微视频制作及其在植物营养学实验教学中

的应用研究

喻建刚 伏广农 郑少玲 罗健 邓兰生*

（华南农业大学资源环境学院，广东 广州510642）

[摘  要]【目的】 为了进一步提高植物营养学实验的教学效率，使学生掌握更多的专业技能，【方法】通过拍摄实验各个环节的操作细节，剪辑成5~15分钟的语音解释的短视频，通过网络和课堂播放，并配合理论讲解，代替原有的团队教学和随堂示范操作教学模式。【结果】结果表明：新教学模式仅需1名教师可获得更好的教学效果，促进了学生的学习能动性，提高学生的整体专业操作水平。【结论】综合而言，操作细节的视频化有利于提高植物营养学实验的教学效率。

[关键词] 微视频；植物营养学；实验教学；教学效率；学习能动性

[中图分类号]G642；G431   [文献标识码]A       [文章编号]

[收稿日期] 2022- -  （待定空白）                  

[基金项目] 华南农业大学2020年校级教改项目(jg20111);2020年度广东省教学质量与教学改革工程项目（华南农业大学东莞一翔液体肥料有限公司产教融合实践教学基地）（粤教高函【2020】19号）;华南农业大学2019年校级质量工程项目(zlgc19003);华南农业大学资源环境学院本科专业建设2020年度“三个一”质量工程项目。

[作者简介] 喻建刚（1979-），男，湖南安化人，实验师，主要研究方向为植物营养学和新型肥料。

Micro-video Production of Operation Process and Application in Experimental Teaching of Plant Nutrition

YU Jian-gang, FU Guang-nong, ZHENG Shao-ling, LUO Jian, DENG Lan-sheng

(College of Resources and Environment，South China Agricultural University, Guangdong Guangzhou 510642，China)

Abstract:【Objective】To further improve the teaching efficiency of plant nutrition experiment，and make college students to get more professional skills. 【Method】By means of filming on operating details of each part of all experiments, and then to cut into short videos of 5 to 15 minutes with voice interpretation. After that the micro-video was played through Internet and in class, and cooperated with the theoretical explanation at the same time, that was used to instead of the original team teaching and in-hall demonstration operation teaching mode。【Result】Results showed that the new teaching model only needed one teacher to get a better teaching effect, and to promoted the students' learning initiative, to improve the professional operation level of overall students.  【Conclusion】Overall, the video conversion of operational details was conducive to improving the teaching efficiency of plant nutrition experiment.

Keywords: micro-video；plant nutrition；experimental teaching；teaching efficiency；learning initiative

近年来，随着远程和网络教育的发展[1-4]，加之疫情减缓了人员的流动性，对网络直播和线上课程的需求增加[5]，以便于学习者可随时随地开展学习。对于实操课程，视频化操作环节具有更好的应用空间

[6-11]。往往看似简单几句就讲完的操作环节，需要数倍甚至数十倍的时间才能完成操作，其操作细节也较难单纯以理论讲解来讲透，大多时候需要边操作边讲解。在实操指导环节，授课教师不得不数次讲解某一操作环节。若将操作环节视频化，并借助网络平台，学生就可以自行学习和反复观看，也可边观看边操作，从而降低教师的课堂压力。

植物营养学实验课是农业院校的农业资源与环境、资源环境科学专业的专业核心课程植物营养学的组成部分[12-14]，近几年来由于专业和教学大纲的调整，笔者所在单位将植物营养学实验课程开设成一门独立的专业实验课程。本实验课程与植物营养学理论课程相辅相成，是植物营养学原理与应用的重要组成部分，经过多年的发展和经验积累，围绕着植物营养元素的营养作用及元素指标的检测开设缺素培养为核心的综合性实验及相关的检测，是集实验设计与实施、定性数据及定量数据检测和科技论文写作于一体的综合性实验操作课程。由于受课时所限，实验课程主要集中在植物营养学相关指示的检测和专业操作技术能的训练上。为了提高学生的实验操作技能，多年以来已形成了理论讲解加实操指导的上课模式，多名教师实时指导学生开展实验操作。一方面教师们投入大量的时间和精力，另一方面大部分学生的实验操作技能及科研素质提升效果有限。视频化实验课程，一方面可以拓展与实验相关联的内容，另一方面可以规范化实验操作，并且可以实现线上线下课程相结合，以期通过视频教学模式提升实验操作课程的教学效率和提升大学生的专业操作技能。

