基于慕課和翻轉(zhuǎn)課堂的生物化學(xué)與分子生物學(xué)教學(xué)模式改革初探

張春晶，李 林，趙正林，師 巖，于海濤

（齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

1 生物化學(xué)與分子生物學(xué)課程背景

生物化學(xué)與分子生物學(xué)主要研究生物體分子結(jié)構(gòu)與功能、物質(zhì)代謝與調(diào)節(jié)以及遺傳信息傳遞的分子基礎(chǔ)與調(diào)控規(guī)律。生物化學(xué)與分子生物學(xué)對其他各門生物學(xué)科的深刻影響首先反映在與其關(guān)系比較密切的細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)、生理學(xué)等領(lǐng)域。通過對生物高分子結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行深入研究，揭示了生物體物質(zhì)代謝、能量轉(zhuǎn)換、遺傳信息傳遞、光合作用、神經(jīng)傳導(dǎo)、肌肉收縮、激素作用、免疫和細(xì)胞間通訊等許多奧秘，使人們對生命本質(zhì)的認(rèn)識躍進(jìn)到一個(gè)嶄新的階段。生物化學(xué)與分子生物學(xué)作為高等醫(yī)學(xué)院校相關(guān)專業(yè)的核心課程，有助于學(xué)生在分子水平了解生命、探索生命。但是，醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容多，抽象概念和機(jī)理多，理論知識理解和記憶難，理論與臨床實(shí)踐融會貫通難的特點(diǎn)使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難以有效理解并掌握課程的知識點(diǎn)[1]，從而使學(xué)生對生物化學(xué)課程學(xué)習(xí)缺乏熱情與興趣。如何調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性已經(jīng)成為生物化學(xué)與分子生物學(xué)教學(xué)方法改革的重點(diǎn)。

2 慕課實(shí)現(xiàn)課程創(chuàng)新

教育改變?nèi)松?，網(wǎng)絡(luò)改變教育，信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的新探索給高等教育“變軌超車”提供了重大機(jī)遇。慕課是大規(guī)模開放在線課程（Massive Open Online Course，MOOC）的簡稱，是將主講教師負(fù)責(zé)的課程制成視頻上傳到特定的網(wǎng)絡(luò)平臺，使學(xué)習(xí)者可以通過網(wǎng)絡(luò)免費(fèi)學(xué)習(xí)相關(guān)課程的一種新型教育模式[2-3]，慕課也是新近涌現(xiàn)出來的一種在線課程開發(fā)模式，是開放性課件與開放教育資源的產(chǎn)物[4]。通過互聯(lián)網(wǎng)支持、大規(guī)模人群參與、以講課視頻、作業(yè)練習(xí)、論壇活動、通告郵件、測驗(yàn)考試等要素交織的教學(xué)過程[5]。慕課的重要作用是課程創(chuàng)新，是以新思維、新方法和新手段對課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化選擇，對課程教學(xué)方法借助新型教學(xué)手段進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)施，易于學(xué)生學(xué)習(xí)和理解，并能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的活力和動力。借力MOOC構(gòu)建學(xué)生為本的教學(xué)新模式和創(chuàng)新資源共享教育新形態(tài)，落實(shí)以學(xué)生為中心，開放、協(xié)同、互動的教育新理念，以培養(yǎng)創(chuàng)新人才。

3 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革實(shí)現(xiàn)學(xué)生主動學(xué)

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom或 Inverted Classroom），也可譯為“顛倒課堂”，是一種以學(xué)生為主的上課形式，即重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時(shí)間，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生，由學(xué)生來決定如何學(xué)習(xí)以及什么時(shí)候?qū)W習(xí)。這種課程形式源于2007年美國科羅拉多州落基山的林地公園高中，兩位化學(xué)課教師錄制了結(jié)合實(shí)時(shí)講解和PPT演示的授課視頻，并將視頻發(fā)到網(wǎng)上以幫助缺課的學(xué)生補(bǔ)課，后來這兩位教師讓學(xué)生在家看教學(xué)視頻，在課堂上完成作業(yè)，并對學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的問題進(jìn)行講解，這種授課方式引起了學(xué)生的強(qiáng)烈反響。他們這一創(chuàng)新嘗試受到學(xué)生的廣泛歡迎[6-7]。翻轉(zhuǎn)課堂是傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的顛倒，其基本理念是：先學(xué)后教，以學(xué)定教，教學(xué)合一。即借助現(xiàn)有的信息技術(shù)手段，如網(wǎng)絡(luò)視頻、圖片和課件等重新規(guī)劃課前、課上、課后的教學(xué)安排，通過知識傳遞、知識內(nèi)化、知識鞏固的顛倒安排實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)中師生角色的翻轉(zhuǎn)[8-9]。翻轉(zhuǎn)課堂創(chuàng)建一個(gè)以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)環(huán)境，教師不再是知識的傳授者，而是學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，給學(xué)生學(xué)習(xí)提供支持，答疑解惑，教師對學(xué)生提供個(gè)性化指導(dǎo)[10]。學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體，在學(xué)習(xí)過程中扮演主要角色[11-12] 。

