新冠疫情背景下混合式藥學(xué)實驗教學(xué)模式的探索

姜琳琳， 曹水娟， 丁庭波， 王 洋

(復(fù)旦大學(xué) 藥學(xué)院 實驗教學(xué)中心, 上海 201203)

0 引 言

2020年初，突如其來的“新冠肺炎”影響了全國人民的正常生活，至今，它還在影響著世界各地。為了有效遏制疫情發(fā)展、減少人員聚集，教育部于2020年1月27日做出了“關(guān)于2020年春季學(xué)期延遲開學(xué)”的通知，又出臺了《關(guān)于在疫情防控期間做好普通高等學(xué)校在線教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見》(教高教廳[2020]2號)[1]，要求各高校積極開展線上教學(xué)活動，實現(xiàn)“停課不停學(xué)”。我校藥學(xué)院(以下簡稱“我院”)積極響應(yīng)教育部和學(xué)校號召，及時開展春季學(xué)期的線上教學(xué)工作部署，實驗教學(xué)中心對我院的實驗教學(xué)工作進行了梳理，在已有混合式教學(xué)的基礎(chǔ)上，實驗課程于4月初陸續(xù)開展線上教學(xué)。

1 新冠疫情前藥學(xué)的實驗教學(xué)發(fā)展

1.1 結(jié)合藥學(xué)學(xué)科特點，實驗課程加強教學(xué)改革和硬件投入

藥學(xué)是一門實踐性很強的應(yīng)用學(xué)科，實驗教學(xué)在藥學(xué)本科教育中占據(jù)著重要地位。近年來，我院對實驗教學(xué)進行了整體的綜合改革，通過增加實驗課學(xué)時、提高設(shè)計型、綜合型實驗內(nèi)容比例和開展混合式教學(xué)等工作[2-3]，積極推進實驗教學(xué)改革。以教學(xué)改革帶動硬件投入，改善實驗教學(xué)條件，對實驗儀器設(shè)備進行更新?lián)Q代，基礎(chǔ)實驗每人1組，綜合型和設(shè)計型實驗2～4人1組，建立了一個硬件和軟件水平較好的培養(yǎng)藥學(xué)創(chuàng)新人才的實驗新體系。

1.2 探索線上實驗教學(xué)工作

2012年，建立了藥學(xué)實驗教學(xué)中心網(wǎng)站(http://etcps.fudan.edu.cn，見圖1)。經(jīng)過8年多的運行，學(xué)生們已經(jīng)熟練使用網(wǎng)站下載課件和就實驗問題及時與教師交流，起到了信息發(fā)布及時、與學(xué)生交流互動、學(xué)生個性化學(xué)習(xí)和積極對外宣傳的作用，目前網(wǎng)站訪問量達到18萬多人次。還陸續(xù)制作并使用了40余個實驗教學(xué)視頻，這些視頻在實驗課堂上播放，引起學(xué)生興趣，也便于學(xué)生模仿操作和預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)，取得了良好的效果。2016年又引進了13個虛擬實驗資源，并自主建設(shè)了5個藥學(xué)虛擬實驗。學(xué)校還有各種電子學(xué)習(xí)資源平臺，如e-Learning和超星學(xué)習(xí)平臺等。這些在平時的實驗教學(xué)中都可作為輔助資源使用，一直堅持線下實驗操作為主、線上虛擬實驗為輔的混合式教學(xué)模式。

經(jīng)過幾年的教學(xué)改革，學(xué)生的動手能力獲得顯著提高，在連續(xù)六屆的“全國醫(yī)藥院校藥學(xué)/中藥學(xué)專業(yè)大學(xué)生實驗技能大賽”和“藥苑論壇”等賽事中均取得特等獎或金獎的喜人成績。2018年底實驗教學(xué)中心獲批“上海市實驗教學(xué)示范中心”立項建設(shè)。

圖1 藥學(xué)實驗中心網(wǎng)站

2 新冠疫情期間混合式實驗教學(xué)的開展

2020年春季學(xué)期，實驗課程主要有儀器分析、藥物分析、藥用植物學(xué)、生物化學(xué)、藥理學(xué)和實驗藥物化學(xué)(包括天然藥物化學(xué)和合成藥物化學(xué))等，主要是專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)類的實驗課程。這些實驗課程在正常學(xué)期，采用的是以真實實驗(90%)為主和線上實驗(10%)為輔相結(jié)合的方式開展的。在新冠疫情肆虐期間，全部的實驗課程都變成線上教學(xué)；在疫情得到有效控制之后，開展了線下教學(xué)；新冠疫情期間，教學(xué)活動按以下3種模式開課。

2.1 利用已有的虛擬實驗資源和實驗視頻，開展線上教學(xué)

