突发性管控下实验教学应急调整的探索

孙岑岑，梅汝焕，高铃铃，方 瑜，厉旭云，顾一峰

(1浙江大学基础医学实验教学中心机能分中心，杭州 310058； 2浙江大学医学院附属第一医院； △通讯作者)

在某些特殊情况下，为保证教学工作的正常进行，学校往往需要临时做出调整，由线下教学转为线上教学模式[1,2]。目前，理论课程可以借助多种信息技术手段，能保持正常教学进度、保证课程容量，实现教学内容不减、标准不降。有别于理论课程，实验类课程涉及设备的认知和操作、实验材料的使用和学生协作动手能力的训练等，在线上教学过程中经常出现操作技术训练不足、学生参与度低、教学效果不理想等问题。因此，实验教学若采用线上学习模式，其难度更大，要求更高[3,4]。

作为基础医学的核心课程之一，机能学实验的教学目的是使学生了解疾病发生发展的变化规律，系统掌握以生理实验技术为基础的各种动物实验知识和操作技能。传统的线上实验教学往往以虚拟仿真实验为主[5-9]，但通常仅模拟了实验场景，在培养学生掌握实验技术和动手能力等方面存在不足。同时，由于机能实验较为复杂，经常出现各种突发状况，对学生分析、解决问题的能力培养大有裨益，而这是虚拟实验所无法替代的。因此，为应对各种特殊情况，如何对线上实验教学模式进行有效调整，提高线上实验教学效果，保证教学工作的高质量、有序推进，值得我们深入探讨和研究。2021年11月底，我校教学工作临时转为线上。本文以机能学实验的线上教学应急调整为例，旨在对特殊情况下的线上实验课程的教学模式进行探讨。

1 课前预习模式的调整

机能实验学依据现有资源，及时做出一系列调整措施。开课前，教师利用已有教学平台上传自制课件、相关参考文献、实验操作视频、教学大纲等资料供学生线上预习，同时建立钉钉班级群，便于线上直播和在线讨论。教师提前准备三套题目：①自测题，一般为若干实验相关的单项或多项选择题，并提供正确答案和答案分析，提前上传于教学平台，以供学生预习自测；②随堂测试题，一般为10道实验相关的单向选择题，作为课上检测用；③课上讨论题，一般包括7个实验理论和操作相关题目，3个结果分析相关题目。

学生课前需要完成：①线上教学课件和相关视频的观看、预习；②线上自测题测试；③教师提前1-2天将课堂讨论题随机分配给各实验小组，每组1-2题，各小组同学按题目内容提前制作PPT，并事先确定题目讲解人。通过预习、自测和讨论，教师全方位培养学生自主学习能力，提高学生课前预习效果。而教学课件和视频的观看次数和时长、自测题正确率及课堂讨论质量可作为实验成绩及评估教学效果的重要参考。

2 课堂教学方式的调整

2.1 开展线上随堂自测，检测课前预习成效

教师上课后先开启随堂测试。学生利用教学平台完成答题，教师根据即时结果汇总分析学生预习情况，归纳学生知识点掌握情况及难点问题，并及时根据知识薄弱环节调整讲解内容，利于学生对相关知识内容的理解和掌握。

2.2 进行线上翻转课堂教学，提高线上师生互动

线上教学往往存在缺乏互动、气氛沉闷等问题，故学生完成自测题后教师设置翻转课堂线上讨论环节，通过钉钉视频会议模式，按照事先公布的讨论题顺序进行。每个实验组选出一人作为讲解人，通过提前准备好的PPT，以文字和图片的形式对问题进行讲解。讲解完成后，由同学和教师线上进行提问，小组全体成员进行线上回答。为提高所有同学的参与度，教师可要求：如无同学提问，下一组同学必须提问，最终由教师进行解析和总结。实验理论和操作相关讨论题先进行讨论，结果分析题此时先不做讨论，放在课堂最后进行。通过讨论的形式，教师可最大程度地调动学生的学习积极性，活跃线上课堂气氛，使同学们对实验相关原理拥有更为深刻的认识，对实验操作细节有更加准确的认知。

2.3 实施三元混合教学模式，增加实验真实体验

根据已有的教学资源，教师对实验课的线上教学形式进行定制：①对于实验操作要求较低并已有相关虚拟仿真实验的实验课，教师充分利用虚拟仿真实验教学平台为学生讲解实验器械、实验材料及实验操作过程。②对于尚未开发虚拟仿真实验的实验课或对实验操作要求较高的课程，教师采用虚拟仿真+操作视频+直播示教的三元混合模式，力求还原真实实验过程。

三元混合模式包括：①虚拟仿真。教师通过虚拟仿真实验操作，帮助学生对实验操作和实验过程形成宏观性了解(如无相关仿真实验，可省略)；②操作视频。教师播放实验操作视频，通过对实验细节的讲解，让学生充分了解和学习实验的整个过程；③直播示教。通过钉钉直播，教师完成整个实验操作流程，并在直播过程中讲解实验器械、材料以及操作注意事项等要点，让学生有身临其境的感觉。教师通过该三元混合模式，以求最大程度还原真实实验，使学生对相关实验技能和实验操作有更加直观的认识。

值得一提的是，传统线下实验教学受空间限制，教师示教往往无法确保每个学生都能看清操作细节。而直播操作或操作视频可保证所有学生对完整过程的清晰观看，并可实现反复观看，是线下实验教学所不具备的。这对学生熟悉并掌握实验技能至关重要。此外，若条件允许，教师可将重要实验操作进行整合，周末组织学生进行线下实验操作，弥补实操不足。