1 实验过程微视频的制作

1.1 微视频素材的拍摄

植物营养学实验课程的主要教学目的是培训学生掌握营养元素营养作用及元素指标等的测定，其过程主要包括作物的移植与培养，样品的采集、检测样品的制备、指标检测和结果计算等。拓展内容后，增加数据分析、图表制作和论文写作等内容。由于时间的关系，部分实验的试剂配制、器材准备等工作则由相关教师完成。为了让同学们更好地了解整个实验过程，微视频素材至少包括实验准备，实验操作过程，结果计算与分析。实验操作过程包括称样，样品处理，待测液准备，上机检测等。

视频素材拍摄需要1~2台三角架，1~2部相机或高像素手机，还可选择性准备背景布，转盘等，采用远景配合近景拍摄[15]，两部相机交叉45~60度的角度拍摄。实验课程包括理论部分和实操部分，作为线下课程，理论部分可以采用PPT课件真人讲解、录制的课堂真人讲解视频，以及电脑录屏加后期配音等3种方式。真人讲解则无需拍摄；课堂真人讲解视频，理论讲解详细，但对拍摄要求高，要求入镜的讲解教师发音标准，语言规范化，视频时间相对较长；电脑录屏加后期配音，对理论部分进行精简，则要求相关人员投入更多时间进行剪辑和编辑，与实操部分的视频合并后可作为线上教学的素材。操作部分可采用课堂实拍或模拟拍摄。课堂实拍是以学生为主要操作人员，跟踪拍摄整个过程，这种方式需要多次拍摄，更容易收集操作失误或不当的素材，后期剪辑需要投入更多的时间和精力。模拟拍摄以研究生或教师为主，操作过程流畅，一般1~2次即可完成拍摄过程。

以缺素溶液培养实验为例（表1），实验操作部分视频化，需要将实验拆分为相对独立的6个部分进行录制。整个实验过程可分实验装置的准备、育苗、营养液的配制、移栽、管理和数据记录、收获等，对其中的重点和难点作近景拍摄。在原有的教学模式里，由于课时有限，实验装置的准备和育苗由相关的老师提前完成，在课堂上仅作简要的介绍，拍摄成视频后可更加详细的进行讲解。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    

表1 缺素溶液培养实验拍摄内容

Table 1 Filming Content of the culture experiments with element deficiency solution

内容	镜头取景	细节
实验装置的准备	近景	水位线的标记
育苗	远景+近景	催芽和育苗
营养液的配制	远景+近景	称量，直接配制，浓缩液配制
移栽	近景	选苗，移苗
管理和数据记录	远景+近景	水位和pH调控，长势和症状记录
收获	近景+特写	称量，缺素症状

1.2 后期剪辑与制作

根据拍摄的分镜头素材和录屏素材，用电脑或手机通过视频剪辑软件进行剪切和连接，保留每个完整的操作细节，并调整播放速度，一般调速2~5 倍，保存备份基本素材，然后添加字幕和录制语音解说词或利用软件生成语音，添加轻雅背景音乐并调低音量，编辑成完整、连贯的植营实验操作视频短片。

2 微视频在实验教学中的使用及效果

为了提高学生的实验操作技能，笔者所在教学单位开展的植物营养学实验多年以来已形成了理论讲解+实操指导的团队教学模式，每堂实验课跟课老师均为2~3 人，实时指导学生开展实验操作，规范学生的实验操作，回答学生的提问，演示操作细节，以增加师资投入来优化实验教学。即使这样，也仅有一部分同学能达到预期的教学效果。究其原因，学生课前预习较少或没有完全明白预习内容；学生很难在30~60 分钟内的理论讲解时间内完全吃透弄懂操作环节，在操作环节时往往完全按照实验指导而操作，很难把控操作细节；部分同学羞于或不愿向跟课老师提问，加之实操训练时长不足，大部分学生的实验操作技能及相关的基本科研素质提升效果有限。为了强化植物营养学实验课在提升相关专业大学生的科研素质中的作用，近年来笔者所在教学团队一直在探索新的教学方式和模式。如建立了模块化实验评分标准与课堂报告讲解相结的教学方法，将实验报告细节化分项计分，强调实验过程操作细节在结果计算和分析中的体现；引进容错机制，允许一部分操作失误的同学课后在教师的非现场指导下独立进行实验复重性操作；对后期数据计算和处理有误的实验报告，实行报告返写制度等。这些对提升教学效果都有一定的积极作用，但对教师本身提出了更多的要求、需要付出更多的时间和精力，教学效率的提升很难达到预期效果。

