融合植物信息交互系統(tǒng)的混合式教學(xué)探索

摘要：隨著信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，線上線下混合式教學(xué)為植物地理學(xué)課程數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了新方向。如何整合高校植物信息交互系統(tǒng)與線下課堂并解決傳統(tǒng)教學(xué)出現(xiàn)的困境是當(dāng)前亟需探索的問(wèn)題。本文利用植物信息交互系統(tǒng)搭建兼顧資源共享與師生互動(dòng)的線上教學(xué)環(huán)境，結(jié)合課程特點(diǎn)從知識(shí)學(xué)習(xí)的三個(gè)階段構(gòu)建混合式植物地理學(xué)教學(xué)模式，提出實(shí)施混合式植物地理學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)的具體路徑。關(guān)鍵詞：混合式教學(xué)模式；植物信息系統(tǒng)；植物地理學(xué)；教育數(shù)字化；教學(xué)交互植物地理學(xué)是植物學(xué)與地理學(xué)之間的交叉學(xué)科，主要研究生物圈中各地區(qū)植被的種類組成、地理分布規(guī)律以及與自然環(huán)境的關(guān)系，是培養(yǎng)學(xué)生科研素養(yǎng)和創(chuàng)新思維的重要學(xué)科［1］。目前，大多數(shù)高校植物地理學(xué)課程學(xué)時(shí)有限，主要以教師主導(dǎo)講授、學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的傳統(tǒng)教學(xué)模式為主，考核方式普遍采用閉卷成績(jī)?yōu)橹?、課堂表現(xiàn)為輔的形式進(jìn)行，存在師生交流互動(dòng)不充分、實(shí)踐活動(dòng)不足、教學(xué)資源更新緩慢、學(xué)習(xí)成果缺乏共享性、教學(xué)評(píng)價(jià)缺乏有效性的問(wèn)題。近年來(lái)，教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型已成為世界范圍內(nèi)教育改革和發(fā)展的主要趨勢(shì)。黨的二十大首次將“推進(jìn)教育數(shù)字化”寫入報(bào)告，凸顯了數(shù)字化對(duì)于教育的重要性。線上線下混合教學(xué)模式利用現(xiàn)代信息技術(shù)將部分教學(xué)資源數(shù)字化，促進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)活動(dòng)的重構(gòu)，為解決當(dāng)前植物地理學(xué)教學(xué)問(wèn)題、實(shí)現(xiàn)植物地理學(xué)課程數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了方法路徑。在浙江大學(xué)的籌劃和組織下，全國(guó)高校建立中國(guó)大學(xué)植物網(wǎng)聯(lián)盟，致力建設(shè)高效校園植物信息系統(tǒng)，將校園植物的教學(xué)資源數(shù)字化記錄，為植物學(xué)等相關(guān)課程教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供平臺(tái)基礎(chǔ)［2-5］。部分高校繼續(xù)融合現(xiàn)代軟件的交互功能，如公眾號(hào)、微信群、小程序等，建設(shè)支持在線交流與互動(dòng)學(xué)習(xí)的教學(xué)環(huán)境，進(jìn)一步改善學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)、提升教學(xué)效果［6-8］。總體而言，我國(guó)大部分高校已初步探索植物學(xué)相關(guān)課程資源信息系統(tǒng)的建設(shè)，并積累有一定數(shù)字化成果。但是，如何有效整合植物信息交互系統(tǒng)和植物地理學(xué)課程特點(diǎn)構(gòu)建混合教學(xué)模式，達(dá)成線上線下教學(xué)的有機(jī)銜接，應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題，是實(shí)現(xiàn)植物地理學(xué)課程數(shù)字化轉(zhuǎn)型所面臨的共同挑戰(zhàn)。本文以廣州大學(xué)為研究對(duì)象，旨在通過(guò)校園植物信息交互系統(tǒng)，結(jié)合植物地理學(xué)課程特點(diǎn)，從知識(shí)準(zhǔn)備、內(nèi)化、深化三個(gè)階段逐級(jí)構(gòu)建混合式植物地理學(xué)教學(xué)模式，并提出混合式植物地理學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)的具體路徑，以期進(jìn)一步促進(jìn)植物地理學(xué)教學(xué)的數(shù)字化變革，提高教學(xué)效果和質(zhì)量。一、植物地理學(xué)線上教學(xué)環(huán)境建設(shè)廣州大學(xué)校園植物信息交互系統(tǒng)由校園植物網(wǎng)、微信公眾號(hào)和小程序三個(gè)模塊組成，通過(guò)公眾號(hào)菜單實(shí)現(xiàn)模塊間的互聯(lián)。