基于信息化手段的生物化學實驗WADDRT混合式教學

曾萬勇 吳菁 王麗梅

摘 要 生物化學實驗原理抽象、操作復雜，采用傳統的實驗授課方法很難讓學生在短時間掌握相關內容，實現深度學習。筆者將信息化手段引入生物化學實驗教學過程，對實驗課堂進行翻轉，實現了線上線下的混合式教學，建立了新的實驗教學模式，這種教學模式的步驟概括為“看（W）、測（A）、辯（D）、做（D）、寫（R）、思（T）”，即WADDRT，本文對該教學模式的各個步驟做了詳細說明。實踐證明，新的實驗課教學模式能有效提升學生的學習效果。這種實驗教學模式可以用到其他實驗課程的教學中。

關鍵詞 混合式教學 實驗教學 WADDRT 教學模式

中圖分類號：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：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

生物化學實驗是生物類專業的重要基礎性實驗，是其它生物科學類專業其他專業課程的基礎，在整個課程體系中占有非常重要的地位。但是，由于其原理抽象、設備繁多、操作復雜，操作過程精細，學生理解起來比較困難，在有限的教學時間里往往無法達到預期教學效果，對學生能力提升作用也有限，學生在學習過程中處于被動地位。如何調動學生的主動性，這是困擾實驗授課教師多年的難題。

微課是近幾年發展起來的，依托電腦和移動通訊工具的新型教學手段。微課主要通過15分鐘以內的微視頻完成知識要點的講授。微課在教學中具有內容精煉，形式活潑，學習時間靈活，可重復學習，固定模式化，易于改進等特點，目前已經在很多理論課教學中得到了廣泛應用，尤其與課程平臺相結合，使得教學效率大大提高，深受教師和學生的歡迎。微課是否可以應用在實驗教學中？筆者希望通過嘗試回答這個問題。

以信息技術為表征的信息社會的到來為大學教育提供了技術便捷，從而在知識生產模式、知識獲取方式和知識傳播途徑上顛覆了傳統教學模式的知識基礎并重塑了大學創新教學的知識根基。[1]信息化教學能給教師帶來很多的好處，可以減少課堂重復講授，提高授課效率;改革課堂教學模式，訓練學生能力提升;監督評價輕松省時，資源積累逐步豐富;不斷收集教學數據，便于開展教學研究。[2]信息化教學不僅體現在理論課教學中，也體現在實驗室建設中。[3]基于信息化教學的混合式教學已經開始走進實驗教學中。[4]

1傳統生物化學實驗教學模式中存在的問題

筆者多年的教學實踐發現，傳統的生物學實驗教學方法一般采用課前學生預習，課上老師簡要講授20-30min，然后學生開始動手操作，課后完成實驗報告這樣一套程序。在這個基本流程中存在諸多問題。在預習環節，學生的學習過程不可控制，學習效果不清楚。在簡要講授環節，由于時間有限，老師只能快速講解重點內容。這個過程往往是單向傳授，在20-30分鐘的時間里學生是否真正掌握相關內容具有很大的不確定性，學生不易抓住重點。由于實驗原理不清，對操作細節理解不透，在實驗過程中可能稀里糊涂完成操作。因此實驗過程可以概括為“原理坐飛機，操作走過場，結果不清楚，報告一團糟”的現象，實驗教學效果大打折扣。

2改革措施

基于以上所述原因，筆者從2014年開始，嘗試將微課引入生物化學實驗教學中，經過多年的探索修訂，逐步形成了一套新的實驗教學程序。這套程序可以簡單用“看、測、辯、做、寫、思”六個字可以進行概括。現將具體過程敘述如下：

（1）看（Watch）。即看視頻為主的主動學習。針對學生在實驗課堂上無法通過一次性講授理解實驗內容的難題，將實驗目的、實驗原理、實驗步驟等內容以視頻的方式錄制下來。尤其需要指出的是，視頻具有細節可視化的優勢，實驗過程的操作細節可以用視頻記錄的方式拍攝下來，讓學生可以反復觀看操作細節。課程主要采用了錄屏工具軟件《Camtasia studio》錄制編輯實驗教學的微視頻。視頻將抽象的實驗原理以動畫的方式可視化呈現，對實驗操作過程進行演示，對實驗結果與分析提出具體指導建議。看視頻的過程是學生課外主動學習過程，而非預習過程，是實驗教學過程中非常重要的一個環節。

