微实验用于线上线下混合教学的实践探索

马树杰 康占海 张利辉 张金林 董金臯

摘 要：为推动农药学基础实验课线上線下混合教学的开展，规范学生的实验技能操作，河北农业大学植物保护和动植物检疫专业开展了基于微实验的农药学基础实验课教学实践探索。该文从规范化微实验教学视频录制、微实验在农药学基础实验教学实践中的应用以及微实验应用于农药学基础实验的效果分析等方面进行了总结。结果表明，微实验应用于线上线下混合教学效果显著，增强了课程的吸引力，提高了学生发现问题和解决问题的能力，使学生的实验操作技能更加规范。微实验的引入，革新了传统的实验课教学方法，可为农药学基础实验课的课程改革提供新思路和重要参考。

关键词：微实验;农药学基础;线上教学;线上线下混合教学

中图分类号 G642.0   文献标识码 A文章编号 1007-7731（2021）14-0172-04

Practical Exploration of Mixed Online/Offline Teaching Based on Micro Experiment

——Taking Experimental Course of Pesticide Basics as an Example

MA Shujie et al.

（College of Plant Protection， Hebei Agricultural University， Baoding 071001， China）

Abstract： In order to promote mixed online/offline teaching of pesticide basic experiment and standardize the experiment operation of students， teaching mode based on micro experiment was explored in this study. This article introduced the record of standardized micro experiment teaching video，the application of micro experiment in teaching practice and the analysis of application′s effect. Specially， the effect is remarkable when micro experiment was used in mixed online/offline teaching，which enhanced the appeal of the course， the ability of students to find and solve problems，and standardized the experiment operation. The introduction of micro experiment video can innovate the traditional experimental teaching method， which can provide new ideas and important reference for the course reform of pesticide basic experiment.

Key words： Micro experiment; Pesticide basics; Mixed online/offline teaching; Teaching model

农药学基础实验课是植物保护和动植物检疫专业本科生的基础实验课程，该课程的配备有助于将农药学基础理论用于实践，通过让学生动手操作可加强其对理论知识的理解，因此实验教学是农药学基础课程中非常重要的环节之一[1-2]。在教育信息化的背景下，网络教育资源可以显著提高教学效果[3]，将微视频融入实验课教学是实现信息技术与教学有机结合的重要途径[4-5]。微实验本身富含丰富的实验内容及实验操作信息，结合其特有的动态演示效果[6]，可推进线上及线上线下混合教学效果。在农药学基础实验课中，通过录制规范化的微实验教学视频，可以让学生在课前对整个实验过程有一定的了解，不仅有利于减少课中教学难度，而且能提高课后学习效果。

1 规范化微实验教学视频录制

结合农药学基础理论课内容及实验的重点和操作难点，对微实验进行全面细致的录制，主要包括农药剂型的物理性状测定、5%高效氯氰菊酯乳油的配置、杀虫剂触杀作用测定-点滴法、除草剂生物活性测定-平皿法。具体微实验录制内容及要点如下：

1.1 农药剂型的物理性状测定实验 常见的农药剂型有乳油、微乳剂、水剂、悬浮剂、水分散粒剂、可湿性粉剂等[7]。通过对上述6种农药剂型物理性状的测定，让学生学会评价判断农药的质量标准。本实验主要测定农药剂型的分散性、表面张力、细度、接触角等指标。农药剂型的分散性重点讲解乳油的分级标准，表面张力测定重点讲解表面张力仪的使用，细度测定重点讲解激光粒度分布仪的使用，接触角的测定重点讲解接触角测定仪的使用。

1.2 乳油的配置 乳油是当前农业生产中一种重要的农药剂型，很多农药剂型是在乳油的基础上改进而成的，学习乳油的配置有助于掌握其他液体剂型的配置方法[8]。通过学习5%高效氯氰菊酯乳油的配置过程和方法，可以让学生了解常用溶剂及乳化剂的种类，并掌握一般农药乳油制剂的制备方法。该实验重点讲解溶剂的选择方法、乳化剂种类的选择方法。

1.3 点滴法 微量点滴法是杀虫剂触杀作用测定的重要方法之一，也是农药学基础和植物化学保护学实验中常用的杀虫剂测定方法，其应用覆盖植物化学保护、植物医学、动植物检疫等专业实验。本实验以98%高效氯氰菊酯原药为供试药剂，以3龄黏虫幼虫为供试昆虫为例，详细讲解了药剂配置、微量点滴器的使用及试虫处理的方法和注意事项。在药剂配置时，重点讲述二次稀释法的要点和操作;在微量点滴器的使用时，重点讲解微量点滴器通透性检查、使用条件及点滴操作等;在试虫处理时，重点讲述药剂点滴于试虫的部位、重复设置及试虫存放条件等。