該系統(tǒng)不僅涵蓋校內(nèi)的豐富植物信息資源，還為學(xué)生提供了動(dòng)態(tài)多元的學(xué)習(xí)交流環(huán)境，有助于植物地理學(xué)知識(shí)的傳播和共享（圖1）。校園植物網(wǎng)：設(shè)置有植物圖庫(kù)、植物名錄、植物分布地圖等板塊?！爸参飯D庫(kù)”方便師生突破時(shí)空限制獲取植物不同物候時(shí)期的影像與標(biāo)本資料，“植物名錄”提供植物資源的檢索統(tǒng)計(jì)，“植物分布地圖”可查詢校園植物的空間分布情況。此外，通過(guò)“NSII校園植物聯(lián)盟”板塊，學(xué)生可訪問(wèn)其他聯(lián)盟高校植物網(wǎng)的資源數(shù)據(jù)并與其他高校學(xué)生交流。公眾號(hào)：根據(jù)植物地理學(xué)課程進(jìn)度和實(shí)習(xí)安排，推送知識(shí)資訊方便學(xué)生預(yù)習(xí)，學(xué)生輸入指定關(guān)鍵詞即可獲取相應(yīng)植物介紹文章。教師也可在該模塊提供學(xué)術(shù)前沿信息、展示優(yōu)秀課程作業(yè)為學(xué)生補(bǔ)充學(xué)習(xí)案例。此外，公眾號(hào)還可提供其他新增模塊的鏈接入口。這些設(shè)置為學(xué)生提供更豐富的學(xué)習(xí)資源和學(xué)術(shù)支持。小程序：設(shè)置有植物地圖、植物熱度排行榜與植友圈三個(gè)板塊。在“植物地圖”上，學(xué)生可指定植物定位導(dǎo)航、查詢周邊植物信息，也可標(biāo)記拍照、記錄軌跡，制作個(gè)人植物足跡地圖?！爸参餆岫扰判邪瘛笨商峁┬@當(dāng)季熱門植物資訊?！爸灿讶Α笔羌瘜W(xué)習(xí)、交流、共享為一體的線上學(xué)習(xí)社區(qū)。在該板塊，學(xué)生可發(fā)帖提問(wèn)、分享植物圖文趣事、提交并評(píng)價(jià)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)資源共享并進(jìn)行交流互評(píng)互助。教師可通過(guò)互動(dòng)反饋更準(zhǔn)確把握學(xué)情，及時(shí)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃以實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。學(xué)生參與社區(qū)討論的表現(xiàn)、作業(yè)評(píng)價(jià)等數(shù)據(jù)能為教師提供更具體的教學(xué)反饋，從而更科學(xué)有效地評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上，融合校園植物信息交互系統(tǒng)的混合式植物地理學(xué)教學(xué)能幫助教師建設(shè)科學(xué)決策、師生充分交流、教學(xué)資源再生共享的植物地理學(xué)課堂，助力學(xué)生在實(shí)踐探索中從身邊的一草一木感悟植物地理的奧妙。二、混合式植物地理學(xué)教學(xué)模式設(shè)計(jì)1.植物地理學(xué)課程特點(diǎn)植物地理學(xué)課程內(nèi)容豐富，主要涉及基礎(chǔ)知識(shí)、理論知識(shí)和實(shí)踐應(yīng)用（表1）。植物地理學(xué)融合了地理學(xué)、植物學(xué)和生態(tài)學(xué)等多個(gè)學(xué)科內(nèi)容，涵蓋廣泛而復(fù)雜的理論知識(shí)，關(guān)注不同區(qū)域植物類群的種類組成分布規(guī)律。它是建立在實(shí)踐基礎(chǔ)上的學(xué)科，具有綜合性、區(qū)域性、實(shí)踐性的特點(diǎn)。2.混合式教學(xué)模式構(gòu)建混合式教學(xué)利用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)重構(gòu)“教”與“學(xué)”的結(jié)構(gòu)和方法，兼具線上學(xué)習(xí)和線下教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，為學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)的綜合數(shù)據(jù)，從而形成以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)課堂［9］。針對(duì)當(dāng)前高校植物地理學(xué)課程數(shù)字化轉(zhuǎn)型所面臨的挑戰(zhàn)，將校園植物信息交互系統(tǒng)功能和植物地理學(xué)課程特點(diǎn)相結(jié)合，從知識(shí)準(zhǔn)備、知識(shí)內(nèi)化和知識(shí)深化3個(gè)階段逐層遞進(jìn)構(gòu)建混合式植物地理學(xué)教學(xué)模式，以“植物六大器官的形態(tài)觀察”內(nèi)容為例進(jìn)行展示（圖2）。開(kāi)展教學(xué)前，教師需向?qū)W生展示校園植物信息交互系統(tǒng)的使用方式，公布課程考核指標(biāo)與權(quán)重，激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)活動(dòng)。