馬小英，賈方興，趙穎嵐，呂 沫，生 悅

（南方科技大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院生物系，廣東 深圳 518055）

生物實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)新思維、促進(jìn)學(xué)生獲取知識(shí)和提高學(xué)生綜合素養(yǎng)的重要途徑。生物實(shí)驗(yàn)的種類繁多，多數(shù)實(shí)驗(yàn)涉及的操作步驟繁多，對(duì)操作細(xì)節(jié)要求較高。南方科技大學(xué)生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心在多年的教學(xué)實(shí)踐中，從傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式中汲取精華，揚(yáng)長(zhǎng)避短，利用實(shí)驗(yàn)室自制視頻作為生物實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的輔助手段，有效提高了教學(xué)效率，廣受學(xué)生好評(píng)。該方法對(duì)高校實(shí)驗(yàn)教師提出了新的要求，但總體而言簡(jiǎn)便易行，非常適合不同高校根據(jù)自己的實(shí)際情況進(jìn)行應(yīng)用和推廣。

一、生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式分析

（一）傳統(tǒng)教學(xué)模式

現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)是生物實(shí)驗(yàn)最傳統(tǒng)的教學(xué)模式，也是目前學(xué)生獲取知識(shí)的主要手段［1］?，F(xiàn)場(chǎng)教學(xué)一般圍繞“教師講解—教師示范操作—學(xué)生自主操作—教師糾錯(cuò)指導(dǎo)”等幾個(gè)主要的流程展開［2］。生物實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生掌握原理背景和一系列實(shí)驗(yàn)操作，知其然并知其所以然。一些操作細(xì)節(jié)往往決定著實(shí)驗(yàn)的成敗，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，為了獲得預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，往往不自覺地把大量精力向?qū)W習(xí)實(shí)驗(yàn)操作傾斜，將實(shí)驗(yàn)操作當(dāng)成實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，輕視理論背景的學(xué)習(xí)和科學(xué)思維的訓(xùn)練，不利于學(xué)生綜合素養(yǎng)的提高。

在傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)中，學(xué)生容易顧此失彼，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)出錯(cuò)。在示范操作環(huán)節(jié)，學(xué)生圍在教師的周圍，現(xiàn)場(chǎng)秩序較混亂，離得較遠(yuǎn)的學(xué)生有時(shí)難以看清和聽清教師的示范和講解，部分學(xué)生還會(huì)因視覺角度看不清操作細(xì)節(jié)，因此，學(xué)生在自主操作時(shí)，容易出現(xiàn)錯(cuò)漏［3］。另外，教師需對(duì)學(xué)生的操作進(jìn)行細(xì)致觀察并逐一進(jìn)行糾錯(cuò)指導(dǎo)，不同學(xué)生的操作有共性也有個(gè)性問題，有時(shí)相似的問題需要教師分別講解多次，這種指導(dǎo)方式耗時(shí)費(fèi)力，難以保障效率［4］。

（二）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式

現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式如MOOC、SPOC、微課、精品課程等多種形式，將教學(xué)內(nèi)容變得形象具體，降低了學(xué)習(xí)難度，更加利于學(xué)生的學(xué)習(xí)［4-5］。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，教學(xué)視頻是最重要的學(xué)習(xí)資源，一般由教學(xué)老師負(fù)責(zé)講解和演示，專業(yè)攝影師負(fù)責(zé)拍攝，以保障視頻的高清與高品質(zhì)。但生物實(shí)驗(yàn)涉及的操作細(xì)節(jié)多，攝影人員作為非專業(yè)人士，常常很難理解和突出專業(yè)實(shí)驗(yàn)的重難點(diǎn)，教師和攝影人員往往需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力用于拍攝溝通。視頻完成拍攝之后，剪輯、加工、制作的難度較大，人力、物力投入多，修改和調(diào)整也十分不方便。一般來說，實(shí)驗(yàn)視頻的制作涉及內(nèi)容確定、腳本編寫、實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備、教師操作演示、樣片剪輯修改、錄音合成等工作，因此，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻的拍攝耗時(shí)冗長(zhǎng)，大幅增加了實(shí)驗(yàn)成本和教師的工作量［4，6］。

