王海娟　曾和平　李萱　杨道丽　王宏镔　宁平　潘波　张德华

摘要：为提高生态学综合实验课程的两性一度，增加设计型实验开设比例，以撰写研究报告为成果导向，利用线上线下混合式教学调动以学生为主的教学方式，增加师生互动，形成“三融合”的混合式实验教学设计理念。通过三年的教学实践，明显改善了实验课教学效果，为“双一流”背景下培养创新型、综合型人才和分层次教学提供支撑。

关键词：网络教学;混合式教学;设计型实验;三融合

一、引言

实验（实习）是生态学及其应用教学过程中的一个重要组成部分，有助于训练学生实际动手能力，培养学生的独立思考工作的能力和运用生态学知识分析、解决实际问题的能力[1-3]。生态学属于多学科交叉渗透的科学，是高校多个相关学科专业的必修课程[4]。生态学综合实验是昆明理工大学环境科学专业本科生的必修课程，是生态学及其应用教学过程中的重要组成部分，具有鲜明的综合性和实践性。其开设目的在于通过实验操作，加深学生对生态学知识的理解与应用，培养创新能力。

高校实验室为培养学生实践动手能力、开发学生创新思维，培养创新型人才和应用型人才提供了重要空间[5]。一流实验室的建设是推进一流大学和一流学科建设的重要支撑，也是推动“双一流”建设的关键因素之一[6-7]。

二、教学内容的改革

教育是培养学生学习兴趣，引导学生自主学习，开创性学习。利用线上线下混合式教学实现实验教学的翻转课堂，使学生从被动填鸭式学习转化为探索型自主学习。有效培养了学生自主学习和终身学习的能力[8]。近年来举办的各类大学生创新和挑战大赛都对新时代大学生实践能力和创新能力提出更高的要求。实验课教学通过灵活运用“项目式教学法”、“答辩式教学”等有助于提高对学生创新意识和实践能力的培养[9-10]。

为提高课程挑战度，增加创新性，本课程教学利用线上线下混合式教学模式开课。增加设计型实验个数，让学生分组进行实验方案设计，给学生空间，以开放的思维，开放的要求由学生进行实验设计，包括研究目的、研究方法、实验操作、结果和数据分析等让学生以项目案例的形式进行研究，得出技术总结报告。这样的要求需要学生增加大量的文献阅读和知识拓展，因此以线上教学进行弥补，通过线上线下混合式教学模式可以很好的解决这一问题。

以“知识传授与价值引领相结合”为课程目标，优化课程内容体系建设，增加思政环节引入。课程实验主要分两类：一是有关生态因子现状分析的验证性实验;二是有关污染物对生物的影响以及如何利用生物进行污染物监测的設计型实验，包括人工熏气对叶片pH值和叶绿素含量的影响、蚕豆根尖微核实验、植物对污染物的吸收转运等。通过线上引入相关慕课视频资源，引导学生进行植物逆境生理学、毒理学和污染生态学等相关知识的拓展学习。学生分组制定研究目的与方案并实施研究，能让学生更好地认识到污染的危害性和治理的紧迫性，强化学生的环保意识。提升学生进行污染风险评价和食品安全评价的能力，促使学生主动思考探寻土壤污染修复的方法。加强学生实现美丽中国、食品安全、乡村振兴等的信念和责任，使学生感受到科研的魅力，体会到团结合作的重要性。

三、教学手段的改革

实验教学是加强学生综合素质的培养关键途径之一。其质量不仅关系着学生对理论知识的掌握程度，而且对学生的动手应用能力、逻辑思维能力、科研创新能力以及提出并解决问题的能力等方面的培养起着至关重要的作用[11-12]。紧跟学科发展前沿，把教学与科研紧密结合起来，随时更新相关的教学内容，始终保持教学内容中相关的专业知识与当前的科技发展同步，把国内外最新的理论与技术成果有选择地纳入课程，在遵循大纲体系、课程结构的前提下，保持课程内容的先进性与准确性[13-14]。

线上线下混合教学的优势分别体现在课前、课中和课后三个环节。课前可以自主学习拓展知识和实验技能，并确定研究目的和实验方案，并不断讨论完善方案;课中进行植物培养和具体实验研究;课后各实验小组进行数据分析与统计，在撰写本组实验报告的同时，进行组间比较，并撰写研究技术报告。

