微實驗用于線上線下混合教學的實踐探索

馬樹杰 康占海 張利輝 張金林 董金臯

摘 要：為推動農藥學基礎實驗課線上線下混合教學的開展，規范學生的實驗技能操作，河北農業大學植物保護和動植物檢疫專業開展了基于微實驗的農藥學基礎實驗課教學實踐探索。該文從規范化微實驗教學視頻錄制、微實驗在農藥學基礎實驗教學實踐中的應用以及微實驗應用于農藥學基礎實驗的效果分析等方面進行了總結。結果表明，微實驗應用于線上線下混合教學效果顯著，增強了課程的吸引力，提高了學生發現問題和解決問題的能力，使學生的實驗操作技能更加規范。微實驗的引入，革新了傳統的實驗課教學方法，可為農藥學基礎實驗課的課程改革提供新思路和重要參考。

關鍵詞：微實驗;農藥學基礎;線上教學;線上線下混合教學

中圖分類號 G642.0? ?文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）14-0172-04

Practical Exploration of Mixed Online/Offline Teaching Based on Micro Experiment

——Taking Experimental Course of Pesticide Basics as an Example

MA Shujie et al.

（College of Plant Protection， Hebei Agricultural University， Baoding 071001， China）

Abstract： In order to promote mixed online/offline teaching of pesticide basic experiment and standardize the experiment operation of students， teaching mode based on micro experiment was explored in this study. This article introduced the record of standardized micro experiment teaching video，the application of micro experiment in teaching practice and the analysis of application′s effect. Specially， the effect is remarkable when micro experiment was used in mixed online/offline teaching，which enhanced the appeal of the course， the ability of students to find and solve problems，and standardized the experiment operation. The introduction of micro experiment video can innovate the traditional experimental teaching method， which can provide new ideas and important reference for the course reform of pesticide basic experiment.

Key words： Micro experiment; Pesticide basics; Mixed online/offline teaching; Teaching model

農藥學基礎實驗課是植物保護和動植物檢疫專業本科生的基礎實驗課程，該課程的配備有助于將農藥學基礎理論用于實踐，通過讓學生動手操作可加強其對理論知識的理解，因此實驗教學是農藥學基礎課程中非常重要的環節之一[1-2]。在教育信息化的背景下，網絡教育資源可以顯著提高教學效果[3]，將微視頻融入實驗課教學是實現信息技術與教學有機結合的重要途徑[4-5]。微實驗本身富含豐富的實驗內容及實驗操作信息，結合其特有的動態演示效果[6]，可推進線上及線上線下混合教學效果。在農藥學基礎實驗課中，通過錄制規范化的微實驗教學視頻，可以讓學生在課前對整個實驗過程有一定的了解，不僅有利于減少課中教學難度，而且能提高課后學習效果。

1 規范化微實驗教學視頻錄制

結合農藥學基礎理論課內容及實驗的重點和操作難點，對微實驗進行全面細致的錄制，主要包括農藥劑型的物理性狀測定、5%高效氯氰菊酯乳油的配置、殺蟲劑觸殺作用測定-點滴法、除草劑生物活性測定-平皿法。具體微實驗錄制內容及要點如下：

1.1 農藥劑型的物理性狀測定實驗 常見的農藥劑型有乳油、微乳劑、水劑、懸浮劑、水分散粒劑、可濕性粉劑等[7]。通過對上述6種農藥劑型物理性狀的測定，讓學生學會評價判斷農藥的質量標準。本實驗主要測定農藥劑型的分散性、表面張力、細度、接觸角等指標。農藥劑型的分散性重點講解乳油的分級標準，表面張力測定重點講解表面張力儀的使用，細度測定重點講解激光粒度分布儀的使用，接觸角的測定重點講解接觸角測定儀的使用。

