劉為滸， 葉海霞， 黃 驥

(南京農(nóng)業(yè)大學a.農(nóng)學院;b.《中國農(nóng)業(yè)教育》編輯部， 南京 210095)

立體式學案在高校實驗課程中的應用研究

劉為滸a， 葉海霞b， 黃 驥a

(南京農(nóng)業(yè)大學a.農(nóng)學院;b.《中國農(nóng)業(yè)教育》編輯部， 南京 210095)

高校的實驗課程存在著教學流程化、教材學術化、資源貧瘠化的問題，由此導致的實驗教學忽視學生的主體地位，無法深度提升學生的科學素養(yǎng)和實踐能力。立體式實驗學案是從學生的視角考慮和編排實驗方案，以有機整合資源為目標，以學案文本為載體，借助于網(wǎng)絡技術通過二維碼的鑲嵌和讀取，鏈接網(wǎng)絡課程平臺上的文本、圖片、課件、動畫、視頻等多媒體資源，全方位的指導和幫助學生進行實驗探索。實踐證明編制“立體式學案”，可以搭建師生、學生、實驗內(nèi)容、教學資源之間的多回路交流平臺，能有效的無縫對接實驗理論與操作，個性化的指導和訓練學生的實驗技能，對改變實驗教學普遍低效的現(xiàn)狀具有積極改善作用，更能促進教學方式、學習方式的改變。

實驗教學； 立體式學案； 主體地位； 實驗指導

0 引 言

實驗課程的順利高效實施對培養(yǎng)大學生的科學思維和創(chuàng)新能力具有得天獨厚的作用，在學生科學素養(yǎng)形成中占有舉足輕重的地位。通過實驗課的學習，學生不僅能夠加深領悟理論課程的知識體系，夯實專業(yè)基礎，還能鍛煉其實驗、實踐的技能技巧，提高其解決實際問題的動手能力，并能進一步培養(yǎng)其綜合分析和研究專業(yè)領域復雜問題的能力。另外實驗過程中的相互交流合作、協(xié)同創(chuàng)新也能養(yǎng)成學生良好的團隊精神。

然而現(xiàn)實中高校實驗課程普遍得不到應有的重視，導致其教學效率一直低位徘徊，不能持續(xù)有效地提升。通過多年的實踐探索，我們認為編制“立體式學案”引導實驗教學對改善教學現(xiàn)狀，提高教學效率具有很好的作用。

1 從高校實驗課程中的問題探討編制立體式學案的必要性

1.1 實驗教學流程化，不利于深度提升學生的科學素養(yǎng)和實踐能力

由于目前本科生的實驗教學課大多采取班級授課制，班級規(guī)模一般都要達到20～40人，授課形式一般是任課教師先對實驗目的、原理、儀器裝置、內(nèi)容步驟以及注意事項進行十分詳細的講解，然后學生分組“照方抓藥式”的操作實驗，課堂效果以學生能否順利完成實驗為考察標準。這種模式的課程優(yōu)點是效率非常高，學生、教師都比較省心，實驗按部就班進行成功率高，學生的實驗報告整齊劃一，教學檢查時資料齊備，有說服力。缺點是課程流程化程度很高，容易將本應作為高素質(zhì)人才培養(yǎng)的大學生降格為實驗操作工，缺乏獨創(chuàng)性，無法深度激發(fā)學生的思維能力和創(chuàng)新能力，不利于學生科學素養(yǎng)的養(yǎng)成[1-3]。

教學實踐中還發(fā)現(xiàn)，這種流程化程度很高的實驗課堂極易消解學生的科學精神，因為順利完成實驗的條件是比較苛刻的。首先學生要真正理解實驗的原理，熟悉實驗的步驟，然后實驗儀器的精度要達到標準而且要經(jīng)常維護，才能保證系統(tǒng)誤差很小；儀器藥品的操作要準確恰當不偏離，以免偶然誤差增大；最后數(shù)據(jù)的收集整理要及時正確。全部滿足以上條件才能得到跟實驗預期完全一致的實驗結(jié)果。實際上以現(xiàn)有的本科教學實驗室的管理水平很難達到以上的要求，翻閱分組實驗中學生基本一致正確的實驗結(jié)果，其可信度是值得商榷的。隨機訪談中相當數(shù)量的學生也都坦誠囿于實驗過程的時空限制和學習群體的壓力，實驗過程中難免會出現(xiàn)修改拼湊相關數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。

