實驗課教學過程的互聯網+整合與互動實踐
——以地方本科生物專業為例

賈 貞，李三相，狄勝強，王瑞娟

（天水師范學院 生物工程與技術學院，甘肅 天水 741001）

0 引言

實驗課教學目標的達成依賴于對實驗過程嚴格科學的管理，實驗教學要重視實驗過程[1]，田福平等[2]通過《實驗指導》的嚴格執行加強對實驗過程的指導，將實驗各環節納入考核范疇。于澤德和張艷瓊[3]提出結合學生實際和教學進度，細化并合理組織實驗教學內容，強化實驗中的巡查、指導、考核、反饋、評講等細節。呂念玲等[4-5]提出以打造高質量的教學過程為核心，倡導智能化過程管理，針對實驗課教學過程管理主要依賴教師人力的現狀，提出借助軟、硬件手段，提高過程管理的有效性，其中的技術手段即互聯網信息技術。信息技術發展的水平不同，與教學結合的程度不同。實驗報告的電子化是實驗課教學信息化改革的基本手段，起初有人利用網絡技術結合計算機管理，開發了無紙化實驗報告管理系統，實驗報告網絡化提交系統為學生在線完成實驗報告的提交和教師在線完成實驗報告的批閱提供了一個良好的平臺，切實提高了實驗報告管理的效率。金洪震等[6]的實驗系統實現了實驗報告的網絡化寫作、遞交、批改和管理。曾建強[7]通過網絡技術實現學生對實驗報告的互聯網撰寫、提交、修改和對教師批閱后報告的查閱。黃慧春等[8]的實驗報告管理系統可將實驗特征數據直接從虛擬儀器導入電子實驗報告，并嵌入學生數字化簽名，實現了師生隨時查看、批改。信息技術發展突飛猛進，傳統教育理念受到“互聯網+”帶來的革命性沖擊。高等教育教學理念正由以“教”為中心向以“學”為中心轉變，這種轉變迫切需要與“互聯網+”融合。如何實現互聯網與傳統課堂的有效融合，做到“以學生為中心，以教師為主導”已成為當今混合式教學改革探索的方向[9-10]。利用云課堂將“線上”的網絡學習與“線下”的課堂教學有機結合，成為高等教育教學改革的新視點，實現了信息技術與教育教學的深度融合，既能體現學生的主體地位，培養學生的自主學習能力和創新能力，也能實現教師的主導作用，提高教學效果[11]。

對于實驗課，當前許多學校、許多課程仍然采用最傳統的教學方法，阻礙了教學質量的根本性提高。本文針對實驗課傳統教學模式的不足和局限性，利用在線教學平臺及智慧教學工具，整合多元化教學手段、途徑和方法，通過改革、實踐出一個從實驗開始包括過程、結果匯報。全過程在內的實驗課教學方法，以互聯網為手段和軸心，在學生端實現對實驗過程產生數據、圖片等結果的實時展示、交流討論（互評和跟帖），實驗報告的互聯網提交、批閱等，與教師留言、互動。在教師端實現對學生實驗全過程有關行為包括不同時間節點產生的圖、表等數據（發帖、跟帖討論）的網絡化監控和實驗相關細節的評分評價。與此相應，對實驗報告的數量、質量標準進行改革，引入學生對實驗報告互評等教學方法。

1 實驗課教學過程的互聯網+整合與互動實踐內容

以超星教育學習通(http://i.mooc.chaoxing.com/space/index?t=1590734352040)為互聯網平臺，以“普通生物學”實驗課為對象，把教學過程每個階段的實驗行為和工作任務進行互聯網加載整合，主要內容如下。

1.1 實施方法與規程

登錄二維碼（邀請碼）教育網絡實踐平臺（本文超星教育學習通），按課前預習、準備、實驗過程、實驗報告撰寫與提交、反饋等幾個階段，進行互聯網平臺的加載實施、互動和管理。教師的工作流程以下方面。

a）建課。進行實驗課實驗報告題目的設置與題庫的建設，最重要的是設立討論標題。

b）實驗教學參考專用數據庫構建。構建線上實驗課教學參考專用數據庫。

c）講述。開課第一節課，結合往屆學生優秀的實驗成果和報告，對實驗要求和實驗報告的新標準進行深入講解。

d）實驗報告的發布。在題庫中進行特定題目的建題，發布。按班發放，也可以發放給個人，一般選擇個人，具有提醒功能。需注意的是現有超星課程平臺的作業系統為完善的習題格式。

e）作業批改與回帖互動。任課教師應及時批改實驗報告和回帖討論，創造機會與學生互動，促進學生及時互評。

1.2 實踐內容

1.2.2 構建實驗課教學專用網絡數據庫

在實驗課網絡平臺構建實驗課教學專用數據庫，內容包括重要儀器的介紹與使用說明書，試劑、試劑盒說明書，往屆學生優秀實驗結果與實驗報告，實驗課PPT、講義教案，甚至可囊括畢業論文的實驗方法等。該網絡數據庫大大方便了師生隨時查詢實驗中所需要的信息和疑問。

