基于線上平臺的機能學(xué)實驗混合式教學(xué)模式探討

束安梅 朱石兵 陳玉萍

（江蘇醫(yī)藥職業(yè)學(xué)院，江蘇 鹽城 224005）

引言

中共中央、國務(wù)院印發(fā)《中國教育現(xiàn)代化2035》文件，引導(dǎo)職業(yè)教育信息化發(fā)展。積極推進教學(xué)模式信息化改革，是提高高職院校教育質(zhì)量的重要途徑，也是全球職業(yè)教育的未來發(fā)展潮流[1]。醫(yī)學(xué)機能學(xué)實驗是將生理學(xué)、藥理學(xué)和病理生理學(xué)三門學(xué)科綜合形成的一門實驗課程，以實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主要特征，是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗的重要組成部分[2]。目前，大多數(shù)機能學(xué)實驗教學(xué)仍以傳統(tǒng)教師指導(dǎo)下的規(guī)范化實驗授課為主[3]。這種教學(xué)模式經(jīng)過多年教學(xué)積累，系統(tǒng)規(guī)范，但也存在一些有待優(yōu)化的方面[4]。因此，如何有效利用現(xiàn)代信息技術(shù)平臺與傳統(tǒng)的機能學(xué)實驗教學(xué)進行深層次整合，構(gòu)建一個適合時代發(fā)展和醫(yī)學(xué)學(xué)生學(xué)情的機能學(xué)實驗教學(xué)模式，至關(guān)重要。

一、機能學(xué)實驗傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題

傳統(tǒng)的機能學(xué)實驗教學(xué)模式是教師在課堂上根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進行板書教授，講解完實驗?zāi)康?、原理、材料及方法后，教師進行示教演示，隨后由學(xué)生分組自主實驗，教師進行指導(dǎo)答疑，實驗結(jié)束后書寫并上交實驗報告。這種以教師講授和示教為主導(dǎo)的方式，教學(xué)手段相對落后，教學(xué)效果不理想，且有些班級因圍觀人數(shù)較多，很多學(xué)生無法近距離地清晰觀察教師實驗演示的過程，學(xué)習(xí)興趣下降，以致小組合作中參與度不高，依賴于個別人完成實驗。此外，機能學(xué)實驗多是以活體動物或離體器官為實驗對象，實驗成本高，操作復(fù)雜，難度大。同時，由于實驗室場地、儀器設(shè)備數(shù)量及課時受限，學(xué)生對實驗整體流程不熟悉，無法在有限的時間里完成操作，實驗成功率低。學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力不高，課后學(xué)生很少主動查找課堂實驗相關(guān)數(shù)字化資源反復(fù)學(xué)習(xí)鞏固，整體掌握率低，從而導(dǎo)致理論與實踐相脫節(jié)。

二、線上教學(xué)平臺的特點

（一）職教云

“職教云”是由高等教育出版社建設(shè)的集職業(yè)教育數(shù)字教學(xué)資源共享與在線教學(xué)服務(wù)的平臺[5]。職教云平臺面向廣大職業(yè)院校的師生，不僅匯聚大量的學(xué)習(xí)資源，教師還可通過平臺創(chuàng)建自己的課程，整合現(xiàn)有的相關(guān)教學(xué)資源，或者上傳自己制作的教學(xué)素材和授課內(nèi)容，利用信息化手段實現(xiàn)高效優(yōu)質(zhì)的資源共享。教師通過電腦或手機端便捷掌握學(xué)生的簽到、學(xué)習(xí)時長、課后作業(yè)和考試等情況，此外，平臺上的“搖一搖”隨機提問、頭腦風(fēng)暴、討論等豐富的課堂活動形式，靈活生動地引導(dǎo)學(xué)生消化吸收知識點的同時，也拉近了師生距離。職教云平臺的應(yīng)用不僅能滿足常規(guī)課程教學(xué)的需求，還有助于教師構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂、線上線下混合式教學(xué)、項目式教學(xué)等多元化教學(xué)模式，深受各高校的認可[6]。

（二）虛擬仿真實驗教學(xué)平臺

虛擬仿真實驗教學(xué)平臺是利用計算機信息技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，模擬各種實驗環(huán)境，使學(xué)生像在真實環(huán)境中運用各種實驗設(shè)備、器械、試劑等，對實驗動物模型進行實時仿真操作的實驗教學(xué)軟件系統(tǒng)[7]。系統(tǒng)中主要包括機能學(xué)基本知識、常用實驗動物及操作技術(shù)、實驗演示、實驗操作和實驗測評等模塊，以其高度仿真、深度體驗、線上隨時、終端接入靈活（電腦、手機、平板均可）等特點，實現(xiàn)對實驗操作的反復(fù)練習(xí)，突破傳統(tǒng)教學(xué)的時間和空間限制[8]。此外，虛擬仿真實驗教學(xué)平臺是使用計算機仿真實驗動物替代活體動物，有效減少實驗動物的用量，對“3R”原則的踐行有較強的推廣作用，將越來越廣泛地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)當(dāng)中。

