基于科学史的混合式教学设计与实践

王晖 程芮 徐至正 徐尚升 张成祥 周珏

［摘           要］  植物生长与环境是高职园艺技术专业的基础课程，该课程知识点繁杂、学生学习效果不佳。通过将科学史引入混合式教学模式对该课程开展教学实践研究，结果发现：基于科学史的混合式教学模式应用于植物生长与环境课程能够显著提高教学效果，促进有效学习的发生。学生在学习态度、知识和能力方面都获得了一定提升。相较于传统教学模式，结合科学史的混合式教学模式有利于培养学生的综合素质，塑造现代园艺产业的高素质高技能人才。

［关    键   词］  科学史；混合式教学；植物生长与环境

［中图分类号］  G642                    ［文献标志码］  A                  ［文章编号］  2096-0603（2023）02-0041-04

2021年10月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于推动现代职业教育高质量发展的意见》，在职业教育方面，要推动现代信息技术与教育教学深度融合，从而提高教学质量[1]。传统教学模式下的高等职业教育，师生面对面单向教学传输普遍存在学习效果无法追踪、教学反馈不及时等诸多问题。Bulic认为混合式教学是在课程中面对面学习和在線学习的系统集成，能够赋予学生权力，帮助学生更好地理解课程内容[2]。该教学模式将“线上+线下”相结合，一方面教师将基础知识放到线上平台，学生可以提前学习网上资源。教师根据学生课前线上学习数据进行学情分析，准确把握学生的知识盲点，设计有效的课堂学习活动进行知识的内化与迁移，教师也有更多的时间给予学生必要的学习指导[3]。另一方面混合式教学促进学生深度学习，使得传统课堂变得更加智能化和灵活化，实现因材施教。

植物生长与环境是高职园艺技术专业的基础课程，知识点繁杂生硬，容易导致课堂气氛沉闷、学生学习积极性不高、学习效率低下的状况产生。Ernst Mach指出没有任何科学教育可以不重视科学的历史和哲学[4]。在Georgette Yakman构建的STEAM［科学（ Science）、数学（Mathematics）、工程（Engineering）、技术（Techno-logy）和艺术（Arts）］教育框架中[5]，最底层包括科学知识的概念、本质和历史，说明科学史对于学生学科思维的培养具有重要意义。将科学发现史嵌入学生感兴趣的学习情境，指向学科的大概念，可以帮助学生寻找在学科中、人生发展中或对世界认知过程中有持久影响且重要的驱动性问题[6]。对高职学生来说，科学知识本身可能是比较枯燥乏味的，学生的课堂参与度不高，而通过科学史的引入可能使原本沉闷的课堂气氛活跃起来，激发学生的学习主动性和学习兴趣。

多元智能理论[7]强调学习过程中学习者个体的差异性，教师要根据学习者的不同智能对学习者因材施教，在教学中要善于扬长避短，对学习者擅长的智能加以鼓励，对学习者不擅长的智能进行锻炼，使学习者的智能获得均衡发展，即个性发展与全面发展有机结合。设计教学活动时要考虑到八种智能的应用，进行个性化教学，满足不同学生的需求，创造适合每一位学生的教育。在如今互联网+5G时代，更要借助丰富多样的现代信息技术，利用智能工具来辅助教学。

因此，本研究通过将科学史引入混合式教学模式对植物生长与环境课程开展教学实践，分析此教学模式的教学效果，以期改善该课程教学现状，达到专业人才培养目标。

一、研究对象与方法

（一）研究对象

在植物生长与环境课程方面，选择芜湖职业技术学院2021级园艺技术专业为研究对象，149人作为实验班级，另外146人作为对照班级。通过SPSS 26.0软件对学生的期中考试成绩进行独立样本t检验分析，分析结果整理如表1所示，说明两个班级在成绩上没有显著差异。

对照班级采用传统课堂教学模式；实验班级利用线上“云班课”平台，进行基于科学史的混合式教学法进行教学，各个班级均由同一位教师担任主讲教师。

（二）研究方法

利用线上数据库查阅有关科学史和混合式教学模式的文献[8-10]，构建了基于科学史的混合式教学模式。教学流程如图1所示。

1.线上分组讨论法

根据学生在线上“云班课”平台的课前学习情况对学生进行分组，课中任务和课后作业以小组形式进行。

2.问卷调查法

设计并编制基于李克特五点量表的调查问卷，在教学实施前后对学生进行前测和后测。问卷通过问卷星进行，调查问卷的信效度和学生期末考试成绩均利用SPSS 26.0软件进行分析。

