这些措施，引导学生讨论并分析其科学原理。最后，请一两位学生进行总结回答。这种教学方法可以让学生感受书本上的理论知识其实就存在于我们的生活中，提高学生对知识的理解与运用能力。

4.专题讲座

以最后一章“植物对胁迫的应答与适应”的教学为例。在课前，教师要求学生先进行自学，教师则主要对植物逆境生理中主流的活性氧伤害学说进行专题讲座。讲座内容结合了文献与教师的科研成果，从逆境胁迫下植物细胞中活性氧的产生、清除、伤害三个角度系统阐述逆境胁迫对植物的伤害机制以及植物对逆境胁迫的适应机制。这种教学方法可以让学生对知识进行综合理解。而运用知识解决科学问题的思维方式与研究方法有利于提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力，也为学生今后自主进行专题报告作出示范。

五、结语

植物生理学课程是生物类和植物生产类专业基础课，是一门理论与实践相结合的课程。实践证明，围绕课前、课中、课后三个教学环节，基于学生自主学习能力的培养，分别对学生的学提出明确的学习任务与目标，对教师的教加以有针对性的设计，能够使之更符合各教学环节学生的学习习惯和学习特点，有利于加强对学生自主学习的引导，也凸显了“以学生为本”的教育理念。