4 慕課與翻轉(zhuǎn)課堂在生物化學(xué)與分子生物學(xué)教學(xué)中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

慕課和翻轉(zhuǎn)課堂都是教育技術(shù)快速發(fā)展的產(chǎn)物，盡管慕課能夠幫助學(xué)生在課堂外自主學(xué)習(xí)，但是由于生物化學(xué)與分子生物學(xué)課程體系龐大的特點(diǎn)，慕課并不能作為學(xué)生學(xué)習(xí)的主要方式，慕課在生物化學(xué)與分子生物學(xué)中還應(yīng)該是一種輔助教學(xué)工具。學(xué)生在學(xué)習(xí)慕課的過程中所發(fā)現(xiàn)的問題，可以通過在課堂教學(xué)與教師的互動來解決，這種方式也符合翻轉(zhuǎn)課堂的本質(zhì)[13]。

將慕課和翻轉(zhuǎn)課堂有效結(jié)合，體現(xiàn)了信息技術(shù)與課程教學(xué)的高度融合，兩者是異曲同工、相輔相成的。翻轉(zhuǎn)課堂使慕課的“個(gè)性化學(xué)習(xí)”理念得到了延伸，而慕課則為翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施提供更加優(yōu)質(zhì)的課前視頻資源，其最終目的是提高教學(xué)水平和課堂效果[14]。

2017年，齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院將在線教育工作作為學(xué)校發(fā)展的重要戰(zhàn)略，構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)的高等教育優(yōu)質(zhì)資源共享平臺，推動深化“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下的高等教育教學(xué)改革，并健全了工作機(jī)制，出臺了相關(guān)政策。計(jì)劃開展包括生物化學(xué)與分子生物學(xué)在內(nèi)的基于慕課的混合式教學(xué)試點(diǎn)課程4門。本課題組以此為契機(jī)，以“學(xué)堂在線”為載體，以本省目前建設(shè)的優(yōu)質(zhì)課程共享學(xué)習(xí)中心如愛課程網(wǎng)平臺、超星泛雅平臺、智慧樹平臺、和好大學(xué)在線平臺等課程共享運(yùn)行平臺，參照國家精品在線開放課程認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)（中國的慕課國家標(biāo)準(zhǔn)）及本省高校優(yōu)質(zhì)課程聯(lián)盟在校開放課程分級評價(jià)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)我校生物化學(xué)與分子生物學(xué)課程的MOOC平臺和適合本校學(xué)生的SPOC課程的在線課程建設(shè)和應(yīng)用，構(gòu)建以學(xué)生為本的教學(xué)新模式。

4.1 微課與翻轉(zhuǎn)課堂在生物化學(xué)與分子生物學(xué)教學(xué)中的設(shè)計(jì)

本文在基于網(wǎng)絡(luò)的智慧教育應(yīng)用于生物化學(xué)的實(shí)踐研究及微課在生物化學(xué)理論教學(xué)中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用的基礎(chǔ)上[15-16]，就慕課與翻轉(zhuǎn)課堂在醫(yī)學(xué)院校生物化學(xué)與分子生物學(xué)教學(xué)中的作用進(jìn)行了探討，對如何建設(shè)和應(yīng)用在線學(xué)習(xí)平臺開展醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)理論課堂教學(xué)進(jìn)行了研究和實(shí)踐。

建設(shè)目標(biāo)：（1）掌握生物分子的結(jié)構(gòu)與功能、物質(zhì)代謝途徑及調(diào)節(jié)、基因信息傳遞的特征和規(guī)律等基本理論和基本知識。（2）熟悉生物化學(xué)與分子生物學(xué)最基本的實(shí)驗(yàn)方法、技術(shù)及其在疾病診斷、預(yù)防和治療等方面的應(yīng)用。（3）了解生物化學(xué)與分子生物學(xué)的發(fā)展史及其在醫(yī)藥科學(xué)中的新進(jìn)展。

