基于在線互動平臺的高校混合式實驗教學模式

楊 陽 梁瑞儀 曾亦琦

（廣州大學，廣東廣州，510006）

一、引言

高等學校是培養高素質創新人才的基地，實驗教學則是實現創新人才培養目標的重要教學環節，也是培養學生動手能力、綜合素質、創新意識和創新能力的重要途徑。[1]隨著信息技術的飛速發展，實驗教學也需要突破傳統的習慣，要以實驗項目為載體，以培養“發現問題、創設問題、獲取知識和方法、解決問題”的綜合能力為目標，通過激發學生的創新意識和綜合潛能，增強學生適應未來經濟社會發展的整體素質和能力。[2]2019年初，EDUCAUSE發布了《2019年地平線報告》（高等教育版）預覽版，其中指出混合式學習設計將是高等教育領域短期內主要趨勢之一。在線互動平臺是伴隨智能移動終端出現的高效互動平臺，不僅為學生提供多種形式的課程資源，更便于師生、生生之間開展即時互動，為高校混合式實驗教學的開展提供了新的途徑。

二、高校實驗教學現狀分析

高校實驗教學項目可分為基礎規范類、綜合設計類、研究探索類，同時越來越強調由以教為主轉向以學為主、由以課堂教學為主轉向課內外結合、由以結果評價為主轉向結果過程評價結合為主。[3]傳統的實驗教學模式與方法相對固定、單一，以教師集中講授、操作演示為主，由于人數、空間等限制，存在學生無法看清教師實驗操作過程、教師無法顧及每個學生等問題；尤其是部分實驗項目需要在實驗室以外的地方進行，增加了師生之間交流互動的難度，學生的學習主動性不強，實驗教學效果不理想。當前高校實驗教學普遍存在的問題表現在以下幾個方面：

（一）教學模式陳舊，課堂以教為主

傳統的實驗教學模式主要以教師為主，忽視了學生的主體地位。教師將具體的實驗操作分解示范給學生，學生仿照教師演示進行簡單的重復操作，缺乏深層次的思考和探究，學生只是被動地完成各項實驗步驟，不能有效培養創新意識和能力。

（二）交互方式單一，互動效率較低

長期以來，實驗教學中主要是教師講學生聽的單向互動方式，師生互動、生生互動較少，教師無法兼顧到每個學生，且有些室外實驗項目，學生分散在不同地點，傳統的實驗教學方式互動效率較低。

（三）實驗資料不足，課外學習缺乏

課前實驗預習資料不足，導致學生預習效果不好，實驗課上經常會出現手忙腳亂、不知從何下手的現象，嚴重影響到學生動手操作的積極性。[4]課后實驗復習材料不足，學生無法反復學習和鞏固練習，實驗教學效果不好。

（四）教學評價死板，考核方式固定

高校實驗教學多以實驗報告、紙質測驗、操作考試等單一的結果性評價為考核標準，忽視了在實驗過程中對學生考核，[5]實驗結果、實驗報告不能全面反映實驗效果。

三、在線互動平臺在高校實驗教學中的功能

在線互動平臺是近年來新出現的一類學習平臺，它把測試、討論、彈幕、投票等功能融合進課堂互動中，使用手機通過大屏幕和教師以及其他同學互動，成為輔助教學的一種高效互動方式，[6]例如雨課堂、A+課堂派、伯索云學堂、UMU互動學習平臺等。在線互動平臺在高校實驗教學中可以發揮以下幾方面作用：

（一）教學資源豐富，支持反復學習

圖片、視頻等多媒體形式的課程資源對于操作性實驗教學具有更強的直觀性，有利于學生掌握操作步驟和技巧。通過在線互動平臺將實驗要求、視頻等課程資源推送給學生，學生可以在課前預習，也能夠在課堂上或者課后反復觀看，解決難點、鞏固學習。

（二）師生互動多樣，支持異地交流

學生學習課程資源時發表看法或者提出疑問，教師及其他學生解答、回復，也可以在學習群中發言，與他人實時交流。在課堂中通過彈幕互動提高學生互動的積極性，能夠鼓勵每個學生都參與其中。當學生異地實驗時，教師通過直播功能與部分學生深入交流、答疑輔導。