（1）知識(shí)準(zhǔn)備：實(shí)踐探索的主動(dòng)學(xué)習(xí)植物地理學(xué)以實(shí)踐為基礎(chǔ)。學(xué)生在學(xué)習(xí)概念原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行收集資料、田野調(diào)查和討論分析等實(shí)踐練習(xí)，可達(dá)到理解應(yīng)用的初級(jí)認(rèn)知水平。因此，在知識(shí)準(zhǔn)備階段，需要引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)理論知識(shí)，并進(jìn)一步開(kāi)展實(shí)踐探索。教師依據(jù)學(xué)情分析在小程序投放課程資源，適當(dāng)安排實(shí)踐性學(xué)習(xí)任務(wù)，如植物分享、話題研討、投票辯論、標(biāo)本制作促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，組織線上交流討論并及時(shí)解答學(xué)生尚未解決的問(wèn)題。學(xué)生可利用植物地理信息交互系統(tǒng)功能進(jìn)行課前實(shí)踐探究，如通過(guò)校園植物網(wǎng)中的“植物名錄”和“植物分布地圖”實(shí)現(xiàn)物種查詢與快速定位，通過(guò)“植物圖庫(kù)”檢索并比較植物的形態(tài)特征，利用公眾號(hào)推文獲取各類植物資訊與學(xué)習(xí)資料。學(xué)生通過(guò)積極實(shí)踐和主動(dòng)思考完成課前準(zhǔn)備工作，在討論交流中察覺(jué)自身的知識(shí)盲區(qū)，為下一階段的深度學(xué)習(xí)奠定經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)。（2）知識(shí)內(nèi)化：?jiǎn)栴}導(dǎo)向的深度學(xué)習(xí)相較于簡(jiǎn)單記憶和非批判性接受知識(shí)的淺層學(xué)習(xí)，深度學(xué)習(xí)是對(duì)特定主題的持續(xù)探究，使學(xué)生突破表層知識(shí)，達(dá)成對(duì)知識(shí)意義的深層理解［10］。植物地理學(xué)知識(shí)內(nèi)容繁雜，僅運(yùn)用傳統(tǒng)的知識(shí)灌輸模式，學(xué)生難以真正掌握知識(shí)內(nèi)容的本質(zhì)。知識(shí)內(nèi)化階段是以問(wèn)題為導(dǎo)向的深度學(xué)習(xí)過(guò)程。在本階段，教師需要結(jié)合教學(xué)目標(biāo)、課前任務(wù)完成情況以及學(xué)生在實(shí)踐交流中的困惑分析評(píng)估，調(diào)整線下講授的重難點(diǎn)，生成課堂討論話題，引導(dǎo)學(xué)生在整理復(fù)雜植物地理知識(shí)的基礎(chǔ)上對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行有針對(duì)性的研究。學(xué)生在線上學(xué)習(xí)時(shí)發(fā)現(xiàn)和交流問(wèn)題，在線下課堂繼續(xù)深入研討與探究問(wèn)題，以此激發(fā)自身的高階思維活動(dòng)，為下一階段的總結(jié)反思學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。另外，在線下教學(xué)過(guò)程中，教師可通過(guò)剖析案例、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、學(xué)生講評(píng)等多種方式創(chuàng)新教學(xué)方法，提升學(xué)生課堂參與的廣度和深度，促進(jìn)師生之間的互動(dòng)交流。（3）知識(shí)深化：互評(píng)互助的反思學(xué)習(xí)事物的發(fā)展總是螺旋上升的，知識(shí)學(xué)習(xí)亦是如此。因此，在知識(shí)深化階段，學(xué)生應(yīng)當(dāng)持續(xù)進(jìn)行總結(jié)、反思和優(yōu)化?；诰€上自主實(shí)踐與課堂深度學(xué)習(xí)，以互評(píng)反思的形式進(jìn)行兩種學(xué)習(xí)活動(dòng)促進(jìn)知識(shí)深化。一是建構(gòu)植物地理知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。學(xué)生結(jié)合自身情況和課程章節(jié)，選擇思維導(dǎo)圖、植物專題圖或植物影像等個(gè)性化方式建構(gòu)網(wǎng)狀知識(shí)結(jié)構(gòu)，在學(xué)習(xí)社區(qū)發(fā)布作品并進(jìn)行互評(píng)。結(jié)合學(xué)生的評(píng)論和教師的指導(dǎo)意見(jiàn)，學(xué)生可自主優(yōu)化作品。優(yōu)質(zhì)的作品最終將被收錄在公眾號(hào)展示。二是重新審視任務(wù)。學(xué)生對(duì)知識(shí)準(zhǔn)備階段的任務(wù)成果進(jìn)行反思、評(píng)價(jià)和修正，通過(guò)多次改進(jìn)優(yōu)化達(dá)到知識(shí)的高級(jí)認(rèn)知層級(jí)。