三、線上+線下混合式教學(xué)模式的優(yōu)勢

混合式教學(xué)模式下，線上線下兩種教學(xué)手段有機結(jié)合可以實現(xiàn)優(yōu)勢互補。線下實驗教學(xué)，可以增強學(xué)生的實踐動手能力。在教學(xué)過程中，教師配合線上教學(xué)平臺，可以利用線上教學(xué)資源拓寬教學(xué)深度和廣度，充分調(diào)動學(xué)生積極性，提高教學(xué)質(zhì)量。線上與線下教學(xué)相結(jié)合，能夠有效拓寬教與學(xué)的時間、空間，不受傳統(tǒng)實驗教學(xué)場地的限制，學(xué)生可以隨時隨地利用移動終端學(xué)習(xí)，將碎片化時間充分利用；教師可以靈活選擇時間對學(xué)生實驗知識查漏補缺，鞏固學(xué)習(xí)效果。

四、基于線上平臺的混合式教學(xué)模式實施策略

（一）課前導(dǎo)學(xué)

在課前，教師可以根據(jù)教學(xué)要求，在職教云平臺設(shè)置所需講授的課程內(nèi)容，包括PPT、微課、視頻等，并下達學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生對實驗?zāi)康?、實驗原理等預(yù)先了解。教師在職教云后臺可查看學(xué)生的學(xué)習(xí)進度，對未完成預(yù)習(xí)的學(xué)生進行及時督促。此外，由于實驗方法比較枯燥，造成學(xué)生在課前預(yù)習(xí)時主動學(xué)習(xí)的能力欠缺，教師可通過職教云平臺進行課前熱點推送。例如：當(dāng)講述“家兔呼吸運動的調(diào)節(jié)”實驗中，推送新冠疫情相關(guān)的社會新聞，并提示呼吸運動的方式在新冠肺炎康復(fù)中的應(yīng)用；講解“心血管活動的神經(jīng)體液調(diào)節(jié)”實驗時，引入熱門電視劇中出現(xiàn)的患者心臟驟停和用腎上腺素搶救的片段。熱點的推送往往能吸引學(xué)生的眼球，激發(fā)學(xué)生的求知心理，促使學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力提升。

（二）課堂教學(xué)

機能學(xué)實驗是醫(yī)學(xué)學(xué)生第一次接觸以活體動物為主的實驗，在傳統(tǒng)實驗示教過程中，雖然教師多次強調(diào)實驗方法及手術(shù)器械的規(guī)范使用，但學(xué)生仍經(jīng)常出現(xiàn)操作錯誤，如手術(shù)刀、止血鉗等握持不當(dāng)、手術(shù)解剖切口位置不準，造成實驗耗時長、動物死亡、器械耗損等實驗資源浪費。因此，在學(xué)生實際動手操作之前，教師可引導(dǎo)學(xué)生適當(dāng)應(yīng)用虛擬仿真實驗系統(tǒng)，通過虛擬拖動使用器械的方式進行模擬實驗，并完成實驗重、難點相關(guān)的線上題目測試，幫助學(xué)生掌握基本操作要領(lǐng)。再者，學(xué)生在看教師示范時感覺操作很簡單，但在自己操作過程中卻發(fā)現(xiàn)比較困難。如家兔的耳緣靜脈麻醉、頸總動脈插管、輸尿管插管、BL-420 生物信號系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)等復(fù)雜的操作，可以先讓學(xué)生在計算機上模擬練習(xí)，有了一定的模擬操作經(jīng)驗儲備，能夠?qū)嶒炦^程中可能出現(xiàn)的問題進行及時預(yù)判；對一些忘記的操作細節(jié)，也可以清晰的反復(fù)觀摩，在虛擬仿真平臺視頻資料的指導(dǎo)下進行實驗。此外，在“坐骨神經(jīng)-腓腸肌標本制備”實驗中，虛擬仿真實驗平臺可以模擬使用筒箭毒堿以及玻璃電極刺激等實驗手段，來觀察骨骼肌的收縮特點，而在傳統(tǒng)線下實驗中不允許讓學(xué)生接觸筒箭毒堿這一類的劇毒管制藥品，虛擬仿真實驗很好地解決了這一問題，彌補了學(xué)生學(xué)習(xí)知識的完整性。

