基于線上平臺的機能學實驗混合式教學模式探討

束安梅 朱石兵 陳玉萍

（江蘇醫藥職業學院，江蘇 鹽城 224005）

引言

中共中央、國務院印發《中國教育現代化2035》文件，引導職業教育信息化發展。積極推進教學模式信息化改革，是提高高職院校教育質量的重要途徑，也是全球職業教育的未來發展潮流[1]。醫學機能學實驗是將生理學、藥理學和病理生理學三門學科綜合形成的一門實驗課程，以實踐能力和創新能力培養為主要特征，是基礎醫學實驗的重要組成部分[2]。目前，大多數機能學實驗教學仍以傳統教師指導下的規范化實驗授課為主[3]。這種教學模式經過多年教學積累，系統規范，但也存在一些有待優化的方面[4]。因此，如何有效利用現代信息技術平臺與傳統的機能學實驗教學進行深層次整合，構建一個適合時代發展和醫學學生學情的機能學實驗教學模式，至關重要。

一、機能學實驗傳統教學模式存在的問題

傳統的機能學實驗教學模式是教師在課堂上根據教學內容進行板書教授，講解完實驗目的、原理、材料及方法后，教師進行示教演示，隨后由學生分組自主實驗，教師進行指導答疑，實驗結束后書寫并上交實驗報告。這種以教師講授和示教為主導的方式，教學手段相對落后，教學效果不理想，且有些班級因圍觀人數較多，很多學生無法近距離地清晰觀察教師實驗演示的過程，學習興趣下降，以致小組合作中參與度不高，依賴于個別人完成實驗。此外，機能學實驗多是以活體動物或離體器官為實驗對象，實驗成本高，操作復雜，難度大。同時，由于實驗室場地、儀器設備數量及課時受限，學生對實驗整體流程不熟悉，無法在有限的時間里完成操作，實驗成功率低。學生自主學習能力不高，課后學生很少主動查找課堂實驗相關數字化資源反復學習鞏固，整體掌握率低，從而導致理論與實踐相脫節。

二、線上教學平臺的特點

（一）職教云

“職教云”是由高等教育出版社建設的集職業教育數字教學資源共享與在線教學服務的平臺[5]。職教云平臺面向廣大職業院校的師生，不僅匯聚大量的學習資源，教師還可通過平臺創建自己的課程，整合現有的相關教學資源，或者上傳自己制作的教學素材和授課內容，利用信息化手段實現高效優質的資源共享。教師通過電腦或手機端便捷掌握學生的簽到、學習時長、課后作業和考試等情況，此外，平臺上的“搖一搖”隨機提問、頭腦風暴、討論等豐富的課堂活動形式，靈活生動地引導學生消化吸收知識點的同時，也拉近了師生距離。職教云平臺的應用不僅能滿足常規課程教學的需求，還有助于教師構建翻轉課堂、線上線下混合式教學、項目式教學等多元化教學模式，深受各高校的認可[6]。

（二）虛擬仿真實驗教學平臺

虛擬仿真實驗教學平臺是利用計算機信息技術和虛擬現實技術，模擬各種實驗環境，使學生像在真實環境中運用各種實驗設備、器械、試劑等，對實驗動物模型進行實時仿真操作的實驗教學軟件系統[7]。系統中主要包括機能學基本知識、常用實驗動物及操作技術、實驗演示、實驗操作和實驗測評等模塊，以其高度仿真、深度體驗、線上隨時、終端接入靈活（電腦、手機、平板均可）等特點，實現對實驗操作的反復練習，突破傳統教學的時間和空間限制[8]。此外，虛擬仿真實驗教學平臺是使用計算機仿真實驗動物替代活體動物，有效減少實驗動物的用量，對“3R”原則的踐行有較強的推廣作用，將越來越廣泛地應用于醫學實驗教學當中。

三、線上+線下混合式教學模式的優勢

混合式教學模式下，線上線下兩種教學手段有機結合可以實現優勢互補。線下實驗教學，可以增強學生的實踐動手能力。在教學過程中，教師配合線上教學平臺，可以利用線上教學資源拓寬教學深度和廣度，充分調動學生積極性，提高教學質量。線上與線下教學相結合，能夠有效拓寬教與學的時間、空間，不受傳統實驗教學場地的限制，學生可以隨時隨地利用移動終端學習，將碎片化時間充分利用；教師可以靈活選擇時間對學生實驗知識查漏補缺，鞏固學習效果。