1.2 實驗教材建設中注重學術性，忽視立足于學生角度的學習方案建設

實驗教材是引導教師教、學生學的重要工具，是實驗技能技巧的重要物質(zhì)載體，是傳播科學文化的重要手段，因此各個高校都非常重視實驗教材的建設。但是實驗教材也有其原生的不可避免的弊端，比如為了保證教材在指導實踐上的權威地位，內(nèi)容上要求全面深入、論述結(jié)構上要求嚴謹專業(yè)、行文上要求注重學術語言的使用，導致教材的編排往往立足于教師的“教”，服務于教師的“教”，經(jīng)典實驗方案、成熟實驗命題占有主要篇幅[4-5]。這樣的實驗教材作為學術著作有其存在的價值和必要性，但是用在日常的實驗教學課堂中效果卻差強人意，而且紙質(zhì)教材一般發(fā)行量有限，售價也較貴，學生人手一冊不僅難辦到而且也會加重經(jīng)濟困難學生的負擔。

因此現(xiàn)實中指導學生實驗的往往還是教師在課堂上的講授，實驗的步驟、結(jié)果還是要求學生自己撰寫實驗報告。我們收集和審閱了近兩年本專業(yè)學生上交的實驗報告，發(fā)現(xiàn)學生基本也是照抄實驗教材或教師講義的內(nèi)容，真實反映其實驗過程的文字很少，看不到學生操作技能技巧的提高痕跡，反映其獨立思考的內(nèi)容更是難以找尋，整個實驗報告反映的大多是無效的抄寫勞動。

1.3 實驗課程資源形式單一，不能便捷獲取

任何課程要想實現(xiàn)良好的教育教學效果，都必需重視其課程資源的建設。但是現(xiàn)行的高校實驗課程，其課程資源除了任課教師的課堂講授和教學實驗室的儀器藥品，基本只剩下紙本的實驗指導教材了，這與現(xiàn)今高速發(fā)展的教學技術完全不相匹配。誠然隨著多媒體技術、互聯(lián)網(wǎng)技術的普及，課程的建設者們也在逐漸打破傳統(tǒng)的局限，使教材由單一的紙本呈現(xiàn)形態(tài)變成紙本與其他媒體有機結(jié)合的教材形態(tài)[6-9]。然而考察新版的立體化建設的教材，不難發(fā)現(xiàn)所謂的立體化只是附帶了一個光盤，里面加入了教師上課的PPT，或者相關的圖片、視頻資源。其中的教材文本和多媒體資源是各自建設的，沒有從使用者的角度進行深入的整合和交融，制作與應用環(huán)境完全脫節(jié)，沒有有效的無縫對接機制，缺乏使用的便捷性，所以使用率并不高。

理想的實驗教學應當能提供較齊全的參考文獻、學習資料以及方便調(diào)取的網(wǎng)絡化多媒體資源，以便于學生做實驗時可以隨時查找自己需要的資料，遇到困難和挫折時也能很方便地在課程的網(wǎng)頁上查到自己所需的實驗指導資料或相關的實驗視頻，實驗心得體會也能及時與同伴互動分享。

要想改善上述問題，提升高校實驗教學水平，必須立體融合各種資源，建立方便存儲、方便增改、方便調(diào)用的課程資源庫。并且應該從學生的視角出發(fā)，以幫助學生的實際操作為目標，整合和編排各類資源。實踐證明編制立足于學生的“學”，服務于學生的“學”的“立體式學案”能無縫對接課程理論與實驗操作，個性化的指導和訓練學生的實驗技能技巧，有助于凸顯學生的主體地位，有利于激發(fā)學生的探究興趣，提升其實驗技能。

2 高校實驗課程中立體式學案的編制模式

實驗的本質(zhì)在于學習先進的實驗思路、嘗試正確的探索過程、分析判斷實驗結(jié)果以及提升學生的實驗技能。這些蘊含智識性的教學目標如果僅僅靠單純的模仿是永遠無法企及的。所以實驗教學必須強調(diào)學生的主體地位，應該放手讓學生自主的實踐探索，切身的體會實驗的挫折與滯頓，欣喜與收獲。但是實際教學中不難發(fā)現(xiàn)實驗教學極易一放就亂，由于每個學生的動手能力差異很大，如果脫離教師的指導，就無法完成教學任務，部分學生也會茫無頭緒毫無收獲。

