手印学课程教学中开展实验混合式教学的创新探讨

卜芃

手印学传统课程实验教学存在着与实际应用脱节、创新受限、实验标准化、缺乏反馈、设备有限等问题，限制了学生的学习动力、探究能力和个性化发展。而手印学课程实验混合式教学借助信息技术融合面对面与在线教育，可以实现促进学生的个性化学习、增强学习深度广度、探究创新提升、学习便利性和实时反馈互动等。设计多元化的在线学习资源和开放性的实验任务与项目、建立在线互动平台、组织实时的在线实验演示和讨论，以及定期评估和调整教学策略，是课程教学中开展实验混合式教学的创新策略。

1 手印学课程传统实验教学中存在的问题

1.1 缺乏实际应用背景

手印学课程传统实验教学常常只关注实验的基本步骤和理论验证，而忽略了整个实验在公安技术工作中的价值。这导致学生难以将所学知识与公安实际应用相联系，进而失去了学习的动力。当学生无法看到所学概念与公安实际问题的关联时，往往会降低他们的兴趣和学习动力。

1.2 缺乏探究与创新

手印学课程传统实验教学往往强调指导性，教师在现场演示实验后，要求学生按照特定步骤进行操作，从而限制了他们的探究精神和创新能力的发展。学生被动地接受实验的设计，无法提出自己的疑问、构建假设并进行实验验证。这限制了学生在科学探究中角色的转变，阻碍了其批判性思维和问题解决能力的培养。

1.3 标准化和一刀切

手印学课程传统实验教学通常采用标准化的实验方案，要求所有学生按照相同的步骤进行操作。这种做法虽然可以确保实验的一致性和安全性，但却无法满足学生的个体差异和创造性需求。有些学生可能已经具备一定实践经验，他们可能对实验设计和操作有更好的理解，但却受限于固定的方案，这种情况可能会削弱学生的积极性和创造力。

1.4 仪器设备有限

以湖南警察学院为例，刑事科学技术系实验室条件有限，在完成超景深显微镜观察痕迹时，由于人数众多，学生可能无法看清步骤，更无法实现人人都能动手操作。有时，学生只能在旁进行观看，无法深入理解实验原理和过程。例如，超宽光谱摄录系统对各类客体上的指纹、掌印进行大范围搜索及高清摄录，但实验室只有5台仪器，每次实验只能由5人完成，其他学生无法真正体验到这台仪器设备极高的灵敏度和超强的微弱痕迹发现能力。

1.5 缺乏及时反馈和互动

在手印学课程传统实验教学中，学生通常需要等待实验报告的批改才能获得反馈，这导致学生无法及时纠正错误和改进。同时，学生之间的交流和互动也受到限制，无法促进深入的学术讨论和合作，这可能会阻碍学生的合作能力培养和思想交流。

2 手印学课程教学中开展实验混合式教学的优势

在当今信息技术飞速发展的时代，教育领域也在不断进行创新探索。实验混合式教学作为一种融合传统教学和现代技术手段的教育模式，逐渐受到教育界的关注和推崇。它将传统的面对面教学与在线教育相结合，为学生提供更加丰富和灵活的学习体验。

2.1 有助于学生的个性化学习

传统实验教学往往按照固定的步骤和时间进行，无法满足不同学生的学习差异。而实验混合式教学则打破了这种限制，能够为学生提供更加个性化的学习体验。通过在线教育平台，学生可以在自己的节奏下预习实验内容，他们可以根据自身的學习速度和理解程度反复阅读、思考，直到真正掌握。这有助于消除学生因跟不上课程进度而产生的焦虑和压力，培养他们更深入的理解能力。在手印学课程实验课堂上，混合式教学更加注重实验操作和探究过程。学生通过学习通app在线预习已经了解实验的基本流程和理论知识，因此可以将更多时间用于实际操作，这使实验课堂更具互动性，教师在演示实验时可以引导学生深入思考、提出问题，并引导他们从实验现象中找到科学原理的联系。且实验混合式教学在学习通上可以提供更多的公安实验案例和现场资料，供学生进一步了解本次实验的目的。学生则可以根据自己的兴趣和能力跟实验室预约开放性实验项目，为参加“挑战杯”和“互联网＋”比赛提供思路。这种自主学习，可以帮助学生发现问题和解决问题，培养他们的创新能力，学生也可以根据自身的兴趣，选择开展更具挑战性的实验，从而更好地满足自身的求知欲望。