這兩種學(xué)習(xí)活動(dòng)都有助于加深學(xué)生對(duì)植物地理知識(shí)的深度理解，提高學(xué)生的批判性思維能力和學(xué)習(xí)效果。三、混合式植物地理學(xué)教學(xué)策略1.明確學(xué)情和目標(biāo)，設(shè)計(jì)適當(dāng)學(xué)習(xí)任務(wù)在開(kāi)展植物地理學(xué)課程混合式教學(xué)之初，明確學(xué)情和目標(biāo)至關(guān)重要。教師可通過(guò)課程伊始的學(xué)情調(diào)研和與學(xué)生的交流對(duì)話，了解學(xué)生的知識(shí)水平、學(xué)習(xí)風(fēng)格和興趣愛(ài)好，結(jié)合教學(xué)要求，為學(xué)生設(shè)定合理的學(xué)習(xí)目標(biāo)，安排適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)任務(wù)。設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，教師應(yīng)結(jié)合課程實(shí)踐內(nèi)容進(jìn)行組織。例如，在學(xué)習(xí)植物基礎(chǔ)知識(shí)章節(jié)時(shí)，可要求學(xué)生分享感興趣的植物并結(jié)合所學(xué)內(nèi)容介紹植物；在講授植物生活與環(huán)境時(shí)，可結(jié)合植物地理的地域性，設(shè)計(jì)研究當(dāng)?shù)卮硇灾参锱c環(huán)境之間關(guān)系的實(shí)踐活動(dòng)；在認(rèn)識(shí)植物群落時(shí)，可借助植物信息交互系統(tǒng)的“植物地圖”功能定位校內(nèi)具有代表性的植物群落，帶領(lǐng)學(xué)生走出教室，直接觀察分析植物群落的特征。2.依據(jù)課程內(nèi)容，實(shí)施多種教學(xué)路徑不少地方高校教師對(duì)混合式植物地理教學(xué)的本質(zhì)理解不足，將線上學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單視為利用植物信息系統(tǒng)的拓展學(xué)習(xí)，線下仍然采用以教師為中心的教學(xué)方式。這種做法忽略了混合式教學(xué)的核心原則和優(yōu)勢(shì)，不僅不能充分發(fā)揮混合式教學(xué)的引導(dǎo)、互動(dòng)和評(píng)價(jià)等功能，還忽視了線上線下教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)聯(lián)系。在實(shí)施混合式植物地理學(xué)教學(xué)模式過(guò)程中，根據(jù)課程內(nèi)容性質(zhì)，可采用三種不同的教學(xué)路徑：一是針對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)，采用線上導(dǎo)學(xué)—完成學(xué)習(xí)任務(wù)—社區(qū)交流答疑—教師線上評(píng)估+知識(shí)梳理—建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)—達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)的路徑；二是針對(duì)理論知識(shí)，實(shí)施線上導(dǎo)學(xué)—完成學(xué)習(xí)任務(wù)—社區(qū)交流答疑—教師優(yōu)化教學(xué)計(jì)劃+生成課堂問(wèn)題—重難點(diǎn)講解+案例分析+討論—建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)+改進(jìn)任務(wù)—達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)的路徑；三是針對(duì)實(shí)踐類內(nèi)容，路徑變式為線上導(dǎo)學(xué)—完成學(xué)習(xí)任務(wù)—社區(qū)交流答疑—教師收集問(wèn)題+組織實(shí)踐活動(dòng)—師生實(shí)踐探索+研討—改進(jìn)任務(wù)—達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。具體見(jiàn)圖3。3.完善評(píng)價(jià)制度，提升評(píng)價(jià)科學(xué)性學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)結(jié)果可評(píng)估學(xué)生學(xué)習(xí)效果和幫助教師調(diào)整教學(xué)活動(dòng)［11］。傳統(tǒng)學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)分為形成性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)，體現(xiàn)過(guò)程的形成性評(píng)價(jià)通常為出勤情況、課后作業(yè)等，展示成果的終結(jié)性評(píng)價(jià)包括期末考試或論文匯報(bào)［12］?