基于线上平台的机能学实验混合式教学模式探讨

束安梅 朱石兵 陈玉萍

（江苏医药职业学院，江苏 盐城 224005）

引言

中共中央、国务院印发《中国教育现代化2035》文件，引导职业教育信息化发展。积极推进教学模式信息化改革，是提高高职院校教育质量的重要途径，也是全球职业教育的未来发展潮流[1]。医学机能学实验是将生理学、药理学和病理生理学三门学科综合形成的一门实验课程，以实践能力和创新能力培养为主要特征，是基础医学实验的重要组成部分[2]。目前，大多数机能学实验教学仍以传统教师指导下的规范化实验授课为主[3]。这种教学模式经过多年教学积累，系统规范，但也存在一些有待优化的方面[4]。因此，如何有效利用现代信息技术平台与传统的机能学实验教学进行深层次整合，构建一个适合时代发展和医学学生学情的机能学实验教学模式，至关重要。

一、机能学实验传统教学模式存在的问题

传统的机能学实验教学模式是教师在课堂上根据教学内容进行板书教授，讲解完实验目的、原理、材料及方法后，教师进行示教演示，随后由学生分组自主实验，教师进行指导答疑，实验结束后书写并上交实验报告。这种以教师讲授和示教为主导的方式，教学手段相对落后，教学效果不理想，且有些班级因围观人数较多，很多学生无法近距离地清晰观察教师实验演示的过程，学习兴趣下降，以致小组合作中参与度不高，依赖于个别人完成实验。此外，机能学实验多是以活体动物或离体器官为实验对象，实验成本高，操作复杂，难度大。同时，由于实验室场地、仪器设备数量及课时受限，学生对实验整体流程不熟悉，无法在有限的时间里完成操作，实验成功率低。学生自主学习能力不高，课后学生很少主动查找课堂实验相关数字化资源反复学习巩固，整体掌握率低，从而导致理论与实践相脱节。

二、线上教学平台的特点

（一）职教云

“职教云”是由高等教育出版社建设的集职业教育数字教学资源共享与在线教学服务的平台[5]。职教云平台面向广大职业院校的师生，不仅汇聚大量的学习资源，教师还可通过平台创建自己的课程，整合现有的相关教学资源，或者上传自己制作的教学素材和授课内容，利用信息化手段实现高效优质的资源共享。教师通过电脑或手机端便捷掌握学生的签到、学习时长、课后作业和考试等情况，此外，平台上的“摇一摇”随机提问、头脑风暴、讨论等丰富的课堂活动形式，灵活生动地引导学生消化吸收知识点的同时，也拉近了师生距离。职教云平台的应用不仅能满足常规课程教学的需求，还有助于教师构建翻转课堂、线上线下混合式教学、项目式教学等多元化教学模式，深受各高校的认可[6]。

（二）虚拟仿真实验教学平台

虚拟仿真实验教学平台是利用计算机信息技术和虚拟现实技术，模拟各种实验环境，使学生像在真实环境中运用各种实验设备、器械、试剂等，对实验动物模型进行实时仿真操作的实验教学软件系统[7]。系统中主要包括机能学基本知识、常用实验动物及操作技术、实验演示、实验操作和实验测评等模块，以其高度仿真、深度体验、线上随时、终端接入灵活（电脑、手机、平板均可）等特点，实现对实验操作的反复练习，突破传统教学的时间和空间限制[8]。此外，虚拟仿真实验教学平台是使用计算机仿真实验动物替代活体动物，有效减少实验动物的用量，对“3R”原则的践行有较强的推广作用，将越来越广泛地应用于医学实验教学当中。

三、线上+线下混合式教学模式的优势

混合式教学模式下，线上线下两种教学手段有机结合可以实现优势互补。线下实验教学，可以增强学生的实践动手能力。在教学过程中，教师配合线上教学平台，可以利用线上教学资源拓宽教学深度和广度，充分调动学生积极性，提高教学质量。线上与线下教学相结合，能够有效拓宽教与学的时间、空间，不受传统实验教学场地的限制，学生可以随时随地利用移动终端学习，将碎片化时间充分利用；教师可以灵活选择时间对学生实验知识查漏补缺，巩固学习效果。

