基于信息化手段的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)WADDRT混合式教學(xué)

曾萬勇 吳菁 王麗梅

摘 要 生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理抽象、操作復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)授課方法很難讓學(xué)生在短時(shí)間掌握相關(guān)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。筆者將信息化手段引入生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，對(duì)實(shí)驗(yàn)課堂進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了線上線下的混合式教學(xué)，建立了新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，這種教學(xué)模式的步驟概括為“看（W）、測(cè)（A）、辯（D）、做（D）、寫（R）、思（T）”，即WADDRT，本文對(duì)該教學(xué)模式的各個(gè)步驟做了詳細(xì)說明。實(shí)踐證明，新的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式能有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式可以用到其他實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)中。

關(guān)鍵詞 混合式教學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) WADDRT 教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2019.12.052

Informationization Based Biochemistry Experiments Blended Learning of WADDRT

ZENG Wanyong， WU Jing， WANG Limei

（School of Biology and Pharmaceutic Engineering， Wuhan Polytechnic University， Wuhan， Hubei 430023）

Abstract Because of the abstract principle and complicated operation procedure， it is very difficult to make the learners master relevant content and learn deeply. The information teaching method was cited into the teaching of Biochemistry experiment and flipped class was tried. Thus， a new model of experiment teaching， WADDRT， was constructed following the steps of Watching， Assessment， Debating， Doing， Reporting and Thinking. In this article， the implication and operation of the WADDRT was described. It was proved that the model can effectively improve the learning effect. The model can be used into other experiment course teaching.

Keywords mixed teaching; experiment blended learning; WADDRT; teaching model

生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是生物類專業(yè)的重要基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，是其它生物科學(xué)類專業(yè)其他專業(yè)課程的基礎(chǔ)，在整個(gè)課程體系中占有非常重要的地位。但是，由于其原理抽象、設(shè)備繁多、操作復(fù)雜，操作過程精細(xì)，學(xué)生理解起來比較困難，在有限的教學(xué)時(shí)間里往往無法達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果，對(duì)學(xué)生能力提升作用也有限，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中處于被動(dòng)地位。如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，這是困擾實(shí)驗(yàn)授課教師多年的難題。

微課是近幾年發(fā)展起來的，依托電腦和移動(dòng)通訊工具的新型教學(xué)手段。微課主要通過15分鐘以內(nèi)的微視頻完成知識(shí)要點(diǎn)的講授。微課在教學(xué)中具有內(nèi)容精煉，形式活潑，學(xué)習(xí)時(shí)間靈活，可重復(fù)學(xué)習(xí)，固定模式化，易于改進(jìn)等特點(diǎn)，目前已經(jīng)在很多理論課教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用，尤其與課程平臺(tái)相結(jié)合，使得教學(xué)效率大大提高，深受教師和學(xué)生的歡迎。微課是否可以應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中？筆者希望通過嘗試回答這個(gè)問題。

以信息技術(shù)為表征的信息社會(huì)的到來為大學(xué)教育提供了技術(shù)便捷，從而在知識(shí)生產(chǎn)模式、知識(shí)獲取方式和知識(shí)傳播途徑上顛覆了傳統(tǒng)教學(xué)模式的知識(shí)基礎(chǔ)并重塑了大學(xué)創(chuàng)新教學(xué)的知識(shí)根基。[1]信息化教學(xué)能給教師帶來很多的好處，可以減少課堂重復(fù)講授，提高授課效率;改革課堂教學(xué)模式，訓(xùn)練學(xué)生能力提升;監(jiān)督評(píng)價(jià)輕松省時(shí)，資源積累逐步豐富;不斷收集教學(xué)數(shù)據(jù)，便于開展教學(xué)研究。[2]信息化教學(xué)不僅體現(xiàn)在理論課教學(xué)中，也體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中。[3]基于信息化教學(xué)的混合式教學(xué)已經(jīng)開始走進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。[4]

1傳統(tǒng)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中存在的問題

筆者多年的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法一般采用課前學(xué)生預(yù)習(xí)，課上老師簡(jiǎn)要講授20-30min，然后學(xué)生開始動(dòng)手操作，課后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告這樣一套程序。在這個(gè)基本流程中存在諸多問題。在預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)生的學(xué)習(xí)過程不可控制，學(xué)習(xí)效果不清楚。在簡(jiǎn)要講授環(huán)節(jié)，由于時(shí)間有限，老師只能快速講解重點(diǎn)內(nèi)容。這個(gè)過程往往是單向傳授，在20-30分鐘的時(shí)間里學(xué)生是否真正掌握相關(guān)內(nèi)容具有很大的不確定性，學(xué)生不易抓住重點(diǎn)。由于實(shí)驗(yàn)原理不清，對(duì)操作細(xì)節(jié)理解不透，在實(shí)驗(yàn)過程中可能稀里糊涂完成操作。因此實(shí)驗(yàn)過程可以概括為“原理坐飛機(jī)，操作走過場(chǎng)，結(jié)果不清楚，報(bào)告一團(tuán)糟”的現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果大打折扣。

