生物化学实验课线上教学开展思考

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[摘要]生物化学实验课程是串联理论知识和科研能力的关键课程，在培养复合型医学人才中愈发重要。本文针对疫情防控下，生物化学实验课程的线上教学无法广泛开展的状况，分析其线上教学的难度，初步探讨它展开线上教学的可行性，并展望未来实验课程在线上教学方面的前景和需要解决的问题。

[关键词]生物化学；实验课程；线上教学

今年春季，由于肺炎疫情的防控要求，避免大规模的人员流动和密集性的人员接触，各高等院校的开学时间往后延迟，同时为了响应国家“停课不停教、停课不停学”的要求，学校纷纷出台线上教学，但线上教学一般局限于理论教学，实验课的线上教学开展并不广泛，部分院校采取的是实验课推迟到开学后集中进行。通常在学期中，理论课教学是配备相应的实验课教学，这样有助于将理论用于实践，通过动手操作和感官刺激进一步巩固理论知识，将知识内化于心、外化于行，因此实验教学是高等医学教育中不可取代的重要环节[1]，而延后开展实验教学导致学生理论知识无法及时转化为实践能力，可能会占用额外时间，花费更大的气力重新学习和掌握相应知识。因此基于线上教学的实验课程在高校的开展，可以很好地完成理论课和实验课的衔接，为开学后实验课的实际操作做好准备，同时也多角度、多层次地巩固了理论课的基础知识，本文将以生物化学实验(以下简称“生化实验”)为例简要介绍实验课程在高校中开展线上教学的思考。

1引言

生物化学是生命科学领域中最具有生命活力的学科之一[2]，其实验技术的革新和发展为细胞生物学、分子生物学和医学等众多学科的研究增加了技术手段，拓展科研视野[2-3]。现在，跨学科的交叉研究成为热点，为了培养创新型、科研型和应用型的复合型人才[4]，生化实验在医学院校的教学中逐渐得到重视，其可以帮助医学院学生巩固生物学原理，掌握实验手段，培养科研思维，拓展医疗理念。但是传统生化实验课程由于诸多原因使得课程的线上教学受到限制，没有理论课程的线上教学应用广泛，在特殊时期，传统生化实验课程在线上教学领域的欠缺显得尤为明显，开展和完善生化实验的线上教学是非常必要的。

2探讨制约传统生化实验开展线上教学的原因

生化实验的传统教学是教师讲解实验理论部分，演示操作的关键点，然后指导学生开展实验，讨论结果，撰写报告，这种“教师理论讲授，学生操作验证”[5]的常规实验教学的流程虽然可以让学生动手操作，锻炼实验技能，并有教师实时现场指导，但使得学生没有将学习内化为自主动力，主观能动性不够，缺乏科研探索的热情。

2.1课程内容的选定

实验课程与理论课程在内容设置上因为侧重点不同，而应用于线上教学的难度也就不一样。理论课程传授的大多是课本知识，而且基于多媒体的发展，易于结合互联网技术让课程实现线上教学。但是实验课程的内容是以动手操作为主，学生不仅要聆听教师对实验理论的讲解，还要自己实际操作，完成实验，观察现象和结果。实验课程设计的目的就是通过实际操作来帮助学生更好地学习理论知识，提高他们的实践能力和科研素养。所以生化实验课在开展线上教学时，就需要课程设计者充分了解生化实验的整个体系，在体系中进行取舍，选择合适的实验，结合电脑技术做演示视频，同时选择的实验内容可以通过加入互动操作增加学习的操作性和直观性。

2.2线上平台的设定

生化实验课程中，学生需要操作仪器，观察实验结果，这就对线上教学的互动性提出更高的要求。生化实验课程的线上教学要能够让学生不仅仅是观看实验原理和操作流程的动态视频，还需要有互动性操作。例如，蛋白质纯化实验中，学生需要通过鼠标操作来模拟完成缓冲液的配置、离心、过滤和超声等上样前期准备。这样的教学平台让学生在观看实验过程和现象的同时，也模拟完成实验的操作。此外，实验结果的实时模拟也对线上教学平台提出要求，例如，在浓硫酸稀释实验中，学生通过决定加入水和硫酸的次序，教学平台要显示不同的实验现象，从而提示学生正确的实验操作。这些实验课程线上教学的互动性操作要求使得其线上教学平台的开发难度加大。