四、基于线上平台的混合式教学模式实施策略

（一）课前导学

在课前，教师可以根据教学要求，在职教云平台设置所需讲授的课程内容，包括PPT、微课、视频等，并下达学习任务，让学生对实验目的、实验原理等预先了解。教师在职教云后台可查看学生的学习进度，对未完成预习的学生进行及时督促。此外，由于实验方法比较枯燥，造成学生在课前预习时主动学习的能力欠缺，教师可通过职教云平台进行课前热点推送。例如：当讲述“家兔呼吸运动的调节”实验中，推送新冠疫情相关的社会新闻，并提示呼吸运动的方式在新冠肺炎康复中的应用；讲解“心血管活动的神经体液调节”实验时，引入热门电视剧中出现的患者心脏骤停和用肾上腺素抢救的片段。热点的推送往往能吸引学生的眼球，激发学生的求知心理，促使学生自主学习能力提升。

（二）课堂教学

机能学实验是医学学生第一次接触以活体动物为主的实验，在传统实验示教过程中，虽然教师多次强调实验方法及手术器械的规范使用，但学生仍经常出现操作错误，如手术刀、止血钳等握持不当、手术解剖切口位置不准，造成实验耗时长、动物死亡、器械耗损等实验资源浪费。因此，在学生实际动手操作之前，教师可引导学生适当应用虚拟仿真实验系统，通过虚拟拖动使用器械的方式进行模拟实验，并完成实验重、难点相关的线上题目测试，帮助学生掌握基本操作要领。再者，学生在看教师示范时感觉操作很简单，但在自己操作过程中却发现比较困难。如家兔的耳缘静脉麻醉、颈总动脉插管、输尿管插管、BL-420 生物信号系统采集数据等复杂的操作，可以先让学生在计算机上模拟练习，有了一定的模拟操作经验储备，能够对实验过程中可能出现的问题进行及时预判；对一些忘记的操作细节，也可以清晰的反复观摩，在虚拟仿真平台视频资料的指导下进行实验。此外，在“坐骨神经-腓肠肌标本制备”实验中，虚拟仿真实验平台可以模拟使用筒箭毒碱以及玻璃电极刺激等实验手段，来观察骨骼肌的收缩特点，而在传统线下实验中不允许让学生接触筒箭毒碱这一类的剧毒管制药品，虚拟仿真实验很好地解决了这一问题，弥补了学生学习知识的完整性。

同时，职教云平台介入课堂管理过程。教师可使用职教云平台发布签到，了解学生的到课情况。在课程开始之初，教师可提前结合实验内容设立引导性问题并发布在职教云上，如家兔麻醉的注意事项、麻醉药的选择及剂量、实验动物的处死方法等，让学生带着问题和疑惑进入课堂，提升学生听课的专注度。课中教师通过平台随机点名提问、问卷调查、小组汇报等方式了解学生的预习情况，根据学生对知识的掌握程度进行有针对性地授课并解答学生的问题，这样缩短了教师讲授的时间，使学生有更充裕的时间进行实验操作。

（三）课后反馈

学生对实验进行总结分析，书写实验报告并上传至职教云平台，教师可在线批阅并把实验报告中发现的问题，再通过职教云平台及时反馈给学生。教师也可在平台上发布作业、考试等任务，考试可设置开始和结束时间，学生自我检测，提交结束后系统会自动评分并同步给出答案解析，进一步帮助学生对知识点强化记忆。同时，教师也可以根据平台统计的学生作业和考试的正确率，分析课堂教学效果，及时调整和优化教学方案。除了验证性实验，教师还可在平台上传一些综合性、创新性实验供学有余力的学生自主探究，培养学生的发散思维和创新能力。机能学实验混合式教学模式整体流程，如图1所示。

图1 机能学实验混合式教学模式整体流程

五、混合式教学模式的有效实施需完善的工作

（一）改善基础设施建设

要保障混合式教学在医学机能学实验中得到有效实施，高职院校必须提升信息化基础设施建设。学校要不断扩大校园网的覆盖范围，并提升和维护计算机、服务器、无线网、光纤宽带的功能，确保线上平台的信息数据能够及时快速地传播。此外，学校要对现有的实验室场地、实验仪器设备、教学一体机等进行升级改造，以更好地满足机能学实验网络化课程资源的建设和共享。

（二）丰富信息教学资源

混合式教学不仅依靠稳定的基础设施建设，还依赖丰富的信息化教学资源，传统的线下机能学实验是由教师带学生实操，线上教学则需要运用到3D 动画、教学视频、虚拟仿真资源等。因而学校要对线上平台加大财力投入，不断维护和升级职教云、虚拟仿真实验教学平台，并跟随社会发展的脚步，及时更新补充线上教学资源以满足混合式实验教学的需求。