（三）測試反饋統計，支持學情分析

課前教師利用在線互動平臺創建問卷或測試了解學生的學習基礎和存在問題，根據數據反饋安排課堂實驗教學的重難點；在學習后實施考試，并及時對考試結果進行簡單統計分析。課后，學生在平臺上提交語音、視頻或圖文等多種形式的作業，有助于實驗過程或實驗結果的記錄和展示，方便師生掌握學習的效果。

（四）學習數據記錄，支持多元化評價

在線互動平臺記錄學生的考試分數、用時、排名、每道題目的具體作答信息等，以及提問、討論環節中學生提交的內容、提交時間、點贊數量等，教師通過這些過程性數據對學生進行準確全面的評價。此外，學生之間可以對同伴提交的實驗報告、實驗作品等互評，促進共同學習。

四、基于在線互動平臺的高校混合式實驗教學模式構建

（一）模式構建

為了達到教學效果的最優化，實驗教學不應該局限在師生面對面的課堂教學中，更需要發揮信息技術的作用與優勢，利用豐富的線上資源開展混合式實驗教學。基于在線互動平臺的功能作用，結合教學的實驗前、實驗中、實驗后三個主要環節，構建了基于在線互動平臺的混合式實驗教學模式（如圖1）。

圖1 基于在線互動平臺的混合式實驗教學模式

（二）主要環節

1.實驗教學前

課前部分主要是師生的線上活動。教師通過在線互動平臺向學生推送實驗內容、相關理論學習內容、實驗儀器設備操作流程、預習檢測等豐富多樣的學習資源，學生可以通過手機等移動終端學習文字或視頻內容，完成預習檢測，并提交本節課的實驗方案；在小組實驗時，學生課前通過在線互動平臺開展組內交流討論，共同形成實驗方案。教師根據學生提交的預習測試結果診斷學生的實驗準備情況，審閱實驗方案，檢測其是否可以進行線下實驗操作、存在哪些問題，并通過在線互動平臺給予有針對性的指導與糾正。

2.實驗教學中

在面對面的線下實驗教學中，教師首先針對學生在課前遇到的問題進行解答，讓學生明確本次實驗的目標，布置相應的實驗任務；并對實驗過程中的重點難點、容易出錯的地方著重講解和強調，演示操作關鍵實驗步驟。由于實驗教學時間、實驗室場地等客觀原因，尤其是分散地點的室外實驗時，教師無法關注到每一個學生、給予適時的指導與幫助。而通過在線互動平臺的線上活動，學生在遇到困難時可以反復觀看視頻實驗教學資源，也可以通過語音通話、視頻直播等形式得到教師針對性的指導，或者通過拍照錄像、留言跟帖與學習同伴溝通交流、協作共享。

3.實驗教學后

課堂實驗結束后學生在課后通過在線互動平臺對前期學習進行鞏固和拓展。學生在課堂上完成實驗操作后，還要完成相關的實驗數據分析、實驗報告提交、實驗作品展示等任務。通過在線互動平臺分享展示實驗報告、實驗作品等，同伴之間互相評價、借鑒，促進學生交流討論和學習反思。此外，借助在線互動平臺，教師不僅只對學生進行結果性評價，還能夠根據平臺上留下的學習軌跡和數據進行過程性評價，例如觀看視頻進度、發言回帖次數、在線檢測成績等。

五、基于在線互動平臺的高校混合式實驗教學模式實施路徑與應用案例

（一）實施路徑

1.開發實驗教學資源

視頻資源能夠幫助學生更加清晰明了地掌握儀器設備的操作和實驗過程的開展，因此是平臺提供的主要資源。根據具體的實驗內容和實驗要求，將知識點和技能點進行分解，設計并制作微視頻，通過特寫鏡頭或者錄屏等方式將實驗過程的細節展示出來。

2.創建在線互動平臺活動

教師將制作好的學習資源上傳至平臺，根據實驗進度設置課程的章節，并添加點名簽到、試題測試、提問答疑、評價反饋、互動交流、分享展示等活動環節，從而為提高學生實驗學習效果提供有效支撐。

