疫情防控期間生物學“線上+居家”實習模式的探索與實踐

羅建川，沈顯生

(中國科學技術大學 生命科學學院，合肥 230026)

生物學野外實習作為生物學課堂教學的延伸和補充，是高校生物類專業(yè)的重要課程之一，不僅能夠對課堂所學知識進行驗證和鞏固，也能培養(yǎng)學生團結協(xié)作、吃苦耐勞的精神[1]。同時，生物學野外實習還能培養(yǎng)學生親近自然、熱愛自然的情感，并提高對專業(yè)學習的興趣和動機[2]。新冠疫情防控期間，中國科學技術大學及時調整教學計劃，師生逐漸適應線上教學模式，共同順利完成了理論課程的教學任務。然而，與理論課程不同，野外實習對學生的實踐能力要求較高，如果僅采用線上教學，很難實現(xiàn)對學生實踐能力培養(yǎng)的教學目標。因此，為保證野外實習教學活動的正常開展，2020年夏季學期我校生物學野外實習采用了“線上+居家”教學模式，經(jīng)過探索與實踐，取得了良好的教學效果，形成了一些實習教學的特色及經(jīng)驗。

1 前期調研與準備

生物學野外實習為我校生物學專業(yè)學生的選修課，每年參與實習的學生數(shù)為30人，以往實習地點為中國科學院西雙版納熱帶植物園和昆明動物研究所。受新冠疫情影響，2020年夏季學期，野外實習不能安排學生前往云南開展實習，實習方式必須有所調整。開展線上實習教學對教師和學生來說，都是一個前所未有的挑戰(zhàn)，學生的實習地點調整為家庭所在地，教師則進行線上授課和遠程指導。因此，在探索和實踐“線上+居家”實習模式前需要進行教學資源整合和詳細調研。

1.1 教學資源整理及準備

經(jīng)過春季學期師生的教學實踐，以及線上授課平臺功能的不斷完善，開展線上教學已經(jīng)具備足夠的教學經(jīng)驗和平臺支持，但實習教學與理論教學存在較大的差異，如何在理論教學經(jīng)驗的基礎上開展實習教學，必須充分考慮學生的實習條件和實際情況。如實習教學涉及哪些知識點、如何讓這些知識點被學生去實踐驗證和應用、如何發(fā)掘更多的線上和線下資源供師生教學使用等都需要教師提前規(guī)劃設計。

2020年2月初，教育部高等學校生物類教學指導委員會發(fā)出了關于疫情期間在線教學的指導意見，其中明確提出了加強虛擬仿真實驗課程的應用，這為實習教學提供了新的思路。通過查找國內高校已經(jīng)建設且運行良好的生物類實習虛擬仿真實驗項目，我校選擇了南京農業(yè)大學“不同生態(tài)區(qū)生物學野外實習”仿真實驗項目供學生線上實踐學習[3]。在項目建設單位的支持和幫助下，學生可以訪問和使用該虛擬實驗項目的所有課程資源。此外，學生還可以通過網(wǎng)絡虛擬游覽“安徽省地質博物館”“昆明動物博物館”等功能完善的數(shù)字博物館，訪問學習我校生命科學實驗教學中心網(wǎng)站的野外科考視頻等線上資源。

1.2 學生情況調研

結合搜集整理的教學資源以及教學內容，教師對線上實習教學活動進行初步設計和安排。在此基礎上，實習指導教師與學生進行前期交流，介紹實習方式及要求，采用“預報名”方式征求學生參與“線上+居家”實習的意愿，最終共計31人參與了2020年的生物學野外實習課程。確定實習名單后，指導教師及時了解學生情況，如家庭所在地、身邊現(xiàn)有書籍及資料、使用電腦是否方便、外出考察是否安全、能否保證親友陪同考察等。

通過師生的交流和準備，野外實習教學召開了線上動員會，教師向學生介紹實習安排、實習要求及考核方式等內容，強調實習安全問題?！熬€上+居家”實習教學活動的安排包括線上授課、學生自學、集中討論、野外考察、物種檢索、標本制作、匯報交流等環(huán)節(jié)。

