线下与线上虚拟实验结合培养学生创新实践能力的探索——以广东海洋大学植物保护专业为例

徐 进，师沛琼

（广东海洋大学滨海农业学院 广东 湛江 524088）

植物保护专业实践课程主要包括昆虫学、植物病理学、植物化学保护学等核心课程的实验、实习、技能训练等，2020年以来受疫情影响，部分实践课程只能通过国家虚拟仿真实验教学课程共享平台或医学魔课MOEC等进行。虚拟仿真实验解决了学生居家隔离期间的实践教学问题，也使学生能够摆脱时间、地域的限制，避免了实验的危险性，能够在线完成病虫害调查、田间药效试验等实践课程。相对于线下实验课程，虚拟实验在带来一系列优势的同时,在交互性方面仍显得不自然，学生缺乏参与感，师生之间也缺乏有效互动，教学效果存在不足[1]。

对于学生而言，兴趣是最好的老师，基于技能竞赛模式的线下教学方式使学生每完成一个课程单元项目，都会产生成就感，为完成下一个项目带来动力，而成绩不理想的学生会受到鞭策和激励，达到以赛代训、以赛促学的教学目的[2]。技能竞赛的线下教学模式结合虚拟实验平台的线上教学，将有助于增强学生的自主学习能力，提高学生对课程实践内容的理解能力，对传统的线下教学模式是一个很好的补充[3]。

本文分析了线上实践教学遇到的问题以及对学生毕业论文质量等方面的影响，并对面临的困境提出了线上虚拟实验平台结合线下技能竞赛的模式，培养学生解决实际问题的能力和创新能力。

1 线上实践课程遇到的问题

实践教学是培养学生科学精神、科学素养和实践能力的重要环节[4]。在疫情影响下，各高校大力引进虚拟仿真实验教学课程共享平台，培养学生科技创新思维，加强对学生实践能力的培养力度[5]。在线上实践课程中，通过教师自我检查教学效果，总结线上实践课程教学经验，发现了存在的一些问题。

1.1 虚拟仿真实验教学课程共享平台建设方面

虚拟仿真实验教学课程共享平台植物保护专业实践课程内容较少，实验内容不能与教学同步[6]。以国家虚拟仿真实验教学课程共享平台为例，仅有东北农业大学、西北农林科技大学、广西大学、华南农业大学、山东农业大学、赣南师范大学等高校参与建设了昆虫学、病理学、植物化学保护学等植物保护核心课程的虚拟实验，内容有美国白蛾检疫及处理、桃小食心虫全年预报与防治、甘蔗梢腐病的发生和防治、滴灌施药导向控制害虫、玉米螟发生与绿色防控虚拟仿真实验、柑橘黄龙病的诊断和综合防控虚拟仿真实验，远远不能满足疫情期间学生实验实践操作的需求。

1.2 虚拟实验对电脑硬件及软件要求方面

虚拟实验无法用手机完成，电脑是虚拟实验操作最基础的硬件，但对于家庭经济困难的学生来说是一个沉重的负担，疫情期间也无法去网吧进行操作，导致部分学生无法跟上教学进度。还有一部分虚拟实验内容丰富，但对电脑的硬件要求也相应提高[7]，部分学生反映虚拟操作过程中出现电脑蓝屏、黑屏，需要反复下载插件等问题[8]。

1.3 教师教学与学生学习方面

教师教学信息化水平参差不齐，部分教师对线上虚拟仿真实验操作不熟练，无法及时解答学生疑问[9]。部分教师已经习惯了线下的教学、实验授课方式，对于突如其来的疫情准备不足，教学信息化水平较低，对于虚拟实验出现的操作问题、插件问题、浏览器的兼容性问题无法给予学生及时指导，造成虚拟实验课程体验差，无法达到教学目标。

教学效果差异较大，主要靠学生自主学习[10]。疫情线上教学期间，学生自主性学习的重要性被无限放大。自主性强的学生面对丰富的网络教学资源，在教师的引导下如鱼得水，不但达到了教学目标，知识面也得到了极大的拓展。自主性差的学生，对自己的学习任务完全没有规划，整天浑浑噩噩，与教师和其他同学几乎没有交流，很难达到教学目标。

2 线上实践教育对学生毕业论文质量的影响

2.1 选题内容及质量

植物保护专业本科毕业论文选题大多限定在植物病理学、昆虫学及农药学范围，但受疫情影响，学生的实验时间大大压缩[11]。按防疫政策要求，学生寒暑假不能留校，导致极少学生选择需要养虫、养苗等前期投入时间较多的课题，大多数学生倾向于选择田间、虫草害调查与防治、室内生物测定、病原菌的鉴定等传统课题，创新性不足。