2.2 增强实验的深度和广度

手印学课程实验混合式教学对增强实验的深度和广度具有显著效果。传统实验教学受制于实验室设备和时间，无法覆盖所有实验项目，或者只能进行简化版的实验。实验混合式教学则可以通过虚拟仿真系统进行模拟实验，扩展实验的内容。比如，通过虚拟仿真模拟实验，学生可以在虚拟环境中进行血指纹现场勘查和显现、胶带上指纹的显现、物理显影液的制备和适用范围、油脂指纹的显现等，模拟实验结果和现象。虚拟仿真实验让学生有了更多机会了解那些难以在传统实验中进行的实验内容，既保障了学生的人身安全，又拓展了他们的实验视野。此外，虚拟仿真实验等实验混合式教学还可以为学生提供更多的公安实际案例和资料，帮助他们了解不同客体和环境下选择何种实验方法，这有助于激发学生对科学的兴趣和热情，培养他们的跨学科视野。

2.3 提升学生探究精神和创新精神

手印学课程传统实验教学注重教师操作的指导性，而实验混合式教学强调学生的主动探究和创新能力的培养。通过学习通、微信等在线平台，学生可以自主提出问题、设计实验方案，跟实验室预约实验进行验证。这种自主性的学习过程能够培养学生的批判性思维和科学方法。学生需要思考如何将实验与理论知识相结合，从而验证自己的假设，这能够培养学生在解决问题时的逻辑思维和实验设计能力，从而为他们日后成为公安技术高端人才打下坚实的基础。实验混合式教学还鼓励学生在实验课堂上分享彼此的实验设计和结果，这种合作与交流的氛围能够促进思想的碰撞，学生可以从其他同学的想法中获得灵感和启发，这有助于激发学生的创新潜力，培养他们跨学科的思维方式。学生不仅仅是实验的执行者，更是问题的思考者和解决者，如此才能提升他们的创新能力。

2.4 为学生提供更多的灵活性和便利性

手印学课程传统实验教学往往需要学生按照固定的时间和地点参与课堂，这可能对一些学生造成不便。实验混合式教学则通过在线平台打破了时间和地点的限制，能够为学生提供更大的灵活性。学生可以在任何时间、任何地点通过学习通学习实验内容，根据自己的日程安排，选择合适时间来实验室完成，这能够让外出执勤或请假的学生能按时完成实验，跟上其他同学的进度，实验混合式教学能够提供更平等的学习机会，促进教育的包容性。

2.5 可以实时反馈和互动

在手印学课程传统实验教学中，学生通常需要等待传统纸质实验报告批改才能得到反馈，而在实验混合式教学中，学生可以通过学习通看到自己的实验报告，获得更加及时和个性化的反馈，从而更好地指导他们的学习。通过学习通，学生也可以在实验过程中随时向教师和同学请教问题。如果学生在操作过程中遇到困难或不理解的地方，他们可以立即提问并获得解答。这种实时的交流能够帮助学生及时纠正错误，避免问题累积，从而提高实验的质量。同时，教师可以根据学生的问题和表现，提供个性化的指导和建议，以便更好地满足学生的学习需求。除了与教师互动，学生之间的互动也是实验混合式教学的重要组成部分。学生可以分享自己的实验心得、经验和发现，促进深入学习和思想交流，这种合作与分享的氛围有助于学生更好地理解实验原理和现象，从不同角度思考问题，拓展他们的思维。

3 课程教学中开展实验混合式教学的策略

3.1 设计多元化的在线学习资源

为了实现手印学课程实验混合式教学的有效融合，教师可以利用学习通平台设计线上实验报告和多元化的在线学习资源，学生在网上递交实验报告，减少纸质实验报告，在传统实验教学的基础上，引入更灵活、个性化的教学模式。这种方法能够满足不同学生的学习需求，提高学习的效果和互动性。

教学视频作为一种重要的在线学习资源，具有直观性和可重复性的优势，可以在很大程度上弥补传统实验教学中实验过程的时间和空间限制。手印学课程组就利用摄像设备录制了所有实验项目的操作流程，详细演示实验步骤、注意事项和讲解操作技巧。这种实验教学视频不仅能为学生提供可视化的实验指导，还可以在需要时反复观看，帮助学生更好地理解和掌握实验操作的要领。

虚拟仿真平台的运用也为学生提供了在虚拟环境中进行实验的机会。这种方式特别适用于在传统实验中难以实现的复杂或危险实验。教师选用高质量的经典模拟场景，让学生在虚拟实验室中进行操作，观察实验现象并得到实验数据。通过模拟实验软件，学生不仅能更加深入地理解实验原理，也可以在实验操作过程中进行自主探究，培养批判性思维和实验设计能力。

教师还可以设计精心编排的实验课件，呈现实验的理论知识、实验原理、背景信息等内容。课件可以以多媒体的形式，结合图文、动画、示意图等，生动地向学生阐述实验的内容，这不仅有助于学生更好地理解实验的理论基础，还可以为他们的实验设计和分析提供支持。当然，课件也可以作为学生学习的参考资料，供学生反复观看和查阅。

