基于智慧教室平台的混合式教学模式探索与实践

——以《植物生理学》课程为例

史国民^1,3 ， 熊辉岩¹ ， 巨秀婷^1,3  ， 唐 楠^1,3  ， 何 涛^2,3*  

(1.青海大学 农牧学院，青海西宁 810016；2.青海大学 生态环境工程学院，青海西宁 810016；3.青海省园林植物与观赏园艺重点实验室，青海西宁 810016)

[摘  要]利用智慧教室平台开展混合式教学模式探索，已成为智慧教育时代教育教学改革的主流。本文结合《植物生理学》课程特点，对基于智慧教室平台的该课程混合式教学模式进行了探索与实践。从智慧教室的内涵与特征、混合式教学模式探索和智慧教室平台实施的优势三个方面，探讨了在课堂教学创新过程中的一些实践经验；以期改变传统“PPT+讲述”的教学现状，为《植物生理学》课程在智慧教室平台下的教学改革提供一些思路和参考。

[关键词]植物生理学；智慧教室；混合式教学；教学模式

[基金项目]2019年，青海大学、青海大学教育教学研究项目、基于智慧教室的《植物生理学》课程混合式教学模式探索与实践、项目编号JY201928。

[作者简介]史国民，（1984-），男，甘肃武威，博士，青海大学农牧学院农林系，讲师，主要从事植物生理学教学与研究;何涛，（1972-），男，四川南充，博士，青海大学教务处，教授(通讯作者)，主要从植物学研究。

[中图分类号]G642.41 [文献标识码]A   

在国家教育4.0时代背景下，采用智慧教室教学平台，实现了传统课堂教学与混合式教学模式的优势互补，为高校的教育教学改革提供了一种全新的思路。智慧教室实现了教学环境的优化和教学资源的整合，通过建构教师个性化的教学设计，实现以学生为中心的创新学习过程。基于智慧教室平台的混合式教学模式，可充分发挥教师的教学主导作用，同时也能提高学生自主探究的能力^[1]。在我国新农科教育中，采取“智慧教室+混合式教学”模式，以丰富的教学资源和多元化的教学形式实施教学，对于加快我国农学教育改革与创新，培养农业拔尖创新型科技人才具有重要的意义。

一、智慧教室的内涵与特征

（一）智慧教室的内涵

智慧教室是指为教学活动提供智慧应用服务的教室空间及其软硬件装备的总和，它是在物联网、云计算、大数据等新型信息技术推动下的教室信息化建设的新形态^[2]。智慧教室通过空间设备变化，拉进师生距离，既可集中授课又可分组教学、研讨、展示；在教学中可以实现手机互动、教学过程录制、课程直播等功能。灵活多样的互动教学模式，实现“以生为本”的教学理念，人人成为课堂的主角。

（二）智慧教室的特征

智慧教室是一种能优化教学内容呈现方式、便利学习资源获取、促进课堂即时深度互动的新型教室。智慧教室以PST理论（教学方法—学习空间—信息技术）为基础，主要包括内容呈现(Showing)、环境管理(Manageable)、资源获取(Accessible)、及时互动(Real-time Interactive)、情境感知(Testing）五个维度 ^[3]。智慧教室在技术层面包括扩声、视频显示、无限投屏、录播、VR技术、感知、中央控制、远程求助、电子班牌、交互协作等子系统；从教学设计层面上包括教授、学习、教学管理、教学评价等因素的聚合实现；在空间层面，它是物理空间和虚拟空间的有机结合，能贯穿课前、课中、课后数据延展，提供泛在学习(Ubiquitous learning)。

（三）高校智慧教室的建设

基于全国高校官方网址发布的数据进行汇总，截止2020年，发现42所“世界一流大学”建设高校100%完成智慧教室的建设。“世界一流大学”院校是教育改革的先锋，在人才培养质量、管理机制改革、环境队伍建设等方面均具有引领和示范作用。95所“世界一流学科”建设高校中有92所院校完成智慧教室的建设，占96.4% ^[4]。以青海大学为例，该校共建设87间智慧教室，2019年9月正式投入使用，已完成智慧教室运行管理和教学质量评价机制构建，使智慧教学成为教育教学新常态；还有在清华大学“学堂在线”的大力支持，积极推进MOOC课程在智慧教室中的应用。

