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【摘要】 《分子生物学综合实验》是一门系统性的应用技术课程。为了构建一种专业技术与信息发展深度吻合的课堂模式，本文在了解传统教学模式现状的基础上，提出了以虚拟仿真技术为支撑，辅以线上微视频实验教学及线下开放式实操为一体的新型混合教学模式。本文介绍了这种新型混合教学模式存在的必要性、具体实施的过程、取得的教学效果及考核评价等。实践表明，混合实验教学模式可行和有效，将作为传统实验教学模式的重要补充，并助力高校创新型人才的培养。
【关键词】 分子生物学综合实验 混合教学模式 虚拟仿真 教学改革
《分子生物学综合实验》具有很强的综合性、实用性和系统性，是与科研紧密衔接的重要实验课程.根据目的蛋白的基因序列， 设计引物， 利用PCR 技术获得该蛋白的结构基因， 插入高效表达载体pET-28a （+）， 并转化大肠杆菌菌株BL-21 （DE3）， 获得高效表达目标蛋白的基因工程菌株，然后通过体外异丙基硫代半乳糖苷诱导表达目的蛋白， 结合离子交换层析获得目的蛋白的纯品，并进一步检测其酶学活性。该课程涵盖了分子生物学、微生物学及生物化学等相关领域的理论知识及专业技术。学生除了要全面掌握相应的理论知识，还需具备实际操作能力，以确保学习者可以将所学知识应用到实际操作中，实现理论与实践的结合。然而，现有的传统实验教学因教学模式单一、时空有限，灵活度差等因素，在类似新冠疫情这种突发事件前，显得颇具挑战性。
虚拟仿真技术是近些年兴起的一种网络教学手段，是信息化技术助推创新人才培养的产物，已在生物学实验教学中广泛使用，并得到了良好的反馈[1-3]。本文根据分子生物学综合实验课程特点，采用专业的虚拟仿真实验平台，辅之以线上微视频和线下开放式教学实操，建立了分子生物学综合实验教学的新模式。该模式经过近两个学期的实践，证明具有一定的实用性，也收到了良好的效果。
一、混合教学新模式在《分子生物学综合实验》中应用的必要性
《分子生物学综合实验》所涉及的实验原理复杂，技术难度高，想在48学时里掌握必要的操作，对师生来说都是一个极大的挑战。因此，教师如何有效提高课堂效率，将是本课程教学的主要突破点。
混合式教学模式是应运而生的一种新型教学模式，是对传统实验教学的补充和优化。在传统实验教学中，由于空间有限，实验人数多，实操难度大，单向输入式的演示教学无法确保每个学习者都能全方位无死角的浸入式学习[4-5]。但通过微视频平台所提供的规范操作及原理解读等，可针对性的帮助学生解决传统实验教学中因无法实现一对一教学而造成的不规范操作等问题。因此，将微视频平台与传统教学相结合，为提高实验技能操作提供了可能性。
此外，自2017年以来，在高校实验教学改革和实验教学项目信息化建设的基础上，全国高校积极开展虚拟仿真实验教学课程建设[6-7]。在新冠疫情爆发期间，为响应“停课不停学”，这些虚拟仿真实验教学课程在实际教学应用中发挥了重要的作用[8]。本文中，结合生命科学专业综合实验课程的特点，采用虚拟仿真技术引导学生强化专业实验技能，拓展实验内容的广度和深度、增加实验教学时间和空间灵活度、提升实验教学的质量，推进现代网络信息技术与本科实验教学的深度融合。
综上所述，在教学改革过程中导入虚拟仿真实验平台和微视频教学平台，不仅符合学习者的要求，更满足当代教育教学发展的迫切需要。
二、实施过程
混合教学模式共涵盖三个模块，传统的课堂主要完成线下操作这一步。而混合教学模式在该教学过程之前首先加入了线上虚拟仿真环节。而且，在线下实操环节辅以线上视频进行360度全方位操作演示，真正的实现了无时空限制的自由学习模式。具体操作流程如图1所示。