二、教学实践

（一）课前准备

教师提前将带有科学史的教学资源上传至线上平台，设置课前学习任务，在线监控学习状态和进度；对学生课前学习情况进行点评；分类、整理学生反馈的疑难点，结合师生在线互动、学习监控中学生的表现，有针对性地进行课堂教学策略设计[11]。学生在线上平台完成自主在线学习，通过测验题评估自身学习情况，从而在课堂有针对性地听课。

（二）课中活动

教师在教学活动中注重介绍每种植物的生长现象及其背后的科学史，创设真实学习情境，顺其自然地引出春化作用的科学史。将设计好的科学史故事（如李森科发现冬小麦春化现象、Tournois研究日照时数对开花的影响等）介绍给学生，以激发学生学习的好奇心，并在线上平台添加课堂活动，设定经验值，随着教学进度推进，增加学生的课堂参与度。教师通过线上平台的小测问卷检验学生的学习效果，对课堂的知识进行小结，帮助学生建立系统的知识框架。

学生开展组内或组间交流讨论，小组成员分工合作完成作业，加深对课程内容的认识。

（三）教学评价

在完成上述所有工作后，根据设计中的教学评价考核标准进行过程性评价。基于科学史的混合式教学模式将过程性评价和总结性评价相结合，建立多元化的评价体系。过程性评价统计学生在课前、课中和课后各环节获得的经验值，根据各项占比得出学生的最终得分，完成对学生的过程性评价。本研究的教学评价考核标准设计如表2所示：

三、教学效果分析

（一）考试成绩分析

将实验班级和对照班級的期末考试成绩利用SPSS 26.0软件进行独立样本t检验，结果分析如表3所示。

由表3得出在期末考试成绩方面，实验班级明显高于对照班级，基于科学史的混合式教学模式对于提高学生的学习效果具有促进作用。

（二）问卷结果分析

编制教学效果调查问卷，主要包括三个方面：对于基于科学史的混合式教学模式的参与情况和认知态度；在学习态度、知识和能力方面获得的提升；基于科学史的混合式教学模式的问题及改进。量表题采取李克特五点量表，题目均为陈述语句，选项分为“非常同意、同意、一般、不同意、非常不同意”，并依次记为5、4、3、2、1分。

教学实践结束后，通过问卷星平台发放问卷对实验班学生进行调查，利用SPSS 26.0软件对问卷量表题的信效度进行分析，分析结果见表4、表5。

如表4和表5所示，问卷的Cronbach系数为0.952>0.9，KMO值为0.881>0.8，说明问卷信效度质量很高，能用于进行下一步分析。

学生对基于科学史的混合式教学模式的喜爱度，超过一半的学生最喜欢课中课堂活动环节，还有27%的学生喜欢课后作业巩固环节，20%的学生表示自己最喜欢课前资源预习。通过数据分析发现，大部分学生对于课堂活动喜爱程度最高。结果如图2所示：

学生对基于科学史的混合式教学模式的评价，结果如表6所示。

由表6可知，学生的满意度和继续学习欲望显著高于一般水平，结果显示学生对基于科学史的混合式教学模式应用于植物生长与环境课程感到非常满意，希望继续以新的教学模式完成后续课程的学习。

由表7可知，通过基于科学史的混合式教学模式在植物生长与环境课程的应用，学生在学习态度、知识和能力方面均显著高于一般水平，这表明将科学史引入高职植物生长与环境课程内容，采取混合式教学方式对于提升学生的学习效果具有一定成效。

表8显示的是学生对此教学模式需要改进部分的建议，说明基于科学史的混合式教学模式需要进一步提高教师自身信息素养和专业能力，完善课程资源库的建设，保障混合式教学的顺利实施，并且要通过多种途径对教学活动主题设计和形式进行创新，从而为课堂教学注入新的活力。

四、讨论

北京大学吴国盛教授指出“科学史”具有两层意思，它既是对过去已经发生的实际事情的叙述，又是这种叙述背后起到支撑作用的反思和解释，科学史叙述的范围、内容和形式取决于不同的科学观和历史观[12]。本研究首次把科学史融入混合式教学中且取得了良好的教学效果。大多数学生表示，科学史教育是以前教学过程中很少出现的，教师往往只是针对一个科学现象进行客观的描述，忽略了概念形成的过程性讲解。本研究以学科整合的方式开展教学，强调科学史过程，教师在进行教学活动时不局限于某个具体学科，而是将多学科内容融合，引导学生使用跨学科思维解决相关问题。在这种新型教学模式的指导下，教师的角色发生转变，由以往传统教学模式中知识的传授者转变为教学过程的合作者和帮助者，教师在教学活动开始前对课程中的科学史元素进行深度发掘，指导学生建立课程内容与其他学科的联系。

