生物化學實驗課線上教學開展思考
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[摘要]生物化學實驗課程是串聯(lián)理論知識和科研能力的關(guān)鍵課程，在培養(yǎng)復合型醫(yī)學人才中愈發(fā)重要。本文針對疫情防控下，生物化學實驗課程的線上教學無法廣泛開展的狀況，分析其線上教學的難度，初步探討它展開線上教學的可行性，并展望未來實驗課程在線上教學方面的前景和需要解決的問題。
[關(guān)鍵詞]生物化學；實驗課程；線上教學
今年春季，由于肺炎疫情的防控要求，避免大規(guī)模的人員流動和密集性的人員接觸，各高等院校的開學時間往后延遲，同時為了響應國家“停課不停教、停課不停學”的要求，學校紛紛出臺線上教學，但線上教學一般局限于理論教學，實驗課的線上教學開展并不廣泛，部分院校采取的是實驗課推遲到開學后集中進行。通常在學期中，理論課教學是配備相應的實驗課教學，這樣有助于將理論用于實踐，通過動手操作和感官刺激進一步鞏固理論知識，將知識內(nèi)化于心、外化于行，因此實驗教學是高等醫(yī)學教育中不可取代的重要環(huán)節(jié)[1]，而延后開展實驗教學導致學生理論知識無法及時轉(zhuǎn)化為實踐能力，可能會占用額外時間，花費更大的氣力重新學習和掌握相應知識。因此基于線上教學的實驗課程在高校的開展，可以很好地完成理論課和實驗課的銜接，為開學后實驗課的實際操作做好準備，同時也多角度、多層次地鞏固了理論課的基礎知識，本文將以生物化學實驗(以下簡稱“生化實驗”)為例簡要介紹實驗課程在高校中開展線上教學的思考。
1引言
生物化學是生命科學領(lǐng)域中最具有生命活力的學科之一[2]，其實驗技術(shù)的革新和發(fā)展為細胞生物學、分子生物學和醫(yī)學等眾多學科的研究增加了技術(shù)手段，拓展科研視野[2-3]?，F(xiàn)在，跨學科的交叉研究成為熱點，為了培養(yǎng)創(chuàng)新型、科研型和應用型的復合型人才[4]，生化實驗在醫(yī)學院校的教學中逐漸得到重視，其可以幫助醫(yī)學院學生鞏固生物學原理，掌握實驗手段，培養(yǎng)科研思維，拓展醫(yī)療理念。但是傳統(tǒng)生化實驗課程由于諸多原因使得課程的線上教學受到限制，沒有理論課程的線上教學應用廣泛，在特殊時期，傳統(tǒng)生化實驗課程在線上教學領(lǐng)域的欠缺顯得尤為明顯，開展和完善生化實驗的線上教學是非常必要的。
2探討制約傳統(tǒng)生化實驗開展線上教學的原因
生化實驗的傳統(tǒng)教學是教師講解實驗理論部分，演示操作的關(guān)鍵點，然后指導學生開展實驗，討論結(jié)果，撰寫報告，這種“教師理論講授，學生操作驗證”[5]的常規(guī)實驗教學的流程雖然可以讓學生動手操作，鍛煉實驗技能，并有教師實時現(xiàn)場指導，但使得學生沒有將學習內(nèi)化為自主動力，主觀能動性不夠，缺乏科研探索的熱情。
2.1課程內(nèi)容的選定
實驗課程與理論課程在內(nèi)容設置上因為側(cè)重點不同，而應用于線上教學的難度也就不一樣。理論課程傳授的大多是課本知識，而且基于多媒體的發(fā)展，易于結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)讓課程實現(xiàn)線上教學。但是實驗課程的內(nèi)容是以動手操作為主，學生不僅要聆聽教師對實驗理論的講解，還要自己實際操作，完成實驗，觀察現(xiàn)象和結(jié)果。實驗課程設計的目的就是通過實際操作來幫助學生更好地學習理論知識，提高他們的實踐能力和科研素養(yǎng)。所以生化實驗課在開展線上教學時，就需要課程設計者充分了解生化實驗的整個體系，在體系中進行取舍，選擇合適的實驗，結(jié)合電腦技術(shù)做演示視頻，同時選擇的實驗內(nèi)容可以通過加入互動操作增加學習的操作性和直觀性。
2.2線上平臺的設定
生化實驗課程中，學生需要操作儀器，觀察實驗結(jié)果，這就對線上教學的互動性提出更高的要求。生化實驗課程的線上教學要能夠讓學生不僅僅是觀看實驗原理和操作流程的動態(tài)視頻，還需要有互動性操作。例如，蛋白質(zhì)純化實驗中，學生需要通過鼠標操作來模擬完成緩沖液的配置、離心、過濾和超聲等上樣前期準備。這樣的教學平臺讓學生在觀看實驗過程和現(xiàn)象的同時，也模擬完成實驗的操作。此外，實驗結(jié)果的實時模擬也對線上教學平臺提出要求，例如，在濃硫酸稀釋實驗中，學生通過決定加入水和硫酸的次序，教學平臺要顯示不同的實驗現(xiàn)象，從而提示學生正確的實驗操作。這些實驗課程線上教學的互動性操作要求使得其線上教學平臺的開發(fā)難度加大。
2.3教師素質(zhì)的要求