1.2 乳油的配置 乳油是當前農業生產中一種重要的農藥劑型，很多農藥劑型是在乳油的基礎上改進而成的，學習乳油的配置有助于掌握其他液體劑型的配置方法[8]。通過學習5%高效氯氰菊酯乳油的配置過程和方法，可以讓學生了解常用溶劑及乳化劑的種類，并掌握一般農藥乳油制劑的制備方法。該實驗重點講解溶劑的選擇方法、乳化劑種類的選擇方法。

1.3 點滴法 微量點滴法是殺蟲劑觸殺作用測定的重要方法之一，也是農藥學基礎和植物化學保護學實驗中常用的殺蟲劑測定方法，其應用覆蓋植物化學保護、植物醫學、動植物檢疫等專業實驗。本實驗以98%高效氯氰菊酯原藥為供試藥劑，以3齡黏蟲幼蟲為供試昆蟲為例，詳細講解了藥劑配置、微量點滴器的使用及試蟲處理的方法和注意事項。在藥劑配置時，重點講述二次稀釋法的要點和操作;在微量點滴器的使用時，重點講解微量點滴器通透性檢查、使用條件及點滴操作等;在試蟲處理時，重點講述藥劑點滴于試蟲的部位、重復設置及試蟲存放條件等。

1.4 平皿法 平皿法是除草劑生物活性測定的經典方法之一，其具有操作簡便、周期短、應用范圍廣的特點，特別適用于非光合作用抑制劑的測定。本實驗以57%的2，4-D丁酯乳油為供試藥劑，以高粱種子為供試植物材料，錄制了該實驗的整個操作過程。由于在殺蟲劑生物活性測定中已經對藥劑配置進行了詳細講解，因此本實驗重點講解藥劑處理、恒溫培養、幼根幼芽的測量及SPSS軟件使用等內容。

2 微實驗在農藥學基礎實驗教學實踐中的應用

農藥學基礎微實驗錄制完成后上傳至超星“學習通”“雨課堂”等線上學習平臺[9]，有利于線上及線上線下混合式教學的開展。

2.1 微實驗用于線上教學 受疫情因素的影響，于2019—2020下學期開展了基于微實驗的線上教學。線上教學方式以“微實驗+超星‘學習通+騰訊會議”進行，具體實施方案如圖1所示。

2.1.1 微實驗上傳至超星“學習通”，引導課前預習 基于農藥學基礎實驗的線上教學難度，為提高線上教學效果，教師在進行某次實驗課之前，將提前錄制好的微實驗上傳至超星“學習通”，并設置為任務點，讓學生在課前完成微實驗觀看，了解整個實驗過程。教師課前在超星“學習通”查看微實驗觀看情況，掌握學生預習情況。在任務點設置時可實行積分考核制，引導學生更好地完成課前預習。

2.1.2 騰訊會議“共享屏幕+聊天”線上直播，提高實驗課教學效果 農藥學基礎實驗正式線上授課采用騰訊會議“共享屏幕+聊天”形式進行。在開課前10min，教師通過騰訊會議中的快速會議功能形成一個會議號，將會議號發給學生，學生通過會議號加入會議，進一步通過共享屏幕分享授課課件或視頻等文件[10]。農藥學基礎實驗線上授課首先通過直播PPT給學生講解實驗的目的、原理、試驗流程等內容，讓學生更加深入地了解完成本次實驗需要掌握的技能及關鍵點。課件講授完畢后對微實驗進行詳細解讀，一般每個小步驟講授完畢后按下暫停鍵，對該步驟的難點及注意事項進行詳細說明。微實驗講授完畢后，與學生互動，解答學生的疑問。這種教學方式是對線下面授教學的模仿，課件、視頻、教師講授和師生互動四者有機結合，可激發學生的實驗興趣，提高教學效果。

2.1.3 超星“學習通”+QQ群互動答疑，鞏固實驗教學效果 在講授完實驗操作流程后，每組學生線上提出問題，教師總結學生問題，逐一解答疑難困惑。同時，教師可提出與實驗相關的問題供學生討論，激發學生的參與熱情。實驗課教學完成后，學生可自行觀看課堂回放視頻，不僅可以幫助鞏固課堂知識，還有利于學生實驗報告的撰寫及完成。一般在實驗教學完成7d內線上提交實驗報告，教師線上評閱。

