实验课教学过程的互联网+整合与互动实践——以地方本科生物专业为例

贾 贞，李三相，狄胜强，王瑞娟

（天水师范学院 生物工程与技术学院，甘肃 天水 741001）

0 引言

实验课教学目标的达成依赖于对实验过程严格科学的管理，实验教学要重视实验过程[1]，田福平等[2]通过《实验指导》的严格执行加强对实验过程的指导，将实验各环节纳入考核范畴。于泽德和张艳琼[3]提出结合学生实际和教学进度，细化并合理组织实验教学内容，强化实验中的巡查、指导、考核、反馈、评讲等细节。吕念玲等[4-5]提出以打造高质量的教学过程为核心，倡导智能化过程管理，针对实验课教学过程管理主要依赖教师人力的现状，提出借助软、硬件手段，提高过程管理的有效性，其中的技术手段即互联网信息技术。信息技术发展的水平不同，与教学结合的程度不同。实验报告的电子化是实验课教学信息化改革的基本手段，起初有人利用网络技术结合计算机管理，开发了无纸化实验报告管理系统，实验报告网络化提交系统为学生在线完成实验报告的提交和教师在线完成实验报告的批阅提供了一个良好的平台，切实提高了实验报告管理的效率。金洪震等[6]的实验系统实现了实验报告的网络化写作、递交、批改和管理。曾建强[7]通过网络技术实现学生对实验报告的互联网撰写、提交、修改和对教师批阅后报告的查阅。黄慧春等[8]的实验报告管理系统可将实验特征数据直接从虚拟仪器导入电子实验报告，并嵌入学生数字化签名，实现了师生随时查看、批改。信息技术发展突飞猛进，传统教育理念受到“互联网+”带来的革命性冲击。高等教育教学理念正由以“教”为中心向以“学”为中心转变，这种转变迫切需要与“互联网+”融合。如何实现互联网与传统课堂的有效融合，做到“以学生为中心，以教师为主导”已成为当今混合式教学改革探索的方向[9-10]。利用云课堂将“线上”的网络学习与“线下”的课堂教学有机结合，成为高等教育教学改革的新视点，实现了信息技术与教育教学的深度融合，既能体现学生的主体地位，培养学生的自主学习能力和创新能力，也能实现教师的主导作用，提高教学效果[11]。

对于实验课，当前许多学校、许多课程仍然采用最传统的教学方法，阻碍了教学质量的根本性提高。本文针对实验课传统教学模式的不足和局限性，利用在线教学平台及智慧教学工具，整合多元化教学手段、途径和方法，通过改革、实践出一个从实验开始包括过程、结果汇报。全过程在内的实验课教学方法，以互联网为手段和轴心，在学生端实现对实验过程产生数据、图片等结果的实时展示、交流讨论（互评和跟帖），实验报告的互联网提交、批阅等，与教师留言、互动。在教师端实现对学生实验全过程有关行为包括不同时间节点产生的图、表等数据（发帖、跟帖讨论）的网络化监控和实验相关细节的评分评价。与此相应，对实验报告的数量、质量标准进行改革，引入学生对实验报告互评等教学方法。

1 实验课教学过程的互联网+整合与互动实践内容

以超星教育学习通(http://i.mooc.chaoxing.com/space/index?t=1590734352040)为互联网平台，以“普通生物学”实验课为对象，把教学过程每个阶段的实验行为和工作任务进行互联网加载整合，主要内容如下。

1.1 实施方法与规程

登录二维码（邀请码）教育网络实践平台（本文超星教育学习通），按课前预习、准备、实验过程、实验报告撰写与提交、反馈等几个阶段，进行互联网平台的加载实施、互动和管理。教师的工作流程以下方面。

a）建课。进行实验课实验报告题目的设置与题库的建设，最重要的是设立讨论标题。

b）实验教学参考专用数据库构建。构建线上实验课教学参考专用数据库。

c）讲述。开课第一节课，结合往届学生优秀的实验成果和报告，对实验要求和实验报告的新标准进行深入讲解。

d）实验报告的发布。在题库中进行特定题目的建题，发布。按班发放，也可以发放给个人，一般选择个人，具有提醒功能。需注意的是现有超星课程平台的作业系统为完善的习题格式。

e）作业批改与回帖互动。任课教师应及时批改实验报告和回帖讨论，创造机会与学生互动，促进学生及时互评。

1.2 实践内容

1.2.2 构建实验课教学专用网络数据库

在实验课网络平台构建实验课教学专用数据库，内容包括重要仪器的介绍与使用说明书，试剂、试剂盒说明书，往届学生优秀实验结果与实验报告，实验课PPT、讲义教案，甚至可囊括毕业论文的实验方法等。该网络数据库大大方便了师生随时查询实验中所需要的信息和疑问。