生化實驗課程需要授課教師具有較高的的生化實驗課程技能，不僅生化理論知識扎實，而且要有一定的科研能力，這樣才能在實驗課程教授中，將理論課教學和實驗課教學很好地融合，及時解決學生在實驗中遇到的困難。生化實驗線上課程的開展，除了需要授課教師具有良好的專業(yè)素養(yǎng)，還要了解并熟悉現(xiàn)在的教學軟件、視頻軟件等操作，這樣才能將實驗課程用線上的方式呈現(xiàn)出來。如果教師僅有專業(yè)知識，軟件操作能力不夠的話，線上教學的課程可能是僅僅將實驗過程做成演示視頻，學生對實驗操作并沒有參與，對于他們來說，這樣的實驗課只是理論課的視頻化。因此，授課教師在原有生化實驗技能的基礎上，還要研修各種教學軟件、視頻軟件，提高線上教學的能力，甚至要請教專業(yè)工程師來解決實驗課線上教學的互動化設計。
3分析生化實驗課實施線上教學的可行性
如今，互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展，線上教學的手段和工具也層出不窮，例如MOOC、微課等方式都能很好地實現(xiàn)課程的線上教學，而虛擬仿真實驗教學也為生化實驗課程在高校實施線上教學提供助力。
3.1互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展
生化實驗課程的線上教學，通過網(wǎng)絡平臺，運用教學系統(tǒng)，學生首先通過視頻等媒介學習生化實驗的先導知識，包括該實驗的原理，以及其在科研中的運用，讓學生在進一步實驗前，通過科研論文、動態(tài)視頻詳細理解實驗的背景知識，以線上小組的方式展開討論，加深對基礎理論知識的理解，拓展自身的科研視角，培養(yǎng)學生探索科學問題的初步能力。然后，授課教師通過虛擬仿真實驗的方式讓學生按照步驟多次模擬操作實驗，這樣的重復操作不僅讓學生牢記了實驗步驟和注意事項，降低了后續(xù)實際操作時耗材的浪費，而且提高了將來實際實驗的安全性。
3.2線上教學的互動
傳統(tǒng)實驗教學中，通常一個教師面對20~30名學生展開教學，在有限的課堂時間內(nèi)，教師無法關(guān)注每個學生的全程實驗。而線上教學通過混合式教學、翻轉(zhuǎn)課堂等教學模式促進了教與學之間的互動交流，使得教師可以更好地解答學生在實驗中的疑問，掌握他們的學習情況，也增加了學生在教學中的主體地位，培養(yǎng)學生自主學習的動力和能力，真正實現(xiàn)知識的內(nèi)化。
4基于線上教學的生化實驗課程的展望
生化實驗課線上教學的平臺需要進一步豐富實時互動模式，讓學生的每個實驗步驟都能顯示相應的結(jié)果，類似于網(wǎng)絡上的闖關(guān)游戲，每個實驗步驟都可以設計相應的細節(jié)，例如選擇題等，只有每一步都正確操作才能得到成功的實驗結(jié)果，否則只能從頭開始實驗，這樣可以增加重復實驗的趣味，激發(fā)了他們的學習熱情，在潛移默化中理解生化實驗中的精細和嚴謹。同時，線上教學平臺還要增加統(tǒng)計和評價功能，對學生的操作做出實時統(tǒng)計，計算學生理論知識的遺忘處和實驗操作的錯誤節(jié)點，有效地提高了教師對學生知識掌握情況和實驗技能水平的了解，可以在后續(xù)的實際操作中有的放矢地開展教學，對學生在實驗中的指導更具有兼顧性和針對性，進而更好地實現(xiàn)教學目的，提高教學效果。
5結(jié)語
生化實驗課的線上教學可以讓學生在傳統(tǒng)實驗課因疫情而無法開展的時候，繼續(xù)進行實驗課，實現(xiàn)理論課和實驗課的同步開展，同時由于線上教學不受實驗場地和器材等限制，通過網(wǎng)絡技術(shù)，借鑒兄弟院校有效的教學資源，讓學生了解更多的先進科研手段，激發(fā)科研熱情，為后續(xù)的實際操作做好準備。但是傳統(tǒng)實驗課程中，儀器的實際操作和結(jié)果展示的真實感是線上教學不可替代的，而且動手能力的提升和創(chuàng)新實驗的開展還是依賴于實際的動手操作和直觀體驗，這是線上教學無法模擬出來的。因此在生化實驗課程的教學中，我們要努力優(yōu)化傳統(tǒng)教學和線上教學的結(jié)合，通過二者的取長補短，找出更科學更有效的教學方式，實現(xiàn)生化實驗教學的進一步提高。
參考文獻
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[3]閆國棟，程瑛琨，周毓麟，等．生物化學實驗教學課程化體系與方法的改革探索[J]．高校生物學教學研究(電子版)，2015，5(1)：41-46．
[4]張哲文，郝春燕，閆波，等．構(gòu)建全新生物化學實驗教學模式促進創(chuàng)新型醫(yī)學人才培養(yǎng)[J]．實驗室科學，2015(1)：114-117，119．
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作者：呂夢娟 竇德宇 單位：皖南醫(yī)學院中心實驗室
