倪志華 楊麗坤 張晗 葛欣
摘要:生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是生命科學(xué)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),其分析技術(shù)手段發(fā)展很快?!盎ヂ?lián)網(wǎng)+教育”是近年來提出的基于信息技術(shù)的教育理念。如何運(yùn)用現(xiàn)代化手段提高生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量,加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性,是互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代對(duì)教師提出的新挑戰(zhàn)。本文以河北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的“微量凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)的含量”為例,構(gòu)建“微課+翻轉(zhuǎn)課堂”的多元混合教學(xué)模式,將微課與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合,并建立網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)平臺(tái),探討“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的改革模式,以期推進(jìn)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的改革,為高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供新思路。
關(guān)鍵詞:互聯(lián)網(wǎng)+;教學(xué);生物化學(xué)實(shí)驗(yàn);微課;翻轉(zhuǎn)課堂
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)38-0086-02
生命科學(xué)的各個(gè)學(xué)科均是實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是配合《生物化學(xué)》理論課教學(xué)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程,是學(xué)習(xí)遺傳學(xué)、微生物學(xué)、生理學(xué)、細(xì)胞學(xué)、分子生物學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)。生物化學(xué)分析技術(shù)手段發(fā)展很快。根據(jù)本院的實(shí)際實(shí)驗(yàn)條件,本課程涉及生物大分子的制備、純化,定性、定量測(cè)定等基本實(shí)驗(yàn),其目的是使學(xué)生掌握研究蛋白質(zhì)、酶、核酸等生物大分子的生物化學(xué)性質(zhì)及某些代謝過程研究的方法,鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力,樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,進(jìn)一步加深對(duì)理論課中基本理論的感性認(rèn)識(shí)。傳統(tǒng)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課主要由課堂講述、示范操作和實(shí)驗(yàn)操作等環(huán)節(jié)。雖然啟發(fā)式授課、示范性教學(xué)和課堂討論等多種形式使課堂盡量的生動(dòng)活潑,突出重點(diǎn)和難點(diǎn),仍存在學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不強(qiáng)、參與性不強(qiáng)的弊端。
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,人們可以隨時(shí)隨地利用智能終端訪問互聯(lián)網(wǎng)。這不僅改變了人們獲取知識(shí)和信息的方式,也改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)觀念和學(xué)習(xí)方式。2015年“互聯(lián)網(wǎng)+”計(jì)劃寫入總理的政府工作報(bào)告,成為國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略。教育是“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代里備受關(guān)注的領(lǐng)域,為教育的改革帶來了新契機(jī)[1,2]。本文將以河北大生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程為例,探討將“互聯(lián)網(wǎng)+教育”理念引入生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,旨在提升教學(xué)效果。
一、以互聯(lián)網(wǎng)為載體,構(gòu)建“微課+翻轉(zhuǎn)課堂”的多元混合教學(xué)模式[3]