在线实际案例在实验混合式教学中同样具有重要作用。教师可以选用相关的脱密处理的真实案件和案件分析等材料，供学生参与案件的模拟侦查和模拟现勘。这些案例可以帮助学生更好地理解實验的目的和应用领域，从而更好地把握实验的意义和价值。在线案例资料还可以还原现场，引导学生进行现场分析，培养他们的综合能力和问题解决能力。

3.2 设计开放性的实验任务和项目

实验混合式教学作为一种创新的教学模式，强调学生的主动学习和探究能力，通过引入开放性的实验任务和项目，可以为学生提供更广阔的学习空间和探索机会。在这一策略中，教师充当引导者和促进者的角色，通过精心设计的实验任务，激发学生的学习兴趣，培养其批判性思维、创新能力和问题解决能力。

开放性的实验任务和项目设计体现了教育目标向培养学生综合素质和能力的转变。教师可以选择与课程内容相关的公安实际案例，要求学生运用所学知识和技能提出问题，设计解决方案，并进行实验验证。这种任务要求学生不仅仅是知识的接受者，更是问题的探究者和解决者，从而培养他们的独立思考和创新能力。

在设计开放性实验任务时，教师可以考虑以下几个方面。第一，任务的设置应当具有一定的挑战性和启发性。任务既不能过于简单，也不能过于复杂，要能激发学生的求知欲望和兴趣。例如，在油脂指纹显现的实验项目课，教师可以提出一个实际场景，比如通过厨房翻窗入室盗窃现场，如何进行指纹显现和提取，让学生从实际出发进行探究。第二，任务要具有一定的开放性。比如在案发现场发现了明显的手套印痕，是否还需要寻找手印或手套印，同样的问题，不同学生也可能有不同的解决思路和方案。教师可以鼓励学生从多个角度思考问题，提供多样化的解决方案。这样可以培养学生的创新能力，让他们在解决问题时能够灵活运用知识和技能。第三，任务的实施过程需要给予学生一定的自主性。学生如果有合适的实验项目，也可以作为开放式实验任务，在问题提出、实验设计和结果分析过程中，应该有一定的自由度，教师可以提供必要的指导和支持，但不宜过多干预学生的思考和决策。第四，任务的完成需要有明确的评估标准和方式。教师可以制定明确的评分标准，包括问题的提出是否具有创意、实验设计是否合理、现场分析是否严谨等。这有助于学生更好地理解任务的要求，提高任务的完成质量。

通过开放性的实验任务和项目，学生可以在实践中学习，通过实际操作和探索，将理论知识转化为实际技能。这种学习方式能够培养学生的批判性思维。在解决问题的过程中，学生需要分析问题、比较不同方案的优劣，最终形成自己的观点并进行合理的论证。学生在自主探究的过程中，有机会提出新颖的想法，设计独特的实验方案，甚至可能发现一些新的现象，这种创新精神对培养未来创造性思维的人才至关重要。

3.3 建立在线互动平台

在实验混合式教学中，建立在线互动平台是促进实时反馈和学生之间互动的重要策略。以湖南警察学院为例，我院手印学课程采用的是学习通在线平台，该平台有效地弥补传统实验课堂中师生互动的不足，提供更多的交流机会，帮助学生更好地理解实验内容，解决问题，并促进思想碰撞和合作。在这个过程中，教师充当引导者、答疑者和交流的媒介，为学生提供支持和指导。

学习通可以讨论、聊天、发布作业、共享案例教案课件、分享视频和参考文献、发通知、在线考试，还能统计参与人和任务完成情况。学生可以在实验过程中随时向教师和同学请教问题，分享他们的实验心得和经验，这种及时的交流机制不仅有助于解决学生在实验过程中遇到的困难，还可以促进学生之间的相互学习和合作。通过学习通平台，学生可以在这看到自己实验报告的批改情况，能从不同角度获得教师或同学的问题解答，不仅能拓展他们的思维，还能提高问题解决的效率和质量。

为了进一步促进实时互动，教师可以定期在互动平台上设立答疑时间。在这个时间段内，教师专门回答学生提出的问题，并进行实时的交流和讨论。这种策略不仅为学生提供了解疑释惑的机会，也能让教师更好地了解学生的学习情况和需求。同时，这也是教师对学生学习过程进行监控和指导的有效方式，以确保学生在学习过程中不会迷失方向。

实时互动机制的建立还能促进思想碰撞和合作。学生可以在互动平台上分享实验心得、经验和发现，与同学交流并获得反馈。这种合作氛围可以激发学生的创新思维，帮助他们寻找发现问题及解决问题的不同方法。学生之间的互动还可以培养他们的合作能力和团队精神，从而为日后的职业发展做好准备。