如何在實驗教學中建立以教師為主導，學生為主體的教學模式一直是高校實驗教學改革的重要命題，近年來我們創(chuàng)制了立體式實驗學案來指導學生的實驗，取得了較高的教學效益，實驗教學的效果得到很大提高，學生的實驗技能普遍得到提升，實踐證明是一條可供借鑒的、操作性很強的實驗教學的改革路徑。

2.1 立體式學案的編制原則

學案是指在教學過程中教師根據(jù)教學要求，依據(jù)學生的認知水平和原有的學習經(jīng)驗，從引導學生自主學習的角度，對教材深度開發(fā)后創(chuàng)編的適合學生進行主動知識建構而編制的學習方案[10]。立體式實驗學案更進一步以有機整合資源為目標，以學案文本為載體，通過二維碼的鑲嵌和讀取，鏈接網(wǎng)絡課程平臺上的文本、圖片、課件、動畫、視頻等多媒體資源，全方位的指導和幫助學生進行實驗探索[11-14]。其編制的原則應該遵循以下3點：

(1) 要立足于學生的學。學案不同于教案的最重要一點就是要從學生的視角考慮和編排實驗的方案，編制前除了要考量教學內(nèi)容，更重要的是分析和研究學生實驗能力的最近發(fā)展區(qū)，設計和優(yōu)化實驗方案的呈現(xiàn)形式，既不能事無巨細長篇累牘的編成詳細方案，也不能排列大綱簡單勾畫梗概，要在學生已掌握的部分簡省，學生需要指導的部分詳細。也就是要在分析“學情”的基礎上，恰當?shù)陌盐蘸媒虒W引導的“度”。

(2) 要立足于資源的整合。隨著教學技術的極大發(fā)展，實驗的多媒體資源越來越豐富，如何積累整合這些資源，使其深度融合進教學實踐中，便于學生需要時方便獲取是立體式實驗學案真正的價值所在。

(3) 要立足于學習共同體的交流。實驗教學中教師和學生，學生和學生構成了一個學習的共同體，立體式實驗學案應該借助于網(wǎng)絡技術構建師生、學生互動交流平臺。很多實驗所需的技能、技巧都非教學的實施者所能預設傳授的，但卻能在順暢的交流互動中潛移默化的獲得。

2.2 立體式學案的各模塊編制要點

以苧麻種子生產(chǎn)實驗技術作為立體式學案的實例(見表1)，表中各模塊的編制要點分別為：

(1) 實驗前模塊。主要是提供實驗的相關理論背景，其中重要的部分是文獻資料的整理，現(xiàn)行的實驗教材都會附上參考文獻，但是實際教學中發(fā)現(xiàn)很少有學生會去搜索這些資料，能閱讀的就更少了。究其原因無非是文獻沒有鏈接機制，調(diào)取不方便，而且文獻的重要程度也沒有很好分級，學生很難把握重點。所以在編制學案時我們就將相關文獻提要整理出來，核心文獻可供學生揣摩模仿的全文加入，放在課程的支撐網(wǎng)站或手機APP上，學生通過掃描二維碼就可方便調(diào)閱。

另外最重要的創(chuàng)新就是設計了“問題串”，以供學生思考解答，指導學生進行有效的實驗預習，如果能完整回答問題就可免看文獻，不能回答或有疑問的學生也能方便的通過閱讀文獻進行了解。相當于提供了實驗相關的理論資源包，利用網(wǎng)絡的易存儲、易獲取的特征，助力學生的學習。

考慮到學生選課的自主性，可能有些學生還沒有學過先修課程，或者沒有很好地掌握相關儀器的使用方法，我們在學案中也鏈接了主要儀器和涉及安全性的儀器的使用視頻。學生在實驗前和實驗中參考視頻的講解，給每位需要的學生提供了一個個性化的輔導教師，掌握熟練的學生也可略過去，從而節(jié)約更多時間進行高層次的實驗探究。

由于實驗前提供了內(nèi)容豐富的資源包，可以將不同層次的學生提升到同一水平上，節(jié)約了授課教師當堂教學的時間和精力，也就可以加強課堂巡視，針對個別學生進行有效的指導。

(2) 實驗中模塊。采取流程圖的形式先大體勾畫出實驗的步驟，由文本框和箭頭組成實驗過程，這種可視化的呈現(xiàn)形式讓原來拖沓冗長的文字敘述得到大大改進，以前的教學中發(fā)現(xiàn)學生幾乎沒有從頭到尾閱讀實驗步驟的習慣，這也是實驗中學生經(jīng)常出現(xiàn)各種問題的重要原因。流程圖可以簡明扼要的展現(xiàn)實驗步驟，學生也能認識到哪些步驟需要進一步學習才能掌握，從而有針對性的提高自己的實驗能力[16]。

