线上线下混合式教学模式在机能学实验的应用 *

涂小华 杨光勇 徐萌萌 杨 欣

（贵州中医药大学机能学实验室，贵州 贵阳 550025）

科学上的重大发现和发明是通过科学实验提炼和总结而来，科学实验是现代医学发展的重要条件及手段。机能学实验作为一门联系基础医学与临床医学的桥梁学科，融合了生理学、生物化学和药理学等实验内容，打破学科之间的界限，建立交叉、融合的实验体系，以动物实验为主要手段，是探讨正常状态、疾病状态或药物干预下的机能活动变化规律及其机制的综合性实验课程。该课程主要培养学生的动手操作能力、理论联系实际能力以及科研创新能力，为学生今后从事临床工作及学习奠定扎实的基础。但由于学生对前期所学理论知识记忆模糊，机能学实验原理及操作过程较为复杂，学生在实验过程中易出现学习目标不明确、实验原理理解不透彻、实验操作过程不熟悉、结果分析困难以及机能学实验设计创新性不够等问题。本研究尝试采用线上线下混合式教学方法，旨在培养学生自主学习、发现问题、分析解决问题等综合能力以及创新意识，提升学生理论知识水平和动手能力，为机能学实验教学改革提供参考。

1 机能学实验教学的现状

机能学实验主要以实验动物及其离体组织、器官、血液等为实验对象，探索机体的正常生命活动、疾病发生发展机制及药物作用规律等。实验过程中学生需要完成众多基础操作，如麻醉动物，神经、血管及肌肉等的分离，坐骨神经腓肠肌标本制备，气管插管，颈总动脉插管，输尿管插管，呼吸运动及血压的描记等，涉及的实验过程较为复杂，实验操作时间长，操作过程某一环节出现问题将导致实验结果偏差。前期本实验室教师已建立了局域网并录制了较为清晰的实验操作视频［1］。教师通过PPT 讲解实验目的、原理、方法、操作步骤及注意事项等，结合实验操作视频进行教学，更形象生动地展现实验操作细节及重点难点，对实验教学效果有一定的提高。学生分组动手操作过程中，教师巡视并给予相应的指导，纠正学生错误操作。实验结束后，教师总结实验结果及错误操作，让学生课后根据所学理论知识分析讨论实验结果并提交实验报告，提醒学生及时复习和预习教材实验内容。然而教学过程中还是存在不少问题：大部分学生课前并未预习相关实验内容，大多认为教材较为枯燥乏味，实验原理较难理解，实验操作过程较为抽象，学生学习的兴趣不够且学习积极性受到打击；课中教师讲解时间有限，学生对原理部分理解不够透彻，对实验操作过程印象不够深刻，重点难点及注意事项记忆不深刻；学生操作过程中，授课教师无法时刻监督指导每个实验小组，最终学生出现一些错误操作而导致实验失败，实验成功率不高，学生无法正确分析讨论实验结果，上课积极性越来越差；上述问题都是机能学实验教学过程中的常见问题。

2 线上线下混合式教学模式相对于传统教学模式的优势

随着信息化技术的不断发展，各种实验操作教学视频、智慧网络学习平台等给机能学实验带来了新的教学方法。本实验室利用前期录制的机能学实验教学视频及超星学习通智慧教学平台构建了机能学实验在线开放课程。课前教师制作预习PPT（内容包括实验目的、原理、操作过程等）及实验操作视频，并上传到学习通平台，发布预习通知，督促学生完成线上预习任务。例如“传出神经系统药物对血压的影响”的预习PPT 主要是让学生了解本实验目的是掌握描记动脉血压及观察肾上腺素、去甲肾上腺素、乙酰胆碱以及酚妥拉明等药物对血压的影响，结合正在学习的药理学课程进行预习；实验操作视频需生动清晰，录制过程也应注意强调重点操作细节以及学生易错步骤，更能吸引学生的注意力。学生线上观看教学视频，对操作难点及注意事项等有疑问可后续听教师课中讲解。课中教师采用PPT 结合实验操作教学视频方式对实验目的、原理、操作细节等进行讲解，并对学生提出的问题进行答疑；学生实验过程中，教师监督指导；实验结束后，教师总结并简要分析实验结果（具体跟传统教学模式类似），布置课后线上复习及预习内容。线上线下混合式教学模式，让学生随时都能看到需要学习的实验课程，为学生提供了较好的自主学习平台，学生自主学习过程遇到问题可通过学习平台提出，教师线上及时反馈，师生沟通方便，能有效提高学生学习效率。该模式改变了传统实验教学枯燥乏味的预习及复习模式，大大提高了学生预习的质量，为实验教学的顺利进行提供可靠的保障，提高实验成功率及教学效果，学生学习的积极性也会相应提高。

