基于微信與微課的翻轉(zhuǎn)課堂的環(huán)境毒理學(xué)毒性作用及其影響因素的研究與探討*

石珂　　宋玉珍　　李永峰（東北林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040）

基于微信與微課的翻轉(zhuǎn)課堂的環(huán)境毒理學(xué)毒性作用及其影響因素的研究與探討*

石珂宋玉珍李永峰*
（東北林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040）

“翻轉(zhuǎn)課堂”利用的是當(dāng)代先進(jìn)的科學(xué)信息技術(shù)來實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化的，這種教學(xué)方式充分發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)信息傳遞的靈活性，使面對(duì)面教學(xué)成為可能。當(dāng)今環(huán)境污染日益嚴(yán)重，生態(tài)平衡遭到破壞，從而刺激了環(huán)境毒理學(xué)的研究與發(fā)展。而基于微信微課的翻轉(zhuǎn)課堂則為環(huán)境毒理學(xué)的學(xué)習(xí)提供了便捷的通道，根據(jù)環(huán)境毒理學(xué)和翻轉(zhuǎn)課堂各自的特點(diǎn)進(jìn)行分析并設(shè)計(jì)了基于翻轉(zhuǎn)課堂的環(huán)境毒理學(xué)的教與學(xué)。

微信；微課；翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)方式；環(huán)境毒理學(xué)；毒性；影響因素

一、微信·微課·翻轉(zhuǎn)課堂

微信（WeChat）是騰訊公司2011年推出的一款能夠提供即時(shí)通訊服務(wù)的免費(fèi)應(yīng)用軟件，不僅能支持智能終端通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送文字、圖片、音頻、視頻等，而且支持跨通信運(yùn)營(yíng)商、跨操作系統(tǒng)平臺(tái)，使用界面簡(jiǎn)潔、智能、靈活，費(fèi)用低。截至2014 年6月，微信總用戶量達(dá)6億。微信提供給用戶建立公眾號(hào)的功能，包括用戶發(fā)布信息、共享資源、推送消息等服務(wù)。因此，微信能夠?yàn)槎纠韺W(xué)的教學(xué)與研究提供一個(gè)方便的信息交互平臺(tái)，讓廣大師生能夠更加方便的進(jìn)行毒理學(xué)的研究學(xué)習(xí)。

微課是由美國(guó)教學(xué)設(shè)計(jì)師David Penrose于2008年首創(chuàng)，并成功運(yùn)用到翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過程中?！拔⒄n”是指以視頻為主要載體，記錄教師在課堂內(nèi)外教育教學(xué)過程中圍繞某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)而開展的精彩教與學(xué)活動(dòng)全過程。其包括主要部分即教學(xué)視頻，以及相關(guān)的教學(xué)設(shè)計(jì)、課件、習(xí)題等供學(xué)生自主學(xué)習(xí)的教學(xué)資源。這些教學(xué)資源以一定的組織關(guān)系，通過一定的呈現(xiàn)方式，構(gòu)建成一個(gè)學(xué)習(xí)主題的單元資源包。微課與傳統(tǒng)的單一形式的教學(xué)資源不同，它是順應(yīng)科技發(fā)展起來的更利于學(xué)生學(xué)習(xí)和內(nèi)化的新型教學(xué)資源。［1］而將微課這種新型教學(xué)方式運(yùn)用到環(huán)境毒理學(xué)的研究學(xué)習(xí)中，不僅能調(diào)動(dòng)師生的研究熱情，還能更加方便快捷的讓學(xué)者輕松地領(lǐng)悟和掌握毒理學(xué)的要領(lǐng)，使之能夠輕松愉悅的進(jìn)行學(xué)習(xí)研究。

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom）也稱反轉(zhuǎn)課堂、顛倒課堂，最先出現(xiàn)在美國(guó)科羅拉多州落基山的“林地公園”高中。2007年，化學(xué)教師Jonathan Bergmann和Aaron Sams為了給學(xué)生補(bǔ)課，用錄屏軟件錄制講課視頻并傳至網(wǎng)上，讓學(xué)生在課外觀看，在課堂上完成作業(yè)并由教師解難答疑。這就是最初的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式。概括地說，翻轉(zhuǎn)課堂重新安排了課堂內(nèi)外的活動(dòng)，將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)真正交給了學(xué)生。學(xué)生能夠在課前自主地學(xué)習(xí)教學(xué)視頻中的教學(xué)內(nèi)容，完成了在課堂外的教學(xué)任務(wù)，課內(nèi)則由教師組織同學(xué)參加學(xué)習(xí)活動(dòng)來增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握。這種教學(xué)模式在師生間受到廣泛的好評(píng)。［2］

