线上线下混合实验教学模式在生物化学技术实验课中的实践

梁璆荔，李 莉，吴洁敏，陈 宁，刘湘帆，姜晓星，倪培华

（上海交通大学医学院附属瑞金医院检验系，上海 200025）

在2020 年新型冠状病毒病（以下简称新冠）疫情发生后，为响应“停课不停学”的重要部署，各地纷纷开展在线教学，本教研室也开展了生物化学技术实验课程的线上线下混合教学实践。生物化学技术是研究生物大分子基本、重要的技术之一，这是医学专业学生必备的理论知识及实验技能。生物化学技术实验课是要求学生在掌握了一定生物化学基础理论和专业知识的基础上，对他们进行系统的实验训练，培养学生的独立实验技能和问题分析解决能力[1]，在医学人才培养中具有重要地位。但实验教学不同于理论教学，强调学生的动手操作，而单纯的线上教学难以实现实验教学的目标，故如何将实验教学的线上辅导与线下操作有机结合，成为了生物化学实验课教学团队所面临的重要难题。

本教研室采用的线上线下混合教学模式为录制实验示教视频，在线上与学生进行互动交流，同时结合线下分组实验的方式，对本科生及研究生开展生物化学技术实验课程。本研究收集、分析参与学习学生的体会和建议，探讨线上线下混合实验教学的效果，总结经验和不足。

线上线下混合教学的设置及实践

一、教学对象

本次生物化学技术实验课程线上线下混合教学模式探索的教学和调研对象为上海交通大学医学检验技术专业的2018 级本科生（72 名）及2019 级研究生（23 名）。所有学生在2019 至2020 学年9 月第一学期接受传统的线下授课，于2020 年1 月第一学期末接受了线下授课的满意度调查；2020 年初受新冠疫情影响，自2019 至2020 学年2 月第二学期开始，学生通过线上实验示教进行学习，并于2020 年6 月第二学期末接受了对线上示教及混合教学的满意度调查。根据年级不同分为本科生组和研究生组，收集各组同学对于线下及线上实验教学的反馈。

二、线上线下混合教学方案和实践

本次生物化学技术实验课程线上线下混合教学方案包括，运用线上实验示教视频、互动交流、线下实验操作”三位一体”的方式教学，分析学习参与度与考核结果间的相关性，并采用问卷调查形式了解学生对该教学方式的体会和建议。

1.线上实验示教视频库建立：在课程开始前，由生物化学教研室教师负责拍摄、剪辑实验示教的高清视频，并按照教学大纲，将视频分章节上传至在线学习平台，建立系统性强、完整性佳的实验示教视频资源库（见图1）。需要注意的是，在制作实验示教视频的过程中，除了展现清晰、完整的实验操作，还应注重启发式教学，在操作过程中引入思考题，让学生在观看的同时积极思考，并引导其在交流互动区展开讨论。

2.在线进行实验教学的互动交流：在线进行实验课视频授课时，应由负责该实验教学内容的教师全程参与，并在线上学习平台的互动区，针对视频中的实验原理、注意事项等问题与学生展开互动交流，对学生提出的问题进行实时回复、解答，让学生通过问答交流，进一步巩固所学的实验课内容。

3.线下学生实验操作实践及调研：学生完成线上实验示教视频观摩及互动交流后，将其分组进入实验室，开展实验的实践操作，让学生独立完成所有实验内容，并对自己的实验结果进行分析和总结，也可在线下小班化的实验课堂中与带教老师进行交流。线下实践课程结束后，由学生填写相应的调研问卷，反馈其学习感受和体会。问卷调查的内容包含对此次线上及之前传统线下实验教学方法的满意程度、学习效率、实验操作自信心及建议等。本次调研共发放问卷95 份，回收有效问卷86 份，其中研究生组23 份（回收率100%），本科生组63 份（回收率87.5%），总体回收率达90.5%。

4.问卷结果、学习参与度及考核结果分析：应用Graph-Pad Prism 5.0 软件对问卷结果进行统计分析，并绘制柱状图。问卷调研结果采用百分比的方式表示。数据采用两独立或配对样本四格表卡方检验进行比较分析，P<0.05 时认为差异有统计学意义。

实验课程线上线下混合教学的效果分析

一、线上示教的清晰度

传统的实验教学方式主要为教师讲授、现场演示、学生随堂完成实验操作，3 个部分在1 次实验课内集中完成；而实验课的线上线下混合教学则包含线上视频示教、互动交流、线下实验操作3 个部分，这3 部分依次进行（见图2A）。传统实验教学在学生人数较多的情况下，会有学生无法看清示教操作，导致实践操作时现场混乱、顾此失彼，甚至出现操作耗时过长和不规范操作等问题，而线上示教可清晰展示整个实验的操作过程。问卷调查结果显示，与线下示教相比，本科生和研究生对线上实验示教的清晰度满意率分别为49.2%和43.5%（P=0.548），差异无统计学意义（见图2B）。

二、线上示教的可回顾性

由于线上示教视频可反复观看，可回顾性强，使学生都能清晰了解整个实验操作的细节和要点，无遗漏。实验课线上线下混合教学的满意率在本科生和研究生中分别达到87.3%及95.7%，显著高于传统的线下授课（见图3A）。63.5%的本科生和73.9%的研究生表示，采用观看线上示教视频的方式能显著增强自己在实验操作实践中的自信心（见图3B）。