雖然網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)擁有許多視頻資源，但不同學(xué)校提供的視頻往往在實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)材料、教學(xué)側(cè)重點(diǎn)等方面各具特色，找到真正適合本校學(xué)生的視頻資源并不容易［7］。另外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)的動(dòng)手能力培養(yǎng)離不現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。學(xué)生必須親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，才能真正學(xué)會(huì)如何做實(shí)驗(yàn)，僅通過網(wǎng)絡(luò)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生很難順利在實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)［8］。所以，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可以作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的輔助手段，但不能取代現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)生物實(shí)驗(yàn)而言，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)操作是不可或缺的。

（三）線上線下混合式教學(xué)

線上線下混合式教學(xué)是教師利用愛課程、智慧樹、MOOC、雨課堂、優(yōu)慕課等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)構(gòu)建的線上實(shí)驗(yàn)視頻示教、互動(dòng)交流、線下實(shí)驗(yàn)操作“三位一體”的教學(xué)方式，能夠很好地解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一系列難點(diǎn)［3，9］。為了保障視頻質(zhì)量，視頻一般由專業(yè)的攝影人員協(xié)助拍攝并完成后期制作。為了防止學(xué)生線上觀看視頻時(shí)產(chǎn)生疲勞，教學(xué)視頻往往被拆分成小而精的片段［10］，這種使知識(shí)片段化的方式，影響了學(xué)習(xí)的系統(tǒng)性和完整性。同時(shí)，線上教學(xué)對(duì)缺乏自律性、學(xué)習(xí)較被動(dòng)的學(xué)生約束力小，學(xué)生的參與度對(duì)混合式教學(xué)的效果會(huì)造成一定影響，平臺(tái)崩潰或網(wǎng)絡(luò)卡頓現(xiàn)象也會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和教學(xué)效果。相比而言，傳統(tǒng)教學(xué)模式仍具有其優(yōu)勢(shì)［3，9］。

二、自制視頻的應(yīng)用

（一）自制視頻的必要性

不同的教學(xué)形式各有利弊，傳統(tǒng)教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)演示效率低，難以顧及每個(gè)學(xué)生；現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)及線上線下混合式教學(xué)的視頻演示效果好，但視頻制作成本高、不便于修改，視頻場(chǎng)景難以與現(xiàn)實(shí)匹配，適用性差，難以保證學(xué)生的參與度［1，10］。利用自制視頻輔助生物實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，可從傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中取長(zhǎng)補(bǔ)短，規(guī)避線上線下混合式教學(xué)中的不足。在自制視頻過程中，實(shí)驗(yàn)教師可以利用常見的視頻攝錄機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、智能手機(jī)等視頻終端自行完成視頻拍攝、剪輯和后期處理，簡(jiǎn)單易行，人力物力投入少，制作方便，易于修改；教師可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的特色特點(diǎn)，針對(duì)性地進(jìn)行拍攝，讓教學(xué)視頻貼合學(xué)生實(shí)際實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)景，使學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)有熟悉感和代入感；教師在現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)時(shí)，可以更加全面地觀察學(xué)生，給予學(xué)生個(gè)性化的指導(dǎo)，讓學(xué)生的現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)效果更好。

生物實(shí)驗(yàn)的種類多，涉及的情況復(fù)雜。由于許多實(shí)驗(yàn)材料如動(dòng)物、植物、微生物、細(xì)胞等均有自己的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，一些實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備工作甚至需要提前數(shù)月，因此，學(xué)生難以全流程參與許多耗時(shí)費(fèi)力的關(guān)鍵性準(zhǔn)備工作，這對(duì)學(xué)習(xí)的系統(tǒng)性和完整性十分不利［11］。授課教師通過自制視頻，將實(shí)驗(yàn)的全環(huán)節(jié)、全流程在現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)中以學(xué)生的視角全面呈現(xiàn)給學(xué)生，不受網(wǎng)速的影響，保障學(xué)生的參與度；學(xué)生在教師的現(xiàn)場(chǎng)講解下，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)有完整系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)的知識(shí)更全面，學(xué)習(xí)的效果更好。視頻的可視化操作示范，可以讓學(xué)生快速掌握規(guī)范的實(shí)驗(yàn)技能，規(guī)避常見錯(cuò)誤，使實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)習(xí)不再是難點(diǎn)，促使學(xué)生的學(xué)習(xí)精力更多地向理解知識(shí)與科學(xué)創(chuàng)新思維等方向傾斜，更好地培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

