鄧可

[摘 要] 實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力是師范生專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)的重要組成部分。在后疫情時(shí)代，如何更好地提升高校實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)師范生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力已經(jīng)成為當(dāng)下教育關(guān)注的重點(diǎn)。通過(guò)師范生教師教育類(lèi)“中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”課程的教學(xué)改革，借助虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)，將真實(shí)實(shí)驗(yàn)與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，制定了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)線(xiàn)上新型混合式教學(xué)實(shí)踐方案，并構(gòu)建了虛實(shí)結(jié)合的課前、課中和課后三階段混合式教學(xué)實(shí)踐過(guò)程，同時(shí)使用虛擬仿真測(cè)評(píng)系統(tǒng)進(jìn)行了線(xiàn)上線(xiàn)下、定性定量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)的改革。

[關(guān)鍵詞] 生物實(shí)驗(yàn);虛擬仿真實(shí)驗(yàn);混合式教學(xué);教學(xué)評(píng)價(jià)

[基金項(xiàng)目] 2020年度第一批教育部產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)同育人項(xiàng)目“基于虛擬仿真測(cè)評(píng)技術(shù)的‘中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究’混合式教學(xué)實(shí)踐改革”（202002056021）

[作者簡(jiǎn)介] 鄧 可（1973—），女，四川岳池人，生物學(xué)碩士，貴州師范學(xué)院生物科學(xué)學(xué)院副教授，主要從事生物學(xué)科教育研究。

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-9324（2022）07-0145-04 [收稿日期] 2021-08-18

新冠肺炎疫情爆發(fā)以來(lái)，我國(guó)各大高校積極貫徹教育部指示精神，組織開(kāi)展了豐富多樣的線(xiàn)上教學(xué)，并取得了顯著的成效。隨著疫情的常態(tài)化發(fā)展，線(xiàn)上教學(xué)已經(jīng)成為日常教學(xué)的一種重要手段[1]。但是，由于實(shí)驗(yàn)課程的特殊性，必須借助實(shí)驗(yàn)儀器才能完成實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，單純的線(xiàn)上教學(xué)很難完成真實(shí)課堂的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。因此，如何確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果和質(zhì)量，順應(yīng)時(shí)代發(fā)展、積極應(yīng)對(duì)教育課程改革和現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，已成為當(dāng)前高校教學(xué)改革的研究熱點(diǎn)。

一、“中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”虛擬仿真混合式教學(xué)改革思路

“中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”是高等師范生物科學(xué)專(zhuān)業(yè)的教師教育類(lèi)實(shí)踐課程。該課程的課程目標(biāo)是，培養(yǎng)生物科學(xué)專(zhuān)業(yè)師范生從事中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作所必備的實(shí)驗(yàn)操作技能和實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力，進(jìn)而培養(yǎng)師范生進(jìn)行中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的能力?！爸袑W(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”課程的開(kāi)設(shè)，為師范生將來(lái)踏入教師行業(yè)，進(jìn)行生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。由此可見(jiàn)，該課程對(duì)于生物師范生未來(lái)發(fā)展具有極其重要的意義和價(jià)值。

“中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”的課程內(nèi)容主要包含兩個(gè)部分：實(shí)驗(yàn)操作部分和實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究部分，該課程要求師范生不僅要完成中學(xué)生物教科書(shū)中的實(shí)驗(yàn)操作，還需要對(duì)中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)器材等方面進(jìn)行研究改進(jìn)，但由于生物學(xué)實(shí)驗(yàn)很容易受到地域、環(huán)境和季節(jié)等因素的影響，加之實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)有限，學(xué)生對(duì)中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究往往浮于表面，僅能完成實(shí)驗(yàn)操作。隨著教育信息化的改革逐漸深入，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)逐漸成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要手段和方法。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在操作中具有安全、靈活、可重復(fù)等特點(diǎn)，并且不受時(shí)空的限制，因此，可以將真實(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境相結(jié)合，兩者取長(zhǎng)補(bǔ)短[2]。結(jié)合國(guó)家要求和專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，本課程對(duì)各類(lèi)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了比較，最終，“中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”課程采用“NOBOOK仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)+學(xué)習(xí)通平臺(tái)”作為線(xiàn)上教學(xué)平臺(tái)，進(jìn)行線(xiàn)上模擬實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，充分利用已有的實(shí)驗(yàn)條件，開(kāi)展線(xiàn)上線(xiàn)下相結(jié)合的混合式教學(xué)，并進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)踐和探索，取得良好的效果。

二、“中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”虛擬仿真混合式教學(xué)實(shí)踐方案