不同于理论教学，实验实践教学更注重学生动手操作的能力，视频教学更有利于学生快速掌握操作细节，减少实验教师在课堂上随堂讲解和实操示范的压力。从表2可知，与以往的团队教学模式，以1 人为主讲授课教师，讲解理论部分和实验操作部分，一般需要30~60 分钟，然后在操作环节增加1~2名老师随堂应对学生的现场提问、规范学生的操作和示范操作细节等，但学生们所提问题的重复率较高，即使在理论讲解时已经明确强调的细节，依然有部分学生没有完全理解。也就是说，在操作环节多名教师在进行重复性教学活动，故将操作环视频化在细节教学方面具有十分积极的意义。

实验课程不同于理论课程，其包含理论部分和实操部分。作为课堂教学模式，视频教学模式可将实验课程的理论部分和实操部分区分对待，将理论部分选择性视频化，为了比较不同的视频教学模式的教学效果，理论部分采用不同的教学方式，分别为PPT课件讲解、课堂实录视频以及录屏加配音等3种方式，实操部分均采用视频教学方式。从师资投入来看（表2），采用视频教学模式，仅1 名教师就可以完成整个实验教学过程，而且授课时间大幅度缩减，操作环节视频化后可压缩至约10 分钟，真人讲解理论部分需要15~30分钟时间，无论是采用真人讲解还是课堂实录，整个授课时间为20~40 分钟，这两种模式约可缩减1/3的授课时间。若理论部分采用电脑录屏加上后期配音的模式，采用简洁的语言介绍理论部分，减少了真人讲解过程中一些重复性的讲述，授课时间进一步缩减至5~15分钟，但这要求学生本身具有更为扎实的专业理论知识，否则仅凭视频来开展实验具有较大的难度。

有别于理论课程，实验操作课程的课前预习若仅依靠实验指导，难以达到预期的效果，加之能够主动预习的学生并不多（表2），据调查了解，学生一方面认为字面内容简单不需要预习，另一方面觉得即使预习了相关内容也是似懂非懂。实验课程视频则更有利于加强学生的课前预习，将文字说明转换成包含操作细节的实验教学视频并可提前上传至网络视频平台，分享链接给学生们提前预习。从播放的数据来看，有一半以上的同学预习了相关内容，视频的内容和时长也影响学生预习的意愿，实验教学视频的播放时间为5~10 分钟，内容更为精炼，学生就更愿意花时间去观看和学习。当视频内容包含理论部分和实验操作环节时，有一定操作基础的同学，参照视频步骤可无需教师指导完全自主完成整个实验操作，这特别有利于学生参与多种科研和创新的实践活动。

表2不同教学模式的利弊分析

Table 2 Advantage and disadvantage analysis of different teaching modes

模式	理论部分	实操部分	师资	授课时间	课前	课中	课后
团队模式	PPT讲解	PPT讲解	2~3人	30~60 分钟	极少预习；预习效果不佳	提问率高；操作失误较多；需多次演示操作	易犯规范性错误和计算性错误
视频模式	PPT讲解	视频	1 人	20~40 分钟	预习人数适中；预习效果适中	提问率适中；操作失误较少；仅需少量演示操作；	实验报告性重现错误较少，良好和优率提高
	课堂实录视频	视频	1 人	20~40 分钟	预习人数适中；预习效果适中	提问率适中；操作失误较少；仅需少量演示操作；部分同学可凭视频独立完成实验	实验报告性重现失误较少，良好和优率提高
	录屏+配音	视频	1 人	5~15 分钟	较多预习；预习效果较好	提问率较少；操作失误较少；需少量或不需演示操作；部分同学可凭视频独立完成实验	实验报告性重现失误较少，良好和优率提高

课堂上结合视频播放，授课老师适当对操作难点重点加强说明。同学们在实验操作过程中，可反复观看视频，按照实验规范性要求进行操作，这样一来，学生们的提问数量和频率较以往明显的降低，教师现场操作演示不再不可或缺，少部分同学甚至可以在非课堂时间内独立地完成实验操作，减少了教师随堂讲解和实操示范的压力，同时，实验操作的视频内容扩展为包括前期准备的实验过程，有利于增加学生的实验知识，提高学习主动性。

