基于微助教“双主”实验教学模式研究

1、基于微助教双主实验教学模式研究摘要：植物生理生化实验技术是农业院校植物生产类各专业本科生的专业基础必修课程，在学生的科 研素质培养和知识构架充实中占有重要地位。本文以该课程为例，对“双主”教学模式进行了实践与 探讨，打造了一种强化课前预习环节，并基于微助教平台构建高效、即时的师生互动课堂，以传递基 础知识、培养实验技能和提升科研素质为目标的教学模式。该教学模式充分发挥学生主体积极性和主 动性。教师转变为教学导师通过互动效果灵活掌控、深度调控教学进度和内容。该教学模式提高了实 验课效率，提升了教学效果。关键词：微助教；实验教学；“双主”模式Double-center teaching mode

2、of experimental coursebased on micro-teaching assistantAbstract: Plant physiology and biochemistry experiment is the major course for undergraduates majored in plant production of agricultural university, and plays an important role in the cultivation of their scientific research quality and the enr

3、ichment of the knowledge framework. Taking it as an example, the research and practice of the double-center teaching mode have been carried out. Through strengthening the pre-class preview, using micro-teaching assistant, an efficient and instant teacher-student interactive classroom has been built

4、to achieve the teaching processes of basic knowledge teaching, experimental skills training and scientific research quality improving. In this teaching mode, the enthusiasm and initiative of students are fully exerted, and the teacher is transformed into a professional tutor who can flexibly and dee

5、ply control teaching progress and content based on the interactive effect. Thus, it is a powerful measure to improve the efficiency of the experimental class and the teaching effect.Key Words: micro-teaching assistant; experimental teaching; double-center teaching mode现代教育理念以学生为中心，引导其发挥主 观能动性参与教学过程，

6、从而实施学生和教师双 主体的互动教学模式1-2。在此模式中，教师从传 统讲授型转变为互动导师型，起到组织和引导课 堂的作用。这种教学模式的前提条件是：全体学 生作为主体参与教学过程；教师主体通过互动反 馈准确把握整体学习情况，即时调整教学进度或 偏重，构建交互式课堂从而提升教学效果。目 前，高校课程以教师讲授为主，其中不乏师生互 动过程。但课堂普遍存在互动对象随机、范围局 限、时效性差的问题，故教师难以即时地、准确 地获取所有学生学习情况或反馈信息国。实验课程教学更应注重互动的高效性。本文 以植物生理生化实验技术为例进行“双主”教学 模式研究与实践。该课程是我校面向大二年级本 科生的专业必修课

7、，包括农学、植物保护、植物 科学与技术、园艺、林学、设施农业等专业，是 基础生物化学和植物生理学理论课的配套实验 课。课堂内容以实验操作为主。教师讲授实验原 理和实验技术时间不宜过长，占课堂总时长20%。 在传统授课时，师生互动深度和广度不足，教师 讲授内容繁杂且多集中于实验原理、仪器操作和 注意事项上，部分学生易产生厌倦情绪而分神。 在操作过程中，教师难以展开“一对一”提醒， 部分学生实验效率低下、操作漏洞较多，导致结 果异常。在课下，学生应付完成实验报告，难以 对实验分析和思考，无法达到培养其探索、创新 科研精神的目的。根据多年观察和总结，在传统实验课程教学 中学生课前无准备，操作多漏洞，

8、应付学习缺乏 思考，师生课堂缺乏互动，课下缺乏交流，更难 满足个别学生高层次需求。大数据时代的信息技 术发展和软件更新为教学改革带来机遇，引发了 教学手段更新。为此，本文提出一种基于微助教 平台的“双主”实验教学模式，并以植物生理生 化实验技术课程为例进行实践与探讨。1以植物生理生化实验技术课程为例的 “双主”教学模式设计植物生理生化实验技术分为“基础生物化学 实验”和“植物生理实验”两部分，分别于秋季 和春季开设。微助教是华中师范大学田媛和华中 科技大学专业团队联合开发的教学辅助工具4，集 签到、测试、讨论、弹幕、互评、作业批阅、成 绩导出、资料云管理等功能于一体，具有高效互 动、操作便捷及

9、协作分享的优势。借助微助教平 台基于实验课程“双主”教学模式，通过课前预 习强化、效果即时反馈、课堂调整控制等环节的 改进提升了教学效果（表1）。设置课前预习能一定程度提高实验课效率5-6。 教师推送课件PPT和实验操作视频等资料至微助教 平台并发布预习通知。学生微信端提前预习并完成 预习报告。预习报告为实验报告的一部分，包括实 验目的、原理、材料和设备、步骤等。学生在课前 对理论知识和实验原理学习并建立联系，使其在课 堂中高效理解和快速掌握实验内容。由于实验课上 操作步骤繁冗，注意事项琐碎，学生常有遗漏或 疏忽造成结果不理想而产生挫败感7。课前预习能 一定程度减轻学生的挫败感，增强学生实验成