1.2.2 實驗結果的實時發帖、跟帖討論及其行為的監控與評價

通過搭建實驗課教學網絡討論區，要求學生實時發帖展示自己的實驗成果，并積極發言、討論、交流，提出實驗當中的疑問，做到實驗全過程的記錄與相互及自我評價。教師及時參與學生的發帖討論，以推動師生和生生互動，深化實驗課教學活動。通過學生發帖、跟帖進程（時間）和次數（數量）的記錄和質量（評語）的評價，將討論區學生的發帖與討論、留言等行為計入實驗課總成績，實現對學生實驗有關活動的全方位監控和評價。

1.2.3 電子實驗報告數量質量新標準

本實驗課教學對預習報告與實驗報告的形式和要求實行了線上線下的改革，提出并執行了實驗（預習）報告數量與質量新標準。預習報告僅要求線下設計、制作出條理化的紙質版實驗操作方法與操作步驟和流程示意圖，而推行電子化實驗報告并在線上提交、打分、評價。上課帶紙質版流程圖式預習報告進行實驗，做到實驗預習與實驗過程緊密結合。此外，我們提出優秀實驗報告的標準，即包括比較詳細的實驗過程、漂亮的排版、完整的內容結構和獨特的寫作風格，包含對結果的討論和正、反面反思等。

a）內容。要求寫出獨特原創性的實驗報告，談對實驗的深入體驗與切實感受和新的認識。寫作有一定角度，顯示自己對實驗的體驗和獨特思考，突出對實驗過程和結果的討論與反思。質量新標準要求學生認真分析實驗結果和實驗當中存在的問題外，寫出對實驗的切身感受與收獲，做到有圖有真相。最后，引入學期實驗的理論總結報告，總結本學期該實驗課的經驗與體會。

b）重復、相似性。實驗報告的撰寫，要求突出原創性和個性風格。常見到實驗報告的相似性太高，包括內容、格式、形式基本相似，或似曾相識，涉及抄襲問題。對于這種與他人實驗報告相似的作業，根據慣例給以極低的分數。

c）圖片的處理排版。圖片是說明問題必不可少的手段，可有效擴容實驗報告的信息量。當下，圖片的采集容易簡單。選擇最好、最能說明問題的圖片，經過裁切、加箭頭標示說明，經排版插入實驗報告。

1.2.4 實驗報告的線上打分評價、互動與討論區推送

實驗報告由紙質版變為word 電子文檔，大大方便了學生對圖片等實驗數據的處理，相應地，伴隨著實驗報告打分評價方式的變革。實現了實驗報告的互聯網評分、評價，而且學生可以查看了解自己實驗報告的得分和老師的評語，甚至進行互動。此外，留出兩個實驗報告供學生相互間打分評價，有效推進了學生對實驗課的參與程度。只有了解了自己實驗中存在的問題，才能通過實踐反饋，獲得全方面的進步。

促進師生、生生互動的另一重要舉措，是將典型、優秀的實驗報告推送至討論區示范，供學生觀摩、討論。推送實驗報告需具備一定質量或某方面具有獨到的特色，例如，體現扎實風格的“史上最扎實的實驗報告！”；有些實驗報告展示了漂亮和精美的排版，顯得獨具匠心；還有一些實驗報告突出展示了良好的實驗結果，但當實驗結果不理想時，如能實事求是總結、匯報，對這樣的實驗報告也給予中肯的評價和認可。有人的實驗報告詳細地記錄實驗過程，獲得更為全面的信息，體現一定的風格。還有的同學，充分利用互聯網條件，對實驗背景知識進行了充分的擴展，信息量遠遠超過傳統實驗課實驗報告的內容。可見，互聯網+條件下實驗報告的批語評價、互動和推送，為實驗課教學中學生自主性、創新性發揮提供了前所未有的空間。

1.3 評分標準

“互聯網+實驗課教學過程監控互動”教學方法強調將精細的實驗關聯行為，通過互聯網整合、評估，實驗過程的每個細節都給予一定的得分評價，實驗課教師和學生需要掌握相應的分值標準和算法。本標準即提供了實驗過程和實驗環節得分的標準和算法，以方便教學人員和學生使用和參考。該《標準》為所描述教學研究成果和教學方法的使用和推廣的必備手冊。

1.3.1 發帖討論積分統計

a）發、跟帖時間。每條討論發帖+2 分，細化到帖子的質量和發帖時間，對高價值帖、跟帖或回帖累計加分，每條+1 分。得分與發帖的時間成負相關，同時發帖，不計日期分；課內時間發帖與課外時間發帖得分不同。

b）活動加分。點贊和鮮花等支持活動！

1.3.2 實驗報告生生互評加分標準

發帖、跟帖討論，發帖2 分/次，跟帖討論0.5/條。實驗報告的生生互評包括對實驗報告打分和評語評價，對給予評語評價的，評價1 次，該次實驗報告總分+0.5 分，最多評語達7 次，優秀評語再+1 分，對未參與互評（缺評）而造成“實際批閱數”不夠者，從該次實驗課成績總分-5 分；參與互評0.5 分/次+優秀評語（+2 分）。對在討論和實驗報告互評中評價客觀中肯的評價方學生，在總分中予以獎勵分。