二、混合式教学模式的探索

（一）《植物生理学》课程教学模式构建

基于智慧教室开展混合式教学，为《植物生理学》混合式教学的构建提供思路和途径。以建构主义理论和PST框架为设计原则，将学习空间、主题课程和教学模式之间协调关联，创新学习环境，实现学习空间、信息技术与教育教学的深度融合（如下图）。采用混合式教学模式，利用智慧教室等教学辅助平台提升课堂教学效率，提高学生的自主学习能力，从而获得优化的教学效果。

图 基于智慧教室的《植物生理学》教学模式

（二）《植物生理学》课程混合式教学的实践

针对传统课堂教学与基于智慧课堂的互动式教学进行对比，从混合式教学构建的学习对象、教学目标、学习内容、学习资源、活动设计、考核评价体系等六个方面，探索智慧教室在《植物生理学》课程混合式教学中的积极作用。

1、学习对象

西北地方性高校，有着本地生多（省内生源约占60％）、民族生多（占30％）、农村学生多等生源特点，而且在每一个行政班级中学生学业起点不同，生源质量差距较大。在传统专业课程教学中，表现出高分生源学生知识容量不够，教学内容深度过浅；低分生源学生对课堂知识理解困难，不能及时理解和掌握。这就迫使我们一线教师在教学中大力改革，推进混合式教学，让每一位学生在课程教学中得到有效的提升。

2、教学目标

通过《植物生理学》课程的学习，使学生掌握植物生命活动的规律及其与环境的关系；理解植物生产有密切联系的植物生理学基本理论和基础知识，并引导学生将所学理论知识运用于生产实践和科学研究；查阅参考资料，及时了解学科发展的前沿动态，培养学生综合分析能力与创新能力，促进学生综合素质的提高。

3、学习内容

植物生理学是研究植物生命活动基本规律的学科，是一门理论性极强，但又与实践密切相结合的课程^[5]。课程学习内容主要由细胞生理、代谢生理、信号转导、发育生理和逆境生理五大部分组成。该课程是植物生产的理论基础，以精准农业、绿色有机农业、资源高效利用与环境保护为标志的现代农业为人类提供高产优质安全的农产品，迫切需要植物生长发育规律与调节、生产与环境协调发展的原理与技术为支撑。

4、环境资源

随着教育技术的发展和智慧教育时代的到来，高校的教育教学改革可以打破教学的时空限制，积极构建混合式教学模式，为学生通过网络学习平台、移动智能终端开展自主学习和学习互动提供更多的便利。资源获取的最佳途径是学习空间的建设，课堂教学中资源获取的便利性和实用性是“智慧教室”建设成功的重要因素之一。将现代教育技术应用于学习空间的建设，整合各类学习资源，在智慧教室一个空间里聚合展示^[6]。

5、活动设计

在教学活动设计中，将BOPPPS教学模式引入混合式教学，帮助学生更好地理解知识、增强独立思考能力，培养创新思维^[7]。

首先，在课前教师根据植物生理学课程教学内容、教学大纲和学习目标要求，针对性地进行预习内容的设计和学情分析，布置学习任务，并通过“雨课堂”将MOOC资源以及预习课件推送给学生进行课前预习。

其次，在课中利用智慧教室优势资源实施教学，通过发布课堂测评和主题研讨，学生进行互动答题。将课堂交给学生，通过分组研讨、生讲师评等方式使学生进一步深入理解相关概念、原理及应用。教师利用智慧教室互动功能，让学生对所学知识各抒己见，通过不懂功能向教师反馈学习难点，教师进行实时讲解，不但增加了老师和同学的交流，也提高了学生的参与感。

最后，在课后教师通过智慧教室网络平台为学生答疑解惑，作业批改，与学生进行交流等。授课结束后，基于智慧教室平台的大数据分析，教师能够更全面、客观、真实地对学生学习情况进行评价。

6、教学评价

结合智慧教室和雨课堂评价体系记录结果，丰富了课程考核的内容和形式，可以客观、公平地形成过程性评价及形成性评价，从而更全面、真实地对学生学习情况及教师教学效果做出科学评价。在基于智慧教室平台的《植物生理学》课程混合式教学的实践中，建立了一套该课程客观、全面的考核评价方案，评价内容、要求及各部分所占权重如下表所示。

