視頻技術(shù)在本科實驗教學(xué)實踐中的應(yīng)用

徐靜 吳文華 施鎮(zhèn)江 史同娜

摘要：闡述了理工科高校本科實驗教學(xué)存在的實際問題：課程周期長、教師課內(nèi)工作繁重、學(xué)生動手機會少等，通過網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)模式的嘗試性應(yīng)用，從實際運作效果看，教師減負，學(xué)生得到鍛煉，總體實驗教學(xué)工作實效提高。

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)；本科；網(wǎng)絡(luò)視頻

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）30-0261-03

隨著國家經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的持續(xù)推進，近年來人才市場的需求明顯向應(yīng)用型傾斜。這就要求高校畢業(yè)生除了需要具備扎實的基礎(chǔ)理論知識外，還需要具備良好的動手能力和相應(yīng)的創(chuàng)新能力。而在理工類高等院校中，實驗教學(xué)環(huán)節(jié)就是培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題從而提高實際動手能力的重要途徑之一，這既有助于學(xué)生對理論知識的理解和消化吸收，也有助于他們掌握必要的測試方法、測試儀器和相關(guān)的研究方法[1]。目前，教育部《2018年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點》文件中也指出要“深入推進信息技術(shù)與高等教育教學(xué)深度的融合，加快網(wǎng)絡(luò)優(yōu)質(zhì)教育資源建設(shè)與應(yīng)用”。因而，針對本科實驗教學(xué)的模式與效果跟蹤等方面的改革創(chuàng)新探索自然成為各高校教育改革普遍關(guān)注的熱點課題。其中，在實驗教學(xué)中引入網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)正是其中一種發(fā)展較快、具有現(xiàn)今時代特色且有效的教學(xué)模式[2-3]。

一、高校本科實驗教學(xué)存在的問題

長期以來，理工類本科實驗教學(xué)形成了一種固定模式，這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式事實上已經(jīng)無法滿足當(dāng)今學(xué)科建設(shè)發(fā)展的需要，無法滿足學(xué)科拓寬后新的教學(xué)體系的需要，暴露出諸多問題。結(jié)合本學(xué)院實際情況，歸納起來主要有幾個方面：

1.授課方式基本還在沿用“課程講解+演示+學(xué)生操作”三部曲的方法，教師講解與演示往往占據(jù)了1/3甚至1/2的課時。而由于投入費用高或占地面積大等因素，大部分基礎(chǔ)物理實驗和專業(yè)實驗的儀器數(shù)量通常配置較少，致使學(xué)生實際動手時間短，部分實驗還不能每人都操作，因而總體實驗效果較差。

2.通常整個實驗教學(xué)周期長達十周，其中尤其是一級實驗即材料科學(xué)基礎(chǔ)實驗課，課程由十個實驗構(gòu)成，學(xué)生人數(shù)多達二百五十至三百人，每個實驗課程安排為每周一天，上、下午各一次。這二十次的重復(fù)授課使教師極易出現(xiàn)講課枯燥、疲乏等情況，也就較難保證每堂課的教學(xué)質(zhì)量一致性。

3.實驗課的總課時長，但是教師的核算工作量卻很低，因而難免出現(xiàn)部分教師不愿上實驗課的情況，致使任課教師隊伍不穩(wěn)定。而教師的變動又會導(dǎo)致授課內(nèi)容尤其是課程拓展內(nèi)容以及課程要求不可避免地發(fā)生變化，進而影響教學(xué)質(zhì)量的穩(wěn)定性。

4.對學(xué)生而言，課程周期長而實際操作鍛煉課時少，極易學(xué)了后面忘了前面，導(dǎo)致真正掌握的內(nèi)容較少，實際教學(xué)效果并不佳。

5.實驗考核評估手段較為單一。雖然是將平時考察與筆試兩部分相結(jié)合進行綜合評價，但對于平時考察中的預(yù)習(xí)情況缺乏有效考評方法，實驗動手操作又受課時所限也較難公平評價，整個考評體系亟待完善。