2改革措施

基于以上所述原因，筆者從2014年開始，嘗試將微課引入生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，經(jīng)過多年的探索修訂，逐步形成了一套新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)程序。這套程序可以簡(jiǎn)單用“看、測(cè)、辯、做、寫、思”六個(gè)字可以進(jìn)行概括?，F(xiàn)將具體過程敘述如下：

（1）看（Watch）。即看視頻為主的主動(dòng)學(xué)習(xí)。針對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課堂上無法通過一次性講授理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的難題，將實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟等內(nèi)容以視頻的方式錄制下來。尤其需要指出的是，視頻具有細(xì)節(jié)可視化的優(yōu)勢(shì)，實(shí)驗(yàn)過程的操作細(xì)節(jié)可以用視頻記錄的方式拍攝下來，讓學(xué)生可以反復(fù)觀看操作細(xì)節(jié)。課程主要采用了錄屏工具軟件《Camtasia studio》錄制編輯實(shí)驗(yàn)教學(xué)的微視頻。視頻將抽象的實(shí)驗(yàn)原理以動(dòng)畫的方式可視化呈現(xiàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過程進(jìn)行演示，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析提出具體指導(dǎo)建議。看視頻的過程是學(xué)生課外主動(dòng)學(xué)習(xí)過程，而非預(yù)習(xí)過程，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

實(shí)驗(yàn)前一周，老師將制作的視頻采用視頻網(wǎng)站發(fā)布及QQ群共享等方式發(fā)送給學(xué)生。如果有課程平臺(tái)，可以將視頻放到課程平臺(tái)，結(jié)合課程平臺(tái)的問題彈出功能和后臺(tái)監(jiān)督功能，學(xué)生學(xué)習(xí)效果會(huì)更好。在視頻觀看前，要求學(xué)生觀看視頻要做到明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，掌握?shí)驗(yàn)原理，規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有正確的預(yù)期。學(xué)生可以利用課外自由安排時(shí)間，反復(fù)觀看視頻，直到掌握所有內(nèi)容。與微視頻相配套，筆者還設(shè)計(jì)了學(xué)生學(xué)習(xí)自我評(píng)價(jià)表，引導(dǎo)學(xué)生課前對(duì)自學(xué)效果進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，梳理實(shí)驗(yàn)思路，記錄仍然存在的問題，將其帶到實(shí)驗(yàn)課堂上。

（2）測(cè)（Assess）。由于學(xué)生已經(jīng)在課前對(duì)視頻進(jìn)行了反復(fù)學(xué)習(xí)，老師在實(shí)驗(yàn)操作前不再講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以免造成重復(fù)講授，同時(shí)可以消除學(xué)生依賴課前講解做實(shí)驗(yàn)的思想，取而代之的是課前測(cè)驗(yàn)。課前測(cè)試采用“微助教”、“學(xué)習(xí)通”、問卷星等在線答題工具，以簡(jiǎn)單的5-7道客觀題的方式進(jìn)行測(cè)試，要求學(xué)生在3-5分鐘內(nèi)完成測(cè)試，老師對(duì)測(cè)試中出錯(cuò)比較多的題進(jìn)行講解。測(cè)試完成提交后，學(xué)生即刻知道自己的測(cè)試成績(jī)，與周圍的同學(xué)比較，形成激勵(lì)與競(jìng)爭(zhēng)，老師可以馬上掌握學(xué)生的課前學(xué)習(xí)效果，及時(shí)調(diào)整上課內(nèi)容。課前測(cè)試對(duì)學(xué)生的課前學(xué)習(xí)有督促作用，讓學(xué)生當(dāng)堂知道成績(jī)，老師了解了哪些學(xué)生課前學(xué)習(xí)比較認(rèn)真，哪些學(xué)生知識(shí)掌握程度還不夠。在后面的實(shí)驗(yàn)過程中，老師可以有針對(duì)性地個(gè)別輔導(dǎo)學(xué)生。測(cè)試成績(jī)可以作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)的一部分。