3.進行混合式學習設計

首先要明確教學目標。實驗教學目標清晰可行，不僅有線上學習目標，還有線下學習目標，不僅是操作技能層面，還應該包括過程方法與能力發展層面。

其次是選擇教學策略。根據實驗內容和實驗類型綜合運用多種教學策略，例如基礎性實驗一般選擇演示法、練習法等，探究性實驗可選擇模擬操作、自主探究等方法，綜合性實驗可采用小組寫作、項目式教學法等。

最后設計教學評價方式。據在線互動平臺上記錄的學習軌跡和數據，教師對學生的實驗學習過程進行評價；根據學生提交的實驗報告或實驗作品，教師對實驗結果開展評價或者同伴之間互評。

（二）應用案例

下面以某高校教師教育類公共課《現代教育技術》中《視頻素材的獲取》實驗項目為例，開展基于在線互動平臺的混合式實驗教學模式應用與實踐。《現代教育技術》是培養師范生信息技術應用能力的重要必修課程，實驗課程直接影響師范生掌握教育技術基本技能的程度。[7]本案例使用的UMU互動學習平臺是一種典型的在線互動平臺，教師創建課程資源、組織互動活動并管理學習數據，共同呈現互動結果與學習過程。UMU互動學習平臺上的課程環節如圖2所示：

圖2 《視頻素材的獲取》實驗項目在UMU互動學習平臺上的課程環節

1.實驗教學前

實驗開始前主要有以下教與學活動：

（1）教師首先將攝像機的使用操作錄制成視頻，添加進UMU平臺的教學環節，學生在手機端觀看視頻，自主預習；（2）學生學習視頻資源后，在討論區提出疑問或者發表心得，互動交流；（3）小組成員共同完成拍攝分鏡頭腳本，提交在UMU平臺，教師批閱并提出意見，學生在拍攝之前進一步修改完善。

2.實驗教學中

在實驗課開始時，學生首先在實驗室集中，教師根據課前學生提出的疑問和學生的討論，對共同性的問題和容易出錯的地方集中指導和解答，對個別學生或小組的問題針對性輔導，并著重強調拍攝過程中需要注意的各種事項。

然后學生根據各自腳本，分頭前往不同拍攝地點。在拍攝過程中，如果遇到問題，可以通過以下幾種方式解決：（1）再次觀看課前推送的視頻資源；（2）利用UMU平臺的學習群，將問題通過文字、語音或圖片、視頻發送到學習群中，教師或者其他同伴進行指導和解答；（3）教師使用直播功能集中演示和操作，存在問題的學生可以在視頻通話中交流。

3.實驗教學后

課堂實驗結束后，學生進行后期編輯與剪輯，完成小組作品，按照要求上傳在UMU平臺。完成提交后，學生之間互相觀看作品并發表看法。教師對各組作品評價，并組織學生投票選出最佳作品。

教師根據小組作業完成情況以及在平臺上的投票結果、互動情況、積分排名等數據對每個學生的實驗效果綜合評價。

（三）應用效果分析

通過對學生實驗過程的觀察和實驗作品的分析，基于在線互動平臺的混合式實驗教學解決了傳統實驗教學中存在的一些問題：

1.有效提高了實驗效率。通過課前視頻資源的預習，學生對實驗過程操作有了較為清楚的認識；通過和教師的溝通交流，對實驗方案進行提前修改和完善；課堂異地實驗中，通過在線交流解決遇到的問題，這些都有效避免了實驗過程中時間浪費和無用返工，提高了實驗效率。

2.增加了實驗過程中學生互動。傳統實驗教學中，學生之間各自完成實驗任務就結束了。但是通過在線互動平臺，學生不僅可以在實驗過程中在線交流，還可以在實驗結束后對實驗作品進行相互學習，這也進一步鞏固了實驗學習效果。

3.對學生的評價更加客觀全面。在線互動平臺記錄了學生的學習數據，督促每個學生都能投入到實驗學習匯總，一定程度上避免了小組實驗中個別學生“搭便車”的情況；學生發言數量、互動情況等數據也能更加全面地幫助教師對學生的實驗學習效果進行評價。

六、結語

本研究梳理了在線互動平臺在高校實驗教學中的功能作用，提出基于在線互動平臺的高校混合式實驗教學模式，分析了該模式的實施路徑并選擇覆蓋面較廣的典型個案開展教學實踐，對推動高校實驗教學改革、培養高素質創新人才具有積極的意義。