2 “線上+居家”實習開展

“線上+居家”實習時間共10天，31名學生的家庭所在地分別在不同地區(qū)(如四川省南充市、江蘇省蘇州市、山西省忻州市、甘肅省慶陽市等)，學生實習地點和線下實習資源有所差異。實習開展期間，“線上授課”環(huán)節(jié)采用了學校提供的教學平臺“Blackboard平臺”和“ClassIn”軟件，“集中討論”環(huán)節(jié)采用QQ群實時進行討論和答疑，“匯報交流”環(huán)節(jié)利用“騰訊會議”軟件開展互動交流。學生登錄相關網(wǎng)站自學線上資源并總結學習收獲，同時在親友陪同下開展外出探索實踐。

2.1 線上授課

教師利用教學平臺直播授課，學生在線學習，所選用的“ClassIn”軟件具有錄播功能，學生可以多次觀看教學視頻。線上授課以教師為主導，力求內容新穎、知識點實用性強，能夠激發(fā)學生對野外實習課程的強烈興趣，為后期線下實習打下堅實基礎。授課以專題講座形式開展，介紹了學生無法線下參觀的中科院西雙版納熱帶植物園的動植物資源和生態(tài)學現(xiàn)象，如“西雙版納熱帶植物園介紹與珍稀植物賞析”“熱帶雨林植物的適應與進化機制解說”。同時，教師講解與學生日常生活密切相關且在探索實踐中會使用到的知識，如“植物檢索表的學習及使用”“動物檢索表的學習及使用”“植物分類學知識與自然科的識別技巧”“瓜果蔬菜，我們吃的是什么部位”等。所有教學資料和授課視頻保存在我校教務處網(wǎng)站“Blackboard平臺”，參與實習課程的學生均可自由訪問并下載相關學習資料。教師在線上教學過程中利用“聊天板塊”查看學生的學習情況及留言，實時回答學生的提問。這一環(huán)節(jié)和春季學期理論課程教學模式一樣，師生們輕車熟路，很容易開展實施[4]。每次授課結束后，學生需將所學、所思、所獲詳細記錄在實習記錄簿中，以此來督促學生積極參與線上教學活動，有利于教師及時掌握教學效果并在后期指導中有的放矢。

2.2 學生自學

近年來，隨著各單位對網(wǎng)絡資源建設的重視和投入，網(wǎng)絡上可供學生自主學習的內容非常豐富[5]。我校生命科學實驗教學中心在多年的野外教學實習過程中，拍攝并積累了大量視頻素材，野外考察視頻可以將野外場景及生物現(xiàn)象直觀呈現(xiàn)在學生面前，學生訪問我校教學中心網(wǎng)站即可學習相關內容。同時，教師還為學生提供了豐富的線上學習資源，包括虛擬游覽“安徽省地質博物館”、云游“昆明動物博物館”和“中科院西雙版納熱帶植物園”、體驗“不同生態(tài)區(qū)生物學野外實習”仿真實驗項目等。其中，安徽省地質博物館位于合肥市市區(qū)，學生完成線上虛擬游覽后，可為其返校后線下游覽奠定基礎，進一步鞏固學習內容。

為了保證學生自主學習的效果，每位學生需在實習記錄簿中詳細記錄自學內容及收獲，同時需要將自己的思考體會在QQ群中與其他同學分享，以此在線上教學過程中營造出“相互督促，共同進步”的學習氛圍。此外，教師除了給學生提供線上教學資源以外，還鼓勵學生去搜集線上資源并分享給其他同學，包括電子書籍、網(wǎng)絡平臺等，使學生可以接觸到更多的學習資料。