（3）辯（Debate）。實(shí)驗(yàn)課程是啟發(fā)學(xué)生思維的過程，應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生求變求新，鼓勵(lì)學(xué)生討論交流，將靜默的課堂變?yōu)橛杏懻摰恼n堂。完成課前測(cè)試后，如果學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程還有疑惑，可以提出來在全班范圍內(nèi)討論，教師鼓勵(lì)學(xué)生解答學(xué)生問題，如果學(xué)生解答不了的問題，由老師解答。學(xué)生也可以就實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的改進(jìn)措施提出自己的建議看法，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中不唯書，只唯實(shí)，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)活。通過這樣的討論，可以訓(xùn)練學(xué)生的批判式思維能力。討論過程結(jié)束后，教師就實(shí)驗(yàn)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)再?gòu)?qiáng)調(diào)，提出本次實(shí)驗(yàn)的思考題。如果學(xué)生在前一環(huán)節(jié)沒有提出重要的問題，在本環(huán)節(jié)，教師也可以以提問的方式抽學(xué)生回答問題，整個(gè)過程讓學(xué)生充分參與進(jìn)來，做到參與式學(xué)習(xí)，課堂氣氛可以非?；钴S。

（4）做（Do）。經(jīng)過前面幾個(gè)環(huán)節(jié)的執(zhí)行，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊呀?jīng)明確，實(shí)驗(yàn)原理思路清晰，實(shí)驗(yàn)操作過程細(xì)節(jié)已經(jīng)充分了解，存在的疑惑也經(jīng)過討論解答了。因而，學(xué)生可以比較順利地完成實(shí)驗(yàn)操作過程，正確收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。如果對(duì)細(xì)節(jié)還有不清晰的地方，學(xué)生在操作過程中依然可以通過觀看視頻對(duì)具體細(xì)節(jié)進(jìn)行規(guī)范，而不會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中間被卡住的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了老師的講解隨時(shí)在身邊。教師在學(xué)生操作過程中既可以解答學(xué)生疑問，也可以對(duì)學(xué)生操作過程進(jìn)行觀察評(píng)分。

（5）寫（Report）。完成實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容后，學(xué)生需要撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過程不僅是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的呈現(xiàn)，還能促進(jìn)學(xué)生梳理實(shí)驗(yàn)流程，深入思考實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)。由于前面學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的嚴(yán)格把控，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)會(huì)比較順利，收集的數(shù)據(jù)也更符合預(yù)期，因此在寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過程中數(shù)據(jù)不全，數(shù)據(jù)錯(cuò)誤等情況出現(xiàn)的頻率大大降低。由于采用微視頻講授的方式，視頻還可以用于學(xué)生課后再?gòu)?fù)習(xí)，學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)還可以繼續(xù)參考視頻內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫質(zhì)量大大提高。

（6）思（Think）。實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫完成后，學(xué)生可能依然會(huì)存在一些疑問以及更多的想法，尤其是關(guān)于實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用價(jià)值方面的。老師可以采用視頻網(wǎng)站跟帖，QQ群討論以及課程平臺(tái)討論區(qū)等方式鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維，回頭思考問題，讓實(shí)驗(yàn)由“回味”。

在六個(gè)步驟中，第一個(gè)步驟“看”是第一步，也是最為重要的，在六個(gè)步驟中處于核心地位，也是后面步驟的基礎(chǔ)。看的環(huán)節(jié)強(qiáng)調(diào)不僅是視頻學(xué)習(xí)，還應(yīng)該結(jié)合教材、參考資料等輔助資料，讓學(xué)生全方位學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容。測(cè)是對(duì)看的有效監(jiān)督，可以確保學(xué)習(xí)效果。辯是學(xué)習(xí)過程的進(jìn)一步提升，讓死知識(shí)變成活的思維。寫是對(duì)學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)成果的檢驗(yàn)，是學(xué)生動(dòng)筆能力的訓(xùn)練。所以，六個(gè)步驟有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的“四動(dòng)”，即：動(dòng)眼，動(dòng)腦、動(dòng)手、動(dòng)筆，最終實(shí)現(xiàn)“動(dòng)心”。