3.4 组织实时的在线实验演示和讨论

虽然虚拟仿真实验在教学中发挥着重要作用，但实际的实验操作仍然不可或缺，因为它能够让学生亲身参与，深入体验科学现象，培养实验技能和科学思维。为了更好地将虚拟实验与实际实验操作相结合，教师可以通过组织实时的在线实验演示和讨论，为学生提供更深入的学习机会和实验体验。

在线实验演示是一种通过视频直播等方式，将实际实验操作过程实时呈现给学生的教学活动。手印学课程在疫情期间就通过这种方式完成了手印的捺印、手印的系统划分、手印的命名、细节特征的标示等实验内容，学生可以在网上近距离观察教师实验的操作步骤，掌握实验操作的要领。教师可以逐步演示实验的各个环节，让学生清晰地认识实验的流程和內容。在演示过程中，教师可以结合理论知识，解释实验现象，让学生在家也能完成实验项目，学生开发出更多的实验小技巧，比如用化妆用的粉饼和粉刷完成汗潜手印的显现。在实验演示过程中，教师还可以鼓励学生提问和参与讨论，学生可以模拟教师的实验，随时就实验中的疑惑、问题进行提问，教师则可以实时解答，帮助学生消除困惑。这种实时的互动有助于激发学生的学习兴趣，促进他们更深入地参与到实验中。

这种在线实验演示和讨论，一是可以帮助学生更好地掌握实验技能。学生可以在实时演示中观察教师的实验操作技巧。这种技能的传授对学生之后的实际实验操作具有重要的指导作用，能够提高实验的成功率和准确性。二是可以为学生提供实验的参考模板。学生可以通过观察教师的操作步骤和流程，了解实验的内容，这有助于学生在实验中更加自信地进行操作，减少迷失和不确定感。三是可以帮助教师实时收集学生的反馈，了解他们在实验过程中的问题和困难。这有助于教师根据学生的需求调整教学策略，提供更具针对性的指导和支持，以确保学生在实验中取得良好的学习效果。

3.5 定期评估和调整教学策略

手印学课程实验混合式教学作为一种新兴的教学模式，强调学生的主动学习和互动参与，因此其效果的评估及持续的改进至关重要。教师在实施实验混合式教学的过程中，需要定期评估教学效果，并根据学生的反馈和学习表现进行必要地调整。这种持续的评估和改进，可以使教学更加适应学生的需求，从而提升学生的学习体验和学习成效。

首先，教师可以通过学生的反馈了解实验混合式教学的效果。学生是教学活动的直接参与者，他们的意见和体验对教学的改进具有重要的参考价值。教师可以通过问卷调查、小组讨论、个别交流等方式，征求学生对实验混合式教学的看法和建议。学生可以提供虚拟仿真实验室的使用体验、实验操作的难易程度、学习通平台的效果等方面的反馈。这些反馈可以帮助教师了解学生的感受和需求，及时发现问题并进行改进。

其次，教师可以根据学生的学习表现评估实验混合式教学的效果。学生在课程中的学习成绩、实验报告、课堂互动等都可以作为评估的依据。通过分析学生的学习情况，教师可以判断教学是否达到预期目标，哪些方面取得了良好的效果，哪些方面还需要改进。例如，如果学生在某个实验环节的表现较差，教师可以针对该环节的教学内容、实验设计等进行调整，提高学生的学习效果。

再次，教师可以通过定期的评估测试，全面地了解学生的掌握情况。通过分析测试结果，教师可以判断学生对理论知识和实验操作的掌握程度，从而及时调整后续的教学内容和重点。这种形式的评估可以帮助教师更有针对性地进行教学，提高学生的学习效果。

最后，教师还可以结合评估结果，调整实验混合式教学的策略和方法。如果发现学生在某个环节普遍存在困难，教师可以加强相应的在线资源或实时互动环节，为学生提供更多的支持和指导。如果学生在某些方面表现出较高的兴趣和水平，教师则可以进一步拓展相关内容，促进学生的深入学习和研究。

4 结语

手印学课程实验混合式教学为教育带来了新的可能性，传统教育与技术创新的结合将塑造更灵活、个性化的学习环境，激发学生的学习兴趣和创新潜力，促进学生全面素质的培养，从而为教育的不断创新探索提供有益借鉴。需要注意的是，线上线下混合式教学实施过程中仍需克服技术、管理等挑战，不断评估和改进策略以确保教学质量，从而更好地培养适应未来社会需求的公安专业学生，进一步推动公安教育事业的前进。

本文系湖南省普通高等学校教学改革研究项目“以混合式教学改革服务《手印学》课程思政建设的路径探索与实践”研究成果，课题编号：HNJG-2021-1155。