生物化学与分子生物学翻转课堂探索

摘要:生物化学与分子生物学是医学院校学生理论学习与临床实践相结合的重要桥梁。文章针对智慧教学环境下生物化学与分子生物学教学模式进行探讨，在传统教学模式的基础上，将智慧教学融入翻转课堂，通过信息化教学，有效整合课前－课中－课后教学全过程，以实现学生自主学习，激发学生的学习兴趣，增强学生对知识的理解和巩固，提升学生的学习成效。

关键词:生物化学与分子生物学;智慧教学;翻转课堂

1引言

生物化学与分子生物学是用化学、物理学和生物学的原理和方法，研究生物体内物质的化学组成、结构和功能，以及生命活动过程中各种化学变化过程及其与环境之间相互关系的基础生命学科，是医学院校学生学习理论知识与临床实践相结合的重要桥梁［1］。其知识面涵盖较广，理论复杂，需要记忆的知识点较多，且内容抽象，加之理论与临床实践融会贯通难，导致学生对该课程的学习缺乏热情与兴趣、无法完全内化课程知识，严重影响学习效果。故如何将理论知识变得生动有趣易于接受，如何使学生从被动学习转向主动学习，使课堂教学更有效率成为目前教育工作者急需解决的关键问题。然而，传统教学模式似乎已不足以适应日新月异的信息技术变化带来的教育理念和模式的变革。随着“互联网+教育”体系的发展，智慧教学接踵而来。智慧教学是依托互联网+、云计算、大数据等新一代的信息技术，运用交互理论和建构主义理论搭建的网络教学平台。将信息技术充分融入课前、课中、课后教学全过程，以此实现智能教学和高效教学。这种教学模式将学生的动态学习过程记录下来并实时分析反馈，实现师生之间深层互动，帮助学生了解自己的学习进度，以提升学习效果［2］。而信息化的智慧教学为翻转课堂的实施提供了丰富优质的教学资源，建立起以学生为中心的教学模式，将课堂内外的时间重新调整，学生成为学习的“主角”，变被动学习为主动学习［3］。因此，在传统教学模式的基础上，我们试图将智慧教学与翻转课堂有效结合，使信息技术与教学模式深度融合，构建生物化学与分子生物学创新课程体系，以期切实提高教学质量。1智慧教学环境下的教学模式2018年4月13日，教育部印发《教育信息化2．0行动计划》通知，提出智慧教育创新发展行动，其核心意义在于积极推进“互联网+教育”发展，促进信息技术和智能技术深度融入教育全过程，改进教学理念与模式，构建网络化、数字化、智能化、个性化、终身化的教育体系，提升教育水平［4］。因此，利用现代信息技术推进基础医学教育刻不容缓，中国大学慕课、学堂在线、超星学习通等网络教学平台逐步成为教育教学中不可或缺的一部分。笔者所在的学校，已将超星学习通移动教学平台应用于生物化学与分子生物学的教学实践中［5］。其主要优势体现在信息技术充分融入教学过程，在教与学之间建立沟通的桥梁，实现了线上线下的无缝对接。学习通平台提供视频、PPT课件、图片、图书、动画等形式多样的学习资源，方便了教师教学，调动了学生的学习兴趣。信息化技术的灵活运用为课堂上组织签到、抢答、提问、讨论、分组、投票等丰富多彩的教学活动提供了技术支持。充分调动了学生的学习积极性，将学生吸引到课堂中来，实现教师与学生、学生与学生之间的互动交流。课后，教师通过平台布置作业、讨论话题、推送在线测试等，让学生在课后对学习内容理解内化，重点难点充分掌握，使课堂学习得到延伸和扩展。同时，智慧教学使教师借助平台的大数据统计、分析及反馈，实时掌握学生的学习情况，使得精准教学、个性化教学成为可能。

2翻转课堂实现学生自主学习

翻转课堂是对课堂教学组织形式的逆序创新，是对传统课堂教学的颠覆和重构，是对传统教学中师生关系的重新定位，将“先教后学”转变成“先学后教”。这种创新使学生在参与各种教学活动的同时完成知识的内化，极大地改善了学习效果［6］。翻转课堂的教学流程是借助信息技术手段，将微课、慕课、思维导图、课件等学习资源上传到网络教学平台上，学生在课前借助学习资源完成知识的学习，有利于培养学生独立思考与自学的能力。课堂上，教师将大量的时间交给学生，组织学生进行小组讨论、合作探究、角色扮演、案例分析等多种形式课堂活动，引导学生梳理重点，解决难点，帮助学生提高知识的内化效果。课后，教师根据课堂学生讨论及学习情况，将重点难点反馈给学生，供学生自我复习和巩固提高。学生对学习过程进行反思并反馈给教师，促进形成性评价。因此，以学生为中心是翻转课堂的核心理念。教师是培养学生自主学习、思维判断和解决问题能力的引导者，学生则由被动接受信息的听众转变为主动探究知识的主体［7］。翻转课堂实现学生自主学习，使学生真正成为学习的主体。

