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生物化学微课程设计与开发

【摘要】现代科学技术的飞速发展对教育领域的影响越来越大,以互联网为载体的微课程(microlecture)已逐渐走进高等教育课堂,在提高学习效率和学习兴趣方面发挥着积极作用。对于“生物化学”来说,将该科目与微课教学紧密结合,更加符合大学生学习的时代特点。针对“生物化学”微课程设计与开发的现状,对其在“生物化学”中的应用提出策略,希望对相关教育工作者提供参考性建议。

【关键词】互联网;生物化学;学习效率;微课教学

近年来,随着信息化时代的到来,教育理念和教学模式发生着翻天覆地的变化,传统的授课方法已不能满足培养复合型多元化人才的要求,微课程作为一种新型教学模式应运而生。目前,以视频为主要载体的微课程已经开始走进大学课堂,其与“生物化学”的结合是大势所趋。如何对微课堂进行设计,使学生更易于接受新知识,提高学习效率是微课教学亟待解决的问题。生物化学主要是在大学阶段对化学物质(尤其是有机大分子)的功能、结构、性能等方面的研究,所涉及的知识体系复杂庞大,内容较为抽象,涉及生物科学、园艺、制药、食品工程等多个方面,对于很多学生来说是学习的难点。同时,由于各种新方法和技术的不断研发,该学科知识更新的速度非常快,并逐渐向“后基因组学时代”迈进。微课程教学以信息技术为依托,凭借其“短、小、精、趣”的特点,逐渐应用于大学生物化学课堂。目前,随着生活节奏的加快,学生的学习方式也发生着变化,碎片化、网络化、高效化的学习方式更加符合时代的要求。微课教学与新时代教学改革的初衷不谋而合,能从根本上弥补传统课堂的缺点与不足,改善教学方式,实现互动式学习,达到资源共享,从而更好地提升学生的学习兴趣和教学质量。

一、“生物化学”教学现状

1.教师教学模式单一,难以激发学生的学习兴趣据了解,在大学生物化学课堂上,大部分教师仍然沿用了传统的“填鸭式”教学法,“一言堂”的现象十分普遍,严重剥夺了学生的学习主体地位,使学生长期处于被动学习的状态,创造性和学习的主观能动性被大大压制了。为了在有限的时间内完成教学任务,教师往往忽视了学生对于知识的吸收程度,只是按照自己的教学计划进行授课。但是很多学生反映,“生物化学”难度较大,不仅内容难懂,而且很多问题在实际生活中难以遇到,使知识点在理解起来更加困难。由于教师一味地进行“灌输式”教学,学生久而久之丧失了对“生物化学”的学习兴趣。2.师生互动比较匮乏,教学气氛沉闷很多教师认为,课堂互动较少是由“生物化学”的学科特点决定的,该学科涉及的问题复杂严肃,而且教学任务比较重,每堂课的课容量都安排得非常满,没有多余的时间进行互动。学生成了被动接受知识的容器,在课堂上除了认真听讲就是快速做笔记,没有独立思考的空间,在这种沉闷的教学气氛下,学生很快就失去了学习兴趣,有的学生甚至开始逃课。

二、微课程的基本特点

微课程也叫知识脉冲(knowledgeburst),这一概念最早由美国新墨西哥州圣胡安学院的DavidPenrose教授提出,是在建构主义理论的基础上发展而来的以在线学习或移动学习为形式的实际教学模式。它在一定程度上能够弥补传统课堂的弊端,激发学生的学习兴趣。下面,从以下几方面对微课程的教学特点进行简要分析。1.以微课视频为主要教学工具微课程与微课是两种不同的概念。微课,顾名思义,是课堂的微小缩影,一般来说,微课大约短短的5~10分钟左右,不是一堂课的若干集合,而是针对某一知识点或者运算公式的微小建构。虽然时间很短,但包括了课程导入、课程建设63重点、难点以及总结等多个环节。而微课程主要是一系列微课视频承载起来并通过合理设计构成的课程体系,是对原有课程的二次开发,将知识点通过小视频的形式展示出来,以达到任务驱动式学习的目的。2.基于班级授课制的信息化授课模式微课程是对翻转课堂的一种借鉴,采用与传统授课模式相融合的方式进行信息化授课。在课前,教师会给学生布置任务,并通过网络平台传送微视频,使学生可以不受时间和空间的限制对课程内容进行预习。在课堂上,教师对教学任务中的重点和难点进行系统讲解,对微课视频中不懂的地方,学生在课堂上可以向教师提问。课后,学生要对课堂知识进行综合整理,并通过习题来巩固所学知识。通过课前的微课预习、课中的疑难解答和课后的巩固练习有机结合,能够形成较为完善的知识体系,便于达到理想的教学效果。