綜上所述，如何保證實驗內(nèi)容的專業(yè)性、前沿性和科學(xué)性，扎實推進理工科高校質(zhì)量工程建設(shè)，形成自身專業(yè)特色，從而切實有效地提高實驗教學(xué)質(zhì)量，是擺在各所高校面前一項迫切需要解決的實際問題。本校材料學(xué)院實驗教學(xué)中心平臺在前期推進智能管理系統(tǒng)運用的基礎(chǔ)上，進一步總結(jié)經(jīng)驗，以課時最長、人數(shù)最多的一級實驗課程為改革切入點，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)視頻作用，嘗試探索新的教學(xué)模式，并取得了一定的成效。

二、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻技術(shù)在材料基礎(chǔ)實驗課上的探索性應(yīng)用

材料科學(xué)實驗課程是本校材料大類（高分子材料、復(fù)合材料、無機非金屬材料）必修的一門材料基礎(chǔ)實驗課，也是功能材料新專業(yè)（新能源、醫(yī)用紡材、生物材料）跨學(xué)科必修的基礎(chǔ)實驗入門課。它是以無機化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)、物理學(xué)、物理化學(xué)實驗為基礎(chǔ)，屬于通識教育理念下的普適性實驗課程，要求學(xué)生對學(xué)科、專業(yè)或?qū)嶒炗谐醪降恼J知，最終了解和掌握不同材料的各種普適性能，包括材料熱性能、力學(xué)性能等的測試方法，以及各種特性測試相關(guān)儀器（如差示掃描量熱儀等）的操作使用和數(shù)據(jù)分析。為了更好地完成該課程的教學(xué)工作，有效提升教學(xué)質(zhì)量，材料學(xué)院實驗教學(xué)中心平臺嘗試進行了網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)試點。

1.引入網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)，實現(xiàn)線上學(xué)習(xí)。有專家研究表明[4]：人們通常能記住閱讀到的10%，自己聽到的20%，看到的30%，既看到又聽到的50%。音視頻刺激的呈現(xiàn)效果要優(yōu)于純語言呈現(xiàn)方式。由此可見視聽在學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程中的重要性。2016年9月，本學(xué)院實驗教學(xué)中心平臺嘗試在人數(shù)最多的一級材料基礎(chǔ)實驗課程上試點，部分實驗引入了網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)。陸續(xù)將實驗課程中涵蓋的十個基礎(chǔ)實驗內(nèi)容由專任教師講授并攝錄、剪輯制作成30—40分鐘的教學(xué)視頻。教學(xué)視頻和實驗講義均可在平臺預(yù)習(xí)板塊下載，學(xué)生課前通過觀看教學(xué)視頻進行線上預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，提高了教學(xué)資源的利用率。從而在課上，學(xué)生有更多的時間動手操作，對于教師，表面上課堂的工作量移至課前，需要對每位學(xué)生的預(yù)習(xí)報告進行審核批閱，審批其上課資格，課前工作量增加。但是由于課上無須重復(fù)講授相同的授課內(nèi)容，教師不再感覺索然乏味，工作積極性得到保證，也就更好地確保教學(xué)內(nèi)容的一致性，更好地突出實驗重點，有更多機會講授相關(guān)拓展性知識。而且將傳統(tǒng)教學(xué)與視頻教學(xué)有機結(jié)合，可以揚長避短，各取所長。

2.完善平臺智能管理系統(tǒng)，實現(xiàn)自主選課。在試用初期，由實驗教學(xué)中心對所有學(xué)生根據(jù)所在系、專業(yè)進行分組編號，固定安排進每個實驗的每次課程。帶來的問題是個別學(xué)生由于重修或其他原因發(fā)生課程沖突，無法正常實驗。因此，平臺對管理系統(tǒng)進行完善，2017年9月在一級基礎(chǔ)實驗課全面推廣視頻教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，增設(shè)了學(xué)生選課系統(tǒng)，由學(xué)生根據(jù)自身實際情況進行上下午實驗的選擇，給學(xué)生更大的自由選課空間，也更好地確保了實驗效果。