2.2 微實驗用于線上線下混合式教學 翻轉課堂可提高學生的參與度，增強學生獨立完成實驗的能力，但對學生課前預習的要求較高，而網絡微實驗可以提高學生課前預習效果。為此，本文開展了基于微實驗的線上線下翻轉實驗教學，主要實施方案如圖2所示。

2.2.1 實驗課前做好在線預習 實驗教師課前7d將錄制好的微實驗及課件等資料上傳至超星“學習通”，以供學生在線學習，同時將實驗課程學習任務發送給學生。課前3d在線上提出與實驗操作注意事項等相關問題，與學生互動交流，增強學生的參與度、自學和交流討論熱情。

2.2.2 實驗課中開展以學生為中心的翻轉實驗 由于學生課前已經完成實驗課預習，對實驗原理、方法及操作流程有了基本了解，因此課上可根據分組任務每組派1名學生進行講解，提高學生的認知度。學生講解時主要從自己的理解出發講解實驗的目的意義及操作流程等，也可提出問題與教師及同學互動。經過一輪學生的講解及互動答疑，基本可以解決學生的實驗疑惑，接下來可讓學生借助微實驗視頻分組合作自主完成實驗任務。待所有組都完成實驗任務后，學生可自主發言講解實驗操作中遇到的困難及解決方法，這樣可以提高學生發現問題及解決問題的能力。與傳統課堂相比，教師不需要對實驗的操作流程進行反復講解，只需要解決學生實驗操作過程中的疑難問題;同時，學生可借助微實驗視頻，更規范的完成實驗任務，自主發現實驗中的關鍵點及注意事項。整個實驗課完成后，教師不僅減輕了教學負擔，學生還更加規范地完成了實驗任務。

2.2.3 實驗課后利用微實驗鞏固學習效果，完成實驗報告 實驗課后，學生可根據自己的學習進度利用微實驗鞏固學習效果，對于由于特殊原因不能完成課中實驗的同學，可借助微實驗資源來完成實驗任務。學生實驗報告的撰寫打破傳統寫作模式，不僅要求學生寫出實驗操作流程及數據統計結果，還要求學生根據線上資源及線下學習情況，總結歸納實驗中遇到的困難及解決方法。這種實驗報告的寫作方式是基于規范的微實驗視頻完成的，是對實驗更深層次理解的重要步驟。

3 微實驗應用于農藥學基礎實驗的效果分析

微實驗應用于實驗課教學，有助于線上及線上線下混合式教學的開展，提高了教學效果，但對學生課前預習的要求較高，也存在一定的不足。

3.1 微實驗應用于實驗教學的成果 為更加直觀地反應微實驗在教學中的作用及應用情況，開展了“農藥學基礎實驗微課資源使用及效果調查問卷”，對問卷結果分析主要得出以下2個方面的結論：

3.1.1 學生使用微實驗貫穿整個實驗階段 首先，對學生在課前、課中及課后觀看微實驗情況進行調查，結果顯示，有91.82%的學生在課前預習中觀看了微實驗，53.64%的學生在課中對微實驗進行了學習，66.36%的學生在課后對微實驗進行了回看（見圖3）。由以上結果可知，學生觀看微實驗貫穿了整個實驗教學階段，其中課前預習觀看人數最多，可能與教師布置任務有關;學生課后對微實驗回看率也維持在較高水平，可能原因是微實驗中有部分文字說明，便于學生實驗報告撰寫，同時微實驗可能提高了學生課后鞏固實驗技能的興趣;課中觀看微實驗也有50%以上，主要原因是學生可能在某個實驗操作步驟上存在疑惑，通過觀看微實驗，有利于規范化操作。

