虛實結(jié)合模式下專業(yè)實驗課程體系的重構(gòu)探索

霍朝霞,于曉虹,廖志銀,翁登坡,鄒 玲

(浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中心, 杭州 310058)

隨著2017年以來教育部開展的示范性虛擬仿真實驗教學(xué)建設(shè)和一流本科課程建設(shè)項目的推行,虛實融合的專業(yè)實驗教學(xué)體系標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工作也拉開序幕[1]。在倡導(dǎo)的以學(xué)生為中心、以學(xué)生知識、能力、素質(zhì)和覺悟培養(yǎng)為目標(biāo)的教學(xué)理念推動下,實驗教學(xué)也應(yīng)順應(yīng)教學(xué)改革要求,除了注重學(xué)生基本實驗技能訓(xùn)練和實驗技術(shù)知識的學(xué)習(xí)外,同時要緊跟學(xué)科實驗技術(shù)發(fā)展的前沿,建設(shè)具有“兩性一度”(高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度)的專業(yè)課程[2,3],注重基礎(chǔ)與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代、單項原理驗證與綜合設(shè)計創(chuàng)新、個體操作與群體合作、科學(xué)原理與實際應(yīng)用及循序漸進習(xí)得與研究探索創(chuàng)新等六方面的平衡,才能實現(xiàn)實驗教學(xué)體系與課程內(nèi)容的重構(gòu)與創(chuàng)新。

1 虛實結(jié)合的專業(yè)實驗課程體系的重構(gòu)路徑

1.1 傳統(tǒng)實驗課程體系教學(xué)現(xiàn)狀

隨著重構(gòu)和創(chuàng)新實驗教學(xué)體系與課程理念的不斷深入,傳統(tǒng)實驗項目和內(nèi)容存在的問題也不斷突顯,單一的基礎(chǔ)性的實驗教學(xué)內(nèi)容難以覆蓋實驗教學(xué)大綱所要求的實驗教學(xué)內(nèi)容的范圍,更難以實現(xiàn)基礎(chǔ)與前沿的平衡。本文以本校分子醫(yī)學(xué)實驗課程為例。該課程是本校醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)三門課的整合課程,教學(xué)改革距今已有二十多年,部分課程內(nèi)容陳舊,課程體系較為單一,均為驗證性實驗項目。

1.2 拓展實驗結(jié)合基礎(chǔ)實驗混合模式下的體系重構(gòu)

專業(yè)基礎(chǔ)課程實驗層次以實體實驗為主,虛擬仿真實驗等線上資源為輔。該層次的實驗注重專業(yè)基礎(chǔ)課程的相關(guān)原理和技術(shù)的驗證與應(yīng)用[4]。但除了實驗教學(xué)日常運行,專業(yè)實驗教學(xué)資源配置也要具有時代性與前瞻性,來適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟社會發(fā)展對人才培養(yǎng)的最新需求。

拓展性實驗項目,即目前還不具備條件開設(shè)的實驗技術(shù)方法或比較前沿的實驗技術(shù)方法,但是與基礎(chǔ)實驗內(nèi)容息息相關(guān)的且在學(xué)生的“兩性一度”培養(yǎng)中又非常有必要,可作為學(xué)生的線上學(xué)習(xí)內(nèi)容的一部分。拓展實驗內(nèi)容的融入,讓學(xué)生有機會了解和學(xué)習(xí)尚不具備實驗條件開設(shè)或緊跟科研進展的實驗項目和內(nèi)容,有助于對學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[5]。拓展性實驗項目再結(jié)合自主創(chuàng)新性實驗設(shè)計,進一步培養(yǎng)學(xué)生基于問題的自主性探究能力和團隊合作精神[6]。

