基于學習通和虛擬仿真平臺的翻轉課堂在機能實驗教學中的應用

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2025.16.030

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Application of Flipped Classroom Based on Learning Platform and Virtual Simulation Platform in Functional Experiment Teaching

LEI Xiaolu1， YANG Jingwen2， JIANG Hui2

1.KeyLaboratoryofBrainSience，GuizhouInstitutionofHigherEducation，ZunyiMedicalUniversity，Zunyi，Guzhou5600

2. Functional Laboratory， Zunyi Medical University， Zunyi， Guizhou 563000）

AbstractAlthough the traditional experimental teaching mode plays an important role in education，its drawbacks have become increasingly prominent withthe development of teaching concepts and technologies，and itisdificult to meet the increasingly diverse leaming needs of students.The article takes the functional experiment course as an example to explore and practice the flipped classroom teaching mode based on the Learning Platform and virtual simulation experiment platform.Thepracticalresultsshow that this teaching modecanbeterpromote the improvement of students' various abilities，enhance teaching effectivenes，and promote teaching reform.The purpose of this study is to explore the practical application of flipped clasroom teaching mode based on Learning Platform and virtual simulation experiment platform，and provide useful references for the reform ofexperimental teaching in universities. Keywordslearning platform;flipped classroom teaching method; functional science; medicine; experimental teaching

1研究背景

機能學實驗是醫(yī)學領域中基礎實驗的關鍵部分，具有重要地位[1-2]。機能學實驗課的目的是通過實驗課程加深、驗證和鞏固課堂講授的理論知識，培養(yǎng)學生的操作能力、創(chuàng)新能力、科研能力以及分析問題的綜合能力。目前機能學實驗教學依然采用傳統(tǒng)的實驗教學模式，在教學過程中以教師為主體，向學生進行灌輸式教學后由學生進行重復驗證[3]。在這種教學模式下，教師的講解時間較長，無法充分發(fā)揮學生在教學過程中的主體作用。同時，教師對學生的課程預習情況和知識鞏固情況難以進行有效的監(jiān)督與檢查。并且隨著醫(yī)學教育改革的不斷深入，醫(yī)學領域對醫(yī)學生的實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質的要求日益提高，傳統(tǒng)的機能學實驗教學模式已難以滿足這些要求。由于傳統(tǒng)的實驗教學模式忽略了學生知識接受能力和理解力不同等個體差異，無法兼顧學生的個性，無法充分調動學生學習的主動性，不能有效地培養(yǎng)學生的知識應用能力和創(chuàng)新能力[45]，因此有必要對其進行調整和優(yōu)化。如何解決實際教學中出現(xiàn)的問題，建立更為優(yōu)良的實驗教學模式，是此次教學改革關注的重點。

本文以機能學實驗課程為例，在學習通和虛擬仿真平臺的基礎上進行翻轉課堂教學模式的實踐與探索。這種模式將“教學”與“學習\"緊密結合，不僅豐富了教學內容，還提高了學生的綜合能力。本次教學改革以本校2021級五年制麻醉學專業(yè)大學生作為培養(yǎng)對象，并按照兩種不同授課模式（即傳統(tǒng)授課模式與基于學習通和虛擬仿真平臺的翻轉課堂教學模式）對學生進行教學。結果表明，采用基于學習通和虛擬仿真平臺的翻轉課堂教學模式教學的學生小組取得了更好的教學效果。

2傳統(tǒng)實驗教學模式存在的問題

傳統(tǒng)實驗教學模式存在諸多弊端，主要體現(xiàn)在： ① 學生對機能學實驗課的重要性認識不足。機能學實驗課是一門整合生理學、病理生理學、藥理學相關實驗于一體的獨立的專業(yè)必修基礎課程。學生對相關理論知識掌握不充分，操作技能有待提高。此外，部分學生傾向于關注理論課程，而忽視了實驗教學的重要性。 ② 實驗條件受限。實驗設施陳舊，更新不及時。現(xiàn)有的儀器設備相對陳舊，品牌型號不一，不能滿足實驗需求。在這門課程中需要進行大量操作，如果在某個操作環(huán)節(jié)出現(xiàn)疏忽，就有可能導致實驗失敗，進而對學生的學習積極性及熱情產生不良影響。 ③ 資源分配不均。因實驗準備人員不足，實驗中所需的實驗耗材往往不能在課前及時準備到位，往往需要授課教師協(xié)助準備，大大增加了授課教師的任務。 ④ 教學方法單一，互動性不足。在傳統(tǒng)的實驗教學中，教師通常扮演主導角色先進行示范，學生則在此基礎上進行模仿，缺乏有效的師生互動和學生間的合作。這種教學方式忽視了學生在學習過程中的核心主體地位，難以引發(fā)學生對學習的熱情和積極性，同時也限制了學生間知識共享和團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)。 ⑤ 評價體系單一，忽視過程評價。傳統(tǒng)的實驗教學評價體系主要關注實驗結果的準確性和實驗報告的規(guī)范性，對學生在實驗過程中的思考過程、表現(xiàn)以及解決問題的能力重視不足。這種“結果導向”的評價方式不利于全面、客觀地反映學生的學習成效，也容易抑制學生的創(chuàng)新思維。 ⑥ 缺乏信息技術融合。傳統(tǒng)實驗教學未能有效整合現(xiàn)代信息技術，無法充分利用網絡資源、虛擬仿真技術等優(yōu)勢，從而約束了教學方法的革新及教學效果的提高。