（三）转变教师角色思维

传统的机能学实验教学方法单一，教师不用每次花太多的时间备课，学生按部就班完成实验操作。在信息化时代，学生有了更多自主学习的空间，对实验教学是一个挑战，对教师也提出新的要求。教师不应再把重心放在知识反复的讲授方面，而是强化教学设计思维，更多地引导和培养学生自主学习知识的技能，做学生学习的引路者、合作者和激励者。同时，教师也要加强学习，提升自身的信息化素养，能够灵活使用各种教学平台，并结合学校特色对平台上的数字化教学资源进行开发整合。

（四）优化课程评价体系

对于实验课程考核，教师通常会以实验报告作为单一的评判标准，这样学生是没有考核压力的，因此一些学生不关心实验情况、实验原理、注意事项，单纯完成实验报告。为了充分调动学生的实验参与度，课程考核评价应贯穿于整个教学过程，根据学习态度、课堂表现、实验报告、技能考核等设计为形成性评价体系。职教云平台提供的成绩占60%，其中PPT、视频等学习时长占5%、作业占5%、签到和回答问题等课堂表现占10%、学生上交的实验报告成绩占20%、理论考试占20%，教师只要设置好每部分成绩所占的比例，系统后台会自动计算生成线上成绩；虚拟实验平台提供的成绩占10%；操作技能考核占30%。形成性评价能综合反映学生的学习效果，更好地激发学生的学习热情、提高实验技能。教学与课程评价考核的关系，如图2所示。

图2 教学和课程评价考核的关系

（五）完善教学管理制度

1.建立混合式实验教学管理制度

要进一步深化信息化教学改革，主动创新信息化环境下课程教学新形态，切实提高课程教学效果和质量，就必须制定与之配套的管理制度。混合式实验教学制度的完善需要学校教务处、教学质量监控办公室（简称“质控办”）等部门与二级学院通力配合，教务处、质控办负责统筹混合式实验教学发展的战略，承担学校混合式实验教学的质量监管和保障工作。二级学院根据本部门情况，合理安排教学任务，积极引导教师参与混合式实验教学课程建设，并对实验教学实施过程及时评价[9]。

析言之，教学实施前，教务处联合各二级学院在开课前对教学资源进行审核，包括教学大纲、教案、数字化资源等。课程建设方面，可以通过遴选数字化资源建设与应用基础良好的实验课程优先立项，在实际教学一个完整周期后制作优秀教学案例，在全校推广形成模范带头作用。前已述及，教学实施过程分为课前、课中、课后，质控办在课中环节对实验教学质量进行监管，保障教学质量的及时反馈与整改；定期举办师生交流会，听取师生关于混合式实验教学模式的建议，不断改善管理制度。

2.建立教师激励保障制度

教师是混合式教学过程的实施者和引导者，对混合式实验教学的开展和完善起到不可替代的作用。为保证实验教学过程更好的实施，教师需要投入更多的时间和精力，面临更大的压力，可以通过制定教师激励政策达到调动教师积极性，持续化推动实验教学模式的优化。例如，可以将线上信息化教学指标（课件、视频资源、课堂教学活动等方面）量化考核，划定考核优秀比例，每学年进行课时奖励。

六、总结

现代信息技术的发展为医学机能学实验教学的改革提供了强有力的技术支撑，线上教学平台的出现，为教学模式的创新提供了更多可能。职教云平台将网络学习资源共享化、趣味化，拓宽了师生的知识面，同时教师和学生可随时进行线上交流互动，有效提高课堂活跃度和增强学生自主学习的能力[10]。虚拟仿真实验教学平台在帮助学生锻炼实验技能方面更为突出，学生在开展线下实验之前便可直观系统地了解实验整体操作流程及注意事项，当实际操作遇到困难时，还可以通过回忆和观看虚拟实验的相关操作，保障实验的顺利进行。但虚拟仿真实验不能完全代替线下的传统动物实验，其操作过程程序化且是单独完成的，不利于培养学生的科学思维能力和合作精神，最好采用虚实结合的方式，相互补充，更有益于达到机能学实验的目的。

因此，依托线上教学平台，将优质网络教学资源与课堂实践有机结合起来，整合和利用传统教学和线上教学模式的优势，构建新型线上+线下混合式教学模式，变革教学结构，将信息化教学资源全面渗透到机能学实验课程的课前导学、课堂教学、课后总结反馈等各个环节，能够激发学生学习兴趣，在发挥教师主导作用的基础上，充分体现学生的主体地位，进一步提高教学质量。