三、“生物化学”

微课程的教学设计“生物化学”微课程教学设计主要包括课程分解、自学学习问题的设置、微课视频的制作、作业与考核等环节。下面,以酶动力学相关知识为例,从以下几个方面对微课程教学设计进行详细阐述。1.教学设计的准备环节首先,要明确教学任务和教学目标。本专题共涉及四个课题:米氏方程、pH值对酶动力的影响、抑制剂对酶动力的影响以及酶动力的测定。那么,教学目标有以下三点:①准确把握酶抑制剂的含义及分类,了解抑制剂的变化会对动力学参数产生怎样的影响;②描述三种可逆抑制剂对动力学参数的影响及其原因;③用所学理论解决实际案例。其次,明确了教学目标之后,就要对课程所涉及的教材、资料、工具进行充分的准备,本课程选用的教材是《生物化学简明教材》(第四版),可能用到的教学方法包括启发式教学法、问题探究法以及案例教学法等。同时,还要明确教学重点和难点,做到知识框架简单清晰、通俗易懂,对于本课题来说,抑制剂与变性剂的差别、动力学参数变化的原因是重点把握的内容,而米氏方程中Vmax、Km的变化本质是教学难点。2.微课程设计的主要思路根据Bloom的认知过程维度分类学原理,以抑制剂对酶动力的影响因素为例,将微课制作分为六个环节,分别为:开门见山、问题导入、概念精析、对比学习、经典例题和课堂小结(详见表1)。在微课程的制作过程中,教师要尽可能地按照以上思路进行设计,并制作10分钟左右的视频将概念与案例进行详细分析。课后,可以通过多种渠道进行交流及疑难问题解答,同时考核的形式也不应仅仅局限在试卷上,而是应采用小组内评、个人自评、组际评价等多种方式并行。此外,抑制剂对动力酶的影响因素中涉及大量的实验环节,内容较为抽象,单纯地通过讲解和观看视频,学生恐怕难以真正掌握有关知识。因此,通过微课程学习后,教师可以安排学生进行实验探究,让学生自行设计实验方案,并通过自己的操作探寻问题的答案并进行总结归纳。在整个微课程教学过程中,教师要起到监督作用,加强学生的自我管控能力。3.微课程应用平台的搭建微课视频的质量关系到整个课程设计的应用,要有计划、有组织地对专题进行微课制作。之前在网络上走红的“可汗学院”就是微课视频教学的典范,它由3500个不同主题的视频构成,通过深入浅出的讲述,支持学生进行个性化学习。同时,微课要不断反思知识点与知识点之间的关系,超越教材的局限性,构成一个系统化的教学体系。微课视频每一段要有重点,不能牵扯太多,否则容易造成思维混乱。以“蛋白质”一章为例,微课视频中可以从氨基酸的基本知识开始,如氨基酸、肽、蛋白质的性能、功能、结构之间的关系,蛋白质的组成要素等。同一章节可分为若干个视频段,以满足不同层次学生的不同需求,如已经熟悉氨基酸知识的学生可以跳过这一段视频,直接从肽的知识学起。使各个视频之间既能互相联系,又相对独立。同时,微课不能以数量取胜,而是要关注质量和整体性,发挥其优势,创立更加人性化的学习方式,使微课程应用平台更好地服务于教学和广大师生。为了使视频更加生动有趣,教师可以在视频中适当加入动画元素,让原本枯燥的化学知识变得活泼灵动起来。视频制作完成后,教师要反复进行观看,查缺补漏,对瑕疵进行修正,力争做到完美。

综上所述,微课程是现代化信息技术与教育相结合的产物,在“生物化学”中的应用能够改变传统的授课模式,使教学不受时空的局限性,大大缩短学生的听课时间,使学习更加便捷化,也更有利于学生个性化学习和自主学习能力的培养,真正做到以学生为中心。在进行微课设计时,教师要有明确的教学目标和详细的教学计划,将重点放在微课视频的制作上,使其既相互联系,又各自独立,以便更好地服务于“生物化学”教学体系。

作者:刘伟才 单位:湖南环境生物职业技术学院园林学院

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