3基于學習通和虛擬仿真平臺的翻轉課堂教學法的特點 和優(yōu)勢

虛擬仿真實驗是利用多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實等多種技術構建虛擬實驗環(huán)境，以便輔助和在一定程度上取代傳統(tǒng)實驗的各種操作步驟。實驗者可以在這個虛擬環(huán)境中模擬不同的實驗項目，達到與真實環(huán)境相似的實驗效果。翻轉課堂（FlippedClassroom）是指重新規(guī)劃課堂內外的時間安排，讓學生在學習過程中獲得更多的自主權，而非由教師主導的一種教學模式。教師會提前利用各種平臺來提供學習材料（如課件或實驗視頻等），學生則在課外有針對性地完成對知識的自主學習；在課堂上，師生根據(jù)學習情況的反饋展開協(xié)作探究和互動交流，是一種以個性化培養(yǎng)為目標的新型教學方式?；趯W習通和虛擬仿真平臺的翻轉課堂教學法結合了線上學習平臺的便捷性與虛擬仿真平臺的實踐性，為學生提供了豐富多樣的教學資源，實現(xiàn)了虛擬實驗與真實實驗的互補，為傳統(tǒng)機能學實驗教學帶來了革新。本次教學改革采用的基于學習通和虛擬仿真平臺的翻轉課堂的教學法通過提前在學習通發(fā)布學習資料，學生在學習后通過在虛擬仿真實驗平臺模擬完成實驗項目，同時梳理虛擬實驗過程中存在的問題并與教師進行討論分析，借助翻轉課堂加深對理論知識的理解。

4基于學習通和虛擬仿真平臺的翻轉課堂教學模式的具 體實踐

為了解決傳統(tǒng)實驗教學模式中存在的諸多問題，本研究在參考大量教學改革實例后，在機能學實驗課程中采用基于學習通和虛擬仿真平臺的翻轉課堂教學模式進行授課，該教學模式分為課前、課中、課后三個教學環(huán)節(jié)。課程設計如下。 ① 課前預習。教師提前一周告知學生實驗課程內容，并將實驗課程講義、實驗課程幻燈片以及操作視頻等學習資料上傳至超星學習通App的班級群。在學習相應資料后，學生需仔細觀看實驗操作視頻，并在虛擬仿真平臺上模擬完成實驗。3一4天后，教師以騰訊會議或座談會的方式帶領學生梳理、匯總疑惑及問題。根據(jù)思考題的優(yōu)先級，每組分得一個思考題，在實驗課前以小組為單位通過查找資料解決問題。 ② 課中教學。在實驗課程中，教師講解實驗流程，解答學生對實驗操作的疑惑，并強調實驗操作過程中的重點與難點，隨后學生自主完成實驗。學生在實驗結束后進行翻轉課堂的討論，具體形式為：學生以小組為單位展示他們課前思考題的答案，其他組的學生可以提出問題，或對解釋不清楚的地方提出疑問，展示組的學生回答這些問題，并進行跨組討論。在討論過程中，教師會針對復雜問題進行解答，并對實驗及學生所提出的疑問進行深度剖析。 ③ 課后反思。在實驗課后，學生對實驗結果進行深入分析并根據(jù)要求完成實驗報告和測試題。課程結束后還有教學效果評價，教師在教學過程中依托學習通和虛擬仿真平臺，可以全方位地記錄學生的學習行為并分析學生的知識點掌握情況。同時，教師可以通過學生的課前、課中和課后的參與度與表現(xiàn)形成多元化的考核方式。以機能學實驗課程為例，學生最終的考核成績由五部分組成，分別是平時實驗表現(xiàn) （10%） 、實驗報告 （20% 、小測試（10% 、實驗操作考核 （40%） ）和設計性實驗 （20%） 。其中平時實驗表現(xiàn) （10%） 由出勤 （5%） 和課堂表現(xiàn) （5%） 構成，小測試 10% 由測試題 （5%） 和實驗視頻完成情況 （5%） 構成，平時成績與小測驗可由學習通和虛擬仿真后臺提供數(shù)據(jù)支持。實驗操作考核綜合考查學生的實驗操作能力和發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力。設計性實驗主要考查學生的科研能力與創(chuàng)新能力。