实验项目开始前，学生可在移动虚拟仿真平台上注册登录，经任课教师审核身份后，便可阅读整个实验的原理、目的，并通过练习模式详细了解实验流程及注意事项。待实验项目结束后，教师可通过教师端对学生的预习及操作记录进行评定。实验项目开始后，学生可在微视频指导下，结合实验讲义，开展具体实验。此过程中，教师主要负责答疑和课堂秩序的维护。待实验结束后，各小组同学整理实验数据，提交实验报告。为了更好的提高课堂教学质量，教师需要把握好各个教学环节，并做好不同环节间的有效过渡，才能取得切实的成效。
三、混合实验教学模式的教学效果
混合实验教学模式自2019年投入实践以来，共开展约11904人时数，教学效果较以往传统课堂明显提升。表1总结了混合实验教学模式与传统教学模式的对比情况。
混合实验教学新模式是新时代和新形势背景下产生的一种“以学生为中心，以突出学生主体性为方向，以激发学生探究力”为最终目标的新型教学模式。为了客观了解学生真正的学习效果，我们对生物科学和药学两个专业的同学进行了问卷调查。结果表明（表2），混合实验教学新模式在学生参与度、教学方式、反馈评价及最终取得的教学效果方面明显优于传统实验教学模式。而且，约有90%以上的同学认为，混合教学模式不但规范了他们的实验操作，而且对实验原理等也有更深的理解。
四、考核评价方式改革
在以往传统实验教学模式中，分子生物学综合实验教学评价体系主要包含预实验报告、平时成绩（出勤率、实验记录情况、规范操作情况等）和最终的实验报告三部分。而在混合式实验教学模式下，考核评价贯穿整个教学过程，具体考察内容和分值比例如表3所示。
五、结束语
随着高等教育实验教学理念的改革与发展，传统单一的实验教学方式在培养复合型人才方面已无法达到良好的效果。为了将现代信息技术融入到人才培养中，很多高校在实际教学中已经开始渐渐引入网络教学形式，如虚拟仿真、慕课、微视频课堂等，并且取得了很好的教学效果[9-10]。本文在分子生物学综合实验中，采用了线上虚拟仿真实验教学+线上微视频教学+线下开放式实验教学的混合式教学方法，以虚扩实、虚实结合，从而实现了认知与实践教学的深度吻合。引入混合教学模式后，学生的参与度明显提高，更重要的是提高了学生的实验技能及对理论知识的掌握，符合該课程的教学目标。
参 考 文 献
[1]霍颖异，等. 拟南芥CRISPR/Cas9基因编辑虚拟仿真实验系统建设[J]. 实验技术与管理，2020，37 （6）：137-140.
[2]鲁顺保，等. 植物分类学虚拟仿真实验教学项目在植物学野外实习中的应用 [J]. 教育现代化，2019，6 （13）：103-105，111.
[3]农春仕，等. 植物组培再生虚拟仿真实验的设计与应用[J].实验技术与管理，2020，37 （6）：5-9.
[4]傅杰，等. 药剂学混合教学新模式的构想与探索[J]. 教育现代化，2020，7 （26）：25-28.
[5]胡章平，等. 线上线下混合教学模式在《数据结构》课程中的应用[J]. 2020，16 （8）：108-110.
[6]龚思颖，等. 生物类虚拟仿真实验教学资源的建设与发展[J]. 实验技术与管理，2019， 36 （9）： 176–180.
[]秦丽玮，等. 分子生物学虚拟仿真实验平台的建设与应用[J]. 实验技术与管理，2018，35 （7）： 140–143，147.
[8]王军锋，等. COVID-19 疫情下虚拟仿真化学实验开放教学模式探究和实践[J]. 高教学刊，2020 （5）：30-33.