“微課”是指教師在課堂內(nèi)外教育教學(xué)過程中圍繞某個(gè)知識(shí)點(diǎn)(重點(diǎn)難點(diǎn)疑點(diǎn))或技能等單一教學(xué)任務(wù)進(jìn)行教學(xué)的一種教學(xué)方式,具有目標(biāo)明確、針對(duì)性強(qiáng)和教學(xué)時(shí)間短的特點(diǎn)。微課的核心組成內(nèi)容是課堂教學(xué)視頻,它與該教學(xué)主題相關(guān)的教學(xué)設(shè)計(jì)、素材課件、教學(xué)反思、練習(xí)測(cè)試及學(xué)生反饋、教師點(diǎn)評(píng)等輔助性教學(xué)資源組成微課體系,并以一定的組織關(guān)系和呈現(xiàn)方式共同“營(yíng)造”了一個(gè)半結(jié)構(gòu)化、主題式的資源單元應(yīng)用“小環(huán)境”。因此,“微課”是傳統(tǒng)單一資源類型的教學(xué)課例、教學(xué)課件、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)反思等教學(xué)資源的繼承和發(fā)展,是一種新型教學(xué)資源。
“翻轉(zhuǎn)課堂”(Flipped Classroom或Inverted Classroom),是利用信息技術(shù)手段,利用基于信息傳播的教學(xué)環(huán)境,重新規(guī)劃和組織教學(xué)內(nèi)容的課前、課內(nèi)、課后三個(gè)階段的教學(xué)形式,通過知識(shí)傳遞、知識(shí)內(nèi)化、知識(shí)鞏固的顛倒安排,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)中師生角色的翻轉(zhuǎn)[4]?;诜D(zhuǎn)課堂理念的教學(xué)活動(dòng)成為了學(xué)生提出問題、解決問題、合作學(xué)習(xí)的過程,教師和學(xué)生之間互動(dòng)明顯加強(qiáng),學(xué)生的積極主動(dòng)性得到激發(fā)也使教師的角色從傳統(tǒng)的知識(shí)傳授者轉(zhuǎn)變成了學(xué)習(xí)的促進(jìn)者和指導(dǎo)者,學(xué)生從知識(shí)的接納者轉(zhuǎn)變成了學(xué)習(xí)的探求者和思考者,教學(xué)效果得到極大提高[5]。
以定量實(shí)驗(yàn)“微量凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)中的含氮量”為例。首先,教師根據(jù)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)大綱和本次實(shí)驗(yàn)的具體教學(xué)目的將本實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)內(nèi)容分離出來,確定微課的內(nèi)容是分成“微量凱氏定氮”的原理和實(shí)驗(yàn)操作兩部分,然后分別完成這兩部分微課視頻和課件的設(shè)計(jì)與制作。第二,教師在河北大學(xué)Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)(BB平臺(tái)),發(fā)布“微量凱氏定氮法測(cè)定牛奶中的含氮量”的教學(xué)大綱、教學(xué)目的及微課內(nèi)容,以備學(xué)生進(jìn)行課前學(xué)習(xí)。同時(shí),有針對(duì)性地設(shè)置學(xué)習(xí)任務(wù),對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組,細(xì)化任務(wù)并落實(shí)到人。要求學(xué)生分工合作,通過微課學(xué)習(xí)列出實(shí)驗(yàn)的基本原理和技術(shù)路線及注意事項(xiàng)。具體是,要求每個(gè)教學(xué)班的學(xué)生分成“原理組”和“操作組”兩個(gè)大組,自由結(jié)組。對(duì)于“原理組”,布置學(xué)生依實(shí)驗(yàn)原理的“消化、蒸餾、吸收、滴定”四部分,學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理;對(duì)于“操作組”,布置學(xué)生從實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)器材、操作步驟和技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)的預(yù)期結(jié)果和數(shù)據(jù)分析等方面進(jìn)行學(xué)習(xí)。第三,課堂上讓學(xué)生按照自己的理解進(jìn)行實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作。期間,教師就實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)及學(xué)生操作中遇到的問題組織學(xué)生進(jìn)行討論。通過教師演示和學(xué)生動(dòng)手操作相合切實(shí)提高學(xué)生的動(dòng)手能力[6]。第四,課堂實(shí)踐結(jié)束時(shí),教師針對(duì)學(xué)生的掌握情況,繼續(xù)布置新的“基礎(chǔ)性”和“拔高型”任務(wù),供基本掌握實(shí)驗(yàn)和希望進(jìn)一步提升自己的學(xué)生通過自主探究或者小組合作的方式完成。最后,教師根據(jù)課堂的教學(xué)情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)總結(jié),將相關(guān)的學(xué)習(xí)資源及教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容再次以“微課”的形式發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),供學(xué)生課后復(fù)習(xí)。同時(shí)將與本堂實(shí)驗(yàn)課程相關(guān)的技術(shù)的原理、延伸及技術(shù)的應(yīng)用發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上,供有特殊需求的同學(xué)或者學(xué)習(xí)小組進(jìn)行拓展和拔高。