以我中心“植物生理學(xué)”課程實(shí)驗(yàn)為例，課程設(shè)置了農(nóng)桿菌介導(dǎo)的擬南芥轉(zhuǎn)基因系列實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生從第1周開始實(shí)驗(yàn)操作，至第13周完成轉(zhuǎn)基因植株的鑒定。要求學(xué)生在第一周上課時(shí)準(zhǔn)備好處于開花期的擬南芥植株，但大部分學(xué)生難以參與相關(guān)準(zhǔn)備工作，因此，我們?cè)谶M(jìn)行實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)，將擬南芥種子消毒、無菌苗培養(yǎng)、擬南芥盆栽移植、頂端優(yōu)勢(shì)去除、菌種復(fù)蘇、質(zhì)粒轉(zhuǎn)化等工作拍攝成視頻，經(jīng)過剪輯和簡(jiǎn)單后期處理后，將完整、不可或缺，但又不便于在課堂上進(jìn)行教學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以自制視頻的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，很好地解決了實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中知識(shí)片段化、實(shí)驗(yàn)不完整的問題，讓學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程的了解更加全面和完整，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)起到了很好的輔助作用。

（二）自制視頻的拍攝

根據(jù)我中心的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，可由負(fù)責(zé)教學(xué)的兩位教師在進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)時(shí)完成視頻拍攝，一方面可以檢驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)材料的有效性；另一方面可以減少為視頻攝錄專門準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料的人力物力投入。在視頻拍攝過程中，一位教師在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上模擬學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，要注意操作規(guī)范；另一位教師進(jìn)行拍攝，要注意畫質(zhì)的平穩(wěn)和清晰。由于兩位教師都在一線教學(xué)，可以有針對(duì)性地對(duì)操作細(xì)節(jié)進(jìn)行突出和放大，并根據(jù)課程需要拍攝一些常見的錯(cuò)誤操作，用于現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)中的反面警示和強(qiáng)調(diào)提醒，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中有意識(shí)地規(guī)避錯(cuò)誤［12］。同時(shí)，如果實(shí)驗(yàn)條件或細(xì)節(jié)發(fā)生了更改，授課教師可根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)進(jìn)行重新拍攝。

（三）自制視頻的后期制作

自制視頻需進(jìn)行剪輯，添加字幕、圖表、背景音樂等必要的后期處理，以便于教學(xué)。為更加快捷、有效、有針對(duì)性地制作視頻，一般由負(fù)責(zé)攝錄或?qū)嶒?yàn)操作的教師自己完成視頻的后期處理，這就要求實(shí)驗(yàn)教師掌握如Premiere（PR）、Photoshop（PS）、AdobeIllustrator（AI）等圖文操作軟件的一些基本用法。根據(jù)我中心的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在視頻中添加提示字幕、實(shí)驗(yàn)流程圖、歡快的背景音樂可以活躍課堂氛圍，提高學(xué)生的注意力。不建議為視頻添加講解配音，配音一方面增加了自制視頻的制作負(fù)擔(dān)；另一方面容易使學(xué)生聽課注意力不集中。因此，操作視頻的講解多由教師在現(xiàn)場(chǎng)課中進(jìn)行，教師可根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)，把握課程節(jié)奏，敦促學(xué)生認(rèn)真聽講，加強(qiáng)和學(xué)生面對(duì)面交流，保障學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效率。

（四）自制視頻的應(yīng)用及注意事項(xiàng)

自制視頻是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的輔助手段，適用于“普通生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”“微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”“植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)”“遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)”“生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”“細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”“動(dòng)物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)”“發(fā)育生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”等多門生物實(shí)驗(yàn)課程。其他需要教師進(jìn)行操作演示的課程，也可利用自制視頻進(jìn)行教學(xué)輔助。

