基于“互聯網+實驗室”的“生化技術”混合式學習探索

魏淑東 陳 卉

長江大學生命科學學院 湖北荊州 434025

1 概述

教育部在《教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見》(教高〔2012〕4號)中明確要求“建設優質教育資源共享體系”，在《教育信息化十年發展規劃(2011—2020年)》明確提出，“把教育信息化作為國家信息化的戰略重點和優先領域全面部署、加快實施”[1-2]。近十幾年，隨著信息技術和慕課在全球的迅速發展，學者們開展了大量“互聯網+”背景的教學改革研究和探索，使互聯網成為提高“教”與“學”效果的一把利器。隨著數字化網絡的普及和信息技術的發展，混合式教學模式在國內外受到教育界的廣泛歡迎。美、韓等國家的高校均已大量推廣混合式教學，我國的校園數字化和混合式教學也在快速發展與建設中。

我國最早正式倡導混合式教學模式的何克抗教授就指出混合式教學模式能夠將傳統教學方式的優勢和網絡化教學的優勢結合起來，既發揮教師引導、啟發、監控教學過程的主導作用，又充分體現學生作為學習過程主體的主動性、積極性與創造性[3]。從2014年至今為混合式教學研究的多元發展階段，更加聚焦于“互聯網+”“大數據”“云課堂”等技術，并將其運用于混合式教學設計，越來越多類型的課程開展混合式教學。混合式教學模式的實施是高等教育改革的趨勢。然而，目前已開展的大多教學改革主要關注理論課的“互聯網+”模式，較少在理論與實踐結合緊密課程中發揮互聯網的優勢。對于“生化技術”這類理論和實踐結合的課程，開展的慕課學習卻相對較少。因此，本研究在前期篩選線上平臺實驗類慕課的基礎上，開展“生化技術”“互聯網+實驗室”的混合教學探索。通過線上平臺直觀、系統地講解理論知識和實驗技術，結合線下的理論教學和實驗室操作，進一步提高學生的興趣和時間利用效率。

2 “生化技術”理論和課堂教學的特點

2.1 “生化技術”課程介紹

“生化技術”是一門實驗技術性較強的課程，起到基礎課程與專業課程之間的橋梁作用，是生物學專業本科生的專業選修課程之一。它不僅需要通過理論課的教學使學生掌握相關技術的具體原理和方法，同時也需要開展一系列實驗熟悉相關生物技術的基本操作和流程，是一門理論與實踐結合緊密的課程[5]。通過“生化技術”課程的學習，學生能夠理解基本概念、原理、基礎專業知識，提高學生的動手能力、觀察能力和實踐創新能力。其中，實驗教學是幫助學生理解理論知識，培養動手能力、觀察能力和創新實踐能力的重要途徑。

2.2 “生化技術”課堂和實驗教學的缺點

傳統“生化技術”課堂和實驗教學主要以教師的講授和演示為主，學生和教師都受到教案束縛，一定程度上忽視了學生這個主體，也很難通過課堂將理論學習與實驗操作結合，導致學生缺少學習熱情[4]。在教的過程中，缺乏理論—實驗、教室—實驗室和課內—課外的結合；在學的過程中，缺乏原理—技術和理論—應用的結合；在考的環節中，缺乏涵蓋原理、操作和實驗設計等環節的過程考核。

3 基于“互聯網+實驗室”的混合式學習探索

3.1 分析整合線上教學資源

本研究主要以前期篩選出的華文慕課平臺中北京大學主講的“生物化學實驗”和學堂在線平臺中中國農業大學主講的“基礎生物化學實驗”作為對象，結合本校教學大綱對線上相關網絡資源進行分析，包括課程大綱、視頻資源、練習題等，選擇并補充適合本校學生的線上學習內容(表1)。通過長江雨課堂向學生推送視頻資源和相關測驗，保證學生在實驗課前對理論知識進行鞏固、對實驗原理和操作進行預習，并掌握實驗要點，同時，教師也可以通過雨課堂即時了解學生對線上學習情況。

表1 “生化技術”選用線上資源信息

3.2 監督和評價學生學習效果

在分析學生的學習特征包括預備知識、學習風格、學習偏好等的基礎上，利用課堂、雨課堂、線上平臺、課后評價等途徑引導和監督學生利用數字資源進行自主學習。通過雨課堂推送課件，能即時對學生的學習情況進行跟蹤、分析和反饋(包括課堂學習—預習實驗—測驗—反饋—進入實驗室—實驗操作)，并對教與學的結果進行分析，形成跟進式教學評價反饋教學過程。同時，通過調查法，以問卷和訪談形式了解學生的學習習慣，結合學生網上學習過程的電子檔案記錄，尋找提高網絡資源利用有效性和提高學生時間利用效率的有效方法。

3.3 重構“生化技術”課堂

“生化技術”課程共計40學時(理論20學時+實驗20學時)。本研究結合教材和線上學習，制定適用于混合式教學模式的教學內容(表2)，注重過程考核，并積極引導學生有效利用數字資源為自主學習做準備。課堂學習主要以教師講授為主，學生需完成對應思考題、討論等，并鼓勵學生討論發言，學生通過雨課堂、群聊等方式與教師建立聯系。實驗課之前由教師組織線上內容擴充和重難點解析，學生完成線上學習和測驗，在獲得線上學習數據后增加集體答疑環節，再進入實驗室操作。本課程的學習注重過程考核，包括思考題、討論、線上學習觀看視頻、測試和實驗操作等指標；線下期末考試仍為書面試卷形式，內容涵蓋本課程基本內容，通過材料分析題考核學生綜合和解決問題的能力。最終成績為線上學習占30%，線下期末考試占70%。

表2 “生化技術”混合式學習內容安排

3.4 “互聯網+實驗室”混合式學習存在的問題及改進

在“生化技術”混合式學習過程中，教師有更充足的時間對重難點進行分析，能夠較好地完成教學大綱規定的授課內容。但通過學生的反饋可以看出，學生的提問仍然較少，且主要疑問集中在線上學習操作。同時，學生對于老師未推送但推薦的線上學習內容熱情不高。因此，今后可考慮采用SPOC課程、選用虛擬仿真實驗等途徑，添加相應補充內容及課外資料來開展線上線下的混合式學習。針對學生的線上學習情況，包括預習情況、測驗完成情況及線上測驗成績數據應開展評價分析，以及時反饋至課堂和實驗課。對于學生的實驗操作環節，也應開展學生操作規范等內容的評價，為后期更好地開展基于“互聯網+實驗室”的混合式教學實踐提供基礎[5]。此外，也可結合大學生創新創業計劃等進一步激發學生的學習興趣。

結語

混合式教學模式也已成為高等教育改革的趨勢之一，它能夠充分發揮信息技術的優勢，將線下教學與在線網絡教學結合，以實現教學效果的最大化。“生化技術”課程以學生的“學”為中心，結合課堂內外、線上線下、理論應用探索“互聯網+實驗室”混合式學習模式。我們整合了線上優質資源，并通過雨課堂推送完成實驗要點和操作實驗步驟的學習，結合線下的理論教學和實驗室操作演示進一步鞏固所學原理和實驗操作，有效提高了學生的興趣和時間利用效率。今后可考慮在課程中采用SPOC模式、選用虛擬仿真實驗等途徑，加強課程的過程評價和反饋，構建線上線下混合式學習的高效課堂，進一步提高教學質量。