醫學免疫學實驗課程網絡在線教學模式探索與研究

潘萬龍 馮亞嵐 張曉英

(川北醫學院基礎醫學院病原生物學與免疫學實驗教學中心，南充 637100)

網絡教學模式是利用現代網絡技術，以計算機相關技術為依托，打破時空、地域限制的線上教學模式，其與傳統的線下教學模式既一脈相承又相互區別，相互補充，相互促進。在特殊環境和條件下，網絡教學模式亦可與線下教學模式并行獨立運行。例如，在當前新型冠狀病毒傳播流行之際，傳統線下教學模式無法實施，則可應用網絡教學的方式來完成教學目標，達到相同甚至超過傳統教學方式的效果[1]。網絡教學模式既是特殊環境條件的需求，又是未來現代化教學模式的體現，因此，深入研究和探索網絡教學模式的設計、建立、運行及應用有助于提高教學質量，培養適應社會發展需求的新時代人才。與理論教學相比，實踐教學在網絡環境下更難于操控，基于此，教研組利用疫情下學生不能返校上課的契機，對醫學免疫學實驗教學進行相關研究，以期獲取一些經驗供同行參考。

1 網絡實踐教學模式的現狀及分類

目前，關于網絡實踐教學模式的探究屢見不鮮，但更多集中于虛擬實驗素材建設，如錄制實驗視頻、慕課、制作VR虛擬仿真實驗等[2，3]。學生通過自學方式學習，缺乏啟發、引導、交互式探討及評價，且在一般情況下的實驗課均以直接操作的形式展開，對實驗課程的網絡在線教學模式研究相對較少。當前，新型冠狀病毒肺炎疫情被動創造了實驗課程網絡在線教學模式應用的環境，為探索、建立和完善這一新型教育教學方式提供了土壤。與其他理論課程的網絡在線教學模式相同，教研組相信良好的網絡在線教學模式能夠達到甚至超越線下教學模式所能達到的教學效果，更符合教育教學及學習認知的規律，打破網絡實踐教學模式僅以線下課堂教學的輔助、延伸及補充作用展開，充分認識網絡實踐教學在教育發展中的地位。

現有的網絡實踐教學模式大致都可歸類為講授模式和協作學習模式兩種[4]。其中，講授模式更接近于傳統教學模式，該模式將整個教學過程賦予網絡載體之上，教師利用直播通訊軟件，如騰訊直播/會議、超星直播課堂、釘釘直播、雨課堂等，實現與線下課堂相同的同步教學模式；亦可利用錄屏軟件，如EV錄屏、Camtasia等軟件將課程提前錄制好，供學生自學的異步教學模式。協作學習模式則是更具開放性的教育教學方式，這一學習模式可運用PBL、CBL教學法，以問題、案例為導向，教師布置問題或案例，學生通過在網絡端協作完成對問題或案例的探討，在過程中完成學習；亦可通過競爭、協作及角色扮演等方式來進行[5]。

2 醫學免疫學實驗課在線教學模式設計

網絡在線教學模式的核心在教學設計，教學設計的終極目標是提高教學效果完成教學目標。網絡在線教學模式設計中應充分關注教學目標、教學對象、教學過程三要素，兼顧教學內容及其相關的多媒體素材資料、學生類型及其學習與接受特點、網絡教學平臺的選擇及其設置模塊的應用以及科學評價體系的建立四個方面，才能構建出一套適用的網絡在線教學模式。同時，網絡在線教學模式設計還應最大化地符合或遵循學習與認知的規律，以形成科學有效的網絡在線教學與學習模式。

相較于理論課教學，實驗課程在虛擬的網絡環境下更加難以開展。主要原因在于其課程特點。實驗課程即實踐課程，需要實際操作，對理論內容加以印證或探索，因此，如何最大化調動各種感官刺激與體驗達到等同于甚至超過實際動手操作的效果是實驗課網絡在線教學的難題。在醫學免疫學實驗在線教學過程中，教研組充分關注與兼顧了上述的“三要素”和“四個方面”，對其各個環節總結分析，以期對在線實驗教學發展和完善做有益的探索及嘗試。

3 醫學免疫學實驗課在線教學的實施與效果

本文以醫學免疫學中常用技術《密度梯度離心分離人外周血單個核細胞》實驗為例對網絡在線教學設計及實施過程予以說明。大致包括：收集適用的教學素材、設計課堂內容、運用VR虛擬仿真實驗資源加以操作、實驗教學監控及評價。

3.1具體實施過程 ①選用教學素材人民衛生出版社發行的《醫學免疫學實驗》CAI課件，同時收集了國內外教材及實驗的錄制視頻(微課或慕課視頻)和動畫素材[5]。利用iLab實驗空間-國家虛擬仿真實驗教學項目共享服務平臺資源作為實踐操作演練場地。教學平臺選用超星學習通、騰訊會議等。同時利用即時通訊軟件QQ，建立學習交流群。②利用選取的素材，按照實驗原理、試劑與材料、操作步驟及結果組織制作授課PPT，課中通過直播平臺，如騰訊會議進行同步式講授，同時以EV錄屏軟件錄制課程回放視頻，講授結束后將回放視頻上傳至超星學習通平臺，供學生有選擇地回放討論建立學習交流群。在超星學習通中利用討論模塊、作業模塊、測驗模塊、簽到模塊及統計模塊對學習全過程予以監控考評，學生對實驗內容的實踐操作則利用iLab實驗空間-國家虛擬仿真實驗教學項目共享服務平臺已有資源的部分板塊實現，同時建立學習及操作評價。對預期的實驗成敗做出假設，利用QQ課程群及超星學習通討論模塊進行分組討論給出分析并以文字形式反映在學習通軟件中，課中亦可抽查部分同學的討論分析結果并在QQ群中予以分享。實驗延伸部分以作業形式布置協作討論任務(如實驗方案的改進及創新)，最終以文字形式反饋在學習通中。這樣設計的優勢在于將多種網絡在線教學模式融為一體，貫穿于學習目標之中，利用學習認知規律實現認識-實踐-再認識的過程，以期達到良好的實驗教學效果。全流程如圖1所示。③實驗網絡在線教學過程中亦應高度關注評價及監控。由于跨越了時空界限，無法直接看到或聽到，因此，對整個教學環節應處處設置評價及監控體系，以便及時反饋問題，解決問題、糾正錯誤，從而提高教學效果。