3融合智慧教学的翻转课堂在生物化学与分子生物学教学中的设计

翻转课堂将教学组织形式从传统的“课堂授课+课后作业”转变成“课前学习+课上探究”的新型教学模式，以学生为主体，变被动为主动［8］。而智慧教学依托信息化技术为翻转课堂提供了海量的学习资源及新颖灵活的学习形式，有效帮助学生在课外自主学习，使学生充分融入教学，满足不同层次学生的需求，这一优势与翻转课堂的本质相一致。因此，融合智慧教学的翻转课堂应用于生物化学与分子生物学的教学中，对提升学生的综合能力、提高教学质量具有重要意义。3．1生物化学与分子生物学智慧教学平台建设。生物化学与分子生物学具有庞大的知识体系，是自然生命科学领域进展最迅速、最具活力的前沿学科。主要从微观分子的角度来探讨生命的本质，研究生物体的分子结构与功能、物质代谢与调节，遗传信息传递等;同时联系临床实践，介绍如何在分子水平认识、诊断和治疗疾病。笔者所在的生物化学与分子生物学教研室搭建涵盖医学院校生物化学与分子生物学理论教学主要内容的智慧教学平台，这对教师的教学能力及综合素质提出了更高的要求。教师团队经过前期网络技术的统一培训、视频课程的录制、参加全国医学院校微课竞赛以及网络资源的搜集学习，不断提升自己，能够较好地适应新的教学模式。教师根据本学科知识体系共设计并录制了83个微课课程，其中包括4个临床专题微课，这些课程均在学习通、爱课程等移动网络平台上线。平台课程设置包括各知识点对应微课视频、文本资料、练习题、自测题、课后讨论等。同时，教师团队制作并整理了丰富多样的配套资源，如生化故事、思维导图、动画、诺贝尔生理学或医学奖、生物化学重点及难点总结等。此外，课程平台还提供课堂笔记、错题集及学习心得记录等学习工具。教师从教学目标以及学生需求出发，借助信息化平台相关功能，构建多维度、多形式的智慧教学环境，为翻转课堂的实施提供更为优质的课前视频资源教学资源。3．2课前学生自主学习。课前，教师根据课程教学大纲、教学目标以及专业特点通过学习通平台通知到班级群，布置学习任务。同时，给学生推送简单的学习提纲，例如掌握糖无氧氧化/有氧氧化的概念及生理意义、熟悉血糖调节激素及其作用机制、了解糖代谢异常所致的疾病等。学生根据自身的学习进度，针对性地开展自主学习。每个知识点之后，教师设计了一些自测题或“闯关”小练习，通过后台数据统计实时查看并掌握学生的学习情况，及时调整课堂教学。学生在课前学习中遇到的问题，可通过学习通平台中班级群聊，或与教师、同学私聊进行在线交流。对于共性问题，教师及时优化课堂教学。学习通平台上包含丰富的学习素材，不拘泥特定的时间和空间的学习形式，不仅使学生具有宽松愉悦的学习体验，而且实现了知识的碎片化和个性化学习。3．3课中教师引导深度学习。课堂上，教师根据学。习通平台记录的学生自主学习的情况以及学生提出的问题，组织分组讨论，以问题为导向的教学法(PBL)或案例教学法(CBL)等课堂学习形式，引导学生合作探究，互动交流，提升学生的参与度和解决问题的能力［9］。例如，通过实施糖尿病酮症酸中毒病案的CBL教学，既巩固强化血糖来源与去路、酮体生成和利用等相应内容的重点和难点，又是对基础知识的延伸和拓展。学生通过分析病案中患者相应的体征或症状，一方面实现了对物质代谢相关基础知识的内化，另一方面，通过探讨糖尿病发病的原因，胰岛素在物质代谢中的作用以及糖尿病的诊断与治疗等问题，基础联系临床，激发学生学习兴趣，使不同层次的学生都有所收获。3．4课后巩固及拓展学习。课后，教师充分利用智慧教学平台的优势，通过平台讨论区或班级群对课堂活动进行评价和反馈。学生对自己课前、课中的学习进行反思总结，开展师生互动、生生互动，使学生巩固和掌握所学知识。此外，教师以讨论话题的形式与学习内容相关的前瞻性知识以及新的科研成果供学生拓展学习。例如，“剧烈运动后肌肉酸痛，同学们认为元凶是谁”“迄今已发现人体中的葡萄糖转运蛋白有哪些，它们具有怎样的生理功能”等。学生通过查阅文献，开阔创新思维，激发创造灵感，在掌握基本知识的基础上更好地了解前沿科学。3．5多元化评价实时反馈教学效果。智慧教学平台的应用贯穿课前－课中－课后教学全过程，实时记录教与学的过程与结果。学习通平台上提供了课前练习题、随堂练习、课堂讨论、课后作业、在线测试、随机测试、学习心得及撰写小综述等多层次的考核方式，结合期末闭卷考试的考核方式，充分调动学生学习的积极性，并及时反馈学生的学习效果、自主学习能力、合作能力以及参与度，促进形成性评价，帮助教师优化教学方案。学生通过调查问卷对教学效果进行评价，促使教师改善教学过程，充实教学资源，改进教学模式，达到教学相长。笔者所在的生物化学与分子生物学教研室将智慧教学融入翻转课堂，已在本校教学中开展四期，并且凝练了自己的课程特色。首先，在课程设计上围绕学生自主学习能力的提升，突出了课堂与课程思政结合、知识性与趣味性结合、线上与线下结合、基础医学与临床问题结合。其次，在课程体系、教学内容及教学方法等方面充分发挥信息技术的优势，使课程结构从单纯书本知识发展为教材与微课、课件、思维导图、动画、故事、歌曲等多种智慧教学资源结合的立体化知识库。教学形态和手段从传统课堂教学发展为翻转课堂结合智慧教学平台布置作业、答疑、讨论、随机考试的多方位、立体化教学。通过学生对线上知识的自主学习促进对线下课堂教学的巩固。教学主体从以教为主转变为以学为主。此外，课程评价模式从单一的终结性评价改革为智慧平台与翻转课堂相结合的多元化评价。我们希望通过智慧教学模式的应用，进一步深入研究和探讨教学模式，促进基础医学教育改革与发展。

作者:王玉瑶 赵虹 常冰梅 张俊涛 翟翔 赵旭华 郭睿 单位:山西医科大学基础医学院生物化学与分子生物学教研室