四、基于線上平臺的混合式教學模式實施策略

（一）課前導學

在課前，教師可以根據教學要求，在職教云平臺設置所需講授的課程內容，包括PPT、微課、視頻等，并下達學習任務，讓學生對實驗目的、實驗原理等預先了解。教師在職教云后臺可查看學生的學習進度，對未完成預習的學生進行及時督促。此外，由于實驗方法比較枯燥，造成學生在課前預習時主動學習的能力欠缺，教師可通過職教云平臺進行課前熱點推送。例如：當講述“家兔呼吸運動的調節”實驗中，推送新冠疫情相關的社會新聞，并提示呼吸運動的方式在新冠肺炎康復中的應用；講解“心血管活動的神經體液調節”實驗時，引入熱門電視劇中出現的患者心臟驟停和用腎上腺素搶救的片段。熱點的推送往往能吸引學生的眼球，激發學生的求知心理，促使學生自主學習能力提升。

（二）課堂教學

機能學實驗是醫學學生第一次接觸以活體動物為主的實驗，在傳統實驗示教過程中，雖然教師多次強調實驗方法及手術器械的規范使用，但學生仍經常出現操作錯誤，如手術刀、止血鉗等握持不當、手術解剖切口位置不準，造成實驗耗時長、動物死亡、器械耗損等實驗資源浪費。因此，在學生實際動手操作之前，教師可引導學生適當應用虛擬仿真實驗系統，通過虛擬拖動使用器械的方式進行模擬實驗，并完成實驗重、難點相關的線上題目測試，幫助學生掌握基本操作要領。再者，學生在看教師示范時感覺操作很簡單，但在自己操作過程中卻發現比較困難。如家兔的耳緣靜脈麻醉、頸總動脈插管、輸尿管插管、BL-420 生物信號系統采集數據等復雜的操作，可以先讓學生在計算機上模擬練習，有了一定的模擬操作經驗儲備，能夠對實驗過程中可能出現的問題進行及時預判；對一些忘記的操作細節，也可以清晰的反復觀摩，在虛擬仿真平臺視頻資料的指導下進行實驗。此外，在“坐骨神經-腓腸肌標本制備”實驗中，虛擬仿真實驗平臺可以模擬使用筒箭毒堿以及玻璃電極刺激等實驗手段，來觀察骨骼肌的收縮特點，而在傳統線下實驗中不允許讓學生接觸筒箭毒堿這一類的劇毒管制藥品，虛擬仿真實驗很好地解決了這一問題，彌補了學生學習知識的完整性。

同時，職教云平臺介入課堂管理過程。教師可使用職教云平臺發布簽到，了解學生的到課情況。在課程開始之初，教師可提前結合實驗內容設立引導性問題并發布在職教云上，如家兔麻醉的注意事項、麻醉藥的選擇及劑量、實驗動物的處死方法等，讓學生帶著問題和疑惑進入課堂，提升學生聽課的專注度。課中教師通過平臺隨機點名提問、問卷調查、小組匯報等方式了解學生的預習情況，根據學生對知識的掌握程度進行有針對性地授課并解答學生的問題，這樣縮短了教師講授的時間，使學生有更充裕的時間進行實驗操作。

（三）課后反饋

學生對實驗進行總結分析，書寫實驗報告并上傳至職教云平臺，教師可在線批閱并把實驗報告中發現的問題，再通過職教云平臺及時反饋給學生。教師也可在平臺上發布作業、考試等任務，考試可設置開始和結束時間，學生自我檢測，提交結束后系統會自動評分并同步給出答案解析，進一步幫助學生對知識點強化記憶。同時，教師也可以根據平臺統計的學生作業和考試的正確率，分析課堂教學效果，及時調整和優化教學方案。除了驗證性實驗，教師還可在平臺上傳一些綜合性、創新性實驗供學有余力的學生自主探究，培養學生的發散思維和創新能力。機能學實驗混合式教學模式整體流程，如圖1所示。

圖1 機能學實驗混合式教學模式整體流程

五、混合式教學模式的有效實施需完善的工作

（一）改善基礎設施建設

要保障混合式教學在醫學機能學實驗中得到有效實施，高職院校必須提升信息化基礎設施建設。學校要不斷擴大校園網的覆蓋范圍，并提升和維護計算機、服務器、無線網、光纖寬帶的功能，確保線上平臺的信息數據能夠及時快速地傳播。此外，學校要對現有的實驗室場地、實驗儀器設備、教學一體機等進行升級改造，以更好地滿足機能學實驗網絡化課程資源的建設和共享。

（二）豐富信息教學資源

混合式教學不僅依靠穩定的基礎設施建設，還依賴豐富的信息化教學資源，傳統的線下機能學實驗是由教師帶學生實操，線上教學則需要運用到3D 動畫、教學視頻、虛擬仿真資源等。因而學校要對線上平臺加大財力投入，不斷維護和升級職教云、虛擬仿真實驗教學平臺，并跟隨社會發展的腳步，及時更新補充線上教學資源以滿足混合式實驗教學的需求。

