疫情隔離了你我的相見，卻無法隔離知識與情感的傳遞。開學以來，各大課程採取多種模式有序進行線上授課。遠程線上授課的特殊時期，平常在實驗室中進行的實驗課又是怎麼上的？下面就讓我們一起來看看“雲端”實驗課吧！
做好預案，有備無患
特殊時期，實驗課程的陣地從實驗室轉移到了電腦屏幕裡。對於需要理論知識與實踐相結合的實驗課程而言，這一轉變帶來了不少新挑戰。“實驗課的教學應當以學生實際操作為主。但非常時期，同學們無法返校，實驗課程必須在線開展。我們希望通過老師和同學的共同努力，把疫情對實驗教學的影響降到最小。”化學與分子工程學院副院長王穎霞老師說。
化學與分子工程學院（下稱化學學院）、生命科學學院等多個學院的實驗課程負責老師都對不同年級、不同開學推遲時間的情況制定了合理預案，並對返校後的實驗教學擬定可行、可靠的計劃，保證同學們的學習效果。以化學學院為例，春季學期的8門實驗課均有對應的教學預案，6門實驗課目前已利用教學網等線上平臺開展線上授課。各門課程的老師們也根據疫情的控制情況，積極調整實驗教學方案，合理精簡，保證基礎。
各學院根據學科特點、課程要求，結合現實情況，採取了不同的實驗教學方案。化學學院線上實驗課程安排以理論知識學習及實驗熟悉為主。王穎霞表示：“實驗雖重在實做，但並不是簡單的‘照方抓藥’，理解實驗原理和方法，熟悉實驗內容，分解實驗步驟並做好安排，是做好實驗的前提。強化理論知識學習，熟悉實驗內容，多思多想，可以為返校後的實驗工作做好充分準備。”
“分子生物學實驗”課程每週在教學網發佈課件
開課前，實驗課的主講老師就準備了詳細的課程指導，採用錄播ppt、Word文檔等方式，每週將具體的實驗要求明確告知同學們，並安排固定時間進行線上討論答疑。不少課程的主講老師還提前收集、利用現有的網絡資源，為同學們提供基本操作錄像等最佳學習資源，保證最佳學習效果。生命科學學院的“分子生物學實驗”課程也充分利用北大教學網、北大圖書館在線電子教參平臺等工具，每週更新實驗課件，使同學們在實操實驗之前充分熟悉實驗目的、實驗原理、實驗方法及實驗步驟。
生命科學學院的“生物化學實驗”課程則在已有的慕課資源基礎上進一步完善與加強。該課程的負責老師在開學前兩週就開始了準備工作，上傳及發佈了課程相關資料與通知。為了保證課堂效果與質量，老師們還對各個慕課平臺、線上教學配套軟件進行調研，選擇最佳的教學平臺。考慮到同學們在家學習的網絡問題，老師還為各位同學提供了課程的PDF版本，便於同學們的學習。
“生物化學實驗”課程利用慕課平臺進行教學
八仙過海，各顯神通
“雲端”實驗課教學面臨的主要問題是大部分實驗課程都依賴於設備和場地，老師與同學們無法在家中進行實驗。但辦法總比困難多，老師們是“八仙過海，各顯神通”。化學學院“有機化學實驗”課程利用2019年上線的“有機化學實驗課程在線學習與測試平臺”為學生提供基本原理、基本操作和實驗視頻等資料，幫助同學們進行實驗及相關基礎知識的學習、理解和熟悉實驗操作技術。同時各個實驗課程的老師都在進行虛擬仿真實驗的篩選。“有機化學實驗已經推薦了一個虛擬仿真實驗，其他實驗仍在進行篩選。我們希望通過這種模式，開闊大家的眼界，補充無法開展實驗的不足。”王穎霞說道。
有機化學實驗課程在線學習與測試平臺資源佈局
同樣利用虛擬仿真實驗進行教學的還有北京大學基礎醫學院。這一虛擬仿真實驗具有有趣的故事情節和逼真的BSL-2（生物安全第二等級）實驗室場景，能夠讓同學們“身臨實驗室之境”。實驗中還設置了“闖關”、“互動”、“虛擬老師”、“自學園地”等模塊，使得同學們的學習更高效、更有趣。
BSL-2實驗室中流感病毒分離鑑定虛擬仿真實驗
