医学免疫学实验课程网络在线教学模式探索与研究

潘万龙 冯亚岚 张晓英

(川北医学院基础医学院病原生物学与免疫学实验教学中心，南充 637100)

网络教学模式是利用现代网络技术，以计算机相关技术为依托，打破时空、地域限制的线上教学模式，其与传统的线下教学模式既一脉相承又相互区别，相互补充，相互促进。在特殊环境和条件下，网络教学模式亦可与线下教学模式并行独立运行。例如，在当前新型冠状病毒传播流行之际，传统线下教学模式无法实施，则可应用网络教学的方式来完成教学目标，达到相同甚至超过传统教学方式的效果[1]。网络教学模式既是特殊环境条件的需求，又是未来现代化教学模式的体现，因此，深入研究和探索网络教学模式的设计、建立、运行及应用有助于提高教学质量，培养适应社会发展需求的新时代人才。与理论教学相比，实践教学在网络环境下更难于操控，基于此，教研组利用疫情下学生不能返校上课的契机，对医学免疫学实验教学进行相关研究，以期获取一些经验供同行参考。

1 网络实践教学模式的现状及分类

目前，关于网络实践教学模式的探究屡见不鲜，但更多集中于虚拟实验素材建设，如录制实验视频、慕课、制作VR虚拟仿真实验等[2，3]。学生通过自学方式学习，缺乏启发、引导、交互式探讨及评价，且在一般情况下的实验课均以直接操作的形式展开，对实验课程的网络在线教学模式研究相对较少。当前，新型冠状病毒肺炎疫情被动创造了实验课程网络在线教学模式应用的环境，为探索、建立和完善这一新型教育教学方式提供了土壤。与其他理论课程的网络在线教学模式相同，教研组相信良好的网络在线教学模式能够达到甚至超越线下教学模式所能达到的教学效果，更符合教育教学及学习认知的规律，打破网络实践教学模式仅以线下课堂教学的辅助、延伸及补充作用展开，充分认识网络实践教学在教育发展中的地位。

现有的网络实践教学模式大致都可归类为讲授模式和协作学习模式两种[4]。其中，讲授模式更接近于传统教学模式，该模式将整个教学过程赋予网络载体之上，教师利用直播通讯软件，如腾讯直播/会议、超星直播课堂、钉钉直播、雨课堂等，实现与线下课堂相同的同步教学模式；亦可利用录屏软件，如EV录屏、Camtasia等软件将课程提前录制好，供学生自学的异步教学模式。协作学习模式则是更具开放性的教育教学方式，这一学习模式可运用PBL、CBL教学法，以问题、案例为导向，教师布置问题或案例，学生通过在网络端协作完成对问题或案例的探讨，在过程中完成学习；亦可通过竞争、协作及角色扮演等方式来进行[5]。

2 医学免疫学实验课在线教学模式设计

网络在线教学模式的核心在教学设计，教学设计的终极目标是提高教学效果完成教学目标。网络在线教学模式设计中应充分关注教学目标、教学对象、教学过程三要素，兼顾教学内容及其相关的多媒体素材资料、学生类型及其学习与接受特点、网络教学平台的选择及其设置模块的应用以及科学评价体系的建立四个方面，才能构建出一套适用的网络在线教学模式。同时，网络在线教学模式设计还应最大化地符合或遵循学习与认知的规律，以形成科学有效的网络在线教学与学习模式。

相较于理论课教学，实验课程在虚拟的网络环境下更加难以开展。主要原因在于其课程特点。实验课程即实践课程，需要实际操作，对理论内容加以印证或探索，因此，如何最大化调动各种感官刺激与体验达到等同于甚至超过实际动手操作的效果是实验课网络在线教学的难题。在医学免疫学实验在线教学过程中，教研组充分关注与兼顾了上述的“三要素”和“四个方面”，对其各个环节总结分析，以期对在线实验教学发展和完善做有益的探索及尝试。

3 医学免疫学实验课在线教学的实施与效果

本文以医学免疫学中常用技术《密度梯度离心分离人外周血单个核细胞》实验为例对网络在线教学设计及实施过程予以说明。大致包括：收集适用的教学素材、设计课堂内容、运用VR虚拟仿真实验资源加以操作、实验教学监控及评价。

3.1具体实施过程 ①选用教学素材人民卫生出版社发行的《医学免疫学实验》CAI课件，同时收集了国内外教材及实验的录制视频(微课或慕课视频)和动画素材[5]。利用iLab实验空间-国家虚拟仿真实验教学项目共享服务平台资源作为实践操作演练场地。教学平台选用超星学习通、腾讯会议等。同时利用即时通讯软件QQ，建立学习交流群。②利用选取的素材，按照实验原理、试剂与材料、操作步骤及结果组织制作授课PPT，课中通过直播平台，如腾讯会议进行同步式讲授，同时以EV录屏软件录制课程回放视频，讲授结束后将回放视频上传至超星学习通平台，供学生有选择地回放讨论建立学习交流群。在超星学习通中利用讨论模块、作业模块、测验模块、签到模块及统计模块对学习全过程予以监控考评，学生对实验内容的实践操作则利用iLab实验空间-国家虚拟仿真实验教学项目共享服务平台已有资源的部分板块实现，同时建立学习及操作评价。对预期的实验成败做出假设，利用QQ课程群及超星学习通讨论模块进行分组讨论给出分析并以文字形式反映在学习通软件中，课中亦可抽查部分同学的讨论分析结果并在QQ群中予以分享。实验延伸部分以作业形式布置协作讨论任务(如实验方案的改进及创新)，最终以文字形式反馈在学习通中。这样设计的优势在于将多种网络在线教学模式融为一体，贯穿于学习目标之中，利用学习认知规律实现认识-实践-再认识的过程，以期达到良好的实验教学效果。全流程如图1所示。③实验网络在线教学过程中亦应高度关注评价及监控。由于跨越了时空界限，无法直接看到或听到，因此，对整个教学环节应处处设置评价及监控体系，以便及时反馈问题，解决问题、纠正错误，从而提高教学效果。