環(huán)境毒理學(xué)（Environmental Toxicology）的研究對(duì)象是以對(duì)各種生物特別是對(duì)人體產(chǎn)生危害的各種環(huán)境污染物，包括物理性污染物，化學(xué)性污染物以及生物性污染物，其中以環(huán)境化學(xué)性污染物為主要研究對(duì)象。這些化學(xué)性污染物是由人類的生產(chǎn)和生活活動(dòng)所產(chǎn)生的，人為地進(jìn)入環(huán)境的化學(xué)物質(zhì)。環(huán)境毒理學(xué)的主要任務(wù)是：研究環(huán)境污染物對(duì)人體健康的損害作用及其計(jì)量-反應(yīng)關(guān)系，進(jìn)行毒性和安全性的評(píng)價(jià)；探索、闡明環(huán)境污染物對(duì)人體健康損害的早期檢測(cè)指標(biāo)和生物標(biāo)記物；現(xiàn)代毒理學(xué)還研究環(huán)境污染物對(duì)其他生物個(gè)體、種群及生態(tài)系統(tǒng)等不同生命形式和層次的危害，研究其損害作用及其機(jī)理、早起損害指標(biāo)及防止理論和措施。環(huán)境毒理學(xué)研究的最終任務(wù)是保護(hù)包括人類在內(nèi)的各種生物的生存和持續(xù)健康的發(fā)展。而文章將以基于微信微課的翻轉(zhuǎn)課堂為基礎(chǔ)進(jìn)行研究環(huán)境毒理學(xué)的教學(xué)與方式研究。［3］

二、環(huán)境毒理學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)

*基金項(xiàng)目:東北林業(yè)大學(xué)教育教學(xué)研究項(xiàng)目（DGY2014-01）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金（No.2572014AB09）。

作者簡(jiǎn)介：石珂（1991-），男，新疆烏魯木齊市人，本科生，主要從事環(huán)境科學(xué)的科研工作。

*通訊作者：李永峰（1961-），男，黑龍江哈爾濱人，東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，教授，博士，主要從事環(huán)境科學(xué)與工程的教學(xué)與科研工作。

（一）環(huán)境毒理學(xué)的教學(xué)環(huán)節(jié)

1.課前準(zhǔn)備

環(huán)境毒理學(xué)是一門結(jié)合理論與實(shí)驗(yàn)的綜合性科目，學(xué)習(xí)前需要充足的準(zhǔn)備。課前準(zhǔn)備包括很多方面：資料的收集與整理、學(xué)習(xí)內(nèi)容的預(yù)覽、對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行自主學(xué)習(xí)等。以環(huán)境毒理學(xué)毒性及其影響因素為例。首先需要收集有關(guān)毒性的資料：指化學(xué)的、生物性的物質(zhì)或物理因素，對(duì)生物機(jī)體損傷的能力，即引起有的生物學(xué)變化的能力。毒性的大小可以用對(duì)生物體的損害性質(zhì)和程度來表示，可以通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)或其他檢測(cè)方法檢測(cè)。［4］學(xué)習(xí)者可以通過微信的形式來分享提前準(zhǔn)備的資料以及需要的實(shí)驗(yàn)方案等，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、儀器材料、實(shí)驗(yàn)步驟、結(jié)果處理與分析等。而實(shí)驗(yàn)前的資料收集也很重要，毒性的影響因素有很多，比如：生物因素的種屬、性別、年齡、生理狀態(tài)等；非生物因素里的脂肪族烴類、烴類、鹵素、構(gòu)型、脂/水分配系數(shù)等；以及氣溫、氣濕、氣壓等環(huán)境因素。［4］然后就是實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備過程：環(huán)境毒理學(xué)的研究方法，以動(dòng)物試驗(yàn)為主，包括體外實(shí)驗(yàn)和整體實(shí)驗(yàn)兩種基本類型；而體外實(shí)驗(yàn)又包括器官水平、細(xì)胞水平、亞細(xì)胞水平、分子水平的實(shí)驗(yàn)，體外實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是：簡(jiǎn)單、快速、經(jīng)濟(jì)、條件易于控制。缺點(diǎn)是體外實(shí)驗(yàn)與整體實(shí)驗(yàn)不同，缺乏神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)因素等的控制，不能全面反映整體狀況下的生物學(xué)效應(yīng)。而整體實(shí)驗(yàn)則分為：急性毒性試驗(yàn)、亞急性毒性試驗(yàn)、慢性毒性試驗(yàn)。［5］研究毒性作用及其影響可以通過整體實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行，也就是拿動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)是環(huán)境毒理學(xué)研究的重要手段之一，環(huán)境污染物的毒性、計(jì)量——反應(yīng)關(guān)系、毒作用機(jī)制等方面的資料很大一部分來源于對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的觀察和分析。

