微课和雨课堂在作物育种学教学中的应用实践与反思

摘"要：为了提高作物育种学教学质量，在授课过程中将微课、雨课堂等教学手段融入课堂，微课的使用有利于将授课与育人、理论与实践、基础理论与科学前沿更好地融合，雨课堂的使用有利于增强教学互动、开展过程性考核和获取教学数据，为教学效果的进一步改进奠定基础，实现本科教学目标和新农科人才培养的要求。关键词：作物育种学；微课；雨课堂0"引言随着教育改革的不断深化，各种现代教育新技术层出不穷。教师需要根据课程的内容、性质，充分利用现代教育技术，如加强微课、慕课、雨课堂等手段的运用，激发学生的学习兴趣，打破课堂的沉闷气氛。为将这些新技术融入课堂，达到理想的授课效果，教师须根据课程目标、课程内容、教学条件、授课对象等因素进行探索和实践。作物育种学课程是石河子大学农学、种子科学与工程专业的必修课，该课程过去长期采用传统教学方法，教师根据教学计划给学生授课，学生被动学习，难以激发学习主动性。为了使课堂“活”起来，学生“忙”起来，增强师生间的互动，激发学生的学习兴趣，提高教学质量，近年来，授课教师将微课、雨课堂等先进教学手段融入课堂，从根本上改变了传统授课模式，实现了学生和教师间的实时互动，激发了学生的学习兴趣，改善了教学效果。下面对微课和雨课堂在石河子大学作物育种学课程中的应用进行阐述。1"微课的应用与带来的挑战微课是以视频为主要载体，围绕某个知识点或教学环节而开展的教学活动。微课具有教学时间短、教学内容较少、资源容量较小、资源使用方便等特点[1]。对于教师而言，将微课融入课堂，能够突破传统的授课模式，使枯燥的讲授通过生动的视频展现出来，是辅助教师上课的重要工具之一。对于学生而言，在传统的课堂学习中增加丰富的视听元素，能够激发他们的学习兴趣，帮助他们在学习中保持积极的态度。另外，微课还可以作为课堂学习的重要补充和拓展，为学生提供多样化的学习方式和途径，进一步增强学习效果[2]。微课在作物育种学课程中的应用实践和带来的挑战如下所述。1.1"微课的应用1.1.1"基于微课的思政元素挖掘教师在授课过程中需要积极挖掘思政元素，与理论授课相融合，达到授课和育人相结合的目的。作物育种学的迅猛发展与育种家的努力是密不可分的，一代代育种工作者用青春、智慧和汗水繁育出优良品种，为我国的种业发展和粮食安全铸造了坚实基础。涉农专业的学生应该了解育种家的故事和成就，继承和发扬老一辈育种工作者胸怀祖国、服务人民、踏实勤奋、精益求精等优秀品质。可以从电视和网络上看到大量育种家相关的访谈栏目，例如：中央电视台七套科技苑栏目播出的《大地之子——中国种业十大功勋人物推介活动》，其主要目的是弘扬中国种业人“执著梦想、合作创新、奉献种业、强国富民”的精神；中央电视台科教频道“人物·故事”栏目向人们讲述了袁隆平院士从20世纪60年代开始研究杂交水稻，创建了超级杂交稻技术体系，使我国杂交水稻研究始终居于世界领先水平；新华网“大国榜样”纪实性高端人物访谈栏目，让人们了解了油菜育种家傅廷栋院士带领团队，数十年筚路蓝缕，为保障我国种子安全勇攀高峰的故事。这些内容或生动有趣，或感人肺腑、催人奋进，是教师育人过程中不可或缺的优质资源。教师可以将这些视频资源进行剪辑，制作成5～10分钟的微课，结合授课内容进行播放，比如：讲述杂种优势利用章节时，播放关于袁隆平院士培育杂交水稻的相关微课；讲述远缘杂交章节时，播放关于李振声院士培育抗锈小偃麦系列品种的相关微课。对于育种家的贡献，教师的语言讲解往往难以打动学生，而微课视频中动听的音乐背景、适当的节奏和音效、丰富的视觉元素，非常容易激发学生的情感共鸣，达到理想的育人效果。种质资源的收集、保存和利用章节中也蕴含着丰富的思政元素。农业种质资源是国家战略性资源，事关种业振兴全局，没有种质资源作基础，再先进的育种技术和保障条件也不能凭空培育出优良品种。为了使人们了解和认识种质资源工作的重要性，我国科技工作者联合媒体拍摄了多部相关纪录片，如国之重器系列片之《种子方舟：国家农作物种质资源库》和《生命的起源是一颗种子》《种子种子》等。这些纪录片涉及种质资源收集、保存和利用的全过程，同时展示了我国种业的创新突破，讲述了种质资源与国家粮食安全的故事，也是制作微课的优质资源。1.1.2"微课在实验实践教学中的应用作物育种学是一门实践性很强的课程，将理论教学与实践教学相融合才能获得良好的效果。该课程包含32学时理论教学和16学时实验教学，受季节、天气和田间试验条件限制，一些田间试验难以正常开展。