為了達(dá)成“中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”的課程目標(biāo)要求，本課程的虛擬仿真混合式教學(xué)的具體實(shí)踐方案分為兩大板塊，分別是：教師板塊和學(xué)生板塊。教師板塊主要包含任課教師進(jìn)行建設(shè)課程平臺(tái)、學(xué)生信息管理、課程實(shí)施管理三個(gè)方面。首先，教師會(huì)結(jié)合“中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”教學(xué)實(shí)際情況，建設(shè)學(xué)習(xí)通課程平臺(tái)，并在其中發(fā)布相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)，上傳課程視頻資源和文字材料等;學(xué)生板塊主要是學(xué)生進(jìn)行個(gè)人學(xué)習(xí)任務(wù)管理、學(xué)習(xí)思維拓展與延伸、虛擬仿真—真實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)合三個(gè)板塊。在進(jìn)行虛—實(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生可先利用任課教師搭建好的課程平臺(tái)進(jìn)行課程預(yù)習(xí)，同時(shí)采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，在真實(shí)實(shí)驗(yàn)課堂時(shí)，針對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)操作中的問(wèn)題，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，并上傳實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行分享交流，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行小組互評(píng)和教師評(píng)定。

三、“中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”虛擬仿真混合式教學(xué)實(shí)踐過(guò)程

1.課前準(zhǔn)備。在每次實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前一周，任課教師通過(guò)已經(jīng)建立好的課程資源平臺(tái)上傳相關(guān)資源、發(fā)布相關(guān)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)任務(wù)，并在課程群討論組或班級(jí)QQ群告知學(xué)生利用學(xué)習(xí)通平臺(tái)進(jìn)行預(yù)習(xí)，學(xué)生通過(guò)查看任務(wù)結(jié)合平臺(tái)資源，在NOBOOK虛擬仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，系統(tǒng)自動(dòng)記錄并評(píng)分，同時(shí)在學(xué)習(xí)通平臺(tái)完成預(yù)習(xí)。在課程前三天，學(xué)生組成學(xué)習(xí)小組，通過(guò)學(xué)習(xí)通和QQ群開(kāi)展預(yù)習(xí)研討會(huì)，學(xué)生結(jié)合預(yù)習(xí)結(jié)果與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)操作，分小組討論實(shí)驗(yàn)操作中易出現(xiàn)的錯(cuò)誤、安全注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)等方面問(wèn)題，預(yù)習(xí)任務(wù)完成后，進(jìn)行小組互評(píng)，任課教師予以評(píng)價(jià)。

2.課堂教學(xué)?；顒?dòng)一：請(qǐng)學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)通，分組展示預(yù)習(xí)成果，并利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)演示實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)步驟和操作過(guò)程可能出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)行討論交流。教師歸納總結(jié)出該實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中可以研究的問(wèn)題?；顒?dòng)二：教師引導(dǎo)學(xué)生分組，每組各選擇一個(gè)研究的問(wèn)題，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，并請(qǐng)各組代表通過(guò)學(xué)習(xí)通上傳實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行分享交流，教師加以點(diǎn)評(píng)?；顒?dòng)三：指導(dǎo)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，根據(jù)各組實(shí)驗(yàn)方案，利用提前準(zhǔn)備好的材料及儀器進(jìn)行真實(shí)實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行視頻的錄制和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的紀(jì)錄。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)布到學(xué)習(xí)通平臺(tái)，教師進(jìn)行各組巡視，并提醒學(xué)生實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)?；顒?dòng)四：通過(guò)學(xué)習(xí)通平臺(tái)，學(xué)生對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分享、交流、討論和反思，并進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，獨(dú)立完成真實(shí)實(shí)驗(yàn)、記錄結(jié)果。

3.課后拓展。實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)結(jié)束后，學(xué)生撰寫(xiě)相關(guān)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并將實(shí)驗(yàn)過(guò)程視頻和實(shí)驗(yàn)報(bào)告上傳到學(xué)習(xí)通中，學(xué)生也可以進(jìn)一步拓展實(shí)驗(yàn)研究的問(wèn)題，將問(wèn)題發(fā)布在學(xué)習(xí)通的討論板塊，全班學(xué)生共同進(jìn)行討論。

四、“中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”混合式教學(xué)評(píng)價(jià)改革