3.完善考評體系，實現(xiàn)線上學(xué)習(xí)+線下實驗+筆試的多元化考核。為了確保線上學(xué)習(xí)的預(yù)習(xí)效果，避免個別學(xué)生重形式輕實效，實驗教學(xué)中心對線上預(yù)習(xí)設(shè)置了3項考核內(nèi)容，環(huán)環(huán)緊扣，未完成或不合格的學(xué)生將無法進入下一步線上流程，授課教師有權(quán)取消其上課資格。而對線下實驗而言，由于將教師授課移至課下，使課上實際實驗時間較之前至少增加了45min，讓教師可以專注于對學(xué)生預(yù)習(xí)情況和動手操作情況的檢查。結(jié)合期末筆試，使整個實驗考核體系從多個層面入手，突出定量化、可操作性，更好地體現(xiàn)評價的合理性、公正性、客觀性和有效性。詳見表1。

4.有益于教師對授課內(nèi)容的完善和學(xué)生溫故而知新。拍攝教學(xué)視頻需要教師對實驗內(nèi)容進行合理銜接，表述須準(zhǔn)確精練且易懂，演示須清晰到位，這對教師而言是一次教學(xué)能力的檢驗。而教師通過觀看教學(xué)視頻，可以從學(xué)生的角度審視自己的上課儀容、語言表達與實驗演示等整體情況，了解其中的薄弱點、需改進之處。同時，由于教學(xué)視頻、講義等資源的公開性，也便于接受其他老師以及學(xué)生們的監(jiān)督、指正，及時糾錯、查漏補缺，利于教學(xué)質(zhì)量的逐步提高。

而對學(xué)生而言，這種視頻教學(xué)模式不僅培養(yǎng)了學(xué)生主動學(xué)習(xí)、持續(xù)學(xué)習(xí)的意識和能力，也有助于他們提高實際動手實踐能力。俗話說：授人以魚不如授人以漁。通過視頻教學(xué)模式可以探索一種“以學(xué)生為中心”的互動教學(xué)方式，從封閉的課堂向開放的課堂轉(zhuǎn)變[5]。視頻教學(xué)具有較強的時空適應(yīng)性，學(xué)生可以靈活安排預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)的時間和次數(shù)，一定程度上縮小了不同個體間的認知差異[6]。同時在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生還可以通過平臺設(shè)置的在線論壇與教師保持溝通，隨時提問，隨時解答，通過互動實現(xiàn)雙向交流，既有益于提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，強化學(xué)習(xí)效果，又有利于教師及時反思，及時糾錯，不斷更新知識儲備，完善實驗課程。

三、結(jié)語

從網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)模式在本院一級材料基礎(chǔ)實驗近兩年來的試用情況來看，教師和學(xué)生的反響都很積極。這既有效減輕了教師的課內(nèi)重復(fù)工作負荷，同時也很好地鍛煉了學(xué)生的動手實踐能力，優(yōu)化了教學(xué)行為，提高了實踐教學(xué)的靈活性和教學(xué)工作實效。下一步，視頻教學(xué)將在二級材料專業(yè)實驗課程中推廣應(yīng)用，為創(chuàng)新式材料專業(yè)實驗教學(xué)模式的建立探索一條新路。同時，深入學(xué)習(xí)其他同類型高校的成功經(jīng)驗，進一步開放教學(xué)資源，并在有條件的實驗教學(xué)課程上嘗試推進示范性的在線虛擬仿真項目建設(shè)，充分發(fā)揮教育信息化對教育改革發(fā)展的引領(lǐng)作用，最終形成一個較為完善的公共實驗教學(xué)平臺，這也將對促進高等教學(xué)信息化變革具有重要意義。

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