基于小规模限制性在线课程和虚拟仿真实验的免疫学检验混合实验教学模式的思考与探索

李秀平 林 梅 阳大庆 邹朝霞 肖 品 陈湘莲

湖南医药学院公共卫生与检验医学院，湖南怀化 418000

免疫学检验是卫生检验与检疫专业、医学检验技术专业的核心课程，主要培养学生独立思考、解决实际问题的能力[1-2]。但湖南医药学院免疫学检验实验教学形式主要是传统的“讲解+示教”模式，教学形式单一、枯燥[3-4]。另外，免疫学检验这门课程的实验现象大部分微观又抽象，而目前班级人数多，课时少，课堂实验示教时间有限，学生难以在短时间内理解、掌握实验步骤的要领[5-7]。创新、综合设计实验虽然也有，但课时不多，留给学生自主思考、探索的时间有限，学生分析问题、解决问题的能力不能得到很好的培养[8]。其次，有些实验比如化学发光免疫实验等因生物安全、实验经费等原因，不能开展线下实验。

另外随着教育部颁布《关于加强高等学校在线开放课程建设应用与管理的意见》[9]、《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》[10]和《教育信息化“十三五”规划》[6，11]，及在《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》[12]中提出信息技术应与教育全面“深度融合”的全新理念，面对面课堂讲授教学与在线资源相融合的新混合式教学模式逐渐成为高校教学改革的主要形式。新混合式教学采用的方式是把线下传统课堂教学与在线课堂教学结合起来，以教师为主导，引导、启发、监控教学过程；以学生为主体，充分调动学生参与学习的主动性与创造性。因此，新的混合式教学模式呈现了信息时代教育教学的全面要求，是未来教育发展的趋势。

1 新混合式教学模式建立的条件

小规模限制性在线课程（small private online course，SPOC）学习课程模式是2013 年美国加州大学Armando Fox 教授首次提出的一种将课堂教学与在线教学相结合的新型学习模式，是相对于大规模在线开放课程（massive open online courses，MOOC）而言的[13-17]。其中“small”是指学生规模一般在几十人到几百人；“private”是指对学生设置限制性准入条件，达到要求的申请者才能被纳入SPOC 课程。教师可以对申请了SPOC 课程的同学，每周开课前发布相关线上微课和教学材料，学生可以通过观看原理小视频、实验操作微课等相关学习资料，提前对抽象的原理进行学习理解，熟悉重要的实验操作要领。借此可解决课时少、课堂实验示教时间有限、教学形式单一的问题。SPOC 教学模式既融合了MOOC 的优点，又弥补了传统课堂教学的不足，更适合个性化学习和新型实验教学模式的开展[18]。SPOC 教学模式在教学应用中更强调线上课程和线下课堂的互补和融合[19]。

虚拟仿真技术运用计算机网络技术，模拟构建高度仿真的实验室环境及各种实验仪器，模拟实验操作的流程和步骤，具有沉浸感强、趣味性高、交互性好等特点[20-22]。对因实验经费、生物安全等原因不能开展的线下的实验可以应用虚拟仿真技术完成。2013 年教育部启动了国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作，使营造虚实结合的实验环境和平台成为信息技术融入实验教学的重要举措[23-24]。利用SPOC 教学模式和虚拟仿真实验进行线上线下混合式实验教学，有助于虚实结合的实验教学环境的设计与呈现，促进新型实验教学模式的开展和深化，是落实党中央提出的教育现代化，教育信息化的具体体现[24]。

2 新混合实验教学模式的构建

湖南医药学院公共卫生与检验医学院基于SPOC和虚拟仿真实验构建了免疫学检验线上线下混合实验教学模式，遵循“学生为主体、教师为主导”，着力解决免疫学检验在实验教学中的具体问题，创新管理办法，建立新的教学模式。利用形式多样的学习资源，将再现式实验教学转变为情境多样的线上线下混合互动式实验教学，激发学生学习兴趣，培养学生自主实践能力，构建出思路清晰、形式新颖的混合式实验教学方案。

2.1 优化教学方案

根据SPOC 实验教学理念，结合虚拟仿真实验教学和线下实体教学制订了新的教学方案，概括为“三段四面五联合”。“三段”指的是教学过程分为3 个阶段：第一个阶段学生借助课程SPOC 资源进行自主学习和预习。第二个阶段在实验室中进行现场教学，第三个阶段为教师通过各种交流软件和平台进行辅导答疑及学生讨论。“四面”指的是课程所在的教研室、实验中心在政策面修订课程实验教学大纲、改进实验课程授课计划、制订实验授课教案讲义。学校、院部和教师在资源面进行整合现有教学资源、购买紧缺虚拟仿真实验项目、拍摄微课和优化教学用PPT。授课教师从教学方法面根据实验实际情况进行分类，分别进行线下教学、线下+虚拟教学和纯虚拟教学。课程组从课程考核层面重新设定考核方式。“五联合”指的是授课与目标契合、线上与线下混合、虚拟与实际结合、过程与考评联合、课堂与课外融合。

2.2 更新课程教学资源

革新课程教学资源主要包括优化实验教学幻灯片、拍摄实验微课，充分整合和使用已有的在线开放课程资源，并根据课程目标要求，适当购买一些适合免疫学检验实验教学的虚拟仿真实验项目。具体教学内容安排见表1。