實驗前一周，老師將制作的視頻采用視頻網站發布及QQ群共享等方式發送給學生。如果有課程平臺，可以將視頻放到課程平臺，結合課程平臺的問題彈出功能和后臺監督功能，學生學習效果會更好。在視頻觀看前，要求學生觀看視頻要做到明確實驗目的，掌握實驗原理，規范實驗操作，對實驗結果有正確的預期。學生可以利用課外自由安排時間，反復觀看視頻，直到掌握所有內容。與微視頻相配套，筆者還設計了學生學習自我評價表，引導學生課前對自學效果進行自我評價，梳理實驗思路，記錄仍然存在的問題，將其帶到實驗課堂上。

（2）測（Assess）。由于學生已經在課前對視頻進行了反復學習，老師在實驗操作前不再講解實驗內容，以免造成重復講授，同時可以消除學生依賴課前講解做實驗的思想，取而代之的是課前測驗。課前測試采用“微助教”、“學習通”、問卷星等在線答題工具，以簡單的5-7道客觀題的方式進行測試，要求學生在3-5分鐘內完成測試，老師對測試中出錯比較多的題進行講解。測試完成提交后，學生即刻知道自己的測試成績，與周圍的同學比較，形成激勵與競爭，老師可以馬上掌握學生的課前學習效果，及時調整上課內容。課前測試對學生的課前學習有督促作用，讓學生當堂知道成績，老師了解了哪些學生課前學習比較認真，哪些學生知識掌握程度還不夠。在后面的實驗過程中，老師可以有針對性地個別輔導學生。測試成績可以作為學生實驗成績的一部分。

（3）辯（Debate）。實驗課程是啟發學生思維的過程，應該鼓勵學生求變求新，鼓勵學生討論交流，將靜默的課堂變為有討論的課堂。完成課前測試后，如果學生對實驗過程還有疑惑，可以提出來在全班范圍內討論，教師鼓勵學生解答學生問題，如果學生解答不了的問題，由老師解答。學生也可以就實驗設計的改進措施提出自己的建議看法，鼓勵學生在實驗操作中不唯書，只唯實，將實驗內容學活。通過這樣的討論，可以訓練學生的批判式思維能力。討論過程結束后，教師就實驗過程中的關鍵環節再強調，提出本次實驗的思考題。如果學生在前一環節沒有提出重要的問題，在本環節，教師也可以以提問的方式抽學生回答問題，整個過程讓學生充分參與進來，做到參與式學習，課堂氣氛可以非常活躍。

（4）做（Do）。經過前面幾個環節的執行，學生對實驗目的已經明確，實驗原理思路清晰，實驗操作過程細節已經充分了解，存在的疑惑也經過討論解答了。因而，學生可以比較順利地完成實驗操作過程，正確收集實驗數據。如果對細節還有不清晰的地方，學生在操作過程中依然可以通過觀看視頻對具體細節進行規范，而不會出現實驗中間被卡住的現象，實現了老師的講解隨時在身邊。教師在學生操作過程中既可以解答學生疑問，也可以對學生操作過程進行觀察評分。

（5）寫（Report）。完成實驗操作內容后，學生需要撰寫實驗報告。撰寫實驗報告的過程不僅是實驗結果的呈現，還能促進學生梳理實驗流程，深入思考實驗細節。由于前面學習環節的嚴格把控，學生完成實驗會比較順利，收集的數據也更符合預期，因此在寫實驗報告的過程中數據不全，數據錯誤等情況出現的頻率大大降低。由于采用微視頻講授的方式，視頻還可以用于學生課后再復習，學生在完成實驗報告時還可以繼續參考視頻內容，實驗報告撰寫質量大大提高。

（6）思（Think）。實驗操作及實驗報告撰寫完成后，學生可能依然會存在一些疑問以及更多的想法，尤其是關于實驗的應用價值方面的。老師可以采用視頻網站跟帖，QQ群討論以及課程平臺討論區等方式鼓勵學生發散思維，回頭思考問題，讓實驗由“回味”。