[9]王飞，等. 慕课在高校创新创业实践教育中的探索与应用[J]. 实验技术与管理，2020 （01） ： 36-39.
[10] 严军.基于慕课背景的教与学行为分析 [J]. 黑龙江科学，2020，11 （01）：30-31.
【关键词】 分子生物学综合实验 混合教学模式 虚拟仿真 教学改革
《分子生物学综合实验》具有很强的综合性、实用性和系统性，是与科研紧密衔接的重要实验课程.根据目的蛋白的基因序列， 设计引物， 利用PCR 技术获得该蛋白的结构基因， 插入高效表达载体pET-28a （+）， 并转化大肠杆菌菌株BL-21 （DE3）， 获得高效表达目标蛋白的基因工程菌株，然后通过体外异丙基硫代半乳糖苷诱导表达目的蛋白， 结合离子交换层析获得目的蛋白的纯品，并进一步检测其酶学活性。该课程涵盖了分子生物学、微生物学及生物化学等相关领域的理论知识及专业技术。学生除了要全面掌握相应的理论知识，还需具备实际操作能力，以确保学习者可以将所学知识应用到实际操作中，实现理论与实践的结合。然而，现有的传统实验教学因教学模式单一、时空有限，灵活度差等因素，在类似新冠疫情这种突发事件前，显得颇具挑战性。
虚拟仿真技术是近些年兴起的一种网络教学手段，是信息化技术助推创新人才培养的产物，已在生物学实验教学中广泛使用，并得到了良好的反馈[1-3]。本文根据分子生物学综合实验课程特点，采用专业的虚拟仿真实验平台，辅之以线上微视频和线下开放式教学实操，建立了分子生物学综合实验教学的新模式。该模式经过近两个学期的实践，证明具有一定的实用性，也收到了良好的效果。
一、混合教学新模式在《分子生物学综合实验》中应用的必要性
《分子生物学综合实验》所涉及的实验原理复杂，技术难度高，想在48学时里掌握必要的操作，对师生来说都是一个极大的挑战。因此，教师如何有效提高课堂效率，将是本课程教学的主要突破点。
混合式教学模式是应运而生的一种新型教学模式，是对传统实验教学的补充和优化。在传统实验教学中，由于空间有限，实验人数多，实操难度大，单向输入式的演示教学无法确保每个学习者都能全方位无死角的浸入式学习[4-5]。但通过微视频平台所提供的规范操作及原理解读等，可针对性的帮助学生解决传统实验教学中因无法实现一对一教学而造成的不规范操作等问题。因此，将微视频平台与传统教学相结合，为提高实验技能操作提供了可能性。
此外，自2017年以来，在高校实验教学改革和实验教学项目信息化建设的基础上，全国高校积极开展虚拟仿真实验教学课程建设[6-7]。在新冠疫情爆发期间，为响应“停课不停学”，这些虚拟仿真实验教学课程在实际教学应用中发挥了重要的作用[8]。本文中，结合生命科学专业综合实验课程的特点，采用虚拟仿真技术引导学生强化专业实验技能，拓展实验内容的广度和深度、增加实验教学时间和空间灵活度、提升实验教学的质量，推进现代网络信息技术与本科实验教学的深度融合。
综上所述，在教学改革过程中导入虚拟仿真实验平台和微视频教学平台，不仅符合学习者的要求，更满足当代教育教学发展的迫切需要。
二、实施过程
混合教学模式共涵盖三个模块，传统的课堂主要完成线下操作这一步。而混合教学模式在该教学过程之前首先加入了线上虚拟仿真环节。而且，在线下实操环节辅以线上视频进行360度全方位操作演示，真正的实现了无时空限制的自由学习模式。具体操作流程如图1所示。