实验时间严重不足，选题时间上安排不够合理。大四上学期的期末才开始毕业实验导师双选及提交开题报告，与学生参加招聘会、研究生初试和公务员考试等存在时间冲突；并且对于很多学习不积极的学生来说，直到大四除了实验课外从未接触过本专业的实验内容，加上疫情影响，很多本应线下进行的实验课程只能在线上虚拟实验平台进行，导致真正开始毕业实验时甚至有的学生连移液枪都不会使用，严重影响了毕业实验进度和结果，最终导致毕业论文质量较差。

2.2 毕业论文规范程度

在大学生毕业设计（论文）管理系统中抽查毕业论文完成情况发现，与往年毕业论文相比确实存在更多的问题。在格式方面，部分学生态度不够端正，完全不按照学校规定的毕业论文格式撰写，论文在仓促中完成，主要表现在字体、行距前后不一致；拉丁文种名不斜体；摘要的英译完全照搬软件翻译；图表排版混乱；滥用参考文献等。在论文内容方面很大一部分学生搞不清毕业论文摘要的撰写方法，在摘要部分长篇大论。分不清研究目的与研究意义，结论与讨论的区别，复制粘贴相同的内容凑字数。

3 线下技能竞赛的实施策略

近年来，国家不断深入推进新农科建设，不断深化创新创业教育改革，引领各类学校人才培养范式深刻变革，形成新的人才培养质量观和质量标准，切实提高学生的创新精神、创业意识和创新创业能力[12]。贯彻《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》文件精神，以赛促教，以赛促学，以学促用，探索人才培养新途径。在学校、学院、班级举办专业技能培训及竞赛，选拔学生参加全国大学生植物保护专业能力大赛、 “互联网+” 大学生创新创业大赛等，进行专业技能培训和教学交流，促进教学和技能 “双师型” 师资队伍建设，提升学生学习兴趣、引导学生夯实基础知识，学以致用，培养学生创新实践能力。

根据植物保护专业5大核心课程（普通病理学、普通昆虫学、农业病理学、农业昆虫学、植物化学保护学）可以将技能竞赛分为4个版块。

①植物病虫害的识别。内容包括基础知识和植物病虫害图片识别。将植物病理学、昆虫学的教学难点融入考查中，寓教于乐，寓教于学，使学生深入理解知识点。

②昆虫标本制作。分别制作直翅目、半翅目、鞘翅目、鳞翅目、膜翅目和蜻蜓目等常见昆虫标本。培养学生的基本操作技能，避免只进行虚拟实验造成的眼高手低，最终提高学生的实践动手能力。

③植保专业本科生学术交流报告。学生制作PPT展示其在校期间的学术研究进展、研究成果或者专业文献读后感，现场开展学术汇报与问答。为学生提供浓厚的科研氛围，开拓学生的科研思路，提高学生的创新能力。

④植保创新创业设计展示。学生制作PPT展示其植保创新创业设计，现场开展创新创业汇报与问答。扩宽学生创新创业思路，在掌握基础知识的前提下，做到举一反三，学以致用，提高学生的创新创业能力。

以上4个模块可以结合线下实验、线上虚拟实验单独或者自由组合进行技能竞赛，也可以通过微信、QQ、腾讯课堂、钉钉等线上工具进行。

4 线下与线上虚拟实验结合的课程改革策略

4.1 改革目标

结合线上虚拟实验平台与线下技能竞赛，充分发挥各自线上与线下优势， “以赛代训、以赛促学” ，建设优良学风，提高学生的学习成绩，培养学生的创新实践能力。

4.2 改革内容

增加实验、实习、技能训练等实践课程课时，兼顾线上与线下教学，为实施理论和实践一体化教学奠定基础。

提倡 “线下+线上” 的教学模式，提高教师的教学信息化水平，充分利用智慧树、中国大学MOOC、微信公众号等平台开阔学生视野，学生通过线上自主学习，线下教师教授理论课程，结合以课程内容作为主题的线下技能竞赛或虚拟实验平台技能竞赛，辅以微信、QQ等即时沟通软件促进学生与教师之间的交流。

结合理论和实践内容，举办线下技能竞赛，要求学生将理论与实践紧密结合，注重培养学生分析问题、解决问题的能力。

理论和实践一体化教学考核方式。课程及竞赛结束后，要求学生对竞赛中所遇到的问题提交竞赛总结，教师问题进行答疑指导。

5 结语

对于大学生而言，创新实践是创新能力培养的关键，构建 “线上虚拟实验平台+线下技能竞赛” 的实践教学模式，能够适应疫情防控常态化下的教学要求，响应 “新农科” 建设，积极组织学生参加技能竞赛活动，培养学生的创新实践能力，为学生毕业后迅速适应岗位需求奠定基础。随着科技的不断进步，线下技能竞赛的模式也会不断多样化。目前 “线上虚拟实验平台+线下技能竞赛” 新教学模式处于蓬勃发展阶段，相信在后续的实践过程中，随着对这一模式的探索、改革、优化，能够更好发挥这一模式的优势，更好地提高学生的创新实践能力，增强学生对未来工作岗位的适应性。