1.3 實驗課程內(nèi)容配置

以浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院分子醫(yī)學(xué)實驗為例,結(jié)合本整合課程知識點多而廣、可拓展性強等特點,本團隊構(gòu)建了與基礎(chǔ)性實驗內(nèi)容相對應(yīng)的拓展性實驗,自主開發(fā)了較為前沿的實驗技術(shù)—“定量蛋白質(zhì)組學(xué)研究虛擬仿真實驗”(國家級虛擬仿真實驗項目)[7]、建設(shè)了分子醫(yī)學(xué)實驗?zāi)秸n(MOOC)課程和教學(xué)視頻等線上教學(xué)資源,融入課程體系中作為部分基礎(chǔ)性實驗內(nèi)容的拓展和補充,并設(shè)定拓展目標(biāo),通過線上線下混合式教學(xué),虛實結(jié)合,一方面強化基礎(chǔ)理論知識,訓(xùn)練基本實驗技能;另一方面引入先進實驗技術(shù)的線上實驗教學(xué)內(nèi)容,采用選做和必做的形式,遵從學(xué)生個性化發(fā)展[8]。學(xué)生可按照自己的能力和需求自由選擇。課程內(nèi)容配置見表1。

重構(gòu)后的課程體系可以讓學(xué)生了解和掌握現(xiàn)代分子醫(yī)學(xué)研究的新技術(shù)、新方法,緊跟科研發(fā)展方向,培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力和自主創(chuàng)新的高級思維能力;同時也緊密結(jié)合臨床科學(xué)問題,培養(yǎng)優(yōu)秀的醫(yī)學(xué)研究型人才[9]。

2 混合式實驗教學(xué)課程設(shè)計和實施

實驗課采用線下實操結(jié)合線上虛擬仿真實驗的形式進行。線上線下實驗教學(xué)內(nèi)容相互配合,各有所重。線下實驗通過相互關(guān)聯(lián)的驗證性實驗訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的基本實驗技能。線上實驗緊跟前沿科研技術(shù),注重學(xué)生實際運用能力。在實驗教學(xué)過程中,教師根據(jù)教學(xué)進度安排,在課前布置預(yù)習(xí)任務(wù),每次的實驗課中講解基礎(chǔ)實驗相關(guān)的背景知識、實驗原理、操作步驟及注意事項等,也會選擇性地對拓展實驗項目的重點和難點進行講解和指導(dǎo)。學(xué)生在課堂中完成線下基礎(chǔ)實驗項目的學(xué)習(xí)和操作,課后根據(jù)課程的安排自主進行線上資源的復(fù)習(xí)和拓展學(xué)習(xí)。由于線上學(xué)習(xí)不限時間,學(xué)生可隨時隨地進行學(xué)習(xí),并可隨時在討論區(qū)與教師和學(xué)生討論學(xué)習(xí)內(nèi)容。本課程同步配備了慕課(MOOC)資源。學(xué)生經(jīng)過課前線上預(yù)習(xí)、課中線下實操和課后線上復(fù)習(xí),掌握了基本實驗技能,再結(jié)合線上的拓展性實驗,可全方位、多角度地對實驗操作能力進行拓展,增強實驗技能綜合應(yīng)用能力[10,11]。

2.1 課程考核

課程考核方式分為線上線下綜合考評?？己藘?nèi)容分為兩部分:平時成績和理論考試,各占50%。具體考核與評價內(nèi)容包括線下基礎(chǔ)實驗操作(12%)、自主創(chuàng)新性設(shè)計(8%)、實驗報告(15%)、課堂表現(xiàn)(5%)、線上拓展虛擬實驗操作(10%),以上屬于平時成績;期末理論考試包括虛擬拓展實驗知識(15%)和基礎(chǔ)實驗知識(35%)。拓展內(nèi)容成績占整個實驗課程總成績的25%,基礎(chǔ)知識成績占總成績的75%。

2.2 混合式實驗教學(xué)實施效果

分子醫(yī)學(xué)實驗課程為醫(yī)學(xué)院本科生的專業(yè)基礎(chǔ)必修課,每學(xué)年的夏學(xué)期(醫(yī)學(xué)8年制)、秋學(xué)期和冬學(xué)期(醫(yī)學(xué)本科5年制)均開課,各64學(xué)時,年均選課人數(shù)在500人左右。生物化學(xué)與分子生物學(xué)實驗是針對本校藥學(xué)本科生開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課,每學(xué)年的夏學(xué)期開設(shè),48學(xué)時,年均選課人數(shù)在150人左右。