教師在使用自制視頻輔助教學(xué)的過程中，應(yīng)注意方式方法，防止學(xué)生對(duì)視頻產(chǎn)生依賴。在操作視頻播放之前，教師應(yīng)讓學(xué)生充分了解實(shí)驗(yàn)原理、背景、方法、設(shè)計(jì)思路等，明確實(shí)驗(yàn)要做什么，為什么要這么做，再通過自制視頻學(xué)習(xí)怎么做；在視頻播放過程中，建議教師采取邊看邊講的方式，針對(duì)學(xué)生需要特別注意的操作細(xì)節(jié)，利用暫停功能進(jìn)行重難點(diǎn)講解，也可以利用視頻的局部放大功能對(duì)重難點(diǎn)進(jìn)行突出和強(qiáng)調(diào)，必要的時(shí)候可以重復(fù)播放；實(shí)驗(yàn)操作開始前，建議教師通過隨堂提問或小測(cè)試，了解學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解程度及是否對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的重難點(diǎn)和細(xì)節(jié)給予足夠的重視。

除利用自制視頻以外，建議多種教學(xué)手段配合或并行使用，如增加隨堂小測(cè)試、實(shí)驗(yàn)操作考試、實(shí)驗(yàn)記錄核查、實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)估等，這些方法均可有效敦促學(xué)生認(rèn)真聽講、認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)、積極思考，有效提高學(xué)習(xí)效果。同時(shí)，根據(jù)需要精選少量無視頻示范的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)或文獻(xiàn)資料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，避免學(xué)生對(duì)教學(xué)視頻產(chǎn)生依賴，鼓勵(lì)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)課程所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問題。

三、教學(xué)效果

關(guān)于教學(xué)效果，學(xué)生的評(píng)價(jià)最直接、最中肯。我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中收集了學(xué)生對(duì)自制視頻輔助生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見和建議，除個(gè)別學(xué)生覺得沒有視頻也可以做好實(shí)驗(yàn)外，絕大多數(shù)學(xué)生非常認(rèn)可由實(shí)驗(yàn)主講教師自制的教學(xué)視頻。學(xué)生普遍認(rèn)為這些視頻和自己做實(shí)驗(yàn)的情形一樣，能直觀、清晰、直白地展示文字無法描述清楚的細(xì)節(jié)，看一遍就懂，可以幫助自己更好地理解實(shí)驗(yàn)流程，規(guī)范自己的操作，對(duì)自己的學(xué)習(xí)很有幫助或極有幫助。對(duì)于MOOC、精品課程等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，學(xué)生普遍認(rèn)為視頻質(zhì)量比較好，但網(wǎng)絡(luò)視頻實(shí)驗(yàn)室的條件、設(shè)施、設(shè)備和自己所在實(shí)驗(yàn)室差異較大，不利于動(dòng)手操作，比較而言更加喜歡老師的自制視頻。另外，學(xué)生反映由于生物實(shí)驗(yàn)操作流程復(fù)雜、細(xì)節(jié)多，視頻僅在現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)時(shí)間播放和學(xué)習(xí)，有時(shí)不能很好地抓住要點(diǎn)，建議通過便捷方式分享自制視頻，方便有需要的學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后回顧。

生物實(shí)驗(yàn)的原理背景復(fù)雜、操作流程和操作細(xì)節(jié)多。在傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)中，教師的示范操作往往難以顧及所有學(xué)生，學(xué)生在操作過程中也容易混淆犯錯(cuò)［5］。在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，視頻制作復(fù)雜、修改不便，與學(xué)生實(shí)驗(yàn)的真實(shí)場(chǎng)景存在差異，很難在網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)找到完全貼合學(xué)生需求的視頻資源［7］；同時(shí)，線上線下混合式教學(xué)也存在知識(shí)片段化、學(xué)生參與度低等問題［3，10］。南方科技大學(xué)生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心在多年的教學(xué)實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)利用實(shí)驗(yàn)室自制視頻作為生物實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的輔助手段，可以從傳統(tǒng)教學(xué)和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中取長(zhǎng)補(bǔ)短，較好地規(guī)避了線上線下混合式教學(xué)中存在的部分問題，很好地滿足了學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。自制視頻制作簡(jiǎn)單、便于修改，貼合實(shí)驗(yàn)真實(shí)場(chǎng)景，在沒有過多增加教師負(fù)擔(dān)的前提下，可很好地在現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)中對(duì)學(xué)生進(jìn)行規(guī)范操作示范，有助于提高學(xué)生的參與度，增強(qiáng)教學(xué)效果，非常適合不同高校根據(jù)自己的實(shí)際情況應(yīng)用和推廣。