1.4 平皿法 平皿法是除草剂生物活性测定的经典方法之一，其具有操作简便、周期短、应用范围广的特点，特别适用于非光合作用抑制剂的测定。本实验以57%的2，4-D丁酯乳油为供试药剂，以高粱种子为供试植物材料，录制了该实验的整个操作过程。由于在杀虫剂生物活性测定中已经对药剂配置进行了详细讲解，因此本实验重点讲解药剂处理、恒温培养、幼根幼芽的测量及SPSS软件使用等内容。

2 微实验在农药学基础实验教学实践中的应用

农药学基础微实验录制完成后上传至超星“学习通”“雨课堂”等线上学习平台[9]，有利于线上及线上线下混合式教学的开展。

2.1 微实验用于线上教学 受疫情因素的影响，于2019—2020下学期开展了基于微实验的线上教学。线上教学方式以“微实验+超星‘学习通+腾讯会议”进行，具体实施方案如图1所示。

2.1.1 微实验上传至超星“学习通”，引导课前预习 基于农药学基础实验的线上教学难度，为提高线上教学效果，教师在进行某次实验课之前，将提前录制好的微实验上传至超星“学习通”，并设置为任务点，让学生在课前完成微实验观看，了解整个实验过程。教师课前在超星“学习通”查看微实验观看情况，掌握学生预习情况。在任务点设置时可实行积分考核制，引导学生更好地完成课前预习。

2.1.2 腾讯会议“共享屏幕+聊天”线上直播，提高实验课教学效果 农药学基础实验正式线上授课采用腾讯会议“共享屏幕+聊天”形式进行。在开课前10min，教师通过腾讯会议中的快速会议功能形成一个会议号，将会议号发给学生，学生通过会议号加入会议，进一步通过共享屏幕分享授课课件或视频等文件[10]。农药学基础实验线上授课首先通过直播PPT给学生讲解实验的目的、原理、试验流程等内容，让学生更加深入地了解完成本次实验需要掌握的技能及关键点。课件讲授完毕后对微实验进行详细解读，一般每个小步骤讲授完毕后按下暂停键，对该步骤的难点及注意事项进行详细说明。微实验讲授完毕后，与学生互动，解答学生的疑问。这种教学方式是对线下面授教学的模仿，课件、视频、教师讲授和师生互动四者有机结合，可激发学生的实验兴趣，提高教学效果。

2.1.3 超星“学习通”+QQ群互动答疑，巩固实验教学效果 在讲授完实验操作流程后，每组学生线上提出问题，教师总结学生问题，逐一解答疑难困惑。同时，教师可提出与实验相关的问题供学生讨论，激发学生的参与热情。实验课教学完成后，学生可自行观看课堂回放视频，不仅可以帮助巩固课堂知识，还有利于学生实验报告的撰写及完成。一般在实验教学完成7d内线上提交实验报告，教师线上评阅。

2.2 微实验用于线上线下混合式教学 翻转课堂可提高学生的参与度，增强学生独立完成实验的能力，但对学生课前预习的要求较高，而网络微实验可以提高学生课前预习效果。为此，本文开展了基于微实验的线上线下翻转实验教学，主要实施方案如图2所示。

2.2.1 实验课前做好在线预习 实验教师课前7d将录制好的微实验及课件等资料上传至超星“学习通”，以供学生在线学习，同时将实验课程学习任务发送给学生。课前3d在线上提出与实验操作注意事项等相关问题，与学生互动交流，增强学生的参与度、自学和交流讨论热情。

2.2.2 实验课中开展以学生为中心的翻转实验 由于学生课前已经完成实验课预习，对实验原理、方法及操作流程有了基本了解，因此课上可根据分组任务每组派1名学生进行讲解，提高学生的认知度。学生讲解时主要从自己的理解出发讲解实验的目的意义及操作流程等，也可提出问题与教师及同学互动。经过一轮学生的讲解及互动答疑，基本可以解决学生的实验疑惑，接下来可让学生借助微实验视频分组合作自主完成实验任务。待所有组都完成实验任务后，学生可自主发言讲解实验操作中遇到的困难及解决方法，这樣可以提高学生发现问题及解决问题的能力。与传统课堂相比，教师不需要对实验的操作流程进行反复讲解，只需要解决学生实验操作过程中的疑难问题;同时，学生可借助微实验视频，更规范的完成实验任务，自主发现实验中的关键点及注意事项。整个实验课完成后，教师不仅减轻了教学负担，学生还更加规范地完成了实验任务。

2.2.3 实验课后利用微实验巩固学习效果，完成实验报告 实验课后，学生可根据自己的学习进度利用微实验巩固学习效果，对于由于特殊原因不能完成课中实验的同学，可借助微实验资源来完成实验任务。学生实验报告的撰写打破传统写作模式，不仅要求学生写出实验操作流程及数据统计结果，还要求学生根据线上资源及线下学习情况，总结归纳实验中遇到的困难及解决方法。这种实验报告的写作方式是基于规范的微实验视频完成的，是对实验更深层次理解的重要步骤。