；旌鲜街参锏乩韺W(xué)教學(xué)模式對(duì)學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)制度進(jìn)行了改革創(chuàng)新，注重線上、線下評(píng)價(jià)并行?；谛畔⒓夹g(shù)和大數(shù)據(jù)分析，線上方面通過(guò)系統(tǒng)訪問(wèn)時(shí)長(zhǎng)、交互頻次和學(xué)生互評(píng)等指標(biāo)評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)能力；線下課堂則通過(guò)實(shí)踐任務(wù)完成度和學(xué)習(xí)作業(yè)質(zhì)量情況評(píng)估學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)程度和知識(shí)應(yīng)用能力。評(píng)價(jià)主體不僅要考慮教師，還需要包含學(xué)生的自我評(píng)價(jià)和學(xué)生之間的相互評(píng)價(jià)。這種評(píng)價(jià)制度能使教師及時(shí)關(guān)注學(xué)生的發(fā)展，根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)和反饋調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)，更科學(xué)有效地衡量學(xué)生的學(xué)業(yè)表現(xiàn)，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成長(zhǎng)。4.再生教學(xué)資源，共享學(xué)習(xí)成果傳統(tǒng)植物地理學(xué)課程資源基本由教師單方面開(kāi)發(fā)或選擇使用，學(xué)生幾乎沒(méi)有機(jī)會(huì)參與教學(xué)資源的開(kāi)發(fā)，但僅靠教師單方面投入容易導(dǎo)致教學(xué)資源更新緩慢、教與學(xué)不契合等問(wèn)題［13］。因此，將傳統(tǒng)的單向靜態(tài)課程資源開(kāi)發(fā)模式轉(zhuǎn)變?yōu)閹熒步ǖ脑偕蚕砟Ｊ剑瑢W(xué)生可借助植物信息交互系統(tǒng)或互聯(lián)網(wǎng)工具自主選擇植物資源素材，積極參與植物地理學(xué)課程學(xué)習(xí)資源的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。教師通過(guò)收錄學(xué)生拍攝的優(yōu)質(zhì)植物影像，挑選優(yōu)秀的課程成果作品，匯集學(xué)生的植物知識(shí)分享，整合發(fā)布在公眾號(hào)，為下一屆學(xué)生提供新的課程教學(xué)案例教材，促進(jìn)系統(tǒng)資源的更新維護(hù)和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的有效傳遞。在這種模式下，學(xué)生的創(chuàng)造性思維和學(xué)習(xí)興趣不斷得到激發(fā)，學(xué)生作品融入教學(xué)資源開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)植物地理學(xué)教學(xué)資源的共享和迭代再生。四、總結(jié)與展望本文對(duì)信息技術(shù)與專業(yè)課程的融合模式和教學(xué)策略進(jìn)行研究，構(gòu)建融合植物信息交互系統(tǒng)的混合式植物地理學(xué)教學(xué)模式，同時(shí)結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)問(wèn)題，為師生有效溝通、學(xué)生互評(píng)互助、科學(xué)有效地進(jìn)行學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)和再生共享教學(xué)資源提供方法措施，充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教育理念，促進(jìn)了線上與線下課堂教學(xué)的有機(jī)銜接。該教學(xué)模式還可為其他相關(guān)學(xué)科提供借鑒，如植物學(xué)、地理學(xué)、生態(tài)學(xué)等。通過(guò)將不同學(xué)科的知識(shí)與植物信息交互系統(tǒng)相結(jié)合，進(jìn)一步推動(dòng)高校教學(xué)變革。然而，在實(shí)踐過(guò)程中，筆者也發(fā)現(xiàn)了需要進(jìn)一步改進(jìn)和探索的問(wèn)題。首先，教師在使用植物信息交互系統(tǒng)時(shí)應(yīng)提供系統(tǒng)操作指南、演示操作流程并詳細(xì)介紹系統(tǒng)各模塊功能，幫助學(xué)生更好地使用交互系統(tǒng)。其次，混合式植物地理學(xué)教學(xué)模式的成功實(shí)施需要師生之間的密切合作和互動(dòng)溝通。教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)能力，制定靈活的教學(xué)計(jì)劃，根據(jù)學(xué)生的需求和學(xué)習(xí)風(fēng)格及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略和資