圖1 實驗網絡在線教學模式的設計-以單核細胞分離為例Fig.1 Design of online teaching mode of experimental-taking monocyte separation as an example

3.2醫學免疫學實驗網絡在線教學模式的效果評價 以本次參與實驗網絡在線教學的本科醫學專業學生共計290名作為效果評價對象，與以往兩屆在傳統教學模式下相同專業及數量學生隨機對照。平時成績占總成績的30分(包括簽到、課堂表現、實驗報告成績)，實驗考試占70分(題量及難度基本相同)。本次實驗網絡教學及2017屆、2018屆線下傳統教學的平均成績分別為79.6、82.9、77.7，不及格比率分別為2.8%、1.9%、3.2%，差異無統計學意義，說明實驗網絡在線教學模式達到了與線下教學相似的教學效果。國外相關研究通過Meta分析也表明良好的網絡在線教學模式能夠達到或超過傳統教學模式的教學效果[7-9]。

4 實驗課在線教學存在的問題與挑戰

實驗課程的網絡在線教學模式的探索尚處于起步階段，尚有很多需要完善和研究的內容。

①可利用資源建設規劃不足。網絡在線教學可利用資源包括圖片、文字、聲音、視頻動畫等。目前主要是利用一些教材圖書及CAI課件等制作的有限資源，專業化制作過少。實驗操作視頻具有帶入感、學習者視角的較少，但實驗課程更加注重的是操作的親臨感，對于演示視頻除應注重規范性之外，還應聘請視頻拍攝專業人員提前設計，提高操作演示效果。海量的素材能更好地組織設計網絡在線教學課程。虛擬仿真實驗項目跨越時間和空間的限制，是很好的發展方向，但遺憾的是目前可選資源有限，且資源質量參差不齊。另外，開放性的視頻制作及發布平臺建立等均不足，沒有專用于刊載制作動畫的機構或雜志，例如，國際頂尖雜志Nature有專版用于發布系列資源以促進教學科研的發展。②實驗課網絡在線教學設計不完善。其根源在于需要對學習及認知規律進行不斷探究。與線下教學模式相同，科學有效的教學模式是實現教學目標的有力保障。無論教授式教學模式、協作式教學模式或混合式教學模式，其目的都是為了最大化地符合認知規律提高教學效果。重復、練習、討論、提問、總結、競爭、協作、進入角色等，無一不是認知規律的組成部分，在網絡在線教學課程的設計中均應充分考慮。③實驗課網絡在線教學的互動與反饋效果不盡如人意，體系建設尚處于探索階段。由于不同地區的網絡及硬件基礎差異，大量學生同時進入一個平臺會造成在線教學系統和平臺的崩潰，教學過程中會出現卡頓、掉線、音頻與視頻不同步，播放質量差等現象，還需通過突破硬件技術解決，真正做到時空的融合，相信通過5G通信技術的普及，這一問題會逐步得以改善。④專業化網絡在線教學平臺的開發不足。隨著網絡在線教學模式的發展，網絡在線教學平臺，如超星學習通、藍墨云班課、雨課堂、騰訊課堂等，如雨后春筍般蓬勃發展、方興未艾，但不同軟件平臺在使用中或多或少存在不足、漏洞甚至缺陷，網絡在線教學平臺的完善需要更廣泛的專業化應用，在應用中發現問題解決問題。⑤實驗課程的網絡在線教學模式及方法研究不足，應加大實驗網絡教學的各個環節研究，以期形成穩定成熟的教育教學方法，保證教學質量。⑥實驗網絡在線教學評價體系不盡完善。評價的目的在于修正和促進教學，健全的評價體系能夠真實反映教與學兩個方面在學習過程中的行為，將教學效能最大化。與線下教學相同，網絡化教學同樣需要評價教學模式，以此來修正教學設計、完善教學過程、達到教學目標。常見的線下評價包括過程性評價及終期考核評價。教研組的早期研究更多的是將線上教學平臺作為過程性評價工具或線下教學課外學習輔助工具使用，沒有獨立的實驗網絡在線教學評價體系，因此，在開展網絡在線教學過程中更需利用教學平臺的資源豐富完善并科學化建立評價體系。

5 展望

新冠肺炎疫情影響下催生與推進的實驗網絡在線教學模式既是機遇又是挑戰。網絡在線教學模式不僅是特殊時期不得已而為之的權宜方法，也是順應時代發展需求的集高科技、高知識含量、高效能于一體的新型教育教學方式。探索實驗課網絡在線教學過程中各個環節的運行機制，有效合理地設計和布置教學不僅能達到傳統教學方式所能達到的效果，甚至可以孕育出更加科學的教育教學模式，其教學效果也可能超越傳統教學模式。