設(shè)計(jì)原則：教師根據(jù)醫(yī)學(xué)生物化學(xué)課程教學(xué)安排，針對性地選取教學(xué)重點(diǎn)中學(xué)生難以理解、教師在課堂上難以講述清楚的知識點(diǎn)，并選取能和實(shí)際生活結(jié)合或極易引起學(xué)生興趣的內(nèi)容作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，重點(diǎn)遵循以下三點(diǎn)進(jìn)行視頻內(nèi)容的設(shè)計(jì)及錄制工作：（1）聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活，結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)踐中有應(yīng)用價(jià)值的知識點(diǎn)及應(yīng)用實(shí)際，用生物化學(xué)與分子生物學(xué)基本理論指導(dǎo)人們健康生活、預(yù)防疾病。（2）結(jié)合臨床病例，用生物化學(xué)與分子生物學(xué)基本理論指導(dǎo)學(xué)生早期接觸臨床，幫助學(xué)生建立初步的臨床思維模式。（3）介紹最新動態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

實(shí)施方案：課程計(jì)劃建設(shè)32學(xué)時(shí)，采取一課兩做的模式：專業(yè)課程32學(xué)時(shí)，授課對象為本校學(xué)生，授課內(nèi)容包括專業(yè)基礎(chǔ)知識（500分鐘）和專題應(yīng)用案例（100分鐘），共計(jì)600分鐘；通識課16學(xué)時(shí)，授課對象為外校學(xué)生，授課內(nèi)容包括專業(yè)基礎(chǔ)知識（100分鐘）和專題應(yīng)用案例（100分鐘），共計(jì)200分鐘。課程設(shè)計(jì)注重生動、有教學(xué)意義、有創(chuàng)造性、引人思考[1，17]。

4.2 微課與翻轉(zhuǎn)課堂在生物化學(xué)與分子生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

預(yù)期建設(shè)及實(shí)施目標(biāo)：不同層次高校，學(xué)生基礎(chǔ)有差異，教師教學(xué)思路有差異，目前的MOOC還不能取代教師，課堂不可用播放MOOC替代，教師也不需重復(fù)教授MOOC內(nèi)容，如何支持而不是替代教師教學(xué)等問題值得探索。教師適當(dāng)減少課堂教學(xué)學(xué)時(shí)，開展“網(wǎng)絡(luò)課堂輔助+線上線下相結(jié)合”的混合式教學(xué)模式，通過傳統(tǒng)實(shí)體課堂的“引導(dǎo)+指導(dǎo)+督導(dǎo)”和網(wǎng)絡(luò)課堂的“師講+自學(xué)+互學(xué)+群學(xué)”等模式并結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的“學(xué)+練+研討（即生講生評、以練代講、邊講邊練/講練結(jié)合、研討辯論等增加師生互動和生生互動）”等多種形式，即主要采取“大班教學(xué)+小班互動”的“自主學(xué)習(xí)+面對面互動”的模式對本校學(xué)生在傳遞基礎(chǔ)知識的前提下，提高理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生利用各種信息資源查閱資料的能力和自主學(xué)習(xí)能力；對外校學(xué)生，通過共享通識課，增加學(xué)生對本專業(yè)課程的了解，提高學(xué)習(xí)興趣。推進(jìn)基于MOOC的混合式教學(xué)方法改革，課程團(tuán)隊(duì)分工明確，如高級職稱的教師作為教學(xué)主講人進(jìn)行課程視頻的錄制；在同一平臺完整開放和應(yīng)用，由助教進(jìn)行網(wǎng)站維護(hù)、運(yùn)行及管理工作；對本課程的全體授課教師開展MOOC課程和SPOC課程的建設(shè)和應(yīng)用培訓(xùn)，以注重學(xué)生發(fā)展和學(xué)生自主學(xué)習(xí)，并關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)效果、提升學(xué)生學(xué)習(xí)成效為中心開展完整的教學(xué)過程。

4.2.1 課前準(zhǔn)備階段 首先教師根據(jù)課程教學(xué)安排將重點(diǎn)內(nèi)容分離出來，確定選課人數(shù)和學(xué)生課前需完成的內(nèi)容。教學(xué)前，教師上傳教學(xué)視頻到學(xué)校共享平臺并對學(xué)生提出預(yù)習(xí)要求。學(xué)生上網(wǎng)完成對教學(xué)視頻等學(xué)習(xí)資源的了解并按要求依次預(yù)習(xí)。如組織學(xué)生通過觀看視頻、參與在線測試、答疑、討論等環(huán)節(jié)完成所設(shè)置的教學(xué)任務(wù)，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果并及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、反饋問題。教師通過查看學(xué)生完成情況和學(xué)生反饋的問題發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的困難，并提前設(shè)計(jì)合理的教學(xué)方案幫助學(xué)生在課堂中理解并掌握。學(xué)生在課前發(fā)現(xiàn)的問題可使學(xué)生在課堂中針對性地學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)習(xí)效果。

4.2.2 課堂內(nèi)化階段 翻轉(zhuǎn)課堂將教學(xué)引入了人性化的學(xué)習(xí)策略，教師可以通過課堂分組討論、PBL教學(xