利用互聯網技術實現微生物實驗課信息實時傳輸＊

劉一倩，張艷艷，高秀芝，易欣欣，馬挺軍

微生物學實驗是高等院校生命科學專業和食品類專業的重要的專業課，同時也是重要的實踐技能課程。微生物學實驗課根據不同專業的要求，在微生物課程設置中所占比重變化較大，為30%-40%不等，使學生掌握相關的基本理論和實驗技術是該課程的主要任務。該課程實踐性強，承擔著深化理論知識、培養操作技能和實驗分析能力的重要任務，通過學習，不僅能加深學生對基本理論和基本原理的理解，還能培養學生的實踐動手能力、科學思維和創新能力以及嚴謹踏實的科學態度[1]。

然而，在信息技術飛速發展的今天，學生接受信息的渠道也變得多元化起來，傳統的以語言傳播、文字傳播為主的教學模式無法適應時代發展趨勢，加之傳統的一對多教學模式無法隨時監測每個學生在學習實驗技能過程中的失誤，極大制約了實驗課程的教學效果。隨著手機、數字化電視、網絡等新媒體的不斷普及，選擇更容易讓學生使用的新型多媒體交流平臺在實驗類課程教學中應用為解決傳統實驗教學中的局限性提供了可能。

一、傳統微生物實驗課程教學現狀與存在問題

傳統的實驗教學主要采用教師面對面授課的方式，基本流程為教師講解—教師示范—學生操作與教師監控答疑—學生完成實驗報告—下次課堂教師反饋實驗課情況。這種教學方式的優點在于學生人數較少時，實驗授課教師可以在實驗課上及時檢查每個學生的完成情況，亦可逐個答疑，讓學生清楚實驗操作正確與否，實驗結果是否符合要求，及時發現實驗課進行中存在的問題并找到解決方法[2]。隨著高等院校招生規模的不斷擴大，學生人數增多，教學場地、實驗設備等硬件設施與師資力量顯得相對匱乏。傳統微生物實驗教學出現了許多問題。

（一）受學時與教學手段限制，課堂上師生交流有限

傳統的微生物學實驗課受實驗學時限制，教學任務重，任課教師主要考慮按時完成教學內容。教學設計按照傳統要求安排，以教師灌輸式教學為主，學生缺少充分的思考時間。大部分學生沒有課前預習習慣，所以很難真正地理解實驗目的，實驗操作也是機械性地模仿，實驗過程中缺乏思考問題的積極性。師生之間、學生之間缺乏互動性，學生存在完成任務的依賴性思想；部分學生性格內向，不善于與教師面對面交流，缺乏合適的交流途徑，這些都直接影響教學效果[3-4]。

（二）實驗課中監控力度不夠

受教學條件的影響，在實驗課教學中很難做到所有器材設備人手一套，有些實驗器材與設備為2人甚至多人一組進行，在這種情況下會出現幾人共用或共同完成同一實驗的情況，有些同學在實驗進行過程中會懶怠動手，或者不敢動手，依賴于同組學生，甚至整個實驗課程都不積極，渾水摸魚，逃避教師在課程中間的監控檢查，自身學習效果受影響的同時，亦嚴重影響其他學生學習的積極性與主動性。教師在一人對整個教學班的情況下，對實驗課每一位學生學習操作技能過程中的監控力度會下降，無法在實驗關鍵節點檢查每一位學生的學習效果，對學生的不規范操作亦無法及時發現并糾正，導致學習效果不理想，檢查實驗課教學效果的主要手段依賴于學生實驗報告的完成情況，不能客觀及時地反映學生對操作技能的掌握情況。

（三）實驗課考核手段難以全面覆蓋，執行力度很難深入

實驗課對學生的考核主要包括實驗報告、出勤情況、操作過程以及實驗考試等幾個方面。實驗報告方面，很多學生自己不認真書寫，相互抄襲。只要學生的實驗報告撰寫完整規范，教師對于學生是否掌握具體實驗技術，掌握程度如何等等難以及時檢驗跟進，無法客觀了解學生對實驗的掌握狀況。最后的實驗課考試涉及現場操作，但是每個學生只能抽選一項實驗技能進行考核，難以考查該生其他實驗技能的掌握情況，而且此時如果發現學生掌握情況不好，學生連后期改進的機會都已喪失，不利于整個本科教學進程的順利進行。此外，有些實驗課受限于學時較少，無法進行實驗課操作考試，學習態度不積極的學生對實驗技能的掌握會更加忽視；操作過程部分只能通過教師在課堂的觀察監控給出成績，在短短的3個學時內，一兩位教師很難實現對30人左右的整個教學班每一位學生操作的監控、糾正與評價打分。目前的考核方法很難客觀準確地反映學習效果。

傳統微生物實驗教學中存在的問題無論是相互交流不夠，還是考核不全面客觀，主要原因集中在教師對學生的學習狀態不能及時發現并糾正。如果能夠利用現代互聯網技術實現教師在微生物實驗課程進行過程中信息的實時傳輸，無疑會加強教師與學生之間的互動交流，提高教師對實驗課堂的監控力度，實驗課考核力度亦會更加全面深入。

二、微信、QQ在微生物實驗教學中的應用

（一）學生智能手機與新媒體的使用率

由表1數據可知，目前學生智能手機的使用率為100%，微信號和QQ號的擁有率亦為100%，相比于微信，QQ的使用率略低。所以，微信可用于課上信息的實時傳輸與交流，QQ可用于實驗課相關文件、圖片和視頻等信息的上傳，以供學生隨時下載保存。

（二）微信群和QQ群的建立

為了方便實驗課上信息的實時傳輸，應建立專門的微生物實驗群，上實驗課的學生只需要加群就可以了，不需要下載或安裝額外的程序，可以節約手機空間。因為不涉及新程序或者軟件的使用，學生不用額外花費時間和精力學習新軟件的使用方法，可以有更飽滿的精神和愉快的情緒上實驗課，不至因為安裝學習額外的軟件產生抱怨、不滿等不良情緒。鑒于對微信和QQ經常性使用率的調查數據差異，要求學生微信群一定要加入，QQ群不做硬性要求，每班最好保證一人作為負責人加入，或者同一級同專業同學院的學生群體有一人加入，可以為班級其他同學下載相關文檔、視頻、圖片等文件，其他學生有需要從負責人處拷貝即可。關鍵性的操作視頻會經教師壓縮后上傳微信群，較大的清晰版視頻無法上傳微信群的會上傳QQ群供學生查看。其他非必需但是與實驗課相關的文件還有圖片等亦會上傳QQ群，供學生學習參考。

（三）微信信息與QQ群信息交流的優勢

微生物實驗是一門專業偏基礎的課程，會出現相關的不同專業上課的主體內容一致的情況，因此要求同一年級上同一門課程的學生不分班級、專業、學院，均加入同一個微信群和QQ群，進群后，學生將自己的群內名稱改為年級+專業班級+姓名的形式，如果同一班級有重名同學還要求標注學號。這樣可以促進不同班級和專業學生之間的交流，學生的專業背景不同，在實驗課學習中產生的想法或問題也不盡相同，有些問題或想法會在群里提出、交流。在課余時間學生可以查看其他班級學生的實驗進展與執行情況與自己的對比，找出差異，進而提高學習效果。對教師而言，學生實名制發信息，教師可以有針對性地給予指導，有利于教學效果的提高。

表1 學生使用微信、QQ情況調查表

添加微信等手段只是應用于教師講完之后播放本次實驗的操作視頻，然后在學生自己進行的實驗過程中。如細菌、真菌形態觀察等觀察類為主或者革蘭氏染色等涉及結果等觀察類實驗，要求學生將自己看到的鏡下結果或者實驗現象拍照，并將照片上傳微信群供其他同學參考、教師檢查。學生將照片上傳后可以進行下一實驗環節，不必等待教師檢查后再繼續后續實驗，可以減少學生等待時間，加快實驗進度。教師在學生開始試驗后，關注微信群，學生上傳照片后，根據照片反映出的問題如油鏡等調焦不清晰、看到的物像不是實驗要求觀察的內容、根本沒有觀察到切片內容等，提醒學生后期實驗注意，如觀察時注意將焦距調到最清晰的狀態，沒有看到物像的要求再次觀察等。如果實驗出現嚴重失誤，提醒學生重復某小項實驗操作，增加手感和熟練度至達標。學生根據教師的指導及時進行調整，增加對實驗操作技術的熟練程度。

在實驗進行過程中，學生記不清或者忘記哪步操作技術，可以先不咨詢教師，而是查看教師上傳到群里的視頻，照著視頻操作，或者與身邊學生一起觀看視頻小聲討論后繼續進行實驗，可以減少大家排隊問教師的時間。有些內向害羞的學生，可以避免與教師直接面對面交流，觀看視頻后仍然不懂的可以直接在微信上問教師或者在群里提問，教師很快可以看到并及時回答，提高教學效率。

某些對操作技術要求較為嚴格的實驗，學生還可以自己錄制自己的實驗操作，通過與教師上傳視頻進行比較，找出自己的不足或優勢。除了與自己比較外，學生可以看到群里其他同學上傳的圖片，以及教師給出的指導建議。一些較為簡單的實驗如形態觀察類實驗，學生通過其他人的結果照片與自己觀察到的結果進行比較，不用咨詢教師和其他同學，亦可以判斷自己觀察的結果是否正確，有沒有問題，有哪些問題，促進學生學習熱情和學習能力的提高，進而提高學習效果。

微信傳輸的及時性與交互性可以極大地節約實驗課堂時間，增加學生學習的主動性，檢查督促懶怠動手的學生必須進行實驗、基本數據的傳輸，完成教學任務。學習積極主動的學生會提前上QQ群下載實驗的相關視頻文件進行預習，可以提高實驗課堂的實驗速度和學習密度。他們自己完成教學任務后，會與同級其他班級專業上傳信息進行比較，進而提高學習效率。教師可以最大限度地做到對每個學生進行針對性指導，同時檢查學生在實驗課進行過程中的實驗進度、完成情況以及完成質量狀況，做到對實驗課堂每位學生實驗過程的監督和審核，提高教學效率與效果。

（四）實驗上傳信息關鍵節點的設置

實驗課進行過程中，不可能每一步實驗步驟都上傳。其一，一些較簡單的操作沒有必要；其二，非必要微信信息傳輸量過大，會導致手機運行緩慢，教師的閱讀量會成倍增加，導致反饋信息不及時，因此設置不同實驗上傳數據的關鍵節點成為必然。目前的微生物實驗大體分為：觀察類、實驗技術操作類、未知樣品檢測分析類。觀察類實驗如細菌形態觀察、真菌形態觀察、物理化學因素對微生物生長的影響、營養元素對微生物生長的影響等，上傳圖片信息的節點為每個切面最終的觀察結果或者培養后菌體生長狀況照片。實驗操作類實驗如培養基制作、土壤微生物的分離、革蘭氏染色、酵母細胞計數、細胞大小測量等更注重操作技術學習的實驗，上傳信息為最后的實驗結果或者開始計數、測大小的鏡下視野照片，或者自己代表性操作的小視頻，時長不能超過1分鐘。未知樣品檢測分析類實驗如某一樣品細菌總數的測定、大腸菌群數量測定等，上傳實驗關鍵節點設置為全部實驗結果和最后用于計數的實驗結果圖片。

設置實驗關鍵節點，可避免學生上傳無意義的信息，增加手機流量和閱讀量，教師只需要檢查每位學生關鍵節點信息是否上傳，有沒有需要改進或更正的地方，及時反饋給學生即可。數據流量過大時，教師可以選擇不通過微信回復，而是直接在課堂現場對特定學生進行針對性指導，接受指導的學生認真聽取意見并改進操作，尚未輪到的學生可繼續自己的實驗，不需要停下來聽教師的指導意見。如此教師針對每一位學生做出指導的同時并不耽誤其他學生的實驗進度，可以提高教與學雙方的效率。

三、微信、QQ在微生物實驗教學中的應用效果

（一）豐富教學資源，提高學生興趣

微信、QQ等新媒體傳播方式在微生物實驗教學中應用，打破了傳統微生物實驗教學的板書、展板和教師示范動作的模式。教師可以利用新媒體上傳實驗操作的視頻以及需要注意觀察的實物鏡下圖片，如果實驗室具備投影功能，在教師講解結束進行示范動作部分可以改為播放操作視頻，邊看視頻教師邊講解操作中應注意的動作，可以調動學生學習興趣，加深對知識的印象。經過課上視頻集中播放講解，視頻上傳微信群以供實驗課上查閱，學生在自己動手的過程中單獨問教師的次數明顯減少，教師在課上可以空出更多時間對學生進行針對性指導。

（二）微信收到的信息形式多樣

傳統微生物實驗教學中教師收到的學生對實驗課的反饋信息主要是學生的實驗報告、手寫文字形式或者手繪圖片。微信應用于實驗教學后，教師收到的反饋信息除了實驗報告，還有圖片、視頻文字或者混排等等，多種多樣。平均每個班每個實驗有將近百份圖片或短視頻，因受限于實驗課時間，其中圖片居多。

（三）學生對新形式教學的改進效果調查

表2 教學改進效果問卷調查結果

參與調查人群為當年開設微生物實驗課的6個班共計將近160名學生。問卷調查主要結果（見表2）顯示，超過94%的學生認為實驗課上播放的操作視頻對實驗課學習有幫助，會上傳自己的實驗結果，會查看相關實驗課視頻；超過94%的學生會根據教師指導改進自己的實驗操作或重新完成某項有誤的實驗內容，并認為此種方式對實驗課學習有促進作用，學生能夠更認真對待實驗任務。其中觀看上傳到QQ群中相關信息的學生不足40%，這可能與學生平時多用微信作為主要的聯系方式，甚少使用QQ有關，因此在以后的教學中將盡可能多的采用微信群傳輸信息，QQ群只作為補充手段，彌補微信群不能傳輸大文件的短板，供學生有需要時查閱。

（四）利于教師開展教學研究，提高教學質量

教師可以通過問卷星等軟件設計學習效果的調查表，并通過微信群發送問卷調查鏈接，學生答完問卷提交后，軟件會自動做相關統計，減少教師初步統計分析的工作量，可以將精力用于進行更細化的分析研究。如學生傳送的信息質量有好有差，后期應該注意要求學生傳送信息的質量，注重學生傳送信息質量的提高，傳送的圖片質量提高預示學生對知識的掌握程度提高。學生傳送的自己操作視頻動作應符合規范，不規范的動作應該改正。上傳到微信群的學生信息具有保留性和重現性，教師在課程結束后還可以回看在課堂上受時間限制不能細看的信息，如小動作的不規范，圖片小細節的不清晰或不典型等，在下次實驗課指出，可以促進提高學生的學習效果。