三、线上线下混合教学的学习效率

对于线上线下混合教学模式下的学习效率和学习系统性，本科生与研究生间有不同的看法。65.2%的研究生对线上线下混合教学模式下的自身学习效率给予了肯定，认为这样的实验学习效率更高，60.9%的研究生认为采用观看线上示教视频的方式，能使自已较全面了解整个实验系统的完整性。本科生在这2 个问题上与研究生的观点间具有一定差异，导致这种差异的原因值得进行深入分析和探讨（见图4）。

图1 建立线上实验教学示教视频资源库

图2 传统及线上线下混合式教学过程及示教清晰度满意率结果

图3 实验学习可回顾性及实验操作自信心调查结果

图4 实验学习的效率及系统性满意率调查结果

四、线上线下混合教学的学习体验和效果

尽管在具体问题上，不同学生间有不同的反馈，但其对于实验课线上线下混合式教学的整体满意度均较高。汇总学生建议的关键词可以发现，学生认为该方法既方便预习、复习，也有助于学生通过视频学习实验操作的细节。问卷调查结果显示，学生总体的学习体验较好（见图5A），90.5%的学生对于线上线下混合教学的学习体验评价为满意或非常满意（见图5B）。本研究分析还发现学习参与度与期末考核结果呈正相关，相关系数R＝0.54，决定系数R2＝0.292，即成绩差异的29.2%可由参与度来解释（P＜0.01）。

图5 学生建议关键词及对线上线下混合实验教学的总体满意度调查

线上线下混合实验教学的优缺点和展望

一、优点

1.视频可反复播放且减少实验器材消耗：本教研室建立生物化学技术的实验课示教视频资源库，同时结合线下实验操作进行教学。对学生完成课程后的调研结果显示，线上实验课示教与课堂示教间的清晰度无差异，能够实现安全、规范的教学目标；而线上实验课视频可反复观看，方便学生随时随地复习、巩固实验操作技能，可回顾性强，在实验实践操作中增强学生的自信心方面更具有优势，受到学生们的欢迎。为生物化学技术实验课程量身定制的示教视频具有贴合学院人材培养目标的优点[2]，学生在线下实践操作过程中也可播放视频，按照指导规范来完成实验操作，减少了教师在课堂上示教时学生围观造成的混乱和个别学生无法看清等问题。经过线上视频学习和互动交流，在线下开放的实验课堂中，学生的实验操作过程更加顺畅[3]，也减少了误操作对实验用品的损耗，增加了学生对实验操作的自信心。

2.更适合研究生教学及激发学生主动性：本科生对于线上线下混合教学模式的学习效率和系统性认可度较研究生低，且存在显著差异，导致这种差异的原因可能是由于研究生具备一定知识储备，可通过观摩多个视频，建立实验之间的联系，对生物化学技术实验有更深入、系统化的认知。此外，研究生科研压力大，新型的线上线下混合实验教学能使研究生根据自己的情况，自主选择实验学习时间，有针对性地安排学习进度，掌握实验学习的自主权，在实践操作中拥有更好的自信心，充分激发学生的主观能动性[4]。随着疫情后国家扩大研究生培养[5]，未来将有更多研究生参与实验课程，因而这种新型多样化的实验教学模式可以继续延续，实现高效、有序、安全的研究生实验教学，为培养新时期具有较强独立学习、实验创新能力的科研人才作出积极贡献[6]。

二、不足

虽然学生对线上线下混合实验教学总体满意度较高，线上视频观摩、交流与线下实验结合能够达到良好的教学效果，但本次调研也发现一些不足。首先，学生对于线上实验操作视频的清晰度满意率有待提高。其次，由于本科生年纪小、自律性较弱，线上教学对于学习较为被动的学生而言，缺乏足够的督促和约束作用，造成学生参与度低、学习效果差。最后，笔者认为在疫情的特殊情况下，采用线上线下混合教学方式无疑是一种办法，但这种全新的模式能不能取代原有的教学模式，还有待更长时间、更多人群的实践考验。

三、展望

为了改进线上线下混合实验教学的不足，本教研室今后会不断提升实验示教视频的质量和清晰度，通过在实验示教视频中引入更多原理和知识介绍；添加一些动画营造轻松有趣的实验学习氛围，让学生更乐于接受视频中的知识；增加一些虚拟实验操作，让学生在实际操作前多获得一些模拟操作经验；引入更加多维的互动及考评方式，激发学生的自主学习热情，不断完善和改进线上线下混合实验教学模式。

总 结

目前，理论课程的网络教育模式已日渐成熟，线上结合线下的实验课教学改革将得以启动和探索。加强教育信息化基础建设，加大线上与线下实验教学资源的建设和整合，着力提高教育人员现代信息技术应用能力将是未来高校实验教学团队的重大课题和发展方向。本生物化学教研室针对实验课教学构建了形式丰富、多样的线上线下混合教学模式，在实验课教学中取得了良好的效果。未来，本教研室还将不断探索、改良这种线上线下混合的教学方式，充分发挥其优点和特色，开展更深入细致的教学研究，在更广泛的层面上实现与兄弟院校进行教学交流和信息资源共享。