1.2.2 实验结果的实时发帖、跟帖讨论及其行为的监控与评价

通过搭建实验课教学网络讨论区，要求学生实时发帖展示自己的实验成果，并积极发言、讨论、交流，提出实验当中的疑问，做到实验全过程的记录与相互及自我评价。教师及时参与学生的发帖讨论，以推动师生和生生互动，深化实验课教学活动。通过学生发帖、跟帖进程（时间）和次数（数量）的记录和质量（评语）的评价，将讨论区学生的发帖与讨论、留言等行为计入实验课总成绩，实现对学生实验有关活动的全方位监控和评价。

1.2.3 电子实验报告数量质量新标准

本实验课教学对预习报告与实验报告的形式和要求实行了线上线下的改革，提出并执行了实验（预习）报告数量与质量新标准。预习报告仅要求线下设计、制作出条理化的纸质版实验操作方法与操作步骤和流程示意图，而推行电子化实验报告并在线上提交、打分、评价。上课带纸质版流程图式预习报告进行实验，做到实验预习与实验过程紧密结合。此外，我们提出优秀实验报告的标准，即包括比较详细的实验过程、漂亮的排版、完整的内容结构和独特的写作风格，包含对结果的讨论和正、反面反思等。

a）内容。要求写出独特原创性的实验报告，谈对实验的深入体验与切实感受和新的认识。写作有一定角度，显示自己对实验的体验和独特思考，突出对实验过程和结果的讨论与反思。质量新标准要求学生认真分析实验结果和实验当中存在的问题外，写出对实验的切身感受与收获，做到有图有真相。最后，引入学期实验的理论总结报告，总结本学期该实验课的经验与体会。

b）重复、相似性。实验报告的撰写，要求突出原创性和个性风格。常见到实验报告的相似性太高，包括内容、格式、形式基本相似，或似曾相识，涉及抄袭问题。对于这种与他人实验报告相似的作业，根据惯例给以极低的分数。

c）图片的处理排版。图片是说明问题必不可少的手段，可有效扩容实验报告的信息量。当下，图片的采集容易简单。选择最好、最能说明问题的图片，经过裁切、加箭头标示说明，经排版插入实验报告。

1.2.4 实验报告的线上打分评价、互动与讨论区推送

实验报告由纸质版变为word 电子文档，大大方便了学生对图片等实验数据的处理，相应地，伴随着实验报告打分评价方式的变革。实现了实验报告的互联网评分、评价，而且学生可以查看了解自己实验报告的得分和老师的评语，甚至进行互动。此外，留出两个实验报告供学生相互间打分评价，有效推进了学生对实验课的参与程度。只有了解了自己实验中存在的问题，才能通过实践反馈，获得全方面的进步。

促进师生、生生互动的另一重要举措，是将典型、优秀的实验报告推送至讨论区示范，供学生观摩、讨论。推送实验报告需具备一定质量或某方面具有独到的特色，例如，体现扎实风格的“史上最扎实的实验报告！”；有些实验报告展示了漂亮和精美的排版，显得独具匠心；还有一些实验报告突出展示了良好的实验结果，但当实验结果不理想时，如能实事求是总结、汇报，对这样的实验报告也给予中肯的评价和认可。有人的实验报告详细地记录实验过程，获得更为全面的信息，体现一定的风格。还有的同学，充分利用互联网条件，对实验背景知识进行了充分的扩展，信息量远远超过传统实验课实验报告的内容。可见，互联网+条件下实验报告的批语评价、互动和推送，为实验课教学中学生自主性、创新性发挥提供了前所未有的空间。

1.3 评分标准

“互联网+实验课教学过程监控互动”教学方法强调将精细的实验关联行为，通过互联网整合、评估，实验过程的每个细节都给予一定的得分评价，实验课教师和学生需要掌握相应的分值标准和算法。本标准即提供了实验过程和实验环节得分的标准和算法，以方便教学人员和学生使用和参考。该《标准》为所描述教学研究成果和教学方法的使用和推广的必备手册。

1.3.1 发帖讨论积分统计

a）发、跟帖时间。每条讨论发帖+2 分，细化到帖子的质量和发帖时间，对高价值帖、跟帖或回帖累计加分，每条+1 分。得分与发帖的时间成负相关，同时发帖，不计日期分；课内时间发帖与课外时间发帖得分不同。

b）活动加分。点赞和鲜花等支持活动！

1.3.2 实验报告生生互评加分标准

发帖、跟帖讨论，发帖2 分/次，跟帖讨论0.5/条。实验报告的生生互评包括对实验报告打分和评语评价，对给予评语评价的，评价1 次，该次实验报告总分+0.5 分，最多评语达7 次，优秀评语再+1 分，对未参与互评（缺评）而造成“实际批阅数”不够者，从该次实验课成绩总分-5 分；参与互评0.5 分/次+优秀评语（+2 分）。对在讨论和实验报告互评中评价客观中肯的评价方学生，在总分中予以奖励分。