其次，對學生觀看微實驗的具體時間點進行調查，結果表明，40.91%的學生在不理解實驗原理時觀看微實驗，21.82%的學生在課中實驗操作之前觀看微實驗，51.82%的學生一邊實驗操作一邊看微實驗，29.09%的學生在實驗報告撰寫時觀看微實驗（見圖4）。對上述結果分析不難看出，微實驗在實驗的各個階段均發揮了功能，其中50%以上學生一邊實驗操作一邊看微實驗，這體現了學生對微實驗中規范化實驗操作的認可;同時微實驗對于在解答學生對實驗原理的理解及輔助學生較好完成實驗報告方面也發揮了重要功能。

3.1.2 顯著提高了實驗教學效果 為調查微實驗對實驗教學效果的影響，開展以是否有利于課前預習、規范化的實驗操作等內容的問卷，結果顯示，81.82%的學生認為有利于課前預習，36.36%的學生認為有利于實驗原理的理解，全部學生均認為有利于規范化的實驗操作，84.55%的學生認為在實驗報告撰寫上提供幫助，82.73%的學生認為提高了動手操作能力（見表1）。對上述結果分析可以看出，微實驗顯著提高了農藥學基礎實驗教學效果，尤其是在引導學生規范化的實驗操作方面的效果顯著;在提高學生動手操作能力及實驗報告撰寫上也具有明顯的效果;微實驗對實驗原理理解上的幫助欠佳的原因可能是在微實驗中僅以純文字的形式表達了實驗原理。

3.2 微實驗在線上及混合式教學應用中的問題及對策 微實驗在線上教學及線上線下混合式教學中體現了重要價值，很好地解決了學生實驗操作不規范、實驗課時少等問題，但微實驗應用于線上教學及混合式教學也存在不足，主要體現在以下2個方面：

3.2.1 學生課前預習效果存在差異 線上教學及線上線下混合式教學對學生課前預習的要求較高，如果學生課前預習效果不佳，教師在課中教學中就會遇到阻礙;如果學生課前預習效果好，則課中學習可以增加翻轉課堂、師生互動時間，進一步提高實驗效果。經調研發現，大多數學生通過微實驗在課前進行預習，但是從課中教學效果來看，學生課前預習情況參差不齊，部分學生只是通過微實驗預習實驗操作部分，部分學生觀看完微實驗后并不能完全理解實驗的原理，還有學生為了完成預習任務只是對微實驗進行了放映并未觀看。針對上述問題，可在課前督促未完成預習任務的同學及時對微實驗進行觀看，在課中教學開始前給學生預留部分時間鞏固預習效果，這樣可以提高全班學生的整體預習效果，有利于完成課中教學和實驗任務。

3.2.2 學生參與翻轉課堂的積極性有待提高 開展基于微實驗的翻轉課堂教學，在教學中發現主動參與翻轉課堂的學生講解的較好，能夠掌握實驗的原理、關鍵點及注意事項，其主要原因是通過微實驗做到了較好的課前預習，也積極參與了課前問題的討論。而被動參與翻轉課堂的部分學生不能理解實驗原理、對實驗操作流程尚不熟悉，這與課前預習效果較差有關，同時也是學生不能主動參與翻轉課堂的重要因素。為進一步提升學生參與翻轉課堂的積極性，可增加主動參與翻轉課堂學生的加分力度，被動參與翻轉課堂的學生會在今后的實驗課中重點督促，努力將被動參與轉化為轉動參與，從而達到以學生為中心，提高實驗課教學效果的目的。

4 結語

將微實驗視頻引入到農藥學基礎實驗課教學中，學生可在課前借助微實驗視頻進行預習、課中完成實驗操作、課后及時鞏固完成實驗報告，從而激發了學生的學習熱情，使學生的實驗操作更加規范，加強學生對實驗原理和注意事項的理解，增強學生的實驗操作技能，提高學生發現問題和解決問題的能力。微實驗自引入實驗課以來，學生線上學習的人數顯著提高，參與線上問題討論的頻率明顯增加，從而推動了農藥學基礎實驗課線上線下混合教學的快速發展。

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（責編：張宏民）