线上线下混合式教学在机能实验教学中的应用

马加庆 叶青妍 张 丽 李雪涛 刘晓萌 张川荛

摘要：在目前一流课程建设的新背景下，传统的实验教学模式已不能适应机能实验教学的发展要求。随着网络技术的发展，线上网络教学和线下实体教学的混合式教学模式在实验教学中发挥了重要的作用。通过建立网络课程平台、上传数字教学资源、录制教学视频、建设虚拟仿真实验项目、运用多种网络教学手段等线上教学方式以及线下多种教学方法运用、实验教学条件提升、考核评价的重构等开展线上线下相结合的混合式教学方式。根据课程特点进行合理有效的线上线下教学设计，全面覆盖机能实验教学课前、课中和课后的整个学习过程，同时对学生整个学习过程进行监控和评价。线上线下混合式教学在机能实验教学中的应用激发了学生的学习兴趣，提升了实验教学效果，有利于一流课程建设背景下综合型、创新型人才的培养。

关键词：混合式教学;实验教学;线上线下教学;机能实验

中图分类号：G642.0    文献标识码：A

随着高等医学教育的发展，在目前一流课程建设的新背景下，对实验课程的建设和带教提出了更高的要求[1]。随着招生规模的不断扩充，我校机能实验教学任务越来越重，传统的课堂讲解和现场示教的教学方式，已不能适应机能实验教学的发展要求[2]。为适应教学改革，我校机能实验课程经过多年的探索和实践，通过建立网络课程平台、上传数字教学资源、录制教学视频、建设虚仿实验项目、运用多种网络教学手段等线上教学方式以及线下多种教学方法运用、实验教学条件提升、考核评价的重构等开展线上线下相结合的多元化混合式教学方式[3]。根据机能实验学课程特点进行合理有效的线上线下教学设计，全面覆盖机能实验教学课前、课中和课后的整个学习过程，同时对学生整个学习过程进行监控和评价。本文拟将线上线下混合式教学手段在机能实验教学中的应用做一简要总结，对进一步深化机能实验的教学改革提出探讨，有效提升实验教学质量。

1 线上教学手段

随着互联网技术的发展和智能设备终端的更新应用，网络教学手段的方式也形式多樣。信息化网络化的发展对各门课程的教学也提出了更高的要求，不仅要打造好线下实体教学环境，还需建立各门课程独有的线上网络教学资源。

1.1 网络教学平台的应用

网络教学平台是基于互联网建立起来的信息化交互式教学平台，不仅打破了时间、空间的限制，更是对课堂资源的有效延伸和拓展，师生均不再局限于课堂40分钟的教学内容，通过平台资源的建设能更好地服务于教学和加强师生互动交流。昆明医科大学机能实验学从2012年就开始建立了SPOC（Small Private Online Course）的网络教学平台，作为线上教学的主平台，上传了机能实验相关的全套数字化网络教学资源，如课程质量标准、教学课件、教学视频、微课程视频、习题库、试卷库、实验室安全教育及相关条例、实验仪器操作标准以及各类拓展资源等，通过逐年不断更新完善，供同学线上预习，操作示教和课后复习等自主学习使用[3]。同时通过平台的教学互动，师生可以在线交流、答疑以及安排网络考试和网络作业等。以此网络平台为基础，针对不同学生开展PBL（Problem-Based Learning，以问题为导向的教学方法）、CBL（Case Study Based Learning，以临床病例为基础的学习方法）、翻转课堂等教学手段，切实改变学生由被动学习转变为主动学习，提高学生的学习兴趣和积极性。

1.2 教学视频的制作

为切实提高实验学习效果，帮助同学较好地掌握实验相关理论和操作技能，昆明医科大学机能学实验教学中心结合教学实际和学生需求制作了一系列的教学视频挂网共享，供同学们自主学习使用。教学视频分为在线课堂视频和微课程视频，在线课堂视频精选同学们公认的讲解较好的教师专门录制每次实验授课的课堂视频，通过精心编辑上传教学平台或学习群等方式供同学们随时自主学习和复习。微课程视频则根据实验内容的难点、重点等选取相应的知识点进行视频的录制和制作，以方便同学们针对不同掌握程度进行相应知识点的在线学习和反复学习。截止2020年12月，共制作上传教学视频112个，囊括了教学大纲要求的所有实验项目以及部分拓展实验项目，内容涉及实验仪器、手术器械、操作软件等的使用方法和实验动物的基本操作以及实验项目的操作内容等，以规范相关实验操作标准和统一实验要求。

