地方高校實驗教學整合性探究
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摘 要：文章根據目前地方高校實驗教學存在的問題和不足，嘗試在實驗教學中整合虛擬課堂與現實課堂，發揮二者的優勢，構建“學生為主體，教師為引領者”的高效實驗教學模式，從而培養學生的創新意識、自主學習能力和合作能力。
關鍵詞：整合性;虛擬課堂;現實課堂;地方高校
作者簡介：史冬燕，菏澤學院農業與生物工程學院（山東 菏澤 274015）;劉偉，上海電子信息職業技術學院。（上海 201411）
基金項目：本文系菏澤學院重點教改項目（項目編號：2016014）的研究成果。
中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2019）03-0067-02
2012年，教育部頒布《教育信息化十年發展規劃（2011-2020年）》，要求推動信息技術與高等教育深度融合，利用先進網絡和信息技術整合資源，構建先進、高效、實用的高等教育信息基礎設施，開發整合各類優質教育教學資源，推進高等教育精品課程、教學實驗平臺等信息化建設。
實驗是理論知識的實踐，是激發學生創造力的關鍵教學環節。實驗教學信息化有助于提高優質實驗教學資源的使用率，推動高校實驗教學的改革與創新，提升高校實驗教學課程質量，培養學生的創新精神和實踐能力。[1]2018年，教育部出臺《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》（以下簡稱“國標”），“國標”針對各專業實驗教學提出了“構建基礎性、綜合性和研究性的多層次實驗教學體系，其中綜合性和研究性實驗的比例占總實驗教學的比例不低于20%（生物科學類不低50%）”。隨著國家本科教學評估的進行，“國標”對本科實驗教學改革也提出了新的要求，但是目前大多地方高校沿用的傳統實驗教學模式和教學觀念與地方高校轉型、培養創新型人才的目標存在嚴重的偏差。
一、地方高校實驗教學存在的問題
1. 教學內容沒有創新。首先，地方高校實驗體系存在實驗課程重復性開設的問題，即同一個具體實驗會在多門實驗課程中重復涉及。其次，實驗教學內容多為驗證性實驗，綜合設計實驗數量太少，學生無法從實驗設計、實驗實施等過程收獲良好的實驗體驗。實驗教學是培養學生創新能力的重要環節，能培養學生的創新思維與獨立思考的能力，綜合實驗則能更好地鍛煉學生發現問題、思考問題、解決問題的科研思維。
2. 教學方法陳舊。目前地方高校的實驗課程教學模式仍是“照方取藥”[2]“照葫蘆畫瓢”式的“灌輸”模式，學生只需根據教師的實驗步驟按部就班的完成實驗過程。在實驗過程中，學生無需思考“實驗材料為什么要如此處理”“實驗結果為什么是這樣”等，學生僅僅只是完成實驗任務，對實驗課沒有強烈的好奇心和興趣。實驗教學方法陳舊，不能充分調動學生的積極性，就無法培養學生的問題意識與創新意識。
3. 教學儀器設備缺乏。地方高校對實驗教學所使用的儀器設備資金投入較少，一些基本的實驗儀器設備數量不足，大部分實驗儀器老化，沒有定時維修和保養，多種原因導致實驗儀器嚴重缺乏。同時，實驗儀器設備更新慢，許多綜合設計實驗無法開展，學生無法嚴格按照教材要求進行實驗，不利于學生創新能力的培養。
4. 教學評價體系不合理。實驗教學是理論知識的實踐運用環節，但卻依然存在“重理論、輕實踐”的現象——實驗課程成績的評定僅僅依靠實驗報告。實驗成績不能真實反映學生實驗課的表現和實驗過程中學生的能力提升，導致學生輕視實驗過程，實驗態度不嚴謹，僅僅只是在課后按照范本完成實驗報告，實驗教學的價值則大打折扣。
二、虛擬課堂的特征及優勢
虛擬課堂是一種基于信息技術、以現實課堂為原型構建起來的有組織的人工學習環境，教師和學生能夠通過計算機網絡遠距離地開展各種教學活動。[3]虛擬課堂不僅是對現實課堂的模擬、延伸與擴展，還是對現實課堂的超越與創新。[4]
