基于信息化手段的生物化学实验WADDRT混合式教学

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　　摘 要 生物化学实验原理抽象、操作复杂，采用传统的实验授课方法很难让学生在短时间掌握相关内容，实现深度学习。笔者将信息化手段引入生物化学实验教学过程，对实验课堂进行翻转，实现了线上线下的混合式教学，建立了新的实验教学模式，这种教学模式的步骤概括为“看（W）、测（A）、辩（D）、做（D）、写（R）、思（T）”，即WADDRT，本文对该教学模式的各个步骤做了详细说明。实践证明，新的实验课教学模式能有效提升学生的学习效果。这种实验教学模式可以用到其他实验课程的教学中。
　　关键词 混合式教学 实验教学 WADDRT 教学模式
　　中图分类号：G424                                       文献标识码：A    DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2019.12.052
　　Informationization Based Biochemistry Experiments Blended Learning of WADDRT
　　ZENG Wanyong， WU Jing， WANG Limei
　　（School of Biology and Pharmaceutic Engineering， Wuhan Polytechnic University， Wuhan， Hubei 430023）
　　Abstract Because of the abstract principle and complicated operation procedure， it is very difficult to make the learners master relevant content and learn deeply. The information teaching method was cited into the teaching of Biochemistry experiment and flipped class was tried. Thus， a new model of experiment teaching， WADDRT， was constructed following the steps of Watching， Assessment， Debating， Doing， Reporting and Thinking. In this article， the implication and operation of the WADDRT was described. It was proved that the model can effectively improve the learning effect. The model can be used into other experiment course teaching.
　　Keywords mixed teaching; experiment blended learning; WADDRT; teaching model
　　生物化學实验是生物类专业的重要基础性实验，是其它生物科学类专业其他专业课程的基础，在整个课程体系中占有非常重要的地位。但是，由于其原理抽象、设备繁多、操作复杂，操作过程精细，学生理解起来比较困难，在有限的教学时间里往往无法达到预期教学效果，对学生能力提升作用也有限，学生在学习过程中处于被动地位。如何调动学生的主动性，这是困扰实验授课教师多年的难题。
　　微课是近几年发展起来的，依托电脑和移动通讯工具的新型教学手段。微课主要通过15分钟以内的微视频完成知识要点的讲授。微课在教学中具有内容精炼，形式活泼，学习时间灵活，可重复学习，固定模式化，易于改进等特点，目前已经在很多理论课教学中得到了广泛应用，尤其与课程平台相结合，使得教学效率大大提高，深受教师和学生的欢迎。微课是否可以应用在实验教学中？笔者希望通过尝试回答这个问题。
　　以信息技术为表征的信息社会的到来为大学教育提供了技术便捷，从而在知识生产模式、知识获取方式和知识传播途径上颠覆了传统教学模式的知识基础并重塑了大学创新教学的知识根基。[1]信息化教学能给教师带来很多的好处，可以减少课堂重复讲授，提高授课效率;改革课堂教学模式，训练学生能力提升;监督评价轻松省时，资源积累逐步丰富;不断收集教学数据，便于开展教学研究。[2]信息化教学不仅体现在理论课教学中，也体现在实验室建设中。[3]基于信息化教学的混合式教学已经开始走进实验教学中。[4]