10、就 感和积极性。课前预习可培养其自主学习能力以及强化专 注力。教师也可根据预习效果个性化调整课堂和表1植物生理生化实验技术课的“双主”教学设计双主模式教学设计环节具体内容方式时长教师发布任务教学资源微助教（通知）即时课前 学生完成预习预习PPT、观看视频微助教（课件）/完成预习报告实验报告本1030 min学生课前答题20题/次微助教（组卷）1020 min学生、教师效果反馈疑难内容、学习困难对象微助教（投射）即时课堂 教师、学生（覆盖30%）双主教学授课问答式30 min学生、教师实验操作120 min学生完成报告完成实验报告实验报告本1030 min教师推送话题微助教（讨论）即时课后 学生

11、查询文献培养探索创新科研精神/学生、教师推送讨论微助教（讨论）即时定制讲授内容。问题在于师生互动中教师如何即 时、准确获取预习情况或反馈信息。我们在课堂 组织中设置测试反馈环节，主要涉及实验原理、 操作和注意事项等关键内容。基于微助教平台， 我们在课堂初始以组卷答题方式评估预习效果和 接收即时反馈，依此调整授课以达师生交互教学 目的。每次实验课组卷包含10题单选题和10题判 断题，测试方式开卷或闭卷，时长1020 min。微 助教可实现定时发布、限制时长、梅花题序或答 案、即时评分、公布答案等功能，此外，答题概 况可反馈至教师端并投幕展示，强化师生互动、 生生互动的时效性。通过组卷答题，学生自

12、查预 习效果并即时查漏补缺，教师高效把握班级整体 预习效果反馈以调整授课重点和要点。课堂组织采用三段式进行，即设置测试反 馈、问答式授课和操作实验环节。三段式授课中 间环节以精准互动、整体覆盖的“问答式授课” 突出学生主体。测试所反馈的概况，深度调整课 堂进度和偏重，个性定制授课重点，精准锁定尚 未掌握重难点知识的学生，通过“一对一”点答 实现互动。课堂精准问答方式具有针对性强、预 见性高、可控性好、时效性佳的优势，从而实现 交互教学，达到提高学生专注力和参与度目的。 同时，课堂个性化定制使得授课时长精简，为实 验操作节省更多时间。以微助教为平台快捷地掌 控教学概况，教师能有的放矢、深度调整授

13、课内 容并高效讲授疑难问题。同时，学生能加深对实 验内容的认识，更高效获取和接收其要点重点， 从而提升教学整体效果。课堂最后环节包括实验操作和报告完成，课 下推送讨论发挥主动思维能力。经过预习和疑难 解答，学生在操作中效率低、漏洞多、结果异常 的状况可得到缓解，教师易于针对性展开“一对 一”提醒。操作结束后，学生书写实验报告，包 括预习报告部分、原始数据、结果计算、注意事 项和分析讨论。实验操作结束后，学生当堂完成 实验报告并分析反思，有助于培养其科研素养。预习环节可提升课堂效率，使学生有可能或者 有余力在课内完成实验报告。课下，通过微助教向 全体学生推送实验相关讨论话题，积极发挥其主动 思维

14、，努力实现知识内化，培养学生探索创新的科 研精神和增强学生学以致用的操作技能。2教学实施过程前文提到课程中基础生物化学实验和生理实 验分别于秋季和春季开设。2017年至2019年，笔 者主讲课堂实施了 “双主”式教学改革与实践。 现以不同学期和不同专业的六个课堂为例，包括 四个生化实验和两个生理实验的课堂（表2）。课程 教学实施严格按照双主式教学计划安排进行，通 过“课前预习强化” “三段式授课” “课后拓 展”等环节推进（表1）。三段式课堂的“测试反馈”环节基于微助教 平台在课堂初始以组卷答题方式进行。在实施过 程中，组卷测试题数和答题方式略有差异（表2）。 基础生物化学实验每次授课安排组卷

15、测试包含10 题单选题和10题判断题；生理实验每次授课安排 组卷测试包含10题单选题、多选题或者判断题， 且根据专业差异题数略不同。设置答题方式为开 卷或者闭卷，答题时间20 min。根据反馈调节授 课，三段式课堂的“问答式授课”环节实施互动 范围可达30%。从实验操作和报告完成情况看，一表2植物生理生化实验课堂基于微助教的课前答题环节实施方案学期专业/班级课程名称测试题数答题方式17年秋植物保护/1603基础生物化学实验135开卷18年秋设施农业科学与工程/1701基础生物化学实验135闭卷18年秋食品科学与工程类/1702基础生物化学实验154闭卷18年秋植物生产类/1701基础生物化学实