2.4 加强数据分析环节，提高实验教学成效

实验数据的处理分析是实验教学的重点之一。线上教学内容中有关实验数据分析处理的内容可做以下调整：①对于具备相关虚拟仿真实验的实验课，学生根据虚拟实验所得数据进行分析处理；②对于不具备相关虚拟仿真的实验内容，或虚拟仿真实验的数据较单一，教师提前调取往届学生的实验数据，将原始数据整合成数据库，每一实验组领取一套数据进行分析处理，从而最大程度地还原线下实验结果，保证学生在数据处理方面得到充分训练。

2.5 强化结果分析讨论，提高问题分析能力

实验数据线上处理完毕后，教师组织学生对实验结果进行线上分析。以课堂讨论的形式，小组依次对实验结果及相关机制原理等进行分析，教师和其他同学负责提问，通过互动环节使学生充分掌握相关知识点，培养学生凝练问题、分析问题和解决问题的能力。

3 课下辅导模式的调整

实验教学结束后，教师可通过钉钉及微信群等方式与同学就实验难点和疑问等进行集中或一对一解答沟通，通过线上的实时交流来进行查漏补缺。在成绩评定方面，教师可根据以下几方面进行考核：①学生是否完成线上平台中课件的观看；②学生自测题成绩；③学生课堂讨论的表现；④学生实验报告的质量。课后教师可对授课内容、教学方式等多方面内容进行调查问卷，并根据学生的意见对线上教学进行实时调整，持续改进。

4 混合教学的实验教学成效

课程组需对19个班级进行机能学实验教学，其中13个班级已完成线下实验课程，我们对其余临床医学、口腔医学、预防医学、药学专业共6个班级的4项机能学实验开展了线上教学(混合教学)。为了解学生对教学模式、教学设计、学习效果等方面的反馈情况，课程结束后，我们对6个班级共计189名学生开展了问卷调查，共收到有效问卷189份。详情如下。

调查结果显示，95.1%的学生对线上实验课程的设置比较满意，说明机能实验的线上教学得到绝大多数同学的认可。九成以上的学生认为单一的虚拟实验在实验操作技能(97.8%)、问题分析处理能力(98.9%)的培养不足，89.9%的学生认为虚拟仿真实验的真实体验感欠缺，说明单一的虚拟仿真实验确实无法满足线上实验教学的需要。而通过翻转课堂+虚拟仿真+操作视频+直播示教的多元混合模式线上实验课程的学习，绝大多数学生认为在实验操作(75.1%)、理论知识(94.1%)、数据分析(78.3%)及问题分析处理(69.8%)等方面的能力均得到明显提升，说明这种全方位多元混合线上教学模式可有效弥补目前以虚拟仿真实验为主体的线上实验教学模式的缺陷，基本满足机能实验的教学要求。此外，77.8%的同学认为随后的实验操作训练依然重要，说明学生非常重视实验操作技能的提升。

为了解线上教学的学习效果，我们统计了期末考题中相关实验题目的得分率，结果显示参加线上学习的学生题目得分率与线下学习的学生基本一致(图1)。这说明学生对相关知识的掌握不受线上或线下教学形式的影响，该多元混合线上教学模式可基本满足实验教学的培养要求。

图1 采用不同教学形式实验项目的考题得分率统计

5 实验教学应做好应急准备

由于实验教学的特殊性，实验教学依旧以线下教学为主，但我们仍应做好充分准备，以应对各种特殊情况，保证线上实验教学需求。

5.1 建立和完善虚拟仿真实验平台

学校加速对虚拟实验平台的建设，争取线下所有实验项目均有相关的虚拟仿真实验。而对于已有的虚拟仿真实验，学校应进一步完善和优化，以最大程度地还原真实实验环境，增强实验的可操作性。虚拟仿真实验平台不仅可以应对线上实验教学，亦可作为学生课前预习、课后复习的辅助软件，帮助学生充分掌握相关操作知识和技能。

5.2 建立实验数据库

教师收集和整理历年的原始实验数据，整理组成完整的数据库，一方面可发给学生进行数据分析处理，另一方面，大规模实验数据库的建立为虚拟仿真实验平台的优化和完善提供强大的数据支撑。

5.3 制作实验操作视频

虚拟仿真实验平台的建立不是一朝一夕即可实现，同时，由于技术限制，虚拟仿真实验亦有其局限性，因此，实验操作视频亦有其不可取代的价值。目前，相关实验操作视频亦有很多版本，但大多只展示正确的操作方法，过程较为简单，结果较为单一。但实际操作时会有各种突发状况，因此，建议拍摄更加完善的操作教学视频，演示正确或错误的操作方法，再现操作不当造成的突发情况及应对措施，最大程度地让同学对实验有更加完整的认识和了解。同样，完善的教学视频不仅可以满足线上实验教学的要求，亦可作为学生课前预习及课后复盘的有力工具。

为应对各种特殊情况，在以线下教学为主的实验教学亦应做好充分准备，及时采取应对措施，做好随时转为线上教学的准备，通过线上分组讨论加强学生对相关知识点的掌握，利用虚拟仿真实验平台、实验操作视频和直播示教，最大程度地保证学生的实验操作参与性，利用丰富的实验数据库，保障学生对实验数据处理的完整训练，最终促使线上实验教学有序、高质量的推进。