如棉花7月份开花，正值开展棉花有性杂交实验的关键时期，但学生处于暑假期间，导致相关田间试验无法开展。选单株、除杂等田间试验，由于育种田和教学区距离较远也难以开展。因此，16学时实验教学主要包括棉花、小麦和玉米等几种重要作物的室内鉴定实验。为了使学生在有限的时间内习得更多的实验、实践知识，教师可以录制相关微课，在教授理论知识的同时播放微课视频辅助教学，帮助学生更好地理解和掌握基础知识，同时加深记忆。作物育种学的主体内容是各种育种方法的工作要点和程序，这也是该课程的重点和难点。由于学生在后期实习阶段才能接触实践环节，导致理论学习和实践不能同步进行，学生难以理解各育种方法的相关理论知识。如育种工作者最常采用的处理杂种后代的方法——系谱法，这是一个十分重要的知识点。该方法涉及多个世代的工作，每个世代的工作重点不同，学生常常将这些内容混淆，难以理清头绪。教师在开展田间育种工作时将每个世代的工作重点拍摄下来，通过剪辑形成一个完整的微课，在讲述系谱法的同时播放视频，可以达到较好的授课效果。另外，讲解小麦、棉花和玉米等几种作物的有性杂交技术，水稻、玉米田间杂交制种技术，小麦、棉花田间除杂、选择和鉴定技术等，均有必要拍摄制作微课。教师自制微课展示的内容中常常包括学生熟悉的场景、人物和声音，容易使学生产生共鸣，从而增强学习趣味性，激发学生学习兴趣。1.1.3"基于微课的科学前沿学习作物育种学学科发展迅猛，先进的育种技术手段层出不穷，如基因编辑、转基因和分子标记辅助选择等。在授课过程中，将育种领域科学前沿融入课堂，可以激发学生的学习兴趣，培养他们的创新意识。先进技术的相关原理和操作过程对教师来说也是最新的知识，需要花费时间和精力弄懂弄通，学生理解和掌握起来难度更大，因此，授课过程中对所涉及知识的难易程度和时间长短进行掌控非常关键。如果简单提及，一带而过，学生难以理解和记忆；而要讲清楚技术的前因后果，则往往需要花费较多时间才能达到理想的教学效果。针对这一问题，教师可以从网络上搜索丰富的视频资源，将这些资源进行剪辑，制作成微课，如学校的作物育种学授课教师制作了关于CRISPR/Cas9基因编辑技术、病毒诱导的基因沉默技术等微课，在短暂的5～10分钟时间内，将某一新技术的原理、操作流程和在育种中的应用呈现出来。通过生动的视频展示，学生可在有限的时间内了解最新的科学前沿相关知识，并留下深刻的印象。1.2"微课应用带来的挑战微课的制作涉及多种软件，如剪映、喀秋莎等，教师需要投入一定的时间和精力学习并熟练掌握这些软件的使用。若涉及实践相关内容，教师可到田间地头实地拍摄，一些田间试验贯穿作物的整个生长周期，需在作物不同生长阶段多次拍摄，才能获取完整的视频资料，耗时较长。教师还需预先撰写讲稿，在室内录制讲稿内容。最后，教师需将拍摄的视频资料和录制的讲稿语音进行合理整合，要求内容完整有逻辑，同时与理论授课相融合。总之，想要获得优质微课资源，教师必须投入大量的时间和精力。对教师来说，微课的制作既是一种锻炼，也是一种挑战，需要将自己的科研、教学和生活相协调，以确保它们之间的平衡。在课堂中使用微课，教师须将其与授课内容完美融合，避免强行植入或植入过多，导致各知识点间的联系被割裂，学生难以理清各知识点间的逻辑关系。另外，微课的时长须把握在5～10分钟，不宜过长，内容要精练、清晰有逻辑，在十分钟内能够讲解透彻。微课的制作无须面面俱到，主题尽量选择教学的重点、难点和当下热点。知识点要准确无误，避免出现文字、语言和图片上的知识性错误或误导性描述。2"雨课堂的应用与带来的挑战传统课程教学包括教师授课和学生听课，教师掌控课堂，学生被动获取知识，课程互动以教师提问为主，大多数学生缺乏主动性，参与性不高，课堂气氛沉闷。2016年，清华大学推出雨课堂智慧教学工具，将PPT和微信完美结合[3]。教师可以将雨课堂作为辅助教学的工具，学生可将其作为学习工具，雨课堂的使用可以实现教师和学生间实时互动，从根本上改变传统授课模式，充分调动学生的学习积极性，打破课堂的沉闷气氛[4]。雨课堂在作物育种学课程中的应用实践和带来的挑战如下所述。2.1"雨课堂的应用2.1.1"教学互动雨课堂是一个十分优秀的教学助手，它可以协助教师在课前、课中和课后推送给学生一些学习任务，督促学生做好预习、听讲和复习各个环节[5]。