生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課線上教學(xué)開展思考

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[摘要]生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是串聯(lián)理論知識(shí)和科研能力的關(guān)鍵課程，在培養(yǎng)復(fù)合型醫(yī)學(xué)人才中愈發(fā)重要。本文針對(duì)疫情防控下，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的線上教學(xué)無法廣泛開展的狀況，分析其線上教學(xué)的難度，初步探討它展開線上教學(xué)的可行性，并展望未來實(shí)驗(yàn)課程在線上教學(xué)方面的前景和需要解決的問題。

[關(guān)鍵詞]生物化學(xué)；實(shí)驗(yàn)課程；線上教學(xué)

今年春季，由于肺炎疫情的防控要求，避免大規(guī)模的人員流動(dòng)和密集性的人員接觸，各高等院校的開學(xué)時(shí)間往后延遲，同時(shí)為了響應(yīng)國(guó)家“停課不停教、停課不停學(xué)”的要求，學(xué)校紛紛出臺(tái)線上教學(xué)，但線上教學(xué)一般局限于理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)課的線上教學(xué)開展并不廣泛，部分院校采取的是實(shí)驗(yàn)課推遲到開學(xué)后集中進(jìn)行。通常在學(xué)期中，理論課教學(xué)是配備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，這樣有助于將理論用于實(shí)踐，通過動(dòng)手操作和感官刺激進(jìn)一步鞏固理論知識(shí)，將知識(shí)內(nèi)化于心、外化于行，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等醫(yī)學(xué)教育中不可取代的重要環(huán)節(jié)[1]，而延后開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)導(dǎo)致學(xué)生理論知識(shí)無法及時(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐能力，可能會(huì)占用額外時(shí)間，花費(fèi)更大的氣力重新學(xué)習(xí)和掌握相應(yīng)知識(shí)。因此基于線上教學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程在高校的開展，可以很好地完成理論課和實(shí)驗(yàn)課的銜接，為開學(xué)后實(shí)驗(yàn)課的實(shí)際操作做好準(zhǔn)備，同時(shí)也多角度、多層次地鞏固了理論課的基礎(chǔ)知識(shí)，本文將以生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)(以下簡(jiǎn)稱“生化實(shí)驗(yàn)”)為例簡(jiǎn)要介紹實(shí)驗(yàn)課程在高校中開展線上教學(xué)的思考。

1引言

生物化學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域中最具有生命活力的學(xué)科之一[2]，其實(shí)驗(yàn)技術(shù)的革新和發(fā)展為細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等眾多學(xué)科的研究增加了技術(shù)手段，拓展科研視野[2-3]?，F(xiàn)在，跨學(xué)科的交叉研究成為熱點(diǎn)，為了培養(yǎng)創(chuàng)新型、科研型和應(yīng)用型的復(fù)合型人才[4]，生化實(shí)驗(yàn)在醫(yī)學(xué)院校的教學(xué)中逐漸得到重視，其可以幫助醫(yī)學(xué)院學(xué)生鞏固生物學(xué)原理，掌握實(shí)驗(yàn)手段，培養(yǎng)科研思維，拓展醫(yī)療理念。但是傳統(tǒng)生化實(shí)驗(yàn)課程由于諸多原因使得課程的線上教學(xué)受到限制，沒有理論課程的線上教學(xué)應(yīng)用廣泛，在特殊時(shí)期，傳統(tǒng)生化實(shí)驗(yàn)課程在線上教學(xué)領(lǐng)域的欠缺顯得尤為明顯，開展和完善生化實(shí)驗(yàn)的線上教學(xué)是非常必要的。

2探討制約傳統(tǒng)生化實(shí)驗(yàn)開展線上教學(xué)的原因

生化實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)教學(xué)是教師講解實(shí)驗(yàn)理論部分，演示操作的關(guān)鍵點(diǎn)，然后指導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)，討論結(jié)果，撰寫報(bào)告，這種“教師理論講授，學(xué)生操作驗(yàn)證”[5]的常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的流程雖然可以讓學(xué)生動(dòng)手操作，鍛煉實(shí)驗(yàn)技能，并有教師實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，但使得學(xué)生沒有將學(xué)習(xí)內(nèi)化為自主動(dòng)力，主觀能動(dòng)性不夠，缺乏科研探索的熱情。