3 线上线下混合式教学模式在机能学实验的应用

3.1提高学生自主学习能力及动手操作能力机能学实验中涉及的生理学、生物化学及药理学等医学基础知识较为抽象复杂，学生学习过程中会出现对某些知识点理解不透彻和记忆不深，学习主动性差的问题。传统线下教学过程中，由于学时限制，教师只能用有限的时间引导学生回顾所学理论知识，若学生没有进行充分的预习，学生对前期所学的理论知识记忆模糊，对机能学实验中涉及的原理及实验步骤等内容只是一知半解，导致学生过度依赖教师的讲解，无法独立对实验结果进行讨论分析及做出正确的判断。比如“多种因素对呼吸运动的影响”实验中，学生能够描记正常呼吸运动曲线，但是对增大无效腔、短暂窒息、注射乳酸等实验项目的结果无法进行判断，最终可能由于操作失误得出错误的结论。机能学实验涉及的实验步骤较为繁琐，经过教师的简要讲解，学生没有办法快速记忆实验步骤，动手操作过程中容易出现忘记实验步骤及操作细节等问题，而教师无法同时监督指导每组学生，导致学生花费过多的时间去回忆教师讲解的内容以及进行组内讨论怎么操作才是正确的方式，更是无暇顾及动手操作注意事项等，操作不规范，动手能力得不到提高，发现问题及解决问题的能力更是得不到训练。笔者对线上线下混合式的教学方法应用主要有以下几方面体会：（1）学生通过学习通平台线上有效预习机能学实验相关理论知识及实验操作视频，对于个别没有完成线上预习的学生，教师可通过后台查看并督促学生完成相应任务，学生自主学习能力不断提高。结合教师线下课堂授课，学生对原理理解更为透彻，对实验过程也较为熟悉，实验过程中出现的问题通过组员间的协作也能较好地解决，学生发现问题和解决问题的能力得到提高。（2）对实验内容较为熟悉后，学生更为关注的是操作细节方面。注意操作规范性，不仅大大提高了学生的动手能力，也提高实验成功率，学生学习机能学实验的兴趣也会逐步提高。（3）教师针对学生课堂上出现的问题，比如耳缘静脉的注射部位，为什么要从远心端逐步向近心端注射、如何进行注射等，通过平台与学生进行讨论交流，加深学生印象，避免后续课程再次出现类似的错误操作，教师还可以根据学生反馈的问题，针对性地进行授课，提高教学效果。（4）操作考核是机能学实验的重要环节之一，通过考核可以训练学生分析解决问题的能力，提高学生动手能力。贵州中医药大学机能学实验室授课时间较为分散，课时数也不多，每3 周左右进行一次授课，时间间隔较长，在第16 周左右进行操作考试。传统教学模式中，学生在限定课时内对所学内容掌握不够深，利用教材无法有效复习实验操作方面的细节，操作考试时对前期进行的实验已记忆模糊，因此操作考试就成了学生学习本门课程的难题，学习通学习平台除了是学生预习的好帮手，同时也是复习的好帮手，学生可利用课后时间线上反复观看实验操作视频，提高复习效率，遇到的问题也能够跟带教老师及时沟通，如此一来，学生在操作考试时就不会一脸茫然，能较好地应对操作考试出现的各种问题，动手能力得到提高。比如“坐骨神经腓肠肌标本制备”操作考试过程中，学生需要检测标本的阈刺激和最大刺激。传统授课模式中，较多学生在标本—肌动器—生物机能信号系统连接以及生物机能信号系统软件操作等方面存在问题，导致考试成绩较差。混合式教学模式中，学生通过线上线下的复习，较少出现上述问题。