2.3教师素质的要求

生化实验课程需要授课教师具有较高的的生化实验课程技能，不仅生化理论知识扎实，而且要有一定的科研能力，这样才能在实验课程教授中，将理论课教学和实验课教学很好地融合，及时解决学生在实验中遇到的困难。生化实验线上课程的开展，除了需要授课教师具有良好的专业素养，还要了解并熟悉现在的教学软件、视频软件等操作，这样才能将实验课程用线上的方式呈现出来。如果教师仅有专业知识，软件操作能力不够的话，线上教学的课程可能是仅仅将实验过程做成演示视频，学生对实验操作并没有参与，对于他们来说，这样的实验课只是理论课的视频化。因此，授课教师在原有生化实验技能的基础上，还要研修各种教学软件、视频软件，提高线上教学的能力，甚至要请教专业工程师来解决实验课线上教学的互动化设计。

3分析生化实验课实施线上教学的可行性

如今，互联网高速发展，线上教学的手段和工具也层出不穷，例如MOOC、微课等方式都能很好地实现课程的线上教学，而虚拟仿真实验教学也为生化实验课程在高校实施线上教学提供助力。

3.1互联网技术的发展

生化实验课程的线上教学，通过网络平台，运用教学系统，学生首先通过视频等媒介学习生化实验的先导知识，包括该实验的原理，以及其在科研中的运用，让学生在进一步实验前，通过科研论文、动态视频详细理解实验的背景知识，以线上小组的方式展开讨论，加深对基础理论知识的理解，拓展自身的科研视角，培养学生探索科学问题的初步能力。然后，授课教师通过虚拟仿真实验的方式让学生按照步骤多次模拟操作实验，这样的重复操作不仅让学生牢记了实验步骤和注意事项，降低了后续实际操作时耗材的浪费，而且提高了将来实际实验的安全性。

3.2线上教学的互动

传统实验教学中，通常一个教师面对20~30名学生展开教学，在有限的课堂时间内，教师无法关注每个学生的全程实验。而线上教学通过混合式教学、翻转课堂等教学模式促进了教与学之间的互动交流，使得教师可以更好地解答学生在实验中的疑问，掌握他们的学习情况，也增加了学生在教学中的主体地位，培养学生自主学习的动力和能力，真正实现知识的内化。

4基于线上教学的生化实验课程的展望

生化实验课线上教学的平台需要进一步丰富实时互动模式，让学生的每个实验步骤都能显示相应的结果，类似于网络上的闯关游戏，每个实验步骤都可以设计相应的细节，例如选择题等，只有每一步都正确操作才能得到成功的实验结果，否则只能从头开始实验，这样可以增加重复实验的趣味，激发了他们的学习热情，在潜移默化中理解生化实验中的精细和严谨。同时，线上教学平台还要增加统计和评价功能，对学生的操作做出实时统计，计算学生理论知识的遗忘处和实验操作的错误节点，有效地提高了教师对学生知识掌握情况和实验技能水平的了解，可以在后续的实际操作中有的放矢地开展教学，对学生在实验中的指导更具有兼顾性和针对性，进而更好地实现教学目的，提高教学效果。

5结语

生化实验课的线上教学可以让学生在传统实验课因疫情而无法开展的时候，继续进行实验课，实现理论课和实验课的同步开展，同时由于线上教学不受实验场地和器材等限制，通过网络技术，借鉴兄弟院校有效的教学资源，让学生了解更多的先进科研手段，激发科研热情，为后续的实际操作做好准备。但是传统实验课程中，仪器的实际操作和结果展示的真实感是线上教学不可替代的，而且动手能力的提升和创新实验的开展还是依赖于实际的动手操作和直观体验，这是线上教学无法模拟出来的。因此在生化实验课程的教学中，我们要努力优化传统教学和线上教学的结合，通过二者的取长补短，找出更科学更有效的教学方式，实现生化实验教学的进一步提高。

参考文献

[1]方伟蓉，李运曼，丁启龙．医学基础实验课程的教学改革与探索[J]．中南药学，2011，9(11)：878-80．

[2]于晓虹，翁登坡，赵鲁杭．医学生物化学实验教学改革探讨[J]．中国高等医学教育，2011(6)：47-47．

[3]闫国栋，程瑛琨，周毓麟，等．生物化学实验教学课程化体系与方法的改革探索[J]．高校生物学教学研究(电子版)，2015，5(1)：41-46．

[4]张哲文，郝春燕，闫波，等．构建全新生物化学实验教学模式促进创新型医学人才培养[J]．实验室科学，2015(1)：114-117，119．

[5]盛杰，金忠秀，黄芬，等．卫生检验专业虚拟仿真实验教学的探索[J]．实验室研究与探索，2019，38(1)：99-102．

作者：吕梦娟 窦德宇 单位：皖南医学院中心实验室