2.1課程內(nèi)容的選定

實(shí)驗(yàn)課程與理論課程在內(nèi)容設(shè)置上因?yàn)閭?cè)重點(diǎn)不同，而應(yīng)用于線上教學(xué)的難度也就不一樣。理論課程傳授的大多是課本知識(shí)，而且基于多媒體的發(fā)展，易于結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)讓課程實(shí)現(xiàn)線上教學(xué)。但是實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容是以動(dòng)手操作為主，學(xué)生不僅要聆聽教師對(duì)實(shí)驗(yàn)理論的講解，還要自己實(shí)際操作，完成實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象和結(jié)果。實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)的目的就是通過實(shí)際操作來幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)理論知識(shí)，提高他們的實(shí)踐能力和科研素養(yǎng)。所以生化實(shí)驗(yàn)課在開展線上教學(xué)時(shí)，就需要課程設(shè)計(jì)者充分了解生化實(shí)驗(yàn)的整個(gè)體系，在體系中進(jìn)行取舍，選擇合適的實(shí)驗(yàn)，結(jié)合電腦技術(shù)做演示視頻，同時(shí)選擇的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以通過加入互動(dòng)操作增加學(xué)習(xí)的操作性和直觀性。

2.2線上平臺(tái)的設(shè)定

生化實(shí)驗(yàn)課程中，學(xué)生需要操作儀器，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這就對(duì)線上教學(xué)的互動(dòng)性提出更高的要求。生化實(shí)驗(yàn)課程的線上教學(xué)要能夠讓學(xué)生不僅僅是觀看實(shí)驗(yàn)原理和操作流程的動(dòng)態(tài)視頻，還需要有互動(dòng)性操作。例如，蛋白質(zhì)純化實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要通過鼠標(biāo)操作來模擬完成緩沖液的配置、離心、過濾和超聲等上樣前期準(zhǔn)備。這樣的教學(xué)平臺(tái)讓學(xué)生在觀看實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象的同時(shí)，也模擬完成實(shí)驗(yàn)的操作。此外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的實(shí)時(shí)模擬也對(duì)線上教學(xué)平臺(tái)提出要求，例如，在濃硫酸稀釋實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生通過決定加入水和硫酸的次序，教學(xué)平臺(tái)要顯示不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而提示學(xué)生正確的實(shí)驗(yàn)操作。這些實(shí)驗(yàn)課程線上教學(xué)的互動(dòng)性操作要求使得其線上教學(xué)平臺(tái)的開發(fā)難度加大。

2.3教師素質(zhì)的要求

生化實(shí)驗(yàn)課程需要授課教師具有較高的的生化實(shí)驗(yàn)課程技能，不僅生化理論知識(shí)扎實(shí)，而且要有一定的科研能力，這樣才能在實(shí)驗(yàn)課程教授中，將理論課教學(xué)和實(shí)驗(yàn)課教學(xué)很好地融合，及時(shí)解決學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到的困難。生化實(shí)驗(yàn)線上課程的開展，除了需要授課教師具有良好的專業(yè)素養(yǎng)，還要了解并熟悉現(xiàn)在的教學(xué)軟件、視頻軟件等操作，這樣才能將實(shí)驗(yàn)課程用線上的方式呈現(xiàn)出來。如果教師僅有專業(yè)知識(shí)，軟件操作能力不夠的話，線上教學(xué)的課程可能是僅僅將實(shí)驗(yàn)過程做成演示視頻，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作并沒有參與，對(duì)于他們來說，這樣的實(shí)驗(yàn)課只是理論課的視頻化。因此，授課教師在原有生化實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上，還要研修各種教學(xué)軟件、視頻軟件，提高線上教學(xué)的能力，甚至要請(qǐng)教專業(yè)工程師來解決實(shí)驗(yàn)課線上教學(xué)的互動(dòng)化設(shè)計(jì)。

3分析生化實(shí)驗(yàn)課實(shí)施線上教學(xué)的可行性

如今，互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展，線上教學(xué)的手段和工具也層出不窮，例如MOOC、微課等方式都能很好地實(shí)現(xiàn)課程的線上教學(xué)，而虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)也為生化實(shí)驗(yàn)課程在高校實(shí)施線上教學(xué)提供助力。