2.3 野外探索與實踐

學生自主發(fā)掘身邊生物學資源，開展野外自由探索與實踐是完成生物學居家實習的重要環(huán)節(jié)。結合學生家庭所在地的實際情況，教師建議了不同的實習場所，城市的學生可以前往植物園、動物園、博物館、城市公園等場所開展探究，農村的學生則可以前往農業(yè)園區(qū)、苗圃、城郊公園、房前屋后、鄉(xiāng)村田野等區(qū)域開展探究。學生查閱所在地區(qū)動植物資源特色，提前準備好動植物檢索表、相機等材料，在親友的陪同下前往安全性較高的區(qū)域開展實習，并適當采集動植物標本。

為提高學生在野外對常見動植物的辨識效率，教師推薦使用手機識花識物軟件，如花伴侶、形色、Biotracks等[6]，這些手機APP軟件均為成熟的商業(yè)軟件，運行良好，具有實時聯(lián)網(wǎng)更新、在線識別等豐富功能。以“花伴侶”為例，該APP中“識花”版塊能夠拍照識別常見植物物種，并給出識別的“可信度”來保證準確性，學生通過“動態(tài)”版塊中“花記”能夠看到全國各地上傳的植物照片，并在“文章”“百科”等內容中學習到植物學分類知識。教師鼓勵學生根據(jù)自身使用習慣來嘗試不同軟件，熟練使用APP軟件后可以在后期學習及生活中不斷充實相關知識，養(yǎng)成持續(xù)學習的習慣。在實踐過程中，如果遇到比較少見或難以辨識的物種，學生則需要拍照發(fā)到QQ群中，描述其形態(tài)結構特點，由教師實時進行指導和幫助。居家實習缺乏相關的設備和材料，學生在動植物標本的制作過程中只能就地取材，在熟悉標本制作的基本流程及方法后，居家將采集到的動植物制作成簡易的標本。

2.4 匯報交流

為評估教學效果、考察學生參與實習的學習收獲并分享實習成果，在課程接近尾聲的最后2天設置了學生匯報交流環(huán)節(jié)。匯報為學生提供了一個展示的平臺，可充分調動學生參與實習課程各個環(huán)節(jié)的積極性。師生們利用“騰訊會議”開展交流，每位學生共享PPT介紹自己的實習場所及自然條件，展示實習期間的學習經(jīng)歷及內容，講解所采集的標本及個人體會等，并回答教師和其他學生的提問。同時，教師對學生匯報的內容進行指導和點評，確保匯報內容的準確性和科學性。

學生居家開展實習的內容既有共同之處又各具特色，師生們雖然不能像往常一樣集中去野外開展實習，但大家領略了來自不同地區(qū)、不同場所的自然風光及其中蘊藏的生物學資源。通過匯報交流環(huán)節(jié)，使學生的野外視野得到有效拓寬，并加強對知識的理解和鞏固。

3 教學總結與思考

教學效果的評價對教學活動的開展和改善具有重要指導意義[7]，我校對生物學“線上+居家”實習的教學效果及時開展了評估并總結教學經(jīng)驗。

3.1 教學目標的實現(xiàn)

教學目標的實現(xiàn)與否需結合學生參加實習課程學習后的反饋來評價，主要包括學生匯報展示和實習記錄2部分內容，這也是教師對學生實習課程考核的重要依據(jù)。教師通過學生匯報交流來全面了解學生在整個實習期間的課程學習情況。實習期間，學生利用“實習記錄簿”電子文檔記錄每天的實習內容及收獲，在實習教學結束后上傳至“Blackboard平臺”。通過評定實習記錄簿，教師進一步掌握學生在實習中每個環(huán)節(jié)的完成情況。

實踐表明，生物學“線上+居家”實習模式可以滿足疫情期間的教學需要，完成了預期教學目標，取得良好的教學效果。在師生們共同努力下，生物學野外實習課程教學使學生認識了動植物主要類群的特征，理解其與生活環(huán)境相適應的形態(tài)結構，實現(xiàn)了對課堂理論知識加深理解和鞏固的知識目標；居家操作和野外自由考察，使學生掌握了動植物物種鑒定的基本操作技能，實現(xiàn)了對野外考察、獨立工作及觀察分析問題能力的培養(yǎng)目標；同時，居家實習使學生更加關注生活，善于發(fā)現(xiàn)并觀察身邊的生命之美，實現(xiàn)了培養(yǎng)熱愛家鄉(xiāng)、敬畏生命的情感目標。