二、充分利用互聯(lián)網(wǎng),構(gòu)建互動(dòng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),完善討論組管理
“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代強(qiáng)調(diào)互聯(lián)網(wǎng)的普遍性、移動(dòng)性?!盎ヂ?lián)網(wǎng)+”概念的提出,加速了“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的新生態(tài),創(chuàng)新高等學(xué)校教育教學(xué)模式,助力校園信息化建設(shè)[7]。互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展使得,移動(dòng)設(shè)備可以隨時(shí)隨地登錄網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),這也為教師與學(xué)生交流提供了便利。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中教師建立了BB平臺(tái)討論組、qq群和微信群3個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和討論的平臺(tái),方便不同的學(xué)生進(jìn)行討論和交流,使教師與學(xué)生的互動(dòng)由傳統(tǒng)線下教學(xué)向線上線下混合式教學(xué)。任課教師將傳統(tǒng)的線下面授和知識(shí)點(diǎn)詳解,敦促學(xué)生更好學(xué)習(xí),轉(zhuǎn)移到互聯(lián)網(wǎng),在線與學(xué)生溝通交流,針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和疑難解答、知識(shí)點(diǎn)回顧等,更加及時(shí)快捷。為了掌握網(wǎng)絡(luò)討論平臺(tái)的動(dòng)向,對(duì)平臺(tái)實(shí)行實(shí)名制管理。同時(shí),教師和民主選舉的學(xué)生作為討論組的管理員。
三、教學(xué)效果評(píng)測(cè)
在“微量凱氏定氮法測(cè)定牛奶中的含氮量”的實(shí)驗(yàn)課程中,學(xué)生的積極性明顯增強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)材料由原來的教師選定的一種純牛奶商品,變成了學(xué)生感興趣的市場(chǎng)上常見的6種純牛奶商品;實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生的主動(dòng)性增強(qiáng),由原來的“應(yīng)付、交差”轉(zhuǎn)變成“自己是一名質(zhì)檢員”,積極分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,分析誤差原因,向教師提問的學(xué)生明顯增多,學(xué)生之間的討論也有所增加。
“微量凱氏定氮法測(cè)定牛奶中的含氮量”實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后,我們采取了調(diào)查問卷的形式,一方面考察學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的意見,另一方面調(diào)查學(xué)生對(duì)基本原理和操作的掌握情況。結(jié)果表明,95%的學(xué)生接受這種改革形式,認(rèn)為通過這種模式使得自己的知識(shí)掌握得更牢固;5%的學(xué)生認(rèn)為“微課+翻轉(zhuǎn)課堂”的模式需要學(xué)生自己在課下花費(fèi)更多的時(shí)間去學(xué)習(xí),會(huì)影響其學(xué)習(xí)計(jì)劃。90%以上的學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理和操作掌握較牢固,10%左右的學(xué)生基本掌握實(shí)驗(yàn)原理。
總之,“微量凱氏定氮法測(cè)定牛奶中的含氮量”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革嘗試基本達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。
四、結(jié)束語
生物化學(xué)是我國(guó)高校生物科學(xué)及相關(guān)學(xué)科中的基礎(chǔ)課程。傳統(tǒng)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重教師課堂講授過程中理論知識(shí)灌輸,而忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)主動(dòng)性的培養(yǎng)[8]?!盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時(shí)代,教師應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn),不斷提升自己,利用互聯(lián)網(wǎng)提供的平臺(tái)改革教學(xué)模式和教學(xué)環(huán)境,豐富、拓展教育手段和教學(xué)內(nèi)容,助力傳統(tǒng)教育的發(fā)展。高校教師應(yīng)遵循以學(xué)生為本的教學(xué)方式,提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力,真正理論結(jié)合實(shí)踐,培養(yǎng)新時(shí)代的人才。
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