表1 免疫学检验线上线下混合实验教学课程内容安排

2.3 革新教学方法

根据实验内容和教学目标的不同，将实验教学分为3 个模块进行。

第一模块：对实验操作相对简单，实验原理较好理解的实验内容，采用SPOC 与线下实验教学相结合模式。以超星学习通平台为依托建设SPOC 实验课程，课前在平台上发布实验教学课件、视频、实验作业等线上学习资料，线下完成实验操作、实验报告等，课后通过超星学习通平台对重要的实验绘出各种方法原理示意图并上传讨论区展开线上讨论，以充分调动学生参与学习的主动性与创造性，提高学生的自主学习能力。

第二模块：对一些实验操作比较复杂，线下操作难以短时间掌握的实验内容，采用SPOC+虚拟仿真+线下实验教学模式。课前采用线上SPOC 网络资源讲解实验原理，示教操作要领，学生通过超星学习通平台自主学习，同时借助虚拟仿真实验平台反复模拟操作，熟悉实验的规范操作要点和注意事项，做到“心中有数”，为线下实验做好准备。通过“SPOC+虚拟仿真+线下”这种模式，学生有更充足的时间并能更快更好地进行真实的实验操作，提高了线下实验课堂效率，保证所有学生都能按要求完成操作。

第三模块：将SPOC 实验教学模式融合虚拟仿真实验教学，解决一些现实实验室中因要受到环境、实验经费、场地、课时不足等诸多因素影响而不能在线下开展的实验。此类实验学生可先通过在线学习相关的SPOC 实验教学资源，然后借助虚拟仿真实验教学平台模拟实验操作的流程和步骤，得出实验结果，从而突破传统实验教学时间、空间及生物安全问题等条件的限制进行实验教学，让实验告别“做不上”“做不了”“做不好”“做不起”的问题，消除实验教学盲点，夯实学生专业技能，解决理论与现实脱节的问题。

2.4 完善实验课程考核评价体系

构建更健全的考核评价系统，将学生学习体验，学生实验成绩，学生学习兴趣，学生动手能力提升等以学生为中心的考核为主，兼顾同行评价，社会反响等相结合的多元化评价考核体系，优化课程质量评价，对免疫学检验实验课单独纳入期末考核，考核成绩由实验报告（10%），实验讨论课（20%），线上实验学习、实验作业（10%），期末实验考核（60%）4 个部分组成，同时建立完善的监督机制，以监管促进教学的进行。可通过常用的微信、QQ、钉钉等通信工具，实施任务提醒，督促学生及时完成学习任务，也可在微课视频中设置提问等抽查环节。还可利用平台功能设置学生学习完成情况、防止切换等技术督查项目，并将此计入实验考核成绩部分。并且线下实验报告和课堂讨论情况计入实验考核内容。

3 教学反思

3.1 新教学的优势

基于SPOC 和虚拟仿真实验构建的《免疫学检验》线上线下混合实验教学模式使线上、线下一体化，延伸课堂，使学生处于主动学习，随时学习的状态，增加学生的学习兴趣，解决课时不足，知识量太多的问题，由于在线教学部分可以选择自由时间学习，支持重复观看，有助于对免疫学检验中一些抽象原理、复杂实验的理解，也有助于学生合理利用碎片化时间，提高时间利用率，提高学习效率，教学方式受到了学生的一致好评[25-27]。此外，通过教学理念革新，信息化技术培训，课内课外监督管理等系列举措，极大地提升了教师的自身素质和教学管理水平。

3.2 存在的问题

虽然学校方面给予政策支持，学校也将线上开放课程作为教学提升的重大工程来抓，学校已经与超星学习通公司合作，建立了学校网络教学平台，对建设的课程给予资助。学校领导非常重视线上开放课程的建设，多次邀请超星学习通等公司对全体教职工进行培训，建设的虚拟仿真实验项目也推广到了其他专业的医学免疫学实验项目中。另外，为了保障线上开放课程的顺利实施，湖南医药学院花费巨资购买30 多门课程资源，并且作为教务任务下达到给院部，院部也在大力开展课程建设，为线上线下实验教学模式的开设奠定了重要基础。但是由于平时教师教学任务重，班级多，课程建设方面以理论课建设为主，在实验课建设中就显得精力不足，拍摄的实验微课数量不多，不能满足所有实验教学的需求；虚拟仿真实验教学平台的虚拟仿真实验项目关于免疫学检验的实验项目尚不能满足所有实验教学需求，比如化学发光免疫实验，由于价格昂贵，而建设经费有限，目前没有能力采购，淋巴细胞转化试验目前平台上没有这个实验项目，因此还需要进一步获取建设经费，进一步筛选和购买一些适合免疫学检验的虚拟仿真实验项目。除此以外，目前学校没有实现无线网络全覆盖，有部分同学不能及时收到线上任务，没有及时学习。教师通过通信常用的微信、QQ、钉钉等工具，实施任务提醒，让每名学生能及时去完成学习任务。另外，有部分同学自律性较差，老师在平台上发布的学习资料不能主动学习，对平台上发布的作业不能按时完成，因此对教学效果有一定的影响，除此，虚拟仿真实验教学平台有时候不太稳定，有部分同学在学习的过程中会遇到各种各样的问题，而学校没有配备专门的后台管理人员，由任课老师兼职管理，由于学生多，对问题不能够及时回复，及时解决。

4 展望

在“互联网+”教学的时代背景下，随着免疫学检验课程建设的不断完善，教师信息化教学能力的不断提高，线上教学平台的不断完善，基于SPOC 和虚拟仿真实验的线上线下混合实验教学模式将会取得更好的教学效果，也会是未来实验教学发展的趋势，我们做了有益的尝试，提高湖南医药学院实验教学的质量，为探索免疫学检验实验课程全新的混合式教学模式积累了经验。

利益冲突声明：本文所有作者均声明不存在利益冲突。