（三）轉變教師角色思維

傳統的機能學實驗教學方法單一，教師不用每次花太多的時間備課，學生按部就班完成實驗操作。在信息化時代，學生有了更多自主學習的空間，對實驗教學是一個挑戰，對教師也提出新的要求。教師不應再把重心放在知識反復的講授方面，而是強化教學設計思維，更多地引導和培養學生自主學習知識的技能，做學生學習的引路者、合作者和激勵者。同時，教師也要加強學習，提升自身的信息化素養，能夠靈活使用各種教學平臺，并結合學校特色對平臺上的數字化教學資源進行開發整合。

（四）優化課程評價體系

對于實驗課程考核，教師通常會以實驗報告作為單一的評判標準，這樣學生是沒有考核壓力的，因此一些學生不關心實驗情況、實驗原理、注意事項，單純完成實驗報告。為了充分調動學生的實驗參與度，課程考核評價應貫穿于整個教學過程，根據學習態度、課堂表現、實驗報告、技能考核等設計為形成性評價體系。職教云平臺提供的成績占60%，其中PPT、視頻等學習時長占5%、作業占5%、簽到和回答問題等課堂表現占10%、學生上交的實驗報告成績占20%、理論考試占20%，教師只要設置好每部分成績所占的比例，系統后臺會自動計算生成線上成績；虛擬實驗平臺提供的成績占10%；操作技能考核占30%。形成性評價能綜合反映學生的學習效果，更好地激發學生的學習熱情、提高實驗技能。教學與課程評價考核的關系，如圖2所示。

圖2 教學和課程評價考核的關系

（五）完善教學管理制度

1.建立混合式實驗教學管理制度

要進一步深化信息化教學改革，主動創新信息化環境下課程教學新形態，切實提高課程教學效果和質量，就必須制定與之配套的管理制度?；旌鲜綄嶒灲虒W制度的完善需要學校教務處、教學質量監控辦公室（簡稱“質控辦”）等部門與二級學院通力配合，教務處、質控辦負責統籌混合式實驗教學發展的戰略，承擔學?；旌鲜綄嶒灲虒W的質量監管和保障工作。二級學院根據本部門情況，合理安排教學任務，積極引導教師參與混合式實驗教學課程建設，并對實驗教學實施過程及時評價[9]。

析言之，教學實施前，教務處聯合各二級學院在開課前對教學資源進行審核，包括教學大綱、教案、數字化資源等。課程建設方面，可以通過遴選數字化資源建設與應用基礎良好的實驗課程優先立項，在實際教學一個完整周期后制作優秀教學案例，在全校推廣形成模范帶頭作用。前已述及，教學實施過程分為課前、課中、課后，質控辦在課中環節對實驗教學質量進行監管，保障教學質量的及時反饋與整改；定期舉辦師生交流會，聽取師生關于混合式實驗教學模式的建議，不斷改善管理制度。

2.建立教師激勵保障制度

教師是混合式教學過程的實施者和引導者，對混合式實驗教學的開展和完善起到不可替代的作用。為保證實驗教學過程更好的實施，教師需要投入更多的時間和精力，面臨更大的壓力，可以通過制定教師激勵政策達到調動教師積極性，持續化推動實驗教學模式的優化。例如，可以將線上信息化教學指標（課件、視頻資源、課堂教學活動等方面）量化考核，劃定考核優秀比例，每學年進行課時獎勵。

六、總結

現代信息技術的發展為醫學機能學實驗教學的改革提供了強有力的技術支撐，線上教學平臺的出現，為教學模式的創新提供了更多可能。職教云平臺將網絡學習資源共享化、趣味化，拓寬了師生的知識面，同時教師和學生可隨時進行線上交流互動，有效提高課堂活躍度和增強學生自主學習的能力[10]。虛擬仿真實驗教學平臺在幫助學生鍛煉實驗技能方面更為突出，學生在開展線下實驗之前便可直觀系統地了解實驗整體操作流程及注意事項，當實際操作遇到困難時，還可以通過回憶和觀看虛擬實驗的相關操作，保障實驗的順利進行。但虛擬仿真實驗不能完全代替線下的傳統動物實驗，其操作過程程序化且是單獨完成的，不利于培養學生的科學思維能力和合作精神，最好采用虛實結合的方式，相互補充，更有益于達到機能學實驗的目的。

因此，依托線上教學平臺，將優質網絡教學資源與課堂實踐有機結合起來，整合和利用傳統教學和線上教學模式的優勢，構建新型線上+線下混合式教學模式，變革教學結構，將信息化教學資源全面滲透到機能學實驗課程的課前導學、課堂教學、課后總結反饋等各個環節，能夠激發學生學習興趣，在發揮教師主導作用的基礎上，充分體現學生的主體地位，進一步提高教學質量。