基于科学史的混合式教学法强化评价，促使学生坚持不懈地努力学习，能够帮助他们养成适应混合式教学的学习习惯[13]。本研究的教学评价体系由过程性评价（50%）和总结性评价（50%）两部分组成，其中过程性评价贯穿课前、课中和课后三个环节，过程性评价和总结性评价相结合形成多元化评价机制。与对照班级传统单一的评价体系不同，多元化评价机制可以促进学生全面发展。此外，问卷调查也显示学生对本教学模式的评价方式较为满意，愿意以该模式进行未来专业课的学习。基于多元智能理论，在实施科学史视角下的混合式教学模式时，首先要选取融合多学科元素的教学内容，并对教学内容进行分析解读，太过单一的教学内容不利于学生潜能的激发，在此基础上根据学生的最近发展区合理安排教学流程；其次借助线上移动教学平台，课前完成对学生学习特点的个性化分析，了解每位学生的学习风格，有效开展教学活动。

五、结语

本研究构建了基于科学史的混合式教学模式，在芜湖职业技术学院2021级园艺技术专业的植物生长与环境课程开展教学实践，通过期末考试和问卷调查，得出该教学模式相比传统教学模式能够显著提高教学效果，满足学生个性化学习需求的结论，证明基于科学史的混合式教学模式应用于植物生长与环境课程行之有效。但鉴于多方面客观因素影响，研究还存在一些不足：

1.教学活动开展时缺乏教学团队、教师投入评价的时间不足、评价标准不够清晰、反馈不及时等，致使有时候评价未能完全达到改进学习过程的初衷，反而成为制约混合式教学效果的一个因素[14]。

2.教师只依托固定的科学史故事开展课堂教学，在多次教学实践后，学生的新鲜感会降低，导致部分学生学习兴趣下降，影响学习效率。

综上所述，基于科学史的混合式教学模式相较传统教学模式而言，在高职植物生长与环境课程中具有显著优势，学生的学习态度、知识和能力等都获得了一定程度的提升，学生对该教学模式的满意度较高。未来可以继续运用该模式教学并推广至高职其他专业课程的学习中，验证该模式的实用性。同时，在教育信息化大背景下，师生都需要不断提升信息素养，与时俱进，为高等职业教育的课程教学增添新色彩，注入新活力。

参考文献：

［1］新华社.中共中央办公厅 国务院办公厅印发《关于推动现代职业教育高质量发展的意见》［J］.中华人民共和国国务院公报，2021（30）：41-45.

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［3］乔桂娟，李楠楠.布卢姆“掌握学习”的理论释义与现实启示［J］.教育科学研究，2018（5）：53-57.

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［5］G. Yakman. STEM Pedagogical Commons for Con-textual Learning：How Fewer Teaching Divisions Can Pro-vide More Relevant Learning Connections. Virginia Tech，2006（12）：4.

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［8］李小龙，曾兆敏.基于SPOC的高职院校混合式教学模式研究［J］.中国教育信息化，2017（10）：23-28.

［9］阚宝朋，刘英杰，杜文龙.SPOC环境下基于翻转课堂的混合式教学实践与反思：以高职《计算机网络基础》课程教学为例［J］.中国教育信息化，2017（12）：44-47.

［10］杨浩，付艳芳.基于微课的混合式教学实践与效果分析［J］.中国职业技术教育，2017（17）：45-49.

［11］付艳芳，杨浩.基于SPOC的混合式教学模式设计与实践［J］.职业技术教育，2017，26（38）：36-41.

［12］卢江波.论科学史的教育价值与课堂教学策略［J］.知识文库，2017（16）：133.

［13］周云帆，张亚菲，申顺先，等.基于“智慧职教—职教云”平台的线上线下混合式教学实践：以植物组织培养课程为例［J］.河南农业，2021（9）：22-24.

［14］赵蒙成，夏倩.混合式教学模式应用于大学教学的行动研究［J］.扬州大学学报（高教研究版），2018， 22（1）：94-101.

◎编辑 马花萍