為了更好地了解線上線下混合式教學(xué)模式在課程中的適用性以及拓展性實驗對學(xué)生的學(xué)習(xí)是否有幫助和提高,本課題組設(shè)計并在醫(yī)學(xué)和藥學(xué)相關(guān)專業(yè)中進行了問卷調(diào)查,了解學(xué)生對線上線下混合式教學(xué)模式的滿意度、線上拓展性教學(xué)內(nèi)容對線下基礎(chǔ)實驗的操作和理解是否有所幫助、線上拓展性實驗內(nèi)容對學(xué)習(xí)新的實驗技術(shù)方法和拓展視野是否有幫助、拓展性實驗對科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)是否有幫助等幾個方面的情況,共發(fā)放問卷250份,回收231份。從學(xué)生的反饋評價來看,總體反應(yīng)積極和肯定,學(xué)生對線上線下混合式教學(xué)方式的滿意度達90%。86%的學(xué)生認(rèn)為線上拓展性實驗對于線下基礎(chǔ)性實驗的理解和掌握有幫助;76%的學(xué)生認(rèn)為拓展性實驗對科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)有所幫助;88%的學(xué)生認(rèn)為拓展性實驗對于學(xué)習(xí)新的實驗技術(shù)方法和知識方面有幫助。另外,課題組針對學(xué)生比較喜歡或者認(rèn)可的線上資源進行了問卷調(diào)查,一半以上的學(xué)生比較認(rèn)可虛擬仿真實驗。

3 教學(xué)思考

混合式教學(xué)模式不是一成不變的,需要在教學(xué)管理、教學(xué)實踐及教師的教學(xué)資源建設(shè)方面不斷地作出改進與提升[12]。其中,教學(xué)設(shè)計模塊的合理與否關(guān)系到線上線下混合式教學(xué)的效率,如何合理設(shè)計線上線下的內(nèi)容比例,如何將碎片化教學(xué)資源得到最大化的利用,突破教學(xué)所面臨的時間與空間的限制,最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與積極性,在不增加學(xué)生負(fù)擔(dān)的同時潛移默化幫助學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)習(xí)慣,是值得慎重思考的問題[13]。如果單純地把線下實驗搬到線上,除了讓學(xué)生達到預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)的目的,學(xué)生會感覺重復(fù)枯燥,費時費力。拓展性實驗的加入給整個課程注入了新的活力。學(xué)生除了可以回顧知識,還可以擴展、提高,舉一反三。教師將拓展性實驗設(shè)計為線上學(xué)習(xí),不占用課堂時間,使得學(xué)習(xí)過程更為靈活便捷,有助于增強學(xué)習(xí)效果。

4 討論

2018年,教育部發(fā)布了《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》[14],對各高校制定相應(yīng)本科專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)提出了原則要求。每個專業(yè)應(yīng)認(rèn)真梳理專業(yè)現(xiàn)有的實驗課程體系和實驗內(nèi)容,重構(gòu)實驗課程體系的結(jié)構(gòu)。課程須優(yōu)化綜合設(shè)計型實驗、引入前沿科研實踐轉(zhuǎn)化的研究探索型實驗,最大限度提升實驗內(nèi)容對專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的支撐度。拓展課程是在基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)上,體現(xiàn)知識擴展,著重強調(diào)學(xué)生的綜合發(fā)展,并兼顧學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)[15]。教師采用線上線下混合式教學(xué)模式,使拓展性實驗和基礎(chǔ)實驗有機結(jié)合和串聯(lián)起來,將傳統(tǒng)的以課堂、教師、書本為中心的架構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橐匀蝿?wù)、學(xué)生、應(yīng)用為中心的架構(gòu),將所學(xué)知識融會貫通,既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又提升了其拓展性思維;采用選做和必做的方式,旨在滿足學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求、尊重學(xué)生的個體學(xué)習(xí)差異、加強學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、解決復(fù)雜問題的綜合能力、培養(yǎng)其高級思維能力和自主創(chuàng)新能力。