5基于學習通和虛擬仿真平臺的翻轉課堂教學模式的效果

為了評估基于學習通和虛擬仿真平臺的翻轉課堂教學模式的教學效果，本次教學改革以本校2021級五年制麻醉學專業(yè)大學生為研究對象，將100名學生隨機分為2組，每組50名學生。其中1組為對照組，采用傳統(tǒng)教學模式授課，另一組為實驗組，采用翻轉課堂教學模式授課。為確保實驗的公平性，兩組學生的一般資料（性別、年齡）無顯著差別。兩組學生采用同樣的操作考核標準與題目。結果表明，實驗組學生的成績明顯高于對照組，且實驗組學生的操作能力、發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力、科研能力與創(chuàng)新能力均得到明顯提升。

對比傳統(tǒng)實驗教學模式，基于學習通和虛擬仿真平臺的翻轉課堂教學模式有利于整合多種學習資源，實現(xiàn)課堂內外的有效銜接，提高學生的自主學習能力，優(yōu)化課堂時間利用，增強師生互動與反饋，豐富教學形式。首先，該教學模式有助于激發(fā)學生的學習主動性和積極性。教學中，教師始終堅持以學生為中心，提前將實驗相關的課件及操作視頻等多種學習資源放到線上，學生可以自由安排時間進行學習，對于學習能力不同的學生更有利于他們自行安排學習節(jié)奏來提升自己[]。其次，學生通過分工配合解決課前學習產生的問題，有利于提高學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力和團隊協(xié)作能力。再次，通過課堂上的實驗操作以及翻轉課堂的應用，有利于提高學生的動手操作能力和表達能力，并可以有效增強師生的互動與反饋。最后，該教學模式采用多元化的考核方式，有利于提高學生的科研素養(yǎng)和創(chuàng)新能力?？傊ㄟ^本次教學改革的嘗試，基于學習通和虛擬仿真實驗平臺的翻轉課堂教學法能夠有效提高機能學實驗的教學效果，促進學生各項能力的提高。未來，教育工作者還需不斷努力，積極探索更加完善的教學模式，提高教學質量和學習效果，為祖國培養(yǎng)高層次的創(chuàng)新人才。

*通信作者：雷曉露

★基金項目：遵義醫(yī)科大學2023年本科教育教學改革計劃項目（XJJG2023-54）。

參考文獻

[1]雷曉露，柳興鳳，劉愛東，等.研教協(xié)同結合PBL教學法在機能實驗課中的應用[J].繼續(xù)醫(yī)學教育，2023，37（4）：33-36.

[2]劉愛東.機能學實驗教程[M].北京：科學出版社，2021.

[3]楊斯琴，王平.《動物生理學實驗》課程多元化教學的改革探索[J].畜牧獸醫(yī)科技信息，2022（11）：17-19.

[4]韓瑩，陳蕾，沙莎.翻轉課堂在生理研究生實驗教學中的實踐應用[J].教育教學論壇，2023（31）：133-136.

[5]潘玉梅，張雪君，韓立.學研教協(xié)同的TBL教學模式在醫(yī)學影像技術專業(yè)的應用探討[J].醫(yī)學教育管理，2016，2（2）：415-419.

[6]閆小飛，蔣小英，蔣曉剛，等.PBL+翻轉課堂在生物化學和分子生物學實驗教學中的應用[J].生命的化學，2021，41（11）：2506-2511.

[7]胡媛萍，黃伊娜，陳聚濤，等.“雙一流\"背景下人體機能學實驗課程建設初探[J].中國醫(yī)學教育技術，2022，36（5）：523-527.

[8]金宏波，范小芳，胡浩，等.機能學實驗教學專家共識[J].基礎醫(yī)學教育，2023，25（12）：1017-1023.

[9]孫久，卞學勝，王如剛.基于“雨課堂\"和\"JupyterLab\"的數(shù)字化教學模式探索——以\"Python項目開發(fā)\"課程為例[J].科教導刊，2024（36）：53-55.

[10]王添敏，邸學，宋慧鵬，等.翻轉課堂教學模式在中藥鑒定學實驗課教學中的應用[J].科學咨詢（教育科研），2023（9）：101-104.