作物育种学授课前，教师会推送一些问题让学生思考，或者推送一段视频资料，督促学生进行课前预习，让学生了解教师即将教授的课程内容，带着问题去听课。课中，教师根据授课重点、难点设计问题，鼓励学生通过雨课堂提供的发弹幕、投稿等功能与教师充分互动，该功能可以避免学生当面回答问题带来的课堂尴尬，提高学生的课堂参与度，激发学生的学习兴趣；借助雨课堂推送试题的功能，在授课过程中适时推送相关试题，督促学生参与课堂学习，避免部分学生长时间注意力分散。课后，学生可以随时打开手机查看视频或幻灯片，对课堂内容及时查漏补缺，达到充分复习的目的，为应对下次课课前提问环节做好准备。2.1.2"过程性考核作物育种学是合班课程，人数超过50人。在短短数周授课过程中，把握每个学生的学习情况并评定平时成绩，对教师来说是十分困难的。雨课堂可以对学生的全程学习情况进行记录和汇总，包括课前预习、课中学习和课后复习，为教师评定学生的平时成绩提供参考。作物育种学课程的平时成绩由考勤、课前提问和课堂表现三个部分组成，其中学生的考勤和课堂表现成绩可以通过雨课堂提供的详细数据获得。利用雨课堂的签到功能，教师能够快速掌握学生的到课情况，包括每个学生进入课堂的精准时间和旷到情况，避免每次课前点名，浪费授课时间。作物育种学课程学生的课堂表现成绩来自两个部分：一是借助雨课堂提供的发弹幕、投稿等功能，根据学生发弹幕和投稿的次数评判学生与教师的互动情况以及学生的课堂参与度；二是借助雨课堂推送试题的功能，根据雨课堂提供的答题完成率和正确率及时了解学生对知识的掌握情况，通过讲解错题加深学生对知识的理解和记忆。由于平时成绩和雨课堂的参与度密切相关，学生均十分重视雨课堂的使用，参与度大大提高，有效打破课堂的沉闷气氛。2.1.3"教学数据分析全学期授课结束后，教师可以利用雨课堂的数据统计功能收集教学活动中的各种数据，这些数据详细记录了每个学生整个学期的发弹幕、投稿、考勤、答题、预习和复习情况。教师根据这些数据，一方面可以评定学生的平时成绩，另一方面可以分析学生对不同章节重要知识点的掌握程度，把握学生整体学习情况数据，有利于结合学科发展和新农科发展要求，有的放矢地重塑教学内容，优化教学过程，更新教学方法和手段，为后期教学方案的调整和改进奠定基础，使整个教师教学过程、学生学习过程更加合理有效。2.2"雨课堂应用带来的挑战为了使雨课堂更好地服务于教学，教师需要付出更多的时间和精力备课，比如：课前选取适当的问题和视频资料推送给学生，督促学生预习；课中紧密结合授课重点，选取适量难度适中的试题考查学生的掌握情况，设计适当的问题通过发弹幕、投稿功能与学生进行互动，同时把握好授课的节奏；课后进行总结，完善课件或重新制作。上述工作将占用教师较多的课外时间，势必影响教师应用雨课堂的积极性。雨课堂是教学辅助工具，教师切勿将其放在教学的主要位置，忽视学生的中心地位，本末倒置，使其起到负面作用。如在课堂上师生通过推送试题和发弹幕互动，努力营造活跃气氛，提高学生课堂参与度，但需要注意两个问题。1）控制试题的数量、类型和难易程度。试题过多，学生答题、教师讲题会占用大量时间，从而影响授课进度。就作物育种学课程而言，每次课植入3～5个试题最适宜。试题类型以选择题、填空题最佳，便于学生操作。如果试题难度适中，学生每次课通过答题均能获得一个较好的分数，无疑会受到激励和鼓舞，从而增强学好这门课程的信心；如果试题过难，学生难以获得较好的分数，学习的积极性会受到打击，丧失信心，甚至会对课程产生抵触情绪。2）发弹幕、投稿功能具有一定的趣味性，但使用不当会分散学生的注意力，破坏课堂秩序。如果课堂上使用手机发弹幕、投稿过于频繁，手机时刻在手，有些学生难免会做一些与学习无关的事情。另外，有一部分贪玩的学生可能会发送一些与课程无关的弹幕，分散自己和他人的注意力。针对这些情况，教师须把握好互动次数，并严厉制止学生的不良行为，防止相关问题发生。在雨课堂课前、课中和课后各环节，可能存在作假、作弊和抄袭的情况，如课中一些学生没有集中精力听讲，答题时通过询问周围同学获取答案，获得虚高分数；还有一些学生听课认真，但由于手机网络不畅，无法参与答题或答题过慢，导致答题成绩偏低。因此，雨课堂最终汇总的数据不能百分之百公平公正地反映每个学生的真实学习状况，教师在评定平时成绩时需要结合学生的其他方面，包括考勤、课前提问等环节综合评定。雨课堂的功能贯穿课前、课中和课后各个环节，教师须合理使用，布置的任务量要适当，不要占用学生过多课余时间。学生课程繁