往年，城市與環境學院的“植物學（下）”課程都安排了校園植物觀察與認知的環節。今年，主講老師打造了“線上實驗直播間”，帶來了意想不到的效果。老師特意前往學校，將校園中植物的葉片、枝條等特徵用視頻的方式錄製下來，在課程上邊播放視頻邊進行講解。講到薔薇科時，老師在鏡頭前為同學們“線上直播”解剖了自己家種的月季花，逐一講解花部與子房的位置關係等知識點。同學們也在家中自己動手，解剖家中買的蔬菜油菜花與種植的長壽花，並錄製了視頻，利用課堂知識對花、葉特徵進行描述。
“植物學（下）”課程直播展示實驗
地球與空間科學學院的“普通地質學”課程也包含現場教學的實踐性內容。為保證課程的完整性，主講老師利用北京大學地球科學國家級虛擬仿真實驗教學中心地學實驗教學資源網提供的資源，開展直播研討教學。通過虛擬仿真實驗，同學們可以看到多種礦物岩石標本的360度展示和高清圖像，雖不能直接動手操作、分析鑑定，但也能通過觀察分析掌握礦物的鑑定特徵。
黃鐵礦的虛擬仿真展示
特殊時期，上機編程實驗無法在計算中心機房進行。地球與空間科學學院的“數據結構與算法（B）上機”課程採用多個平臺輔助線上編程實驗教學。直播課堂上進行編程練習，教師現場講評，利用北京大學Canvas教學平臺進行學生互評，並通過自主研發的PyLn編程學習系統快速分享實驗案例。多平臺教學增強了線上實驗教學的效果，促進了師生之間的有效交流。
自主研發的PyLn編程教學平臺
北京大學Canvas教學平臺的同學互評
環境科學與工程學院的“大氣氣溶膠測量技術與實驗”課程在同學們無法進行實驗的情況下，增加了利用身邊道具自制實驗小裝置的內容。例如利用家中的玻璃瓶、打氣筒等自制模擬霾和霧的形成過程。課程還引入了“神器”——課題組研發的遠程控制平臺和先進的在線測量大氣汙染物設備，讓同學們在家就可以訪問控制平臺，學習教學儀器的使用。同學們戲稱這是“坐在家裡使用高科技操作儀器的特殊經歷”。
北京大學大氣環境監測數據平臺案例
北京大學大氣城市空氣質量定位觀測站實時監控系統案例
“雲端”相見，精彩不減
雲端實驗課，少了試管試劑，少了儀器器械，但卻讓我們感受到了更多付出與辛勞，體會到了更多課堂的精彩。為了吸引同學們的興趣，老師們密切結合實際，對線上實驗課程的學習內容進行了調整。“大氣氣溶膠測量技術與實驗”課程在理論部分新增了與新型冠狀病毒傳播途徑相關的氣溶膠傳播知識介紹，鼓勵同學們結合氣溶膠動力學計算氣溶膠擴散速度和在大氣中停留時間等，並進一步結合氣象模型，從理論上估算攜帶病毒的氣溶膠對他人的傳染概率。“生物化學實驗”課程結合實際與實驗課特點，在經典文獻的基礎上為同學們提供了新型冠狀病毒相關的重要文獻。這些內容的加深了同學們對知識的理解，也引導同學們將所學知識與現實生活相聯繫。
師生互動是實驗課教學中的重要一環。為了適應實驗課在線教學的新形式，老師們也做出了許多努力。研究生助教是化學學院實驗教學的主力，老師們在特殊時期加強了對課程助教的培訓，與助教一同完成線上討論、答疑等工作。“生物化學實驗”課程的老師和助教採取學生主動提問和老師發佈討論題相結合的方式，鼓勵同學們與老師互動，提出問題與建議。“大氣氣溶膠測量技術與實驗”的一位同學談到：“老師總是以互動的方式進行講解，課堂氣氛很活躍。老師利用軟件的‘小獎勵’功能還能激發了大家發言的熱情！”
“生物化學實驗”的討論區與答疑區
特殊時期，特殊教學，老師們和同學們都在共同努力，通過網絡學習的方式做好自己的分內之事，也是為抗擊疫情獻出一份力量，正是師生的共同努力，保障了教學的順利進行。
我們一起等待，重回實驗室的那天。
來源：北京大學教務部、北京大學化學與分子工程學院、生命科學學院、環境科學與工程學院、地球與空間科學學院、基礎醫學院、城市與環境學院
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