3.2 “線上+居家”實習的思考

快速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)為教學提供了豐富的線上資源，多樣化的教學平臺為線上教學提供了完善的教學手段，加強了師生間的交流互動，便于學生隨時開展自主學習[8]。線上教學完成后，開展居家野外探索與實踐，可調動學生主動學習的積極性，養(yǎng)成善于觀察、發(fā)現(xiàn)和解決問題的習慣。相比地質學等課程的野外實習[9]，生物學野外實習可選擇的場所較多且實習資源易獲取，開展常規(guī)野外考察時對儀器設備要求不高，因此，學生在居家條件下能夠獲得一定動植物資源，便于自主實踐的開展。通過“線上+居家”模式，學生對學習的知識點能實現(xiàn)活學活用，即線上學習知識，線下居家實踐，有效鞏固和拓寬了學生在宏觀生物學和生態(tài)學方面的知識。在教師的指導和幫助下，學生開展居家實習，有利于了解當?shù)刈匀画h(huán)境、文化特色和社會現(xiàn)狀，這對職業(yè)生涯的規(guī)劃也有一定幫助[10]。

我校開展的生物學“線上+居家”實習相比其他在線實習有了較大創(chuàng)新，但線上教學的一些共性問題仍然存在，如學生學習狀態(tài)難以掌控等[11]。為保證良好的教學效果，開展實習教學時每位教師指導的學生人數(shù)不宜過多，以便教師及時掌握學生學習情況。同時，在開展居家自主實踐中，不同地區(qū)學生的實習地點和線下資源差異較大，易造成教學效果參差不齊，這需要教師在實踐中加強整體設計和指導。

開展“線上+居家”實習對參與課程的師生來說，既是挑戰(zhàn)亦是機遇，這是一個“教學相長”的過程。通過嘗試新的教學方式，教師的教學理念得到轉變，身邊的教學資源得到發(fā)掘，教學素材和方法得到充實。線上和居家學習對學生的自主性要求較高，在這種教學方式下有利于培養(yǎng)學生形成良好的學習習慣。學生充分利用線上和線下資源，善于發(fā)現(xiàn)和思考生活中的科學問題，努力探索其中的奧秘并與身邊親友分享，這種習慣養(yǎng)成后將使學生終生受益?？梢?，“線上+居家”實習的教學方式值得探索實踐和完善。

3.3 建議

目前，我國已進入常態(tài)化疫情防控階段，縱觀國內外疫情形勢，疫情防控將是一項艱巨繁重且較為持久的工作[12]，因此，高校應及時總結疫情期間教學經(jīng)驗，做好常態(tài)化疫情防控下的教學準備，保證教學活動正常開展。針對生物學野外實習課程的要求及特點，結合疫情期間開展“線上+居家”實習模式的教學經(jīng)驗，相關院校或專業(yè)在后續(xù)課程建設中應側重4個方面：(1)課程線上資源建設，保證線上教學資源的準確性、實用性、共享性和多樣性；(2)增強師生互動交流，培養(yǎng)學生積極性，提高學生參與度；(3)充分發(fā)掘身邊的實習資源，如自然博物館、校園、專業(yè)園區(qū)等；(4)高校間取長補短，開展形式多樣的交流活動。

4 結語

新冠疫情的防控要求改變了全國師生的教學方式，經(jīng)過近2年的實踐，線上教學已經(jīng)常態(tài)化。對實踐操作性強的實習課程，線上同步和異步、線下有機結合的“混合式教學”模式更是發(fā)展趨勢。我校生物學“線上+居家”實習模式的探索與實踐保證了實習課程的正常開展，為教學積累了豐富的經(jīng)驗。在師生通力配合下，學生因地制宜自主開展線下實踐環(huán)節(jié)，在保證良好教學效果的同時，為學生提供更多關注生活和家鄉(xiāng)、探索自然的學習機會。