表 基于智慧教室的《植物生理学》课程成绩考核方案

三、基于智慧教室的混合式教学模式的优势

（一）优化课程内容的创新设计

在混合式教学模式下，根据《植物生理学》主要篇章，设计“细胞生理、代谢生理、生长生理、发育生理、抗逆生理”五大模块。课程内容设计注重理论联系实践，以知识目标为导向，以点带面，推进混合式教学模式的运用。课程内容设计中将智慧教室教学平台、雨课堂等教学工具和MOOC课程等教学资源，有机的融入到课程的教学过程设计中，拓展教学途径，提高教学效率。教师精心地设计教学各环节，有利于推动课程教学改革，充分调动学生学习的主动性和积极性，从而培养学生的创新能力。

（二）促进教学方式的改革创新

利用智慧教室教学平台，在混合式教学模式改革中着力整合现代教学资源和传统教学经验，有效的结合智慧教学和传统教学优势，为学生的成长、成才提供探究式的教学环境，让干扰课堂教学的手机成为互动课堂学习的新载体。在以往高校课程教学中，主要以“PPT+讲述”的单一模式为授课的主要方式；突出表现为课堂教学效果不好，也是制约打造高校“金课”的主要因素。在智慧教室中，指导学生采用多种学习方式，拓展学生的学习途径和思维空间。

（三）完善评价体系的客观合理

采用智慧教室网络环境，完善过程评价和终结评价，使课程教学评价更加合理。通过智慧教室和互动教学平台的支撑，教师可以全面收集和掌握教学质量的相关数据，并以此为依据调整教学策略、教学方法、教学进度安排等。利用智慧教室教学过程监测及数据分析的优势，及时掌控学习进程，以调动学生的主观能动性。借助智慧教室教学工具，既建立了有效的形成性评价机制，也推进了以学生为中心的教与学，实现了以学生的学习成效为中心的教学模式。

基于智慧教室的《植物生理学》课程混合式教学，提高了学生自主学习的能力和学习积极性，同时还培养了学生独立思考、合作沟通和创新的能力，使学生在学习过程中得到了全面发展，取得了良好的教学效果。调查研究基于智慧教室平台的混合式教学模式对学生学习效果的影响，实践教学表明该模式提升课堂教学效率，提高学生的自主学习能力，获得优化的教学效果。此外，智慧教室在植物生理学课程上的实践经验，为该课程在智慧教室教学环境下的进一步实践推广打下坚实的基础，也发挥辐射引领作用。

[参考文献]

[1]何克抗.智慧教室+课堂教学结构变革—实现教育信息化宏伟目标的根本途径[J].教育研究, 2015, (11): 76-81.

[2]聂风华, 钟晓流, 宋述强. 智慧教室: 概念特征、系统模型与建设案例[J].现代教育技术, 2013, 23(07): 5-8.

[3]黄荣怀, 胡永斌, 杨俊峰, 等. 智慧教室的概念及特征[J]. 开放教育研究, 2012, 18(2): 23.

[4]王健, 姚远. 高校智慧教室的建设现状和应用策略研究[J]. 软件, 2020, 41(06): 261-266.

[5]王小菁. 植物生理学（第8版）[M]. 北京:高等教育出2版社, 2018.

[6]赵延燕. 融媒体环境下高校英语混合式教学模式探索[J]. 教育理论与实践, 2019, 39(24): 63-64.

[7]张建勋, 朱琳. 基于BOPPPS模型的有效课堂教学设计[J]. 教法与学法, 2016(11): 25-28.

Exploration and Practice of Plant Physiology Blended Teaching Model Based on Smart Classroom Platform

SHI Guo-min^1,3,XIONG Hui-yan¹, JU Xiu-ting^1,3, TANG Nan^1,3, HE Tao^2,3*

(1. Agriculture and Animal Husbandry College, Qinghai University, Xining, Qinghai 810016,China; 2. School of Ecol-Environmental Engineering, Qinghai University, Xining, Qinghai 810016,China; 3.Key Laboratory of Ornamental Plants and Horticulture of Qinghai Province, Xining, Qinghai 810016,China)

Abstract: Using the Smart classroom platform to explore the mixed teaching model has become the mainstream of education and teaching reform in the era of wisdom education. Combined with the characteristics of plant physiology course, this paper explores and practices the mixed teaching mode of this course based on the intelligent classroom platform. From three aspects of the connotation and characteristics of smart classroom, the exploration of hybrid teaching mode and the advantages of the implementation of smart classroom platform, some practical experiences in the process of classroom teaching innovation are discussed. This work discusses our own methods and practices in the teaching process in order to change the current traditional "PPT + telling" teaching status and provide some ideas and references of plant physiology course for teaching reform.

Key words: Plant physiology; Smart Classroom; Blended teaching; Teaching methods