1.3.3 推送实验报告加分标准

每份推送优秀实验报告该次实验报告总分+2 分。

2 传统与互联网+实验课教学比较及课程目标达成评价

传统实验课的基本过程包括写预习报告、交预习报告、讲课、做实验、写实验报告、交实验报告。本文所述互联网+实验课教学方法丰富了实验课的教学过程，增大了教师在建课、建库以及和学生互动中的工作量，但也带来了许多方便之处，如在网络化平台上对学生学习与作业概况的全局览视，另外，实验报告的批阅可自动变换。教学过程师生的互动量增大，符合投入产出原理，预示着实验课的高质量教学。

本文互联网+实验课教学改革，使得互联网平台下的实验报告批改、添加批语后反馈给学生，让学生了解其实验和报告中存在的问题，传统实验课老师只给实验报告打分（无批语，或有但很少反馈给学生），学生无法得知教师的评分评价和存在的问题。传统实验课学生把大量时间花在抄预习实验报告、抄实验报告上。本文所述互联网+实验课教学改革，强化了实验报告的信息化和过程管理，实现师生实验课教学中的深度互动，有效驱动了实验课的高质量教学和创新培养。本文教改增加了学生对实验结果的展示与讨论，突出了师生、生生之间在实验内容方面的交流互动，为实验课教学质量的提升发挥了重要作用。本文所述互联网+实验课教学过程改革，整合了时间、数量、质量尺度，对整个实验过程实行复合立体化评价。

本文所述教改不仅保证了学生对“普通生物学”实验课实验原理和内容的预习，及对实验目的及设计思路、实验操作步骤和注意事项的了解掌握；按时独立完成实验操作；认真观察实验现象，实事求是记录实验数据和结果，完成实验数据分析及时整理实验报告；实验报告书写格式规范，内容简明扼要，结果翔实具体，并认真分析实验现象，养成良好的实验操作习惯的基本要求。教学效果不仅仅停留在“验证加深理解和巩固课堂所学知识，掌握常规仪器的使用方法，熟悉生物基本实验方法和操作技术，帮助学生形成基础实验研究思路，培养学生独立思考、实事求是的科研素养，为后续的学习和实验打下基础”的课程目标。

本文关于实验课的教改影响深刻，从相同专业的前后两届、相近专业不同教学方法的平行班（参与总人数160 人以上）的教学实践来看。实行互联网+整合监控与互动的学生的实验积极和技能明显高于对照班，并且对实验成果有很好的分享精神。对供试班级的毕业论文分析发现，进行实验课互联网+教学改革的班级实验性毕业论文数量明显高于对照班（另文发表），且论文数据真实可信。实验班学生的学习积极性和实验管理能力明显提高，参与挑战杯科技论文竞赛获奖学生人数明显提高，考研率也比普通对照班增加很多。

3 讨论与反思

传统生物实验课教学模式单一、陈旧，难以激发学生学习热情，教学质量不高[12]。孔祥照等[13]将混合式教学模式应用于心血管系统实验教学，构建“以学生为中心，以教师为主导”的互动课堂。顾玲等[14]利用SPOC 在线教学平台构建线上线下混合式教学模式，应用于组织学与胚胎学实验课教学。上述实验课的共同特点是学生实际动手少、操作少，观察多，利用“互联网+”具有独特学科优势[15]。本文针对学生操作、动手较多的实验课，把实验课教学过程中学生的重要实验行为进行互联网+整合，并对学生实验行为的质量、数量和时间效益，如学生的网络签到、实验报告的提交数量、讨论区发帖、互评及其时间进程等，进行网络化跟踪监控和互动评价，督促学生按时、按程序进行实验，促进原创习惯与创新性培养，这些措施大大提高了学生实验课的参与深度，提高学生的创新思维和综合素质。另外，胡尔西旦·阿布都米吉提等[15]提出利用互联网和信息化平台加强师生间的互动，但缺乏具体的操作方法，本文互联网+实验课教学过程的发帖与跟帖讨论及实验报告的互评与跟评是实验内容即时互动的较好方式，生生、师生互动过程具体、丰富。实验课教学专用数据库的建立是实验课数据建设的新举措，大大方便了学生和老师。新标准的网络化电子版实验报告具有强大的图片和影像的整合能力，不仅可插入平面图，还可嵌入动画，例如一学生在实验报告中嵌入了鱼心脏搏动的视频，使得实验报告具有了立体化特性。但目前不足之处，是该教学方法所依赖网络系统难以完成实验报告的查重检测和相似性比对。