1.3 虚拟仿真实验的建设和应用

随着网络技术的发展，根据课程特点开发具有高仿真度的虚拟仿真实验项目，应用于实验教学有助于充实实验内容，提升学生的实验技能和巩固理论知识。本着“以实为主，以需补实，虚实结合”的教学原则，将传统教学模式和网络教学模式相结合，实现双方的优势互补。昆明医科大学机能学实验教学中心通过校企合作引进了成都泰盟和上海梦之路的相关机能学虚拟仿真实验平台，提供给师生使用作为实验教学的补充，目前平台共有机能实验项目43项，自主设计虚拟仿真实验项目5项，并逐步扩充，内容不仅涵盖机能实验教学所必需的实验项目课件，还拓展了更多无法在课堂完成的实验项目。机能实验涉及动物实验和人体实验，很多实验项目存在耗时较长，造模困难，成本较高或涉及伦理等问题，导致难以在现实环境中顺利开展此类型实验。因此，虚拟仿真实验项目的建设不仅解决了很多难题，还能打造虚拟实验线上“金课”内容，构建资源共建共享、虚实结合、教研一体的教学新模式，以丰富机能实验线上教学内容，拓展实践领域，提高教师教学能力，同时可操作真实实验条件不具备或实际运行困难，涉及高危、高成本、高消耗的实验教学项目，开拓学生视野，提高医学本科人才培养质量，提升教学质量。特别在线上教学大规模开展以来，虚拟仿真实验平台在实验教学中发挥了重要的作用，师生受益颇丰。

1.4 其他信息化网络教学手段

在实验教学中，除上述主要学习平台外，教师们根据学生情况、班级情况和学习内容等还积极应用其他信息化网络教学手段，作为线上教学的补充，如建立学习群（QQ群、微信群、钉钉群等）发布各种教学通知和教学资源;运用雨课堂、学习通等教学手段作为课堂教学的互动交流;借助腾讯会议、钉钉、对分课堂等平台与学生进行在线交流和讨论式学习。各种现代教学手段的应用旨在以网络技术为基础，结合线下教学和其他教学方法，最终实现以学生为中心的教学目的，以促进学生的学习效果。

2 线下教学手段

随着课程体系的重构和质量标准的修订，加上现代化的教学条件的提升，线下教学手段也需全面完善和更新，以体现“以学生为中心”的学习模式。昆明医科大学于2019年全面修订了各专业的人才培养方案和各门课程的质量标准，分别建立了课程中心、学生中心和教师中心，对各门课程和师生都提出了更高的要求，机能实验学结合新版人才培养方案也修订了新版的课程质量标准，对课程体系进行了相应调整，切实增强线上线下教学环节的实施和教学设计，以培养适应新时代的医学人才，教师们也通过不断提升个人能力开展各种教学研究，运用多种教学手段开展机能实验的教学。

2.1 创新多样的教学方法运用

根据前期线上教学手段的安排，学生们提前预习和学习了相关实验项目的内容，教师们根据学生掌握情况，线下教学就能做到有的放矢，实施一系列的相关教学方法。教师们根据不同班级情况有效地运用如PBL教学法、CBL教学法、翻转课堂、情景模拟等，有效补充了传统的教学手段，提升了课堂教学的互动性，增强了学生的学习兴趣和积极性，变被动学习为主动学习，有效提高了实验教学效果，切实做到教学相长。

2.2 网络教学资源的再用

线下课堂教学时，教师们根据每个实验内容的重点和难点，结合同学前期知识掌握的情况，课堂上通过网络可充分调用所建的相关网络教学资源，如操作视频、虚拟仿真实验、教学课件等，重点突出地给同学们讲解和模拟，起到再次强化学习的作用，切实提高学生的操作技能和重点、难点的掌握，以提高实验的成功率和学生的综合分析能力。同时，教师们课后通过安排网络作业或考试等进一步强化和巩固所学知识，全面覆盖了实验教学课前、课中和课后的整个学习过程，大大提高了实验教学的全面监督和学习管理，有效提高实验教学效果。

2.3 实验教学条件的提升

线下教学效果的提升除了各种教学方法和教学资源的利用外，实验教学条件的提升也很重要。随着科学技术的不断发展，各种现代化的教学手段和教学设备也在飞速改进。所以要跟上现代化的教学模式，实验室的建设和教学条件的提升也需紧跟时代潮流，引领学科建设走在现代化的进程上。目前传统的机能实验室教学系统只是计算机化了，但没有网络化、信息化及集成化，仍是各自独立存在，需要分别购置电脑系统、生物信号采集系统、实验操作台、手术灯、手术器械等组装起来，兼容性和体验性相对较差，故障率也相对较高，从某种意义上讲已经落后于当前信息化、数字化、智能化的新时代。为了赶上这个时代新技术发展的要求，也为了更好的帮助学生学习、实验以及实验的分析总结，帮助老师进行实验的信息化管理，实现信息化、集成化和网络化的生物信号采集系统的更新换代势在必行，以大大提高实验效率和教学效果。2018年在学校、学院的大力支持下，我校机能实验室建设了4间信息化集成化现代智慧实验室，实验条件得到较大提升，经过两年多的使用师生评价较高，极大提高了实验带教效果，有利于培养学生的创新能力，提高综合素质。目前，已计划全面提升建设所有普通实验室，以适应现代化智慧化教学体系的构建，全面提升线下教学的实验室条件，更新相关实验检测仪器和教学多媒体互动系统，进一步提高实验教学质量。