　　1传统生物化学实验教学模式中存在的问题
　　笔者多年的教学实践发现，传统的生物学实验教学方法一般采用课前学生预习，课上老师简要讲授20-30min，然后学生开始动手操作，课后完成实验报告这样一套程序。在这个基本流程中存在诸多问题。在预习环节，学生的学习过程不可控制，学习效果不清楚。在简要讲授环节，由于时间有限，老师只能快速讲解重点内容。这个过程往往是单向传授，在20-30分钟的时间里学生是否真正掌握相关内容具有很大的不确定性，学生不易抓住重点。由于实验原理不清，对操作细节理解不透，在实验过程中可能稀里糊涂完成操作。因此实验过程可以概括为“原理坐飞机，操作走过场，结果不清楚，报告一团糟”的现象，实验教学效果大打折扣。
　　2改革措施
　　基于以上所述原因，笔者从2014年开始，尝试将微课引入生物化学实验教学中，经过多年的探索修订，逐步形成了一套新的实验教学程序。这套程序可以简单用“看、测、辩、做、写、思”六个字可以进行概括。现将具体过程叙述如下： 　　（1）看（Watch）。即看视频为主的主动学习。针对学生在实验课堂上无法通过一次性讲授理解实验内容的难题，将实验目的、实验原理、实验步骤等内容以视频的方式录制下来。尤其需要指出的是，视频具有细节可视化的优势，实验过程的操作细节可以用视频记录的方式拍摄下来，让学生可以反复观看操作细节。课程主要采用了录屏工具软件《Camtasia studio》录制编辑实验教学的微视频。视频将抽象的实验原理以动画的方式可视化呈现，对实验操作过程进行演示，对实验结果与分析提出具体指导建议。看视频的过程是学生课外主动学习过程，而非预习过程，是实验教学过程中非常重要的一个环节。
　　实验前一周，老师将制作的视频采用视频网站发布及QQ群共享等方式发送给学生。如果有课程平台，可以将视频放到课程平台，结合课程平台的问题弹出功能和后台监督功能，学生学习效果会更好。在视频观看前，要求学生观看视频要做到明确实验目的，掌握实验原理，规范实验操作，对实验结果有正确的预期。学生可以利用课外自由安排时间，反复观看视频，直到掌握所有内容。与微视频相配套，笔者还设计了学生学习自我评价表，引导学生课前对自学效果进行自我评价，梳理实验思路，记录仍然存在的问题，将其带到实验课堂上。
　　（2）测（Assess）。由于学生已经在课前对视频进行了反复学习，老师在实验操作前不再讲解实验内容，以免造成重复讲授，同时可以消除学生依赖课前讲解做实验的思想，取而代之的是课前测验。课前测试采用“微助教”、“学习通”、问卷星等在线答题工具，以简单的5-7道客观题的方式进行测试，要求学生在3-5分钟内完成测试，老师对测试中出错比较多的题进行讲解。测试完成提交后，学生即刻知道自己的测试成绩，与周围的同学比较，形成激励与竞争，老师可以马上掌握学生的课前学习效果，及时调整上课内容。课前测试对学生的课前学习有督促作用，让学生当堂知道成绩，老师了解了哪些学生课前学习比较认真，哪些学生知识掌握程度还不够。在后面的实验过程中，老师可以有针对性地个别辅导学生。测试成绩可以作为学生实验成绩的一部分。
　　（3）辩（Debate）。实验课程是启发学生思维的过程，应该鼓励学生求变求新，鼓励学生讨论交流，将静默的课堂变为有讨论的课堂。完成课前测试后，如果学生对实验过程还有疑惑，可以提出来在全班范围内讨论，教师鼓励学生解答学生问题，如果学生解答不了的问题，由老师解答。学生也可以就实验设计的改进措施提出自己的建议看法，鼓励学生在实验操作中不唯书，只唯实，将实验内容学活。通过这样的讨论，可以训练学生的批判式思维能力。讨论过程结束后，教师就实验过程中的关键环节再强调，提出本次实验的思考题。如果学生在前一环节没有提出重要的问题，在本环节，教师也可以以提问的方式抽学生回答问题，整个过程让学生充分参与进来，做到参与式学习，课堂气氛可以非常活跃。
　　（4）做（Do）。经过前面几个环节的执行，学生对实验目的已经明确，实验原理思路清晰，实验操作过程细节已经充分了解，存在的疑惑也经过讨论解答了。因而，学生可以比较顺利地完成实验操作过程，正确收集实验数据。如果对细节还有不清晰的地方，学生在操作过程中依然可以通过观看视频对具体细节进行规范，而不会出现实验中间被卡住的现象，实现了老师的讲解随时在身边。教师在学生操作过程中既可以解答学生疑问，也可以对学生操作过程进行观察评分。