课后，要求学生完成实验报告，报告内容包含原始数据的记录、完整的计算过程、空白值的扣除、平均值和偏差的计算，以及实验结果的分析与应用。以往的报告中较多出现规范性错误和计算性错误，而这些数据处理与分析的内容视频化后上传至网络平台，学生课后需要时随时可以加强学习，从而减少了实验报告中的失误，提升了实验报告的质量。

综合而言，视频教学更有利于学生顺利开展实验，减少实验教师在课堂上随堂讲解和实操示范的压力，也降低了学生操作失误率，提高了实验操作效率，而且视频材料还能作为培训材料对新进实验室教师及教辅人员进行培训，使其快速熟悉实验教学内容，顺利开展工作。

3 结语

近年来，随着实验教学内容的不断更新和发展，对教学技术和手段也提出更高的要求。在有限地教学时间内，如何更好教授学生更多的实验技术知识，这要求实验教师寻求更高效率的教学技术和方法[12-14,16]。通过在实验课堂上的观看实验操作视频以及在网络平台上分享，使学生更为直观地学习，是提高实验教学效率的一种尝试和改进。这种教学模式实施以来，大学生的实验实操能力和数据检测准确度均有较明显的提高，以班集为单位的整体操作水平明显得到提升。原来的团队教学模式转变化单个教师教学，同时学生的操作更为规范，减缓了教师的教学压力。实验操作视频不仅包括操作环节的内容，还包括实验准备、仪器操作、数据计算与分析、综合实验报告等多方面内容，这些扩展内容完全由学生自行学习，无须增加课堂时间，从而加强学生对实验内容的系统性学习。实验教学视频由教师独立完成制作，掌握了完整的素材和视频制作方法，能及时补充、更新和替换实验视频内容，从而同步实验教学内容的更新和发展，可实现更为高效的实验教学效果。

参考文献

[1]傅洪勋，包世泰，吕环宇. 远程教育助推农业科技信息服务[J]. 华南农业大学学报(社会科学版). 2009, 8(1): 150-153.

[2]陈志林，张冠皇，裴苑娇，等. 本科高校化学实验教学存在的问题及改革方法[J]. 化工设计通讯. 2021, 47(12): 127-128.

[3]单冉东，刘艳，李光跃. 《高校生物学专业类实验教学建议性规范》分析与评述[J]. 高校生物学教学研究(电子版). 2021, 11(6): 56-61.

[4]肖旺钏，赵炎，李增富，等. 大学基础化学实验教学改革实践研究[J]. 广东化工. 2021, 48(24): 181-182.

[5]张宏伟，王海星，郭建锋，等.基于腾讯课堂和虚拟仿真技术的嵌入式系统线上教学[J].实验技术与管理，2020, 37(12):170-174.

[6]高静，徐天赋. 翻转课堂在基础物理专业实验教学中的应用研究[J]. 大学物理实验. 2021, 34(1): 135-138.

[7]吕智慧，党力. “微视频”在无机化学实验教学中的应用探索[J]. 广东化工. 2021, 48(12): 217-249.

[8]李娇，金谷，姚奇志，等. 教育现代化背景下分析化学实验课程的信息化建设[J]. 实验室研究与探索. 2021, 40(5): 158-162.

[9]刘丹，李以名. 基于微视频的化工原理实验教学模式的探索与实践[J]. 广州化工. 2020, 48(24): 225-227.

[10]贾彩凤，张美玲，姜雪. 微视频资源在微生物学实验教学中的应用[J]. 微生物学通报. 2021,48(11): 4444-4449.

[11]贾莉，马艳子，马锴果，等. 普通化学实验课程基本操作微视频的制作与应用[J]. 化学教育(中英文). 2021, 42(14): 59-63.

[12]丁广大，郭心雨，王昭，等. 农业资源与环境专业学科前沿教育的探索与实践— —以“农业资源与环境研究前沿”课程为例[J]. 高等农业教育. 2021，10(5): 46-49.

[13]刘震，张丽梅，赵竹青. 农业资源与环境实验教学示范中心建设实践[J]. 实验技术与管理. 2010, 27(8): 128-131.

[14]朱美英，张频，魏雪娇，等. 农业资源与环境专业实验教学改革的思考[J]. 实验技术与管理. 2010, 27(9): 146-148.

[15]王重富. 摄像技艺在微视频课程中的应用研究[J]. 信息与电脑(理论版). 2021, 33(16): 232-234.

[16]李文涛，卢艺. 高校实验教学质量保障和改进机制的探索与实践— —以南京工业大学为例[J]. 化工高等教育. 2021, 38(3): 86-92.