2.4 考核评价体系的重构

随着教学资源和教学方式的转变，课程考核体系的重构也亟待解决，以适应新课程体系的教学模式，客观全面地对学生进行评价。机能实验学属于实验学科，所以更要注重过程性考核，以在实验的整个过程对学生进行全方位形成性评价。通过新版人才培养方案和课程质量标准的修订，机能实验学的考核体系也进行了完善，学生的综合成绩囊括了整个实验过程的考核，其中形成性评价占比60%，终结性评价占比40%。形成性评价不仅包含了课前、课后的网络学习、网络作业、网络考试、虚仿实验操作等成绩内容，还包含了课中的学生表现内容，如手术操作情况、实验效果情况、团队合作情况等内容，对整个实验过程全面进行监控，以提高学生的实验积极性。终结性评价包含了实验操作考试和闭卷理论考试，机能实验由于学科的特殊性要做到全面实验操作考核难度较大，但此次新版课程标准的修订，机能实验教学中心已将实验操作考核纳入考核标准，制定了机能实验操作考核方案和评分标准，对师生进行培训。学生通过系统抽签从备选的实验项目中决定个人考核项目进行操作考核，教师根据评分标准对学生现场操作分别进行评分并反馈，实施下来师生均表示实验操作考核很有必要，对提高实验操作能力有重要作用。学生在结课时还需完成理论闭卷考核，内容涉及实验室安全、各实验项目操作步骤、注意事项以及实验结果的综合性分析等，全面监控学生的学习效果和知识掌握程度，极大改进了教学效果。

3 线上线下混合式教学的设计

线上线下混合式教学的顺利开展重在教学设计，只有将线上资源和线下资源合理充分的运用，将线上教学和线下教学有机结合进行一体化设计才能真正打破传统的授课模式，只有通过合理安排线上、线下教学学时，全面监控学生的整个学习过程，才能真正体现线上线下混合式教学的教学模式。

线上线下混合式教学通过教师在线上平台制作与发布课程相关的课件、视频、虚拟仿真实验项目等教学资源，学生自主进行线上资源的学习，教师通过线下课堂对学生线上学习反映的重点、难点或疑惑进行解答和进一步的讲解和引导，加深同学的学习印象，以帮助同学更好地掌握教学内容。线上线下混合式教学模式的转变使得教师不再是课堂的主导，通過学生线上课外内容的学习，带着问题和疑惑进入课堂，体现了以学生为中心的主导地位，教师只是作为引导者，师生互换角色，有利于学生知识的掌握，培养学生的综合分析能力和创新思维能力，极大促进教学效果。

教学实践证明，改革后的线上线下混合式教学模式的应用，大大提高了同学们的学习积极性，能使枯燥的实验教学更加生动形象，使教学手段更加优化，扩充教学信息量，拓展学生知识储备，有效提升实验教学质量，有利于一流课程建设背景下综合型、创新型人才的培养[5]。

参考文献：

[1] 闫涛，曹明福. 地方高水平大学世界一流学科建设的策略——基于“双一流”政策的文本分析[J]. 天津市教科院学报，2020，32（6）：40-45.

[2] 马加庆，俞志成，吕乐春. 机能实验考核评价体系的探索与构建[J]. 课程教育研究，2015，4（16）：207.

[3] 李雪涛，张川荛，叶青妍，等. 机能实验学网络化教学平台的构建与探索[J]. 课程教育研究，2019，8（17）：218-219.

[4] 陈静，云宇，木丽仙. 医学机能实验学[M].第2版.北京：高等教育出版社， 2020：3-7.

[5] 张川荛，俞志成，李雪涛，等，网络教学平台在机能学实验教学中的应用及评价[J]. 昆明医科大学学报，2019，40（8）：126-130.

基金项目：2020年昆明医科大学本科课程教学质量与教学改革工程项目-《机能实验学》一流本科课程建设项目（2020JXZ005）

作者简介：马加庆（1981—  ），男，回族，云南巍山人，医学硕士，昆明医科大学基础医学院实验教学中心机能学实验室，昆明医科大学基础医学实验教学中心副主任，高级实验师，长期从事机能实验学教学和研究相关工作。