3.2提高学生理论联系实际的能力机能学实验是一门综合性实验课程，涉及多门学科的理论知识。学生在学习机能学实验过程中需要对前期所学理论知识进行综合应用，分析实验过程中出现的各种问题，并拟出解决问题的办法。传统课堂教学模式中，学生预习不充分，所学理论知识不能灵活运用到实验中，影响学生的整个实验效果。例如，在“利尿药的作用观察”实验中，学生对家兔输尿管的解剖结构认识不深，实验过程中容易误把筋膜当作输尿管，最终导致错误插管。混合式线上线下教学模式中，学生需通过学习通完成预习任务，查找前期所学内容，明确泌尿系统的解剖结构，再结合教师线下课堂的讲解，能正确快速地找到输尿管并顺利完成插管，有效提高了实验成功率。实验报告是学生对所完成实验的总结报告。实验报告的撰写能加深学生对理论知识的理解，同时能提升学生分析问题及解决问题的能力，还能训练学生科研论文的写作能力，为学生从事科学研究工作打下基础。在传统授课教学实践中，学生对原理部分的理解不透彻，对所得的实验结果是否符合预期判定不准确；实验报告书写过程中，大部分学生不能根据实验结果进行具体分析讨论，只是照搬理论课程所学，对实验结果是否与理论知识相符并没有进行相应的讨论；部分学生实验失败，却不能正确分析实验失败的原因；此外，在一些书写规范方面，如实验结果的记录，部分学生并没有明确使用三线表规范记录实验结果。线上线下混合式教学模式中，实验报告的书写规范可随时在学习通查看，学生对实验原理以及实验操作过程掌握较好，实验成功率提升，更多的学生能够根据实验结果进行相应的分析讨论，得出正确的结论。

3.3培养学生的创新意识机能学实验设计有利于提高学生创新能力，也是课程的重点内容之一。本实验室机能学实验课程要求学生组内协作完成一份实验设计，并根据实验设计制作汇报PPT，在最后一次课进行答辩，教师对学生实验设计答辩情况进行评分。在实验设计过程中，学生需要选择自己感兴趣的方向查找文献资料，提出目前存在的科学问题，根据实验设计基本原则完成实验设计。传统授课教学实践中发现，教师虽然给学生重点介绍了实验设计的目的、基本要求、设计原则等，但由于学生第一次接触实验设计，不能很好地掌握实验设计的概念及要求，导致实验设计问题很多，如创新性不够、没有研究意义等。线上线下混合式教学法中，教师将实验设计模板上传学习通平台让学生随时参照学习，通过学习通、QQ、微信等跟学生及时沟通，及时解答学生在实验设计中遇到的问题，教师还可线上查看学生完成的实验设计初稿，将设计中存在的问题及时反馈给学生，让学生修改并完善自己的实验设计，反复修改完善的过程让学生逐步明确实验设计的概念及实验设计的基本思路，培养学生的创新意识。

4 结语

综上所述，线上线下混合式教学方法，教师课前制作预习PPT 及实验教学视频上传到学习通教学平台，预习PPT 体现了学生需要理解的实验原理及实验内容，清晰度高的视频生动形象地展现了实验操作过程、操作细节及注意事项，更能激发学生的学习兴趣，后续将继续完善实验操作视频。学生课前利用学习通教学平台进行线上预习，课中接受传统线下课堂教学，课后线上复习，教师及时跟学生沟通，解答学生学习过程中遇到的问题。在机能学实验教学过程中采用混合式教学模式可有效提高学生的自主学习能力，激发学生学习积极性，提高学生发现问题及解决问题的能力，提升学生的动手能力，提高实验成功率，培养学生的创新意识，最终提高教学效果。但其在实践中仍存在一些问题，个别预习PPT没能很好地激发学生的学习兴趣，有待进一步完善；部分学生动手能力较弱，可通过开设开放性实验［2］，逐步建设虚拟仿真平台［3，4］，进一步提高学生的动手能力；少部分学生在实验结果分析讨论方面较差，后续考虑结合药理学、生理学及生物化学等相关理论知识，在学习通建立小题库，进一步巩固学生所学理论知识，从而提高机能学实验教学质量。