在六個步驟中，第一個步驟“看”是第一步，也是最為重要的，在六個步驟中處于核心地位，也是后面步驟的基礎。看的環節強調不僅是視頻學習，還應該結合教材、參考資料等輔助資料，讓學生全方位學習相關內容。測是對看的有效監督，可以確保學習效果。辯是學習過程的進一步提升，讓死知識變成活的思維。寫是對學習和實驗成果的檢驗，是學生動筆能力的訓練。所以，六個步驟有效地調動了學生的“四動”，即：動眼，動腦、動手、動筆，最終實現“動心”。

3改革效果

經過近幾年來的教學實踐，筆者發現這種教學模式的應用大大激發了學生自主學習興趣，提高了教學質量，增強了學生思考問題和動手問題的能力，加強了與學生互動。學生在課堂上積極主動參與問題討論，教師教學過程也真正實現了多元性評價，評價過程貫穿始終。目前課程教學網站，點擊近萬次。這種教學方式也為實驗課程網絡教學平臺建設，實現SPOC化或MOOC化教學奠定了基礎。我們在超星泛雅平臺上建立了“生物化學實驗”課程網站，將視頻登教學內容放在網站上，采用網站和學習通相結合的方法進行教學，取得了很好的效果。目前該模式已經應用到遺傳學實驗、基因工程實驗等課程中，同樣在學生中獲得了很好的反饋，也受到授課老師的喜愛，具體數據我們將在后續文章中逐步報道。

實驗教學中微課的的使用不僅給師生帶來耳目一新的感覺，也給老師和學生帶來了實實在在的好處。對老師來說，新的模式最大的特點在于“不講”，而不講的前提是視頻的“精講”。“不講”把時間留給了學生，讓學生可以動起來，而視頻的“精講”則對教師備課提出了高的要求，讓教師的講課上升了檔次。授課時不用再反復講解相同的實驗內容，教師擺脫了時間限制，可以將上課時間用于組織學生討論，訓練學生的思維，增加了授課內容的深度，學生實現深度學習。對學生來說視頻內容的固定使講解標準化、抽象內容可視化，深奧的理論和復雜的操作變得容易理解，知識掌握程度大大提升。

4展望

信息化時代的到來為實驗教學改革提供了機遇，結合“以學生為中心”的教學理念，注重學生在教學過程中的參與，設計參與式學習的實驗教學過程，成為新階段教師的新任務。實驗動手能力訓練是應用型創新人才培養過程的重要環節。

實驗教學是生物學專業教學的重要組成部分，既是理論課的重要補充，也有獨立的運行體系。不同的實驗課運行模式對學生能力訓練效果不同。實驗課同樣需要學生“深度學習”。在訓練學生動手動腦中有非常重要的作用。多年以來，實驗教學的效果一直是困擾老師們的難題，大家也（下轉第124頁）（上接第112頁）一直在探索創新各種方法手段提升教學效果。本研究通過引入微課教學，精細設計授課環節，實驗課授課模式由傳統的“講、做、寫”擴展為“看（W）、測（A）、辯（D）、做（D）、寫（R）、思（T）”六個環節，即WADDRT實驗教學法，希望通過這種模式的設計，能為實驗教學這提供參考。

自2018年以來，“金課”成為高校教師關注的詞匯，老師們都在為建設金課努力。筆者認為，金課的概念不僅應包括理論課，實驗課也同樣需要金課。對于應用型高校來說，建設實驗課程的金課比理論課的實驗金課更為重要。通過教學實施過程的精心設計，實驗課程可以讓學生將所學知識外化為動手能力和創新能力。

基金項目：武漢輕工大學教學研究重點項目：基于信息化教學的多元評價體系建立及其應用，項目編號：XZ2019002

參考文獻

[1] 解德渤.“重塑教學”：信息化時代對大學教學的顛覆與重構.江蘇高教，2018.3：37-41.

[2] 曾萬勇，張勝全，王宏勛.信息化對教師教學能力提升的促進作用分析.科教導刊，2018.22：82-83.

[3] 劉立，曾萬勇，李金華.地方高校形態學實驗室信息化建設與管理.教育教學論壇，2019.2：275-276.

[4] 廖忠華.混合式教學在病理學實驗教學中的應用研究.中國繼續醫學教育，2019.11（10）：65-67.