16、验155闭卷19年春种子科学与工程/1701植物生理学实验53开卷19年春设施农业科学与工程/1701植物生理学实验54闭卷注：测试题为本教研室教师整理，作为课程资源保存于微助教平台定程度降低了实验结果异常状况或者实验报告书 写错误情况，实现了课堂高效性。3教学效果反馈与分析植物生理生化实验技术“双主”教学改革已 实施3年。传统课堂和双主式课堂均设置期末考试 环节，期末采用笔试方式考察且成绩占综合成绩 50%，实验操作和实验报告评分占综合成绩50%。 这里对笔者主讲课程的六个“双主”式教学课堂 的预习题覆盖面和考察效果进行分析（表3）。生物 化学实验预习测试共计135155题，其中，大约80

17、题超过80%学生答对，大约120题超过50%学生答 对，仅23题的正确率为20%。生理实验预习测试 共计5354题，其中大约21题超过80%学生答对， 大约35题正确率高出60%。测试题实施了开卷和闭 卷形式，例如种子科学与工程1701班和设施农业 科学与工程1701班分别采取开卷和闭卷答题，相 比正确率在20%以下的题数有明显变化。测试题目 在一定程度上能够反映学生对知识的掌握程度，闭 卷形式更易筛选“问题学生”和“疑难问题”。课程基于“双主”式教学模式实施了改革， 也进行了教学环节设置及效果的问卷调查，结果 显示，学生认可教学改革环节设置以及效果（表 4）。调查问卷发放方式为微助教，问卷涉

18、及“双 主”式教学模式各环节的必要/合理性、关键环节 设置时长、学生反馈效果等内容，共23个问题。 调查对象为生化实验课2017级两个班级，发放问 卷57份，回收有效答卷50份。学生对“双主”教 学各环节设置和效果表示认可，但对于预习题考 察方式发生分歧。由此思考，课程传统课堂和表3植物生理生化实验课的预习测试与期末测试相关性分析专业/班级微助教测试题正确率pr相关描述微助教课堂编号植物保护/160320%20% 40%40% 60%60% 80%80% 100%0.040.39 相关性不强W363设施农业科学与工程/170120%20% 40%40% 60%60% 80%80% 100%0.

19、000480.64较为紧密相关性BT421食品科学与工程类/170220%20% 40%40% 60%植物保护/160320%20% 40%40% 60%60% 80%80% 100%0.040.39 相关性不强W363设施农业科学与工程/170120%20% 40%40% 60%60% 80%80% 100%0.000480.64较为紧密相关性BT421食品科学与工程类/170220%20% 40%40% 60%60% 80%80% 100%0.38不具显著相关性BT420植物生产类/170120%20% 40%40% 60%60% 80%80% 100%0.0020.51较为紧密相关性 B

20、T403种子科学与工程/170120%20% 40%40% 60%60% 80%80% 100%0.030.43 一定相关性CQ382设施农业科学与工程/170120%20% 40%40% 60%60% 80%80% 100%0.000338 0.65较为紧密相关性 CQ385注：组卷测试数据保存于微助教平台 HYPERLINK /classes /classes表4植物生理生化实验课的“双主”式教学反馈教学环节学生反馈必要/合理实施时长实施效果_ 预习过程 课前完成预习报告98%100%约2 h微助教组卷94%_ 78%学生反馈操作中实现一对一指导，20%学生反馈操作中基本实考察方式-闭卷2

21、0%20 min现一对一指导考察方式-开卷课堂课堂点答讲授54%10 min78%学生反馈课前预习和问答式授课使实验内容非常清晰、重难点88%30 min分外分明操作过程指导100%-2.3 h60%学生反馈每次实验课均能有序进行，做到次序分明、条理清当堂完成报告82%晰；38%学生反馈大多数实验课均能有序进行，做到较为次序分明课后思考94%学生反馈通过实验课程学习，能将实验技术和理论相互联系82%学生反馈通过实验课程学习，能将实验技术联系到科技发展前 沿或者自己未来科研活动中“双主”模式的综合成绩设置均为平时成绩占50% 和期末考试成绩占50%。期末考核采用闭卷方式考 察实验原理、仪器操作、试验设计等方面植物生 理生化实验理论知识与相关技术掌握程度。“双 主”模式中微助教测试得分未纳入综合成绩，未 给予科学赋分评价。以构建过程性评价与终结性评价并重理念， 期望将微助教组卷答题纳入过程性