实验项目开始前，学生可在移动虚拟仿真平台上注册登录，经任课教师审核身份后，便可阅读整个实验的原理、目的，并通过练习模式详细了解实验流程及注意事项。待实验项目结束后，教师可通过教师端对学生的预习及操作记录进行评定。实验项目开始后，学生可在微视频指导下，结合实验讲义，开展具体实验。此过程中，教师主要负责答疑和课堂秩序的维护。待实验结束后，各小组同学整理实验数据，提交实验报告。为了更好的提高课堂教学质量，教师需要把握好各个教学环节，并做好不同环节间的有效过渡，才能取得切实的成效。
三、混合实验教学模式的教学效果
混合实验教学模式自2019年投入实践以来，共开展约11904人时数，教学效果较以往传统课堂明显提升。表1总结了混合实验教学模式与传统教学模式的对比情况。
混合实验教学新模式是新时代和新形势背景下产生的一种“以学生为中心，以突出学生主体性为方向，以激发学生探究力”为最终目标的新型教学模式。为了客观了解学生真正的学习效果，我们对生物科学和药学两个专业的同学进行了问卷调查。结果表明（表2），混合实验教学新模式在学生参与度、教学方式、反馈评价及最终取得的教学效果方面明显优于传统实验教学模式。而且，约有90%以上的同学认为，混合教学模式不但规范了他们的实验操作，而且对实验原理等也有更深的理解。
四、考核评价方式改革
在以往传统实验教学模式中，分子生物学综合实验教学评价体系主要包含预实验报告、平时成绩（出勤率、实验记录情况、规范操作情况等）和最终的实验报告三部分。而在混合式实验教学模式下，考核评价贯穿整个教学过程，具体考察内容和分值比例如表3所示。
五、结束语
随着高等教育实验教学理念的改革与发展，传统单一的实验教学方式在培养复合型人才方面已无法达到良好的效果。为了将现代信息技术融入到人才培养中，很多高校在实际教学中已经开始渐渐引入网络教学形式，如虚拟仿真、慕课、微视频课堂等，并且取得了很好的教学效果[9-10]。本文在分子生物学综合实验中，采用了线上虚拟仿真实验教学+线上微视频教学+线下开放式实验教学的混合式教学方法，以虚扩实、虚实结合，从而实现了认知与实践教学的深度吻合。引入混合教学模式后，学生的参与度明显提高，更重要的是提高了学生的实验技能及对理论知识的掌握，符合該课程的教学目标。
参 考 文 献
[1]霍颖异，等. 拟南芥CRISPR/Cas9基因编辑虚拟仿真实验系统建设[J]. 实验技术与管理，2020，37 （6）：137-140.
[2]鲁顺保，等. 植物分类学虚拟仿真实验教学项目在植物学野外实习中的应用 [J]. 教育现代化，2019，6 （13）：103-105，111.
[3]农春仕，等. 植物组培再生虚拟仿真实验的设计与应用[J].实验技术与管理，2020，37 （6）：5-9.
[4]傅杰，等. 药剂学混合教学新模式的构想与探索[J]. 教育现代化，2020，7 （26）：25-28.
[5]胡章平，等. 线上线下混合教学模式在《数据结构》课程中的应用[J]. 2020，16 （8）：108-110.
[6]龚思颖，等. 生物类虚拟仿真实验教学资源的建设与发展[J]. 实验技术与管理，2019， 36 （9）： 176–180.
[]秦丽玮，等. 分子生物学虚拟仿真实验平台的建设与应用[J]. 实验技术与管理，2018，35 （7）： 140–143，147.
[8]王军锋，等. COVID-19 疫情下虚拟仿真化学实验开放教学模式探究和实践[J]. 高教学刊，2020 （5）：30-33.
[9]王飞，等. 慕课在高校创新创业实践教育中的探索与应用[J]. 实验技术与管理，2020 （01） ： 36-39.
[10] 严军.基于慕课背景的教与学行为分析 [J]. 黑龙江科学，2020，11 （01）：30-31.