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)的形式比較單一，評(píng)價(jià)功能單薄，很難通過(guò)學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)發(fā)展，學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀(guān)能動(dòng)性不夠[3]。本課程的考核目標(biāo)包含學(xué)生的知識(shí)、能力、師德修養(yǎng)等多方面，所以單一的終結(jié)性的考試，無(wú)法完成多方位、多層次的考核要求。因此，本課程基于OBE理念，將形成性評(píng)估和終結(jié)性評(píng)估相結(jié)合。評(píng)價(jià)中關(guān)注學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中的階段性成果，在課程作業(yè)的布置中強(qiáng)化實(shí)踐，除了實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)等作業(yè)方式，還讓學(xué)生通過(guò)課程學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)換角色，以準(zhǔn)生物學(xué)教師的身份進(jìn)行教具的開(kāi)發(fā)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)，并集結(jié)成冊(cè)。同時(shí)，學(xué)生通過(guò)教學(xué)模擬，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)微課的錄制，并上傳到學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，進(jìn)一步加強(qiáng)過(guò)程考核和能力考核。

同時(shí)，本課程以學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)為主要評(píng)價(jià)手段，注重定性評(píng)價(jià)與定量評(píng)價(jià)相結(jié)合。充分利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)測(cè)評(píng)系統(tǒng)，借助網(wǎng)絡(luò)和VR測(cè)評(píng)裝備，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的操作考核。學(xué)生可以通過(guò)線(xiàn)上的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)測(cè)評(píng)系統(tǒng)，不限時(shí)間、空間和成本的進(jìn)行考核，由于系統(tǒng)對(duì)操作的每個(gè)步驟能精準(zhǔn)的評(píng)測(cè)，因此實(shí)驗(yàn)操作考試的結(jié)果定量準(zhǔn)確，較為公正，并且能及時(shí)將錯(cuò)誤操作的問(wèn)題反饋給學(xué)生，節(jié)省了大量的人力和物力，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力也獲得了較大的提升。虛擬仿真的測(cè)評(píng)系統(tǒng)，讓學(xué)生也參與到課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)中，評(píng)價(jià)的主體不僅僅只是教師，學(xué)生也是評(píng)價(jià)的參與者，通過(guò)對(duì)多環(huán)節(jié)、多評(píng)價(jià)主體的評(píng)價(jià)意見(jiàn)的整合，形成最終評(píng)價(jià)結(jié)果[4]。多元化的評(píng)價(jià)方式充分激發(fā)師范生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生學(xué)業(yè)水平質(zhì)量的提高。

結(jié)語(yǔ)

師范類(lèi)生物科學(xué)專(zhuān)業(yè)的“中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”課程教學(xué)改革中，通過(guò)采用虛—實(shí)結(jié)合的混合式教學(xué)，利用先進(jìn)的虛擬仿真技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)建立起獨(dú)特的“云課堂”。在此過(guò)程當(dāng)中，既解決了實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足的問(wèn)題，也保證了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的安全性和可行性，同時(shí)，也落實(shí)了國(guó)家疫情期間“停工不停學(xué)”的政策。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)融入“中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”課程教學(xué)，拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容廣度和深度，延伸實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間和空間，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和水平，也為師范生以后的職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉巖，于洋，劉睿，等.基于虛擬仿真平臺(tái)的線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)改革研究——以《制藥過(guò)程檢測(cè)與控制》為例[J].教育教學(xué)論壇，2020（39）：385-386.

[2]李媛媛，劉樂(lè)，陳泉志，等.基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的混合式教學(xué)模式探索與實(shí)踐——以“涂料化學(xué)與工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)”為例[J].教育教學(xué)壇，2020（33）：213-215.

[3]王敏，任銀祥，谷弘，等.基于虛擬仿真+CBL+TBL的混合式教學(xué)在“醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)”中的應(yīng)用[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2020（1）：128-132.

[4]仇清海，肖蘇慧.“云平臺(tái)+虛擬仿真”信息技術(shù)手段在高職專(zhuān)業(yè)課混合式教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].教育教學(xué)論壇，2019（32）：235-236.

Mixed Teaching Practice Based on Virtual Simulation Experiment

—Taking “Research on Biology Experimental Teaching in Middle School” as an Example

DENG Ke

（School of Life Sciences， Guizhou Education University， Guiyang， Guizhou 550018， China）

Abstract： Experimental teaching ability is an important part of normal students’ professional quality. In the post epidemic era， how to better improve the teaching quality of experimental courses in colleges and universities and cultivate the experimental teaching ability of normal students has become the focus of current education. In order to reform the teaching of “Research on Biology Experimental Teaching in Middle School”， we combine the experiment with the virtual simulation experiment with the help of the virtual simulation experiment platform and the network course platform， formulate a mixed teaching practice scheme on the virtual simulation experiment line， and construct a three-stage mixed teaching practice process of the combination of pre-class， class and after class. At the same time， the virtual simulation evaluation system is used to reform the online and offline， qualitative and quantitative experimental teaching evaluation.

Key words： biological experiment; virtual simulation experiment; mixed teaching; teaching evaluation