3改革效果

經(jīng)過近幾年來的教學(xué)實(shí)踐，筆者發(fā)現(xiàn)這種教學(xué)模式的應(yīng)用大大激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)了學(xué)生思考問題和動(dòng)手問題的能力，加強(qiáng)了與學(xué)生互動(dòng)。學(xué)生在課堂上積極主動(dòng)參與問題討論，教師教學(xué)過程也真正實(shí)現(xiàn)了多元性評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)過程貫穿始終。目前課程教學(xué)網(wǎng)站，點(diǎn)擊近萬次。這種教學(xué)方式也為實(shí)驗(yàn)課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)SPOC化或MOOC化教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。我們?cè)诔欠貉牌脚_(tái)上建立了“生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程網(wǎng)站，將視頻登教學(xué)內(nèi)容放在網(wǎng)站上，采用網(wǎng)站和學(xué)習(xí)通相結(jié)合的方法進(jìn)行教學(xué)，取得了很好的效果。目前該模式已經(jīng)應(yīng)用到遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)、基因工程實(shí)驗(yàn)等課程中，同樣在學(xué)生中獲得了很好的反饋，也受到授課老師的喜愛，具體數(shù)據(jù)我們將在后續(xù)文章中逐步報(bào)道。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中微課的的使用不僅給師生帶來耳目一新的感覺，也給老師和學(xué)生帶來了實(shí)實(shí)在在的好處。對(duì)老師來說，新的模式最大的特點(diǎn)在于“不講”，而不講的前提是視頻的“精講”?！安恢v”把時(shí)間留給了學(xué)生，讓學(xué)生可以動(dòng)起來，而視頻的“精講”則對(duì)教師備課提出了高的要求，讓教師的講課上升了檔次。授課時(shí)不用再反復(fù)講解相同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，教師擺脫了時(shí)間限制，可以將上課時(shí)間用于組織學(xué)生討論，訓(xùn)練學(xué)生的思維，增加了授課內(nèi)容的深度，學(xué)生實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。對(duì)學(xué)生來說視頻內(nèi)容的固定使講解標(biāo)準(zhǔn)化、抽象內(nèi)容可視化，深?yuàn)W的理論和復(fù)雜的操作變得容易理解，知識(shí)掌握程度大大提升。

4展望

信息化時(shí)代的到來為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供了機(jī)遇，結(jié)合“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，注重學(xué)生在教學(xué)過程中的參與，設(shè)計(jì)參與式學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，成為新階段教師的新任務(wù)。實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力訓(xùn)練是應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程的重要環(huán)節(jié)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是生物學(xué)專業(yè)教學(xué)的重要組成部分，既是理論課的重要補(bǔ)充，也有獨(dú)立的運(yùn)行體系。不同的實(shí)驗(yàn)課運(yùn)行模式對(duì)學(xué)生能力訓(xùn)練效果不同。實(shí)驗(yàn)課同樣需要學(xué)生“深度學(xué)習(xí)”。在訓(xùn)練學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦中有非常重要的作用。多年以來，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果一直是困擾老師們的難題，大家也（下轉(zhuǎn)第124頁(yè)）（上接第112頁(yè)）一直在探索創(chuàng)新各種方法手段提升教學(xué)效果。本研究通過引入微課教學(xué)，精細(xì)設(shè)計(jì)授課環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)課授課模式由傳統(tǒng)的“講、做、寫”擴(kuò)展為“看（W）、測(cè)（A）、辯（D）、做（D）、寫（R）、思（T）”六個(gè)環(huán)節(jié)，即WADDRT實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，希望通過這種模式的設(shè)計(jì)，能為實(shí)驗(yàn)教學(xué)這提供參考。

自2018年以來，“金課”成為高校教師關(guān)注的詞匯，老師們都在為建設(shè)金課努力。筆者認(rèn)為，金課的概念不僅應(yīng)包括理論課，實(shí)驗(yàn)課也同樣需要金課。對(duì)于應(yīng)用型高校來說，建設(shè)實(shí)驗(yàn)課程的金課比理論課的實(shí)驗(yàn)金課更為重要。通過教學(xué)實(shí)施過程的精心設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)課程可以讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)外化為動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

基金項(xiàng)目：武漢輕工大學(xué)教學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目：基于信息化教學(xué)的多元評(píng)價(jià)體系建立及其應(yīng)用，項(xiàng)目編號(hào)：XZ2019002

參考文獻(xiàn)

[1] 解德渤.“重塑教學(xué)”：信息化時(shí)代對(duì)大學(xué)教學(xué)的顛覆與重構(gòu).江蘇高教，2018.3：37-41.

[2] 曾萬勇，張勝全，王宏勛.信息化對(duì)教師教學(xué)能力提升的促進(jìn)作用分析.科教導(dǎo)刊，2018.22：82-83.

[3] 劉立，曾萬勇，李金華.地方高校形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)與管理.教育教學(xué)論壇，2019.2：275-276.

[4] 廖忠華.混合式教學(xué)在病理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究.中國(guó)繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育，2019.11（10）：65-67.