同時，職教云平臺介入課堂管理過程。教師可使用職教云平臺發(fā)布簽到，了解學(xué)生的到課情況。在課程開始之初，教師可提前結(jié)合實驗內(nèi)容設(shè)立引導(dǎo)性問題并發(fā)布在職教云上，如家兔麻醉的注意事項、麻醉藥的選擇及劑量、實驗動物的處死方法等，讓學(xué)生帶著問題和疑惑進入課堂，提升學(xué)生聽課的專注度。課中教師通過平臺隨機點名提問、問卷調(diào)查、小組匯報等方式了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，根據(jù)學(xué)生對知識的掌握程度進行有針對性地授課并解答學(xué)生的問題，這樣縮短了教師講授的時間，使學(xué)生有更充裕的時間進行實驗操作。

（三）課后反饋

學(xué)生對實驗進行總結(jié)分析，書寫實驗報告并上傳至職教云平臺，教師可在線批閱并把實驗報告中發(fā)現(xiàn)的問題，再通過職教云平臺及時反饋給學(xué)生。教師也可在平臺上發(fā)布作業(yè)、考試等任務(wù)，考試可設(shè)置開始和結(jié)束時間，學(xué)生自我檢測，提交結(jié)束后系統(tǒng)會自動評分并同步給出答案解析，進一步幫助學(xué)生對知識點強化記憶。同時，教師也可以根據(jù)平臺統(tǒng)計的學(xué)生作業(yè)和考試的正確率，分析課堂教學(xué)效果，及時調(diào)整和優(yōu)化教學(xué)方案。除了驗證性實驗，教師還可在平臺上傳一些綜合性、創(chuàng)新性實驗供學(xué)有余力的學(xué)生自主探究，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力。機能學(xué)實驗混合式教學(xué)模式整體流程，如圖1所示。

圖1 機能學(xué)實驗混合式教學(xué)模式整體流程

五、混合式教學(xué)模式的有效實施需完善的工作

（一）改善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

要保障混合式教學(xué)在醫(yī)學(xué)機能學(xué)實驗中得到有效實施，高職院校必須提升信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。學(xué)校要不斷擴大校園網(wǎng)的覆蓋范圍，并提升和維護計算機、服務(wù)器、無線網(wǎng)、光纖寬帶的功能，確保線上平臺的信息數(shù)據(jù)能夠及時快速地傳播。此外，學(xué)校要對現(xiàn)有的實驗室場地、實驗儀器設(shè)備、教學(xué)一體機等進行升級改造，以更好地滿足機能學(xué)實驗網(wǎng)絡(luò)化課程資源的建設(shè)和共享。

（二）豐富信息教學(xué)資源

混合式教學(xué)不僅依靠穩(wěn)定的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，還依賴豐富的信息化教學(xué)資源，傳統(tǒng)的線下機能學(xué)實驗是由教師帶學(xué)生實操，線上教學(xué)則需要運用到3D 動畫、教學(xué)視頻、虛擬仿真資源等。因而學(xué)校要對線上平臺加大財力投入，不斷維護和升級職教云、虛擬仿真實驗教學(xué)平臺，并跟隨社會發(fā)展的腳步，及時更新補充線上教學(xué)資源以滿足混合式實驗教學(xué)的需求。

（三）轉(zhuǎn)變教師角色思維

傳統(tǒng)的機能學(xué)實驗教學(xué)方法單一，教師不用每次花太多的時間備課，學(xué)生按部就班完成實驗操作。在信息化時代，學(xué)生有了更多自主學(xué)習(xí)的空間，對實驗教學(xué)是一個挑戰(zhàn)，對教師也提出新的要求。教師不應(yīng)再把重心放在知識反復(fù)的講授方面，而是強化教學(xué)設(shè)計思維，更多地引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)知識的技能，做學(xué)生學(xué)習(xí)的引路者、合作者和激勵者。同時，教師也要加強學(xué)習(xí)，提升自身的信息化素養(yǎng)，能夠靈活使用各種教學(xué)平臺，并結(jié)合學(xué)校特色對平臺上的數(shù)字化教學(xué)資源進行開發(fā)整合。

（四）優(yōu)化課程評價體系

對于實驗課程考核，教師通常會以實驗報告作為單一的評判標準，這樣學(xué)生是沒有考核壓力的，因此一些學(xué)生不關(guān)心實驗情況、實驗原理、注意事項，單純完成實驗報告。為了充分調(diào)動學(xué)生的實驗參與度，課程考核評價應(yīng)貫穿于整個教學(xué)過程，根據(jù)學(xué)習(xí)態(tài)度、課堂表現(xiàn)、實驗報告、技能考核等設(shè)計為形成性評價體系。職教云平臺提供的成績占60%，其中PPT、視頻等學(xué)習(xí)時長占5%、作業(yè)占5%、簽到和回答問題等課堂表現(xiàn)占10%、學(xué)生上交的實驗報告成績占20%、理論考試占20%，教師只要設(shè)置好每部分成績所占的比例，系統(tǒng)后臺會自動計算生成線上成績；虛擬實驗平臺提供的成績占10%；操作技能考核占30%。形成性評價能綜合反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、提高實驗技能。教學(xué)與課程評價考核的關(guān)系，如圖2所示。