3.1互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展

生化實(shí)驗(yàn)課程的線上教學(xué)，通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，運(yùn)用教學(xué)系統(tǒng)，學(xué)生首先通過視頻等媒介學(xué)習(xí)生化實(shí)驗(yàn)的先導(dǎo)知識(shí)，包括該實(shí)驗(yàn)的原理，以及其在科研中的運(yùn)用，讓學(xué)生在進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)前，通過科研論文、動(dòng)態(tài)視頻詳細(xì)理解實(shí)驗(yàn)的背景知識(shí)，以線上小組的方式展開討論，加深對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解，拓展自身的科研視角，培養(yǎng)學(xué)生探索科學(xué)問題的初步能力。然后，授課教師通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的方式讓學(xué)生按照步驟多次模擬操作實(shí)驗(yàn)，這樣的重復(fù)操作不僅讓學(xué)生牢記了實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)，降低了后續(xù)實(shí)際操作時(shí)耗材的浪費(fèi)，而且提高了將來實(shí)際實(shí)驗(yàn)的安全性。

3.2線上教學(xué)的互動(dòng)

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通常一個(gè)教師面對(duì)20~30名學(xué)生展開教學(xué)，在有限的課堂時(shí)間內(nèi)，教師無法關(guān)注每個(gè)學(xué)生的全程實(shí)驗(yàn)。而線上教學(xué)通過混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)模式促進(jìn)了教與學(xué)之間的互動(dòng)交流，使得教師可以更好地解答學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的疑問，掌握他們的學(xué)習(xí)情況，也增加了學(xué)生在教學(xué)中的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力和能力，真正實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化。

4基于線上教學(xué)的生化實(shí)驗(yàn)課程的展望

生化實(shí)驗(yàn)課線上教學(xué)的平臺(tái)需要進(jìn)一步豐富實(shí)時(shí)互動(dòng)模式，讓學(xué)生的每個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟都能顯示相應(yīng)的結(jié)果，類似于網(wǎng)絡(luò)上的闖關(guān)游戲，每個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟都可以設(shè)計(jì)相應(yīng)的細(xì)節(jié)，例如選擇題等，只有每一步都正確操作才能得到成功的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，否則只能從頭開始實(shí)驗(yàn)，這樣可以增加重復(fù)實(shí)驗(yàn)的趣味，激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)熱情，在潛移默化中理解生化實(shí)驗(yàn)中的精細(xì)和嚴(yán)謹(jǐn)。同時(shí)，線上教學(xué)平臺(tái)還要增加統(tǒng)計(jì)和評(píng)價(jià)功能，對(duì)學(xué)生的操作做出實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，計(jì)算學(xué)生理論知識(shí)的遺忘處和實(shí)驗(yàn)操作的錯(cuò)誤節(jié)點(diǎn)，有效地提高了教師對(duì)學(xué)生知識(shí)掌握情況和實(shí)驗(yàn)技能水平的了解，可以在后續(xù)的實(shí)際操作中有的放矢地開展教學(xué)，對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的指導(dǎo)更具有兼顧性和針對(duì)性，進(jìn)而更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的，提高教學(xué)效果。

5結(jié)語(yǔ)

生化實(shí)驗(yàn)課的線上教學(xué)可以讓學(xué)生在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課因疫情而無法開展的時(shí)候，繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課，實(shí)現(xiàn)理論課和實(shí)驗(yàn)課的同步開展，同時(shí)由于線上教學(xué)不受實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和器材等限制，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，借鑒兄弟院校有效的教學(xué)資源，讓學(xué)生了解更多的先進(jìn)科研手段，激發(fā)科研熱情，為后續(xù)的實(shí)際操作做好準(zhǔn)備。但是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程中，儀器的實(shí)際操作和結(jié)果展示的真實(shí)感是線上教學(xué)不可替代的，而且動(dòng)手能力的提升和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的開展還是依賴于實(shí)際的動(dòng)手操作和直觀體驗(yàn)，這是線上教學(xué)無法模擬出來的。因此在生化實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)中，我們要努力優(yōu)化傳統(tǒng)教學(xué)和線上教學(xué)的結(jié)合，通過二者的取長(zhǎng)補(bǔ)短，找出更科學(xué)更有效的教學(xué)方式，實(shí)現(xiàn)生化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)一步提高。

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作者：呂夢(mèng)娟 竇德宇 單位：皖南醫(yī)學(xué)院中心實(shí)驗(yàn)室