　　（5）写（Report）。完成实验操作内容后，学生需要撰写实验报告。撰写实验报告的过程不仅是实验结果的呈现，还能促进学生梳理实验流程，深入思考实验细节。由于前面学习环节的严格把控，学生完成实验会比较顺利，收集的数据也更符合预期，因此在写实验报告的过程中数据不全，数据错误等情况出现的频率大大降低。由于采用微视频讲授的方式，视频还可以用于学生课后再复习，学生在完成实验报告时还可以继续参考视频内容，实验报告撰写质量大大提高。
　　（6）思（Think）。实验操作及实验报告撰写完成后，学生可能依然会存在一些疑问以及更多的想法，尤其是关于实验的应用价值方面的。老师可以采用视频网站跟帖，QQ群讨论以及课程平台讨论区等方式鼓励学生发散思维，回头思考问题，让实验由“回味”。
　　在六个步骤中，第一个步骤“看”是第一步，也是最为重要的，在六个步骤中处于核心地位，也是后面步骤的基础。看的环节强调不仅是视频学习，还应该结合教材、参考资料等辅助资料，让学生全方位学习相关内容。测是对看的有效监督，可以确保学习效果。辩是学习过程的进一步提升，让死知识变成活的思维。写是对学习和实驗成果的检验，是学生动笔能力的训练。所以，六个步骤有效地调动了学生的“四动”，即：动眼，动脑、动手、动笔，最终实现“动心”。
　　3改革效果
　　经过近几年来的教学实践，笔者发现这种教学模式的应用大大激发了学生自主学习兴趣，提高了教学质量，增强了学生思考问题和动手问题的能力，加强了与学生互动。学生在课堂上积极主动参与问题讨论，教师教学过程也真正实现了多元性评价，评价过程贯穿始终。目前课程教学网站，点击近万次。这种教学方式也为实验课程网络教学平台建设，实现SPOC化或MOOC化教学奠定了基础。我们在超星泛雅平台上建立了“生物化学实验”课程网站，将视频登教学内容放在网站上，采用网站和学习通相结合的方法进行教学，取得了很好的效果。目前该模式已经应用到遗传学实验、基因工程实验等课程中，同样在学生中获得了很好的反馈，也受到授课老师的喜爱，具体数据我们将在后续文章中逐步报道。
　　实验教学中微课的的使用不仅给师生带来耳目一新的感觉，也给老师和学生带来了实实在在的好处。对老师来说，新的模式最大的特点在于“不讲”，而不讲的前提是视频的“精讲”。“不讲”把时间留给了学生，让学生可以动起来，而视频的“精讲”则对教师备课提出了高的要求，让教师的讲课上升了档次。授课时不用再反复讲解相同的实验内容，教师摆脱了时间限制，可以将上课时间用于组织学生讨论，训练学生的思维，增加了授课内容的深度，学生实现深度学习。对学生来说视频内容的固定使讲解标准化、抽象内容可视化，深奥的理论和复杂的操作变得容易理解，知识掌握程度大大提升。
　　4展望
　　信息化时代的到来为实验教学改革提供了机遇，结合“以学生为中心”的教学理念，注重学生在教学过程中的参与，设计参与式学习的实验教学过程，成为新阶段教师的新任务。实验动手能力训练是应用型创新人才培养过程的重要环节。
　　实验教学是生物学专业教学的重要组成部分，既是理论课的重要补充，也有独立的运行体系。不同的实验课运行模式对学生能力训练效果不同。实验课同样需要学生“深度学习”。在训练学生动手动脑中有非常重要的作用。多年以来，实验教学的效果一直是困扰老师们的难题，大家也（下转第124页）（上接第112页）一直在探索创新各种方法手段提升教学效果。本研究通过引入微课教学，精细设计授课环节，实验课授课模式由传统的“讲、做、写”扩展为“看（W）、测（A）、辩（D）、做（D）、写（R）、思（T）”六个环节，即WADDRT实验教学法，希望通过这种模式的设计，能为实验教学这提供参考。
　　自2018年以来，“金课”成为高校教师关注的词汇，老师们都在为建设金课努力。笔者认为，金课的概念不仅应包括理论课，实验课也同样需要金课。对于应用型高校来说，建设实验课程的金课比理论课的实验金课更为重要。通过教学实施过程的精心设计，实验课程可以让学生将所学知识外化为动手能力和创新能力。
　　 基金项目：武汉轻工大学教学研究重点项目：基于信息化教学的多元评价体系建立及其应用，项目编号：XZ2019002
　　参考文献
　　[1] 解德渤.“重塑教学”：信息化时代对大学教学的颠覆与重构.江苏高教，2018.3：37-41.
　　[2] 曾万勇，张胜全，王宏勋.信息化对教师教学能力提升的促进作用分析.科教导刊，2018.22：82-83.
　　[3] 刘立，曾万勇，李金华.地方高校形态学实验室信息化建设与管理.教育教学论坛，2019.2：275-276.
　　[4] 廖忠华.混合式教学在病理学实验教学中的应用研究.中国继续医学教育，2019.11（10）：65-67.
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