2016年引進了虛擬實驗平臺(見圖2)，主要集中在藥用植物學(xué)、生物化學(xué)和藥理學(xué)這3門實驗課中。因藥用植物學(xué)涉及的實驗材料藥用植物具有時令季節(jié)限制，所以針對實驗內(nèi)容制作了虛擬實驗內(nèi)容。生物化學(xué)和藥理學(xué)實驗因涉及實驗動物和細胞材料，考慮到細胞培養(yǎng)環(huán)境和技術(shù)要求高和實驗動物倫理學(xué)要求等因素，為了增加學(xué)生模擬實驗的機會，引進了較多相關(guān)虛擬實驗，并制作了一些實驗視頻供學(xué)生預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)和模仿。在疫情期間的線上實驗教學(xué)中，實驗課程的教學(xué)過程如下：學(xué)生實驗前預(yù)習(xí)-虛擬實驗平臺操作-在線群討論-總結(jié)并撰寫完成虛擬實驗報告。教師提前1周把實驗資源(包括講義和視頻等)和虛擬實驗的網(wǎng)址通過e-Learning或者超星平臺進行發(fā)布，學(xué)生可以在這1周內(nèi)進行多次的虛擬實驗操作和觀看視頻，反復(fù)以虛擬實驗進行練習(xí)。在教學(xué)計劃時間里，學(xué)生們與教師進行微信群或是騰訊會議互動，討論虛擬實驗或者視頻中存在的不解之處。教師還會準備一些常見的實驗問題提問，讓學(xué)生們參與討論，加深學(xué)生對實驗原理的理解和對操作技能的掌握。在學(xué)生完成實驗項目后，教師推送相應(yīng)的實驗相關(guān)測試題，考核學(xué)生們的掌握情況。學(xué)生們需要撰寫完成并上傳電子實驗報告，教師及時批改實驗報告并進行反饋。

圖2 藥學(xué)實驗中心虛擬實驗平臺

2.2 PPT微課錄屏結(jié)合虛擬實驗和實驗視頻，開展線上教學(xué)

儀器分析和藥物分析實驗，因涉及貴重儀器比較多，所以2016年也開始建立虛擬實驗內(nèi)容。在這次疫情期間的線上教學(xué)，除了利用虛擬資源和視頻，還進行了PPT微課錄屏(見圖3)，把實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果做成實驗微課，讓學(xué)生們加深印象，在討論互動時間中去測試學(xué)生對實驗內(nèi)容的掌握情況。這兩門課程需要掌握的還包括實驗數(shù)據(jù)的處理能力，把實驗數(shù)據(jù)作為作業(yè)發(fā)布(見圖4)，考察學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)處理能力的掌握，進而考察對實驗原理的理解。在討論課程上，學(xué)生們關(guān)于實驗數(shù)據(jù)的取舍討論得非常熱烈，對于實驗數(shù)據(jù)存在的合理性也給出了滿意的答案，達到了教學(xué)要求。

圖3 藥物分析實驗中“藥物的一般雜質(zhì)檢查實驗”微課錄屏

圖4 儀器分析實驗中“微量鐵的條件篩選實驗”數(shù)據(jù)作業(yè)

2.3 返校開展線下實驗

疫情得到有效控制之后，部分同學(xué)于5月份先行返校，就集中安排了線下真實實驗；9月份開學(xué)后，又擠出時間安排了其他同學(xué)的線下真實實驗，進一步加強實驗教學(xué)效果，保質(zhì)保量地完成教學(xué)任務(wù)。在前期已經(jīng)開展的線上實驗、實驗討論和虛擬實驗報告等教學(xué)活動基礎(chǔ)上，同學(xué)們對實驗原理已經(jīng)充分理解，在真實實驗時大大節(jié)省了實驗時間和實驗成本，同學(xué)們掌握實驗技能的速度也大幅提高。他們的學(xué)習(xí)積極性并沒有因疫情隔斷學(xué)習(xí)時間而受影響，反而因為疫情讓他們更加珍惜線下實驗的機會，學(xué)習(xí)態(tài)度更加嚴謹認真。

3 疫情防控常態(tài)化和后疫情時代混合式教學(xué)的思考

時隔1年，已經(jīng)恢復(fù)了正常的教學(xué)秩序，再次回顧當(dāng)時的線上實驗教學(xué)活動，對藥學(xué)混合式實驗教學(xué)模式有了更加深刻的理解和認識。線上和線下實驗教學(xué)二者結(jié)合，各有所長，優(yōu)勢互補。

3.1 繼續(xù)建設(shè)混合式實驗教學(xué)資源

由于藥學(xué)的學(xué)科特點，對實踐操作能力非常重視，在前一階段的教學(xué)改革中，比較注重線下實驗教學(xué)的實驗項目內(nèi)容更新和梳理，對綜合型和設(shè)計型實驗內(nèi)容開展也比較重視。雖然布局開展了線上實驗教學(xué)工作，但是一直處于輔助地位，相對線下教學(xué)，線上內(nèi)容建設(shè)還處于起步階段。在這次疫情中, 教育部要求面向全國高校全天候免費開放全部優(yōu)質(zhì)在線課程和國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目共享平臺，但在這些在線課程中搜索發(fā)現(xiàn)，用于藥學(xué)專業(yè)實驗如儀器分析、藥物分析、生物藥學(xué)等的資源非常有限[4]。經(jīng)過新冠疫情的洗禮，對線上教學(xué)的項目建設(shè)更需要加以重視，加強優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源數(shù)字化建設(shè)[5]非常必要。對于藥學(xué)的不同課程特點，可以有針對性地逐步開展建設(shè)內(nèi)容。這樣，在平時教學(xué)、特別是特殊時期，都可以有更多更理想可選擇的教學(xué)資源。