操作要點和技巧提示部分，利用填空題的形式讓學生填寫關鍵操作，并采取圖片、動畫、視頻等多媒體形式，展示實驗的技能技巧，供學生參照學習。由于這些資源都是蘊含在學案之中，學生只要想學習就可非常方便的調(diào)取，學習的意愿就會大大增強。同時也能結(jié)合多媒體資源的垂范作用，提升和優(yōu)化學生的實驗能力和技巧。

(3) 實驗后模塊。除了一般都有的數(shù)據(jù)記錄整理內(nèi)容，還增加了歷屆學生實踐成果區(qū)和實驗心得交流區(qū)，這些都會保存在課程支撐網(wǎng)站的BBS，以此來加強師生、學生互動交流，讓學習優(yōu)秀的學生能夠有一個展示其實驗技能的平臺，增強其精益求精的提升實驗技巧的心理訴求，在學生的集體交流評判中，增加其互相學習的過程。同時也能方便的收集整理學生實驗過程中的感悟與問題，方便教師了解真實學情，為提高實驗教學效果打下堅實的基礎。

表1 立體式學案實例一苧麻種子生產(chǎn)實驗技術[15]

*表格中的二維碼只是示例。

3 結(jié) 語

經(jīng)過近兩年教學實踐，參與實驗的學生都感覺到“立體式學案”在幫助他們實驗，引領他們探究方面發(fā)揮了極大的作用。有同學感慨“真的不再按照教材的實驗步驟不假思索的做實驗了，自主探究的感覺真好！”也有同學贊嘆“學案真的幫助我徹底弄懂了實驗的原理,學到很多相關的知識，而且還學會怎樣獨立處理實驗中出現(xiàn)的問題?！薄皩W案助學的教學模式對我們十分有用，我們不僅經(jīng)歷了查閱資料、設計實驗、獨立完成實驗的過程，而且也能將實驗中的欣喜與同伴分享，沒有比這更酷的了！”

同時參加教改實驗的教師也感覺到“立體式學案”不僅能真實的凸顯學生的主體地位，培養(yǎng)其自我學習的能力，也能有效減輕教師的課堂講解負擔，使教師有更多精力進行個性化的輔導、巡查，“立體式學案”的運用確實能有效地促進實驗教學效果的提高。

綜上所述，以“立體式學案”為載體，可以搭建師生、學生、實驗內(nèi)容、教學資源之間的多回路交流平臺，對改變實驗教學普遍低效的現(xiàn)狀具有積極作用，更能從根本上促進教學方式、學習方式的改變。因此 “立體式學案”作為實驗教學改革的重要舉措具有真實有效地提升實驗教學效果的價值，是一條操作性很強的教改路徑。

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Study on Application of Three-dimensional Learning Case in the Experimental Courses in Universities

LIUWeihua,YEHaixiab,HUANGJia

(a. College of Agriculture; b. Editorial Board of China Agricultural Education，Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

There are problems of experiment courses in universities such as teaching is too proceduring, textbooks are too academic, resource is quite poor. Breaking through the low efficiency of the experimental class has been a bottleneck of the experiment teaching reform. Practice has proved that the preparation of "three-dimensional learning case" can get good results in guiding students' experiment. Based on the teaching cases a variety of multimedia teaching resources are integrated, advanced education information technologies are introduced, the dominant position of students is highlighted., These measures promote students' experimental skills and scientific literacy.

experimental teaching; three-dimensional learning case; dominant position; experimental guidance

2016-06-20

江蘇省品牌專業(yè)建設項目資助(編號：PPZY2015A059); 江蘇省教改重點項目(編號：2015JSJG025); 南京農(nóng)業(yè)大學校級教改項目(編號：2015Y005)

劉為滸(1975-),男,江蘇江寧人，碩士，實驗師，研究方向：實驗教學、實驗室管理。

Tel.:025-84395604,13776547532; E-mail: njlwh@njau.edu.cn

黃 驥(1978-)，男，江蘇漣水人，博士，教授，南京農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院教學院長，研究方向:教育管理，植物分子遺傳與育種。

Tel.: 025-84396075; E-mail: huangji@njau.edu.cn

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1006-7167(2017)06-0227-05