3 微实验应用于农药学基础实验的效果分析

微实验应用于实验课教学，有助于线上及线上线下混合式教学的开展，提高了教学效果，但对学生课前预习的要求较高，也存在一定的不足。

3.1 微实验应用于实验教学的成果 为更加直观地反应微实验在教学中的作用及应用情况，开展了“农药学基础实验微课资源使用及效果调查问卷”，对问卷结果分析主要得出以下2个方面的结论：

3.1.1 学生使用微实验贯穿整个实验阶段 首先，对学生在课前、课中及课后观看微实验情况进行调查，结果显示，有91.82%的学生在课前预习中观看了微实验，53.64%的学生在课中对微实验进行了学习，66.36%的学生在课后对微实验进行了回看（见图3）。由以上结果可知，学生观看微实验贯穿了整个实验教学阶段，其中课前预习观看人数最多，可能与教师布置任务有关;学生课后对微实验回看率也维持在较高水平，可能原因是微实验中有部分文字说明，便于学生实验报告撰写，同时微实验可能提高了学生课后巩固实验技能的兴趣;课中观看微实验也有50%以上，主要原因是学生可能在某个实验操作步骤上存在疑惑，通过观看微实验，有利于规范化操作。

其次，对学生观看微实验的具体时间点进行调查，结果表明，40.91%的学生在不理解实验原理时观看微实验，21.82%的学生在课中实验操作之前观看微实验，51.82%的学生一边实验操作一边看微实验，29.09%的学生在实验报告撰写时观看微实验（见图4）。对上述结果分析不难看出，微实验在实验的各个阶段均发挥了功能，其中50%以上学生一边实验操作一边看微实验，这体现了学生对微实验中规范化实验操作的认可;同时微实验对于在解答学生对实验原理的理解及辅助学生较好完成实验报告方面也发挥了重要功能。

3.1.2 显著提高了实验教学效果 为调查微实验对实验教学效果的影响，开展以是否有利于课前预习、规范化的实验操作等内容的问卷，结果显示，81.82%的学生认为有利于课前预习，36.36%的学生认为有利于实验原理的理解，全部学生均认为有利于规范化的实验操作，84.55%的学生认为在实验报告撰写上提供帮助，82.73%的学生认为提高了动手操作能力（见表1）。对上述结果分析可以看出，微实验显著提高了农药学基础实验教学效果，尤其是在引导学生规范化的实验操作方面的效果显著;在提高学生动手操作能力及实验报告撰写上也具有明显的效果;微实验对实验原理理解上的帮助欠佳的原因可能是在微实验中仅以纯文字的形式表达了实验原理。

3.2 微实验在线上及混合式教学应用中的问题及对策 微实验在线上教学及线上线下混合式教学中体现了重要价值，很好地解决了学生实验操作不规范、实验课时少等问题，但微实验应用于线上教学及混合式教学也存在不足，主要体现在以下2个方面：

3.2.1 学生课前预习效果存在差异 线上教学及线上线下混合式教学对学生课前预习的要求较高，如果学生课前预习效果不佳，教师在课中教学中就会遇到阻碍;如果学生课前预习效果好，则课中学习可以增加翻转课堂、师生互动时间，进一步提高实验效果。经调研发现，大多数学生通过微实验在课前进行预习，但是从课中教学效果来看，学生课前预习情况参差不齐，部分学生只是通过微实验预习实验操作部分，部分学生观看完微实验后并不能完全理解实验的原理，还有学生为了完成预习任务只是对微实验进行了放映并未观看。针对上述问题，可在课前督促未完成预习任务的同学及时对微实验进行观看，在课中教学开始前给学生预留部分时间巩固预习效果，这样可以提高全班学生的整体预习效果，有利于完成课中教学和实验任务。

3.2.2 学生参与翻转课堂的积极性有待提高 开展基于微实验的翻转课堂教学，在教学中发现主动参与翻转课堂的学生讲解的较好，能够掌握实验的原理、关键点及注意事项，其主要原因是通过微实验做到了较好的课前预习，也积极参与了课前问题的讨论。而被动参与翻转课堂的部分学生不能理解实验原理、对实验操作流程尚不熟悉，这与课前预习效果较差有关，同时也是学生不能主动参与翻转课堂的重要因素。为进一步提升学生参与翻转课堂的积极性，可增加主动参与翻转课堂学生的加分力度，被动参与翻转课堂的学生会在今后的实验课中重点督促，努力将被动参与转化为转动参与，从而达到以学生为中心，提高实验课教学效果的目的。

4 结语

将微实验视频引入到农药学基础实验课教学中，学生可在课前借助微实验视频进行预习、课中完成实验操作、课后及时巩固完成实验报告，从而激发了学生的学习热情，使学生的实验操作更加规范，加强学生对实验原理和注意事项的理解，增强学生的实验操作技能，提高学生发现问题和解决问题的能力。微实验自引入实验课以来，学生线上学习的人数显著提高，参與线上问题讨论的频率明显增加，从而推动了农药学基础实验课线上线下混合教学的快速发展。

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（责编：张宏民）