實(shí)驗(yàn)要求：（1）學(xué)會(huì)選擇健康的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物；（2）掌握動(dòng)物的抓取方法和常規(guī)染毒手段；（3）學(xué)會(huì)常用生物材料的采集方法。

通常實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備需要到實(shí)驗(yàn)室去準(zhǔn)備，但是實(shí)驗(yàn)前研究者們可以先通過微信等網(wǎng)絡(luò)手段進(jìn)行查閱相關(guān)資料，并對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中可能存在的常見問題進(jìn)行討論分析，討論實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)以及實(shí)驗(yàn)過程的分工，從而使得實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜻M(jìn)展的更順利。

2.課程進(jìn)行

通常的教學(xué)需要教師和學(xué)生同時(shí)在同一個(gè)地方才能進(jìn)行，而翻轉(zhuǎn)課堂可以輕松克服這個(gè)問題。翻轉(zhuǎn)課堂不需要參與者必須按時(shí)到場(chǎng)，相反的，參與者可以在任何地方參與學(xué)習(xí)研究，翻轉(zhuǎn)課堂可以通過圖片或者視頻的方式進(jìn)行教學(xué)與學(xué)習(xí)的研究，這種方式不再是傳統(tǒng)的填壓式教學(xué)而是跟隨學(xué)生們走的自由式教學(xué)，他是根據(jù)學(xué)習(xí)者的方便程度來進(jìn)行的，這樣不僅不會(huì)浪費(fèi)時(shí)間在一些不必要的瑣事上，而且使得學(xué)習(xí)更人性化，更能吸引學(xué)生參與其中，從而提高學(xué)生參與學(xué)習(xí)研究的熱情與活力。翻轉(zhuǎn)課堂還能更加便利的為學(xué)生們提供提問和討論的場(chǎng)所。在這里，學(xué)生們既能無拘無束暢所欲言，又能方便管理者高效簡(jiǎn)單地進(jìn)行管理，進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。翻轉(zhuǎn)課堂還能摒棄以往教師高高在上的教學(xué)方式，讓老師走下講臺(tái)，走進(jìn)學(xué)生中去，讓教與學(xué)更好的融為一體，充分發(fā)揮教師的帶頭、引導(dǎo)作用，最大程度的激發(fā)學(xué)生們的自主學(xué)習(xí)的態(tài)度和積極向?qū)W的觀念。

3.課后總結(jié)

翻轉(zhuǎn)課堂不會(huì)再像傳統(tǒng)教學(xué)一樣在課后給學(xué)生布置一大堆的作業(yè)任務(wù)，而翻轉(zhuǎn)課堂則更加注重的是學(xué)生之間的交流與思考。當(dāng)學(xué)生們做完環(huán)境毒理實(shí)驗(yàn)之后，他們可以通過教學(xué)視頻來回顧一下實(shí)驗(yàn)過程，查漏補(bǔ)缺，檢查自己實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的失誤與不足，還可以通過觀看視頻回放來糾正自己的實(shí)驗(yàn)操作，回顧實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)要點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后的數(shù)據(jù)處理階段，學(xué)生們可以通過微信建群進(jìn)行交流與討論，遇到難點(diǎn)問題還可以及時(shí)地向老師尋求幫助，第一時(shí)間解決學(xué)習(xí)上的問題和困難。老師還可以通過翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的反饋來了解學(xué)生們的學(xué)習(xí)狀況和優(yōu)缺點(diǎn)，從而可以進(jìn)行因材施教，盡可能高地提升學(xué)生們的學(xué)習(xí)能力及學(xué)習(xí)效率。除此之外，學(xué)生還可以通過這個(gè)平臺(tái)對(duì)教師提出個(gè)人觀點(diǎn)和看法，提出視頻中的講課漏洞等供教師聽取并改進(jìn)。這樣不但能拉近學(xué)生和老師之間的距離，還能使兩者共同進(jìn)步，達(dá)到雙贏。