图1 实验网络在线教学模式的设计-以单核细胞分离为例Fig.1 Design of online teaching mode of experimental-taking monocyte separation as an example

3.2医学免疫学实验网络在线教学模式的效果评价 以本次参与实验网络在线教学的本科医学专业学生共计290名作为效果评价对象，与以往两届在传统教学模式下相同专业及数量学生随机对照。平时成绩占总成绩的30分(包括签到、课堂表现、实验报告成绩)，实验考试占70分(题量及难度基本相同)。本次实验网络教学及2017届、2018届线下传统教学的平均成绩分别为79.6、82.9、77.7，不及格比率分别为2.8%、1.9%、3.2%，差异无统计学意义，说明实验网络在线教学模式达到了与线下教学相似的教学效果。国外相关研究通过Meta分析也表明良好的网络在线教学模式能够达到或超过传统教学模式的教学效果[7-9]。

4 实验课在线教学存在的问题与挑战

实验课程的网络在线教学模式的探索尚处于起步阶段，尚有很多需要完善和研究的内容。

①可利用资源建设规划不足。网络在线教学可利用资源包括图片、文字、声音、视频动画等。目前主要是利用一些教材图书及CAI课件等制作的有限资源，专业化制作过少。实验操作视频具有带入感、学习者视角的较少，但实验课程更加注重的是操作的亲临感，对于演示视频除应注重规范性之外，还应聘请视频拍摄专业人员提前设计，提高操作演示效果。海量的素材能更好地组织设计网络在线教学课程。虚拟仿真实验项目跨越时间和空间的限制，是很好的发展方向，但遗憾的是目前可选资源有限，且资源质量参差不齐。另外，开放性的视频制作及发布平台建立等均不足，没有专用于刊载制作动画的机构或杂志，例如，国际顶尖杂志Nature有专版用于发布系列资源以促进教学科研的发展。②实验课网络在线教学设计不完善。其根源在于需要对学习及认知规律进行不断探究。与线下教学模式相同，科学有效的教学模式是实现教学目标的有力保障。无论教授式教学模式、协作式教学模式或混合式教学模式，其目的都是为了最大化地符合认知规律提高教学效果。重复、练习、讨论、提问、总结、竞争、协作、进入角色等，无一不是认知规律的组成部分，在网络在线教学课程的设计中均应充分考虑。③实验课网络在线教学的互动与反馈效果不尽如人意，体系建设尚处于探索阶段。由于不同地区的网络及硬件基础差异，大量学生同时进入一个平台会造成在线教学系统和平台的崩溃，教学过程中会出现卡顿、掉线、音频与视频不同步，播放质量差等现象，还需通过突破硬件技术解决，真正做到时空的融合，相信通过5G通信技术的普及，这一问题会逐步得以改善。④专业化网络在线教学平台的开发不足。随着网络在线教学模式的发展，网络在线教学平台，如超星学习通、蓝墨云班课、雨课堂、腾讯课堂等，如雨后春笋般蓬勃发展、方兴未艾，但不同软件平台在使用中或多或少存在不足、漏洞甚至缺陷，网络在线教学平台的完善需要更广泛的专业化应用，在应用中发现问题解决问题。⑤实验课程的网络在线教学模式及方法研究不足，应加大实验网络教学的各个环节研究，以期形成稳定成熟的教育教学方法，保证教学质量。⑥实验网络在线教学评价体系不尽完善。评价的目的在于修正和促进教学，健全的评价体系能够真实反映教与学两个方面在学习过程中的行为，将教学效能最大化。与线下教学相同，网络化教学同样需要评价教学模式，以此来修正教学设计、完善教学过程、达到教学目标。常见的线下评价包括过程性评价及终期考核评价。教研组的早期研究更多的是将线上教学平台作为过程性评价工具或线下教学课外学习辅助工具使用，没有独立的实验网络在线教学评价体系，因此，在开展网络在线教学过程中更需利用教学平台的资源丰富完善并科学化建立评价体系。

5 展望

新冠肺炎疫情影响下催生与推进的实验网络在线教学模式既是机遇又是挑战。网络在线教学模式不仅是特殊时期不得已而为之的权宜方法，也是顺应时代发展需求的集高科技、高知识含量、高效能于一体的新型教育教学方式。探索实验课网络在线教学过程中各个环节的运行机制，有效合理地设计和布置教学不仅能达到传统教学方式所能达到的效果，甚至可以孕育出更加科学的教育教学模式，其教学效果也可能超越传统教学模式。