虛擬課堂具有模擬性、交互性、沉浸性、構想性等特點。虛擬課堂利用信息技術打破了傳統課堂教學的空間限制和時間局限，滿足了學生“隨時隨地”學習的需要。借助人機交互技術，虛擬課堂改變了傳統教學過程中學生被動學習的局面，學生可以積極地參與到學習過程中，成為學習活動的主體。虛擬課堂還增加了學生之間的合作學習，實現了“隨時隨地”的生生交流、師生交流，構成了多向且深度的互動。
此外，虛擬課堂解決了實驗儀器和設備不足等教學限制，節約了實驗材料，降低了教學成本。因此，虛擬技術進入高校實驗教學將對發展現代教育思想、提高教學水平、改善實驗環境、優化教學過程、增強學生實驗動手能力、培養具有創新意識和創新能力的人才產生深遠的影響。[5]
三、地方高校虛實整合實驗教學模式的構建
1. 整合理念。所謂整合就是通過整頓、協調重新組合，將一些零散的、不同的要素，通過某種方式彼此銜接、相互滲透、相互交互、資源共享，從而實現信息系統的資源共享和協同工作，最終形成一個能最大限度發揮其價值與效率的整體，[6]整合的目的就是使整合的各要素成為一個有機整體。
高等教育“質量工程”建設目標就包含整合各類實驗實踐教學資源，建設開放共享的教學平臺。整合可表現在資源整合、學科整合、課程整合和教學方法整合等多方面，從而創建一個信息資源豐富、適于學生自主學習與自主探究的學習舞臺。同時，在整合性教學中，學生可以實現從有限知識向無限知識的拓展，發展其個性，展示其內在潛力，全面提高自己的整體素質。
2. 整合實驗教學模式。隨著信息技術的廣泛應用，虛擬課堂已成為教育領域中一種與現實課堂共存的重要教學環境。[6]兩種教學課堂各有優勢和不足，通過整合兩種課堂，充分發揮二者的特色，二者優勢互補、相互配合，可實現教學過程的高效性。
圖1即是在實驗教學過程中實現虛實整合的教學模式。該模式要求教師要針對實驗內容設置任務單：相關實驗教學視頻（實驗原理講解、實驗方法、技術介紹等）、實驗過程中的注意問題和思考討論等。學生應在規定的時間內完成任務單內容，上一階段學生可隨時隨地觀看視頻進行自主性學習，可與小組成員合作討論，也可通過網絡與教師交流。然后進入測試階段，檢測學生自主學習、合作學習及知識掌握的情況，結合平臺統計結果讓學生反思問題所在。在完成學習和測試環節后，教師布置作業，批改作業，記錄問題。然后，在現實課堂，教師可就共性問題在全班講解，也可有針對性地對學生進行個別輔導。
整合性實驗教學模式充分調動了學生學習的主動性，使學生成為教學活動的主體，教師成為引導者。該模式也實現了學生的個性化學習，促進了學生之間的合作，有利于學生創新意識和探究能力的提升。
參考文獻：
[1] 李平，毛昌杰，徐進.開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設提高高校實驗教學信息化水平.實驗室研究與探索[J].2013，（11）：5-8.
[2] 白廣梅.關于創新實驗室建設的思考.實驗技術與管理[J].2007，（2）：136-138.
[3] Virtual education： From Wikipedia.[DB/OL].http：//en.wikipedia.org/wiki/Virtual education.
[4] 彭玉坤.淺談整合性教學在生物教學中的應用.中學生物學[J].2011，（8）：26-28.
[5] 何利，王厚軍.基于虛擬技術的實驗教學.實用測試技術[J].2001，（7）：17-18.
[6] 張麗霞，張立新.虛擬課堂的教學活動類型與功能解析——基于現實課程的模擬—擴展—創新.電化教育研究[J]. 2010，（6）：66-69.
責任編輯 陳 晨
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