（二）翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的應(yīng)用

1.傳統(tǒng)教學(xué)

環(huán)境化學(xué)物的毒性研究除了直接通過流行性病學(xué)調(diào)查和臨床觀察外，主要是借助動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。由于動(dòng)物對(duì)環(huán)境化學(xué)物毒性的敏感性存在種屬差異，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不能直接外推到人，但是根據(jù)人接觸毒物的實(shí)際情況，用多種動(dòng)物進(jìn)行試驗(yàn)，可以預(yù)測(cè)毒性對(duì)人體毒性作用的一般規(guī)律。［6］傳統(tǒng)的環(huán)境毒理學(xué)的教學(xué)主要是以書本為主，教師通過文字講解讓學(xué)生了解毒理作用機(jī)理，然后到實(shí)驗(yàn)室按照老師的指示一步一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，說白了就是臨摹一遍來加深記憶從而達(dá)到學(xué)會(huì)的目的。這種教學(xué)方法雖然能培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣、夯實(shí)學(xué)生的毒理學(xué)基礎(chǔ)，但是卻不能使學(xué)生學(xué)到更多的知識(shí)。僅僅只是停留在表面而非深入其中。

2.基于微信微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)

翻轉(zhuǎn)課堂的出現(xiàn)，為的是每一個(gè)不能按時(shí)上學(xué)的學(xué)生能夠跟上班級(jí)的腳步，教師制作的教學(xué)視頻，以供缺課同學(xué)在外學(xué)習(xí)，從而確保每一個(gè)學(xué)生對(duì)知識(shí)的獲得。翻轉(zhuǎn)課堂的支撐體系不僅僅為學(xué)生提供一個(gè)虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境，更是一個(gè)虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，將物理空間分散的教師和學(xué)生維系在一個(gè)以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為樞紐的虛擬學(xué)習(xí)空間中，支持學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，拓展教師在課外的作用范圍，有效地輔助翻轉(zhuǎn)課堂的進(jìn)行。

（1）在線課堂。分為教師端和學(xué)生端兩個(gè)部分。教師端包括制作學(xué)習(xí)資料包、上傳學(xué)習(xí)資料包、批改作業(yè)和學(xué)情監(jiān)控四部分。包括學(xué)生學(xué)習(xí)用的學(xué)習(xí)資源、教師的微視頻、以及一些有關(guān)環(huán)境毒理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)資料還有相關(guān)作業(yè)等，供學(xué)生們學(xué)習(xí)使用。學(xué)生端則包括學(xué)習(xí)資源包和作業(yè)部分，學(xué)生可以在空閑時(shí)間利用學(xué)生資料進(jìn)行課下學(xué)習(xí)，并自主完成相關(guān)作業(yè)。

（2）交流空間。是學(xué)生與學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間的交流平臺(tái)，其中包括微信、qq、微博等通訊工具。微信和qq為學(xué)生們提供一個(gè)更加便利的交流空間，在這里大家可以提出各種問題，共同商量探討解決，在這里學(xué)生還可以與教師一起交流學(xué)習(xí)上的問題，在拉近了師生之間關(guān)系的同時(shí)也輕松的解決了學(xué)生學(xué)習(xí)上的難題。而教師學(xué)生都可以通過微博來提出自己的一些見解觀點(diǎn)供大家討論探究。這既是一種新型的交流方式，同時(shí)還能節(jié)省那些不必要的時(shí)間浪費(fèi)，達(dá)到溝通無時(shí)間延遲的效果。