3.2 調(diào)整混合式教學(xué)中“線下與線上”二者的比例

在疫情前的實驗教學(xué)中，堅持“能實不虛”的大指導(dǎo)原則，線上教學(xué)一般占比10%。經(jīng)過多年混合式教改的實驗課程，發(fā)現(xiàn)這個占比過低，需要適當(dāng)做出調(diào)整?，F(xiàn)代的在校學(xué)生已經(jīng)是00后，線上實驗教學(xué)內(nèi)容和更靈活的教學(xué)方式更容易引起他們的興趣。藥學(xué)學(xué)科偏重工科、化學(xué)和醫(yī)科，專業(yè)面寬、內(nèi)容繁雜，大量的專業(yè)知識涌入，常常讓學(xué)生們感到應(yīng)接不暇[6-8]。在實驗教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)加入線上實驗教學(xué)內(nèi)容和互動教學(xué)后，學(xué)生們對線下實驗的操作和知識點更加容易掌握，也節(jié)省了很多實驗材料和實驗時間。因此，可以逐步提高線上實驗教學(xué)內(nèi)容的占比，更好地發(fā)揮線上虛擬實驗教學(xué)的優(yōu)勢。

3.3 建立混合式教學(xué)的實驗考核方法

傳統(tǒng)的實驗課考核體系一般以“實驗操作”或者“書面考核”為主，比較單一。混合式教學(xué)模式包含了學(xué)生自學(xué)的部分和思考的部分，對于自學(xué)部分，一般通過線上教學(xué)內(nèi)容中設(shè)置測試題來考查學(xué)生的掌握情況[9-11]，教師通過后臺控制來管理學(xué)生的自學(xué)情況和學(xué)習(xí)進度，在這部分學(xué)習(xí)中，一直持鼓勵態(tài)度。在知識學(xué)習(xí)期間，鼓勵學(xué)生不限次學(xué)習(xí)線上教學(xué)內(nèi)容，測試題可以多次做進而獲得滿分。思考部分，是由小組和師生共同完成，這部分在實驗考核中也應(yīng)有占比，否則會打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也不利于混合式教學(xué)的發(fā)展。

3.4 師生在混合式教學(xué)中的作用

在以往的教學(xué)活動中，教師一直處于主導(dǎo)地位，教師準備講義和資料、給學(xué)生講，學(xué)生處于被動接受地位，學(xué)生只負責(zé)帶著耳朵聽就可以了。隨著混合式教學(xué)模式的開展，發(fā)現(xiàn)學(xué)生更喜歡教學(xué)互動和參與感，這樣在知識的碰撞中更容易掌握。嘗試了在混合式實驗教學(xué)[12]中設(shè)置題目，讓學(xué)生自主設(shè)計實驗方案-學(xué)生小組實驗方案匯報、討論和實施-師生討論總結(jié)的模式，這種沉浸式學(xué)習(xí)方式極大地激發(fā)了學(xué)生的積極性，實驗報告也體現(xiàn)出了有價值的思考。疫情期間的微信和QQ群課堂，學(xué)生們就實驗知識點和虛擬實驗結(jié)果討論得非常熱烈。因此，在混合式實驗教學(xué)中，教師有效引導(dǎo)、學(xué)生積極參與，才能更好地促進教和學(xué)齊頭并進。在接下來的教學(xué)改革中，需要進一步挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)積極性，引導(dǎo)他們更多地參與到教學(xué)改革中來。

4 結(jié) 語

藥學(xué)的實驗教學(xué)采用混合式教學(xué)法，既能節(jié)省實驗材料和教學(xué)時間、拓展課外課堂，無限次的無消耗試劑的虛擬實驗又有助于緩解教學(xué)資源緊張的局面，學(xué)生在真實實驗中敢于動手，增加專業(yè)實驗的趣味性，極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高掌握實驗技能的速度。在混合式教學(xué)中，學(xué)生與教師積極互動，教師能夠明確感受到教學(xué)的節(jié)奏對學(xué)生的影響和學(xué)生的學(xué)習(xí)進度，工作積極性也得到了提升，這些會進一步促進鼓勵學(xué)生參與到教學(xué)活動的良性循環(huán)中。在疫情防控常態(tài)化和后疫情時代，加快制作優(yōu)秀的數(shù)字化教學(xué)資源非常重要，既可以作為正常教學(xué)使用，也可以作為特殊時期的教學(xué)資源。