1.3.3 推送實驗報告加分標準

每份推送優秀實驗報告該次實驗報告總分+2 分。

2 傳統與互聯網+實驗課教學比較及課程目標達成評價

傳統實驗課的基本過程包括寫預習報告、交預習報告、講課、做實驗、寫實驗報告、交實驗報告。本文所述互聯網+實驗課教學方法豐富了實驗課的教學過程，增大了教師在建課、建庫以及和學生互動中的工作量，但也帶來了許多方便之處，如在網絡化平臺上對學生學習與作業概況的全局覽視，另外，實驗報告的批閱可自動變換。教學過程師生的互動量增大，符合投入產出原理，預示著實驗課的高質量教學。

本文互聯網+實驗課教學改革，使得互聯網平臺下的實驗報告批改、添加批語后反饋給學生，讓學生了解其實驗和報告中存在的問題，傳統實驗課老師只給實驗報告打分（無批語，或有但很少反饋給學生），學生無法得知教師的評分評價和存在的問題。傳統實驗課學生把大量時間花在抄預習實驗報告、抄實驗報告上。本文所述互聯網+實驗課教學改革，強化了實驗報告的信息化和過程管理，實現師生實驗課教學中的深度互動，有效驅動了實驗課的高質量教學和創新培養。本文教改增加了學生對實驗結果的展示與討論，突出了師生、生生之間在實驗內容方面的交流互動，為實驗課教學質量的提升發揮了重要作用。本文所述互聯網+實驗課教學過程改革，整合了時間、數量、質量尺度，對整個實驗過程實行復合立體化評價。

本文所述教改不僅保證了學生對“普通生物學”實驗課實驗原理和內容的預習，及對實驗目的及設計思路、實驗操作步驟和注意事項的了解掌握；按時獨立完成實驗操作；認真觀察實驗現象，實事求是記錄實驗數據和結果，完成實驗數據分析及時整理實驗報告；實驗報告書寫格式規范，內容簡明扼要，結果翔實具體，并認真分析實驗現象，養成良好的實驗操作習慣的基本要求。教學效果不僅僅停留在“驗證加深理解和鞏固課堂所學知識，掌握常規儀器的使用方法，熟悉生物基本實驗方法和操作技術，幫助學生形成基礎實驗研究思路，培養學生獨立思考、實事求是的科研素養，為后續的學習和實驗打下基礎”的課程目標。

本文關于實驗課的教改影響深刻，從相同專業的前后兩屆、相近專業不同教學方法的平行班（參與總人數160 人以上）的教學實踐來看。實行互聯網+整合監控與互動的學生的實驗積極和技能明顯高于對照班，并且對實驗成果有很好的分享精神。對供試班級的畢業論文分析發現，進行實驗課互聯網+教學改革的班級實驗性畢業論文數量明顯高于對照班（另文發表），且論文數據真實可信。實驗班學生的學習積極性和實驗管理能力明顯提高，參與挑戰杯科技論文競賽獲獎學生人數明顯提高，考研率也比普通對照班增加很多。

3 討論與反思

傳統生物實驗課教學模式單一、陳舊，難以激發學生學習熱情，教學質量不高[12]。孔祥照等[13]將混合式教學模式應用于心血管系統實驗教學，構建“以學生為中心，以教師為主導”的互動課堂。顧玲等[14]利用SPOC 在線教學平臺構建線上線下混合式教學模式，應用于組織學與胚胎學實驗課教學。上述實驗課的共同特點是學生實際動手少、操作少，觀察多，利用“互聯網+”具有獨特學科優勢[15]。本文針對學生操作、動手較多的實驗課，把實驗課教學過程中學生的重要實驗行為進行互聯網+整合，并對學生實驗行為的質量、數量和時間效益，如學生的網絡簽到、實驗報告的提交數量、討論區發帖、互評及其時間進程等，進行網絡化跟蹤監控和互動評價，督促學生按時、按程序進行實驗，促進原創習慣與創新性培養，這些措施大大提高了學生實驗課的參與深度，提高學生的創新思維和綜合素質。另外，胡爾西旦·阿布都米吉提等[15]提出利用互聯網和信息化平臺加強師生間的互動，但缺乏具體的操作方法，本文互聯網+實驗課教學過程的發帖與跟帖討論及實驗報告的互評與跟評是實驗內容即時互動的較好方式，生生、師生互動過程具體、豐富。實驗課教學專用數據庫的建立是實驗課數據建設的新舉措，大大方便了學生和老師。新標準的網絡化電子版實驗報告具有強大的圖片和影像的整合能力，不僅可插入平面圖，還可嵌入動畫，例如一學生在實驗報告中嵌入了魚心臟搏動的視頻，使得實驗報告具有了立體化特性。但目前不足之處，是該教學方法所依賴網絡系統難以完成實驗報告的查重檢測和相似性比對。