圖2 教學(xué)和課程評價考核的關(guān)系

（五）完善教學(xué)管理制度

1.建立混合式實驗教學(xué)管理制度

要進一步深化信息化教學(xué)改革，主動創(chuàng)新信息化環(huán)境下課程教學(xué)新形態(tài)，切實提高課程教學(xué)效果和質(zhì)量，就必須制定與之配套的管理制度?；旌鲜綄嶒灲虒W(xué)制度的完善需要學(xué)校教務(wù)處、教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控辦公室（簡稱“質(zhì)控辦”）等部門與二級學(xué)院通力配合，教務(wù)處、質(zhì)控辦負責(zé)統(tǒng)籌混合式實驗教學(xué)發(fā)展的戰(zhàn)略，承擔(dān)學(xué)?；旌鲜綄嶒灲虒W(xué)的質(zhì)量監(jiān)管和保障工作。二級學(xué)院根據(jù)本部門情況，合理安排教學(xué)任務(wù)，積極引導(dǎo)教師參與混合式實驗教學(xué)課程建設(shè)，并對實驗教學(xué)實施過程及時評價[9]。

析言之，教學(xué)實施前，教務(wù)處聯(lián)合各二級學(xué)院在開課前對教學(xué)資源進行審核，包括教學(xué)大綱、教案、數(shù)字化資源等。課程建設(shè)方面，可以通過遴選數(shù)字化資源建設(shè)與應(yīng)用基礎(chǔ)良好的實驗課程優(yōu)先立項，在實際教學(xué)一個完整周期后制作優(yōu)秀教學(xué)案例，在全校推廣形成模范帶頭作用。前已述及，教學(xué)實施過程分為課前、課中、課后，質(zhì)控辦在課中環(huán)節(jié)對實驗教學(xué)質(zhì)量進行監(jiān)管，保障教學(xué)質(zhì)量的及時反饋與整改；定期舉辦師生交流會，聽取師生關(guān)于混合式實驗教學(xué)模式的建議，不斷改善管理制度。

2.建立教師激勵保障制度

教師是混合式教學(xué)過程的實施者和引導(dǎo)者，對混合式實驗教學(xué)的開展和完善起到不可替代的作用。為保證實驗教學(xué)過程更好的實施，教師需要投入更多的時間和精力，面臨更大的壓力，可以通過制定教師激勵政策達到調(diào)動教師積極性，持續(xù)化推動實驗教學(xué)模式的優(yōu)化。例如，可以將線上信息化教學(xué)指標（課件、視頻資源、課堂教學(xué)活動等方面）量化考核，劃定考核優(yōu)秀比例，每學(xué)年進行課時獎勵。

六、總結(jié)

現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展為醫(yī)學(xué)機能學(xué)實驗教學(xué)的改革提供了強有力的技術(shù)支撐，線上教學(xué)平臺的出現(xiàn)，為教學(xué)模式的創(chuàng)新提供了更多可能。職教云平臺將網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源共享化、趣味化，拓寬了師生的知識面，同時教師和學(xué)生可隨時進行線上交流互動，有效提高課堂活躍度和增強學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力[10]。虛擬仿真實驗教學(xué)平臺在幫助學(xué)生鍛煉實驗技能方面更為突出，學(xué)生在開展線下實驗之前便可直觀系統(tǒng)地了解實驗整體操作流程及注意事項，當(dāng)實際操作遇到困難時，還可以通過回憶和觀看虛擬實驗的相關(guān)操作，保障實驗的順利進行。但虛擬仿真實驗不能完全代替線下的傳統(tǒng)動物實驗，其操作過程程序化且是單獨完成的，不利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和合作精神，最好采用虛實結(jié)合的方式，相互補充，更有益于達到機能學(xué)實驗的目的。

因此，依托線上教學(xué)平臺，將優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源與課堂實踐有機結(jié)合起來，整合和利用傳統(tǒng)教學(xué)和線上教學(xué)模式的優(yōu)勢，構(gòu)建新型線上+線下混合式教學(xué)模式，變革教學(xué)結(jié)構(gòu)，將信息化教學(xué)資源全面滲透到機能學(xué)實驗課程的課前導(dǎo)學(xué)、課堂教學(xué)、課后總結(jié)反饋等各個環(huán)節(jié)，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，在發(fā)揮教師主導(dǎo)作用的基礎(chǔ)上，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，進一步提高教學(xué)質(zhì)量。