疫情之下，大学实验课如何开展？

作者丨卢珉琪，上海外国语大学国际教育学院研究生；江小华，上海外国语大学国际教育学院讲师

3月9日，世界卫生组织将新冠肺炎定义为全球性大流行病。为了防止其进一步蔓延，各国高校纷纷采取停校措施。据联合国教科文组织统计，截至5月20日，全球共有162个国家实行全国范围内的停课，近70%的学生受到影响。一时间，“线上教学”成为大学保障教育连续性的首选之举。然而，不同于线下的传统教学模式，理工类专业的实验课要转移到线上面临困境。实验课强调实践而非理论，依赖实验器械与工具，对实验环境有特殊要求并具备一定危险性。世界各国的高校正积极探索替代方案以使学生能够居家进行实验课学习，并获得了一些共同经验。

教师对部分课程内容进行线上演示

在传统的线下课程中，学生动手进行实验前，教师一般需要对实验器材、实验步骤、注意事项等作出具体的讲解。在线教学中，许多大学将这一部分内容的讲解以视频的形式呈现，供学生随时随地在线学习。例如，南京大学张冬梅老师制作了一门生物学线上实验课程《生物化学实验》，涉及多种精密仪器使用和复杂操作方法的讲解。为了最大程度减少线上课程对教学效果的影响，张老师充分发挥了《生物化学实验》慕课的作用，制定了线上观看实验操作视频、开学后再进行实验操作的教学方案。再如，美国华盛顿大学（University of Washington）地质学和天文学教授特里斯旺森（Terry Swanson）也采用了视频教学的方式。在此之前，他的课程内容主要包括课堂教学、实验、实地勘察和电影之夜四个部分。疫情期间，他开始借助视频记录实验过程供学生学习，电影之夜也照常以线上方式进行着。他还打算录制视频让学生进行虚拟的实地勘察，用相机展示他想让学生们看到的每一个细节。

学生在线进行实验数据分析

许多大学教师将实验拆分，选取有关实验数据的分析环节作为学生的在线学习任务。在向学生介绍数据收集和分析方法之后，授课老师一般会为学生提供过往实验数据供其进行分析，或者向学生展示测量结果让学生自己读取数据。例如，马里维尔大学（Maryville College）的凯莉雷武（Kelly Lave）教授现在就充当着学生与实验设备之间的桥梁，她代替学生测量数据并将原始数据发给学生分析。这省略了学生们已经熟悉的测量环节，让他们更集中于数据的分析和推论，有利于培养辩证思维。再如，哈佛大学（Harvard University）的教学团队提出，如果教学重点在于阐释数据，教师可以考虑从发表过的刊物中选取符合实验要求的数据组供学生进行分析，并整理出有关数据分析的问题集。

教师安排学生居家实验并邮寄实验器材

许多大学的教师会根据学生的实际情况设计可以居家进行的实验，并通过邮寄的方式为学生提供实验器具，有些老师则先在线上平台设定好实验工具包，让学生自行购买。例如，芝加哥洛约拉大学（Loyola University Chicago）教授卡丽莎希普舍（Carissa Hipsher）在Zoom平台上继续其环境化学的实验课程，并将所需材料寄到了学生家中。华盛顿大学（University of Washington）野生动物研究所教授劳拉普劳（Laura Prugh）也打算将实验设备寄送给每一个选择该课程的学生，学生将使用这些设备独立在家中完成实验。再如，华盛顿州立大学（Washington State University）的化学系将邮寄实验工具包给在2020年夏季学期修习化学课程的学生。学生也可以通过Hands-On Labs和eScience Labs一类的公司购买配套的实验器材进行实验。目前已经有超过四百所高校通过eScience Labs定制工具包和网络课程。维吉尼亚大学（Virginia University）电子计算机工程教授哈里鲍威尔（Harry Powell）在意识到三个班级中超过120名学生在春假后无法返校后，立刻联系了National Instruments和WWW Electronics两家公司订购了便宜、便携的实验设备。这些实验设备在短短一天时间内便可以直接送到学生家中。

学生通过虚拟实验室模拟实验

一些平台提供虚拟实验室的服务，学生可以在一个有趣且无危险的环境中模拟实验，测量分析数据并得出实验结论。同时，学生还可以在虚拟实验室中认识实验器材，了解实验技巧和实验步骤，学习实验相关理论，为其今后真正进入实验室做好准备。例如，Labster是虚拟实验室之一，其为美国基础教育和高校提供了价值500万美元的线上服务。加利福尼亚众多大学与其建立了新的伙伴关系，超过210万的学生从中受益，学生可以使用130多个涉及生物、化学、物理和普通科学等多学科的虚拟实验室模拟实验。一些大学也有自己的虚拟实验室平台。例如俄克拉荷马州立大学（Oklahoma State University）的塞尔吉奥·阿比特（Sergio Abit）教授现在就成为了明星教授，他设计的虚拟实验室在新冠疫情中为卡梅伦大学（Cameron University）、东部俄克拉荷马州立大学（Eastern Oklahoma State College）、北部俄克拉荷马大学（Northern Oklahoma College）、东北部俄克拉荷马A&M学院（Northeastern Oklahoma A&M College）和西部俄克拉荷马州立大学（Western Oklahoma State College）五所大学的众多师生提供了许多便利。

事实上，不少大学教师将新冠疫情看作是提升高校实验教学质量的一个机会，通过借助线上平台，他们在教学方面有了更多的尝试，并且会将有益经验应用于今后的教学中。然而，无论在线实验教学如何发展，短期内不太可能取代真正的实验室教学。很难想象，没有亲手操作过专业实验设备、做过完整实验的学生未来如何能够成为真正的实验人员。

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