（3）自主學(xué)習(xí)。翻轉(zhuǎn)課堂也為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了便利之所。系統(tǒng)的學(xué)習(xí)完理論知識(shí)后就需要進(jìn)行一定的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。而通過翻轉(zhuǎn)課堂，學(xué)生可以提前了解一些實(shí)驗(yàn)所需的藥劑知識(shí)、儀器常識(shí)等，夯實(shí)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)；其次，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的實(shí)驗(yàn)操作也是必不可少的，通過觀看實(shí)驗(yàn)過程操作的視頻圖片，可以讓學(xué)生們很快的掌握實(shí)驗(yàn)所必須的操作；實(shí)驗(yàn)過程也很重要，學(xué)生可以通過視頻同步實(shí)驗(yàn)，借助視頻中的講解一步步領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)的步驟原理，較復(fù)雜困難的地方學(xué)生可以反復(fù)觀看從而達(dá)到熟練的地步；最后就是實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理與分析了。一般的實(shí)驗(yàn)結(jié)果需要運(yùn)用各種儀器或軟件進(jìn)行分析處理，而對(duì)于那些分析能力差的同學(xué)則可以通過觀看教程或他人的處理心得來進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而掌握分析處理的能力。

（4）探索發(fā)現(xiàn)。在學(xué)生完成自己學(xué)習(xí)任務(wù)的情況下，老師和學(xué)生可以共同發(fā)起一個(gè)話題或問題進(jìn)行討論，通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)之后的感想或心得，可以使學(xué)生能更多的了解關(guān)于所學(xué)的知識(shí)，還可以在教師的帶領(lǐng)下拓寬思路開闊眼界，獲取一些課本上學(xué)不到的東西。這樣不僅能提高學(xué)生的自信心和積極性，還能鍛煉學(xué)生一種樂于思考的能力。

三、新方法與舊制度的碰撞

翻轉(zhuǎn)課堂在教學(xué)方面已經(jīng)完全顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，翻轉(zhuǎn)課堂充分的利用了當(dāng)今先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，對(duì)教育教學(xué)進(jìn)行了一次大的變革，一經(jīng)出世就得到了廣泛的認(rèn)可。傳統(tǒng)教學(xué)只是一味的給學(xué)生灌輸知識(shí)，而忽略了學(xué)生的自主性和創(chuàng)新性。而翻轉(zhuǎn)課堂則在幫助學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)的前提上，為學(xué)生開創(chuàng)了另一條學(xué)習(xí)的道路：輕松愉快的討論，方便自如的課下學(xué)習(xí)，詳細(xì)全面的視頻教學(xué)，種種新型式的教學(xué)將會(huì)激發(fā)學(xué)生更高的學(xué)習(xí)熱情，構(gòu)筑更加團(tuán)結(jié)的同學(xué)情誼，建立更加深厚的師生關(guān)系。使學(xué)生更加自然地融入學(xué)習(xí)中去，去享受學(xué)習(xí)的過程。舊的事物終將要被新的事物所取代，翻轉(zhuǎn)課堂完全順應(yīng)歷史發(fā)展的潮流，在逐步完善自身的同時(shí)還不斷向前發(fā)展，雖然面臨的問題還有很多，但是總有一天會(huì)得到解決的，這就需要我們不斷的實(shí)踐與努力了。

［1］陳子超，蔣家傅.高校翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式探索與實(shí)踐［J］.現(xiàn)代教育技術(shù)，2014（12）：112-117.

［2］焦安英，李永峰，熊筱晶.環(huán)境毒理學(xué)教程［M］.上海交通大學(xué)，2009：5.

［3］焦安英，李永峰，熊筱晶.環(huán)境毒理學(xué)教程［M］.上海交通大學(xué)，2009：43-55.

［4］孔志明.環(huán)境毒理學(xué)（第二版）［M］.南京大學(xué)，2004（6）：6-7. ［5］李建政.環(huán)境毒理學(xué)［J］.化學(xué)工業(yè)，2006（1）：226.

By taking advantage of information technology to realize education modernization，the"Flipped Classroom"gives full play to the flexibility of internet information transmission，making face to face teaching possible.Nowadays，environmental pollution becomes worse and worse，ecological equilibrium has been broken，which stimulates the study and development of environmental toxicology.The flipped classroom which based on WeChat and WeClass provides the study of environmental toxicology a convenient way.According to the characteristic of environmental toxicology and flipped classroom，this paper analyses and designs the ways to teach and study.

WeChat；WeClass；flipped classroom；way of teaching；environmental toxicology；toxicity；influence factor

2096-000X（2016）16-0046-03

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