四、课堂教学方法

将“以学生为中心、成果为导向、与时俱进、持续改进”的理念贯穿于教学设计中。本实验课采用多种教学方法如案例教学法、项目研究式和小组探讨教学法等手段实现课程目标。形成了线上知识拓展法、小组项目研究式教学法和全程跟踪式教学法的“三融合”教学设计理念。以线上课程、雨课堂为纽带、以实验项目研究任务为驱动，基于“项目案例+团队合作”的教学模式，使课程分组以项目研究的方式进行实验设计，体现个性化、自主化，实现分层次教学。不同小组得出的技术报告均可圈可点，学生在数据分析与实验设计方面有何大的提高。

五、细化考核评价方法

结合探究性、设计型实验的开展考察学生的实验设计能力，动手能力[8]。加强实践平台建设，强化科教协同，强化实践育人环节。形成可回溯、可监督的多元化考核评价方法体系。细化考核方式，增加实验设计方案、研究技术总结报告环节，增加了学生的线下投入时间，并提升了考核挑战度。注重学习过程考核，包括考查实验原理的掌握程度、实验操作规范性、实验态度、实验设计的创新情况、实验结果、实验报告等方面。

注重督导和学生的评价与反馈，向学生发放调查问卷，进行有关教学内容安排和设计实验准备等方面的调查和反馈，并调整完善教学计划，以期取得更好的教学效果。

六、存在的不足与改进设想

设计型实验对学生锻炼效果较好，但是多数小组偷懒，只把必做项目按照设计型实验完成，选作项目则研究较少。另外各实验小组内部的同学也会有学生认真实施，有学生“懒惰躺平”，因此需要更加严格的打分和激励机制，进一步提高对每个学生参与研究的过程监控，帮助学生不断完善实验方案，提交优化的研究技术总结报告。强化实践育人环节，加强实践平台建设和线上资源建设，强化科教协同。以实践教育为突破口，系统拓展学生专业素质，实现由单一知识学习向综合素质提高、全面能力发展的转变的观念能落实到人才培养方案中。

参考文献：

[1] 曾文炉，马维琦，陈翠红，展思辉. “生态学基础实验”教学改革探析[J]. 实验室科学，2019，22（5）：119-121，125.

[2] 杨持.生态学实验与实习（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2008.

[3] 董正武. 线上线下混合式教学模式在高校生态学实验教学中的应用[J].赢未来，2021（10）：34-35.

[4] 宋彦涛 乌云娜 董玉瑛 张凤杰 欧晓霞 李琳琳. 适应大学生科研训练的生态学实验教学改革[J].中国现代教育装备，2019，（323）：69-70

[5] 张海峰.“双一流”背景下的一流实验室建设研究[J].实验技术与管理，2017，34（12）：6-10.

[6] 何碰成，王斌楠，黄文豪，等.“双一流”建设视角下高校实验室综合改革的策略与路径[J].实验室研究与探索，2017，36（12）：261-263.

[7] 何磊，陈欣，唐建军，吴敏.“双一流”背景下生态学教学实验室的建设与管理——以浙江大学为例[J].高校生物学教学研究，2019，9（5）：13-16.

[8] 羅晓铮，吴廷娟，董诚明等.中药资源与开发专业药用植物生理生态学实验教学探讨[J].教育现代化，2018，5 （06）：231-232，251.

[9] 姚文静，林树燕，徐勇.线上线下混合式教学在高校“普通生物学”课程中的应用[J].教育教学论坛，2021（51）：69 -72.

[10] 赵建刚，肖林，许德麟，许忠能，张修峰，林秋奇.“答辩式教学法”在水域生态学实验教学中的探索与实践[J].实验科学与技术，2021，19（1）：82-86.

[11] 张仁懿，袁建立，史小明.创新生态学实验教学 提高大学生综合素质[J].实验技术与管理，2017，34（6）：32-35.

[12] 沙沙，郑凤英.生态学实验教学中大学生生态文明思想和研究能力的培养[J].湖北开放职业学院学报，2021，34 （12）：148-149，156.

[13] 汪小会.有效提高学生创新能力的实验教学改革[J].高校实验室工作研究，2016，23（2）：6-7.

[14] 吕恒林，吴元周.加强实验室开放管理培养创新实践型本科生[J].实验技术与管理，2016，33（3）：5-7.

基金项目：2020年教育部产学合作协同育人项目 “生态监测与生态风险评价类师资培训”;2021年云南省专业学位研究生案例库《恢复生态学》案例课建设;昆明理工大学2020一流课程建设项目“生态学综合实验”、金课建设项目“生态学综合实验”、教改项目“本科生全程导师制度的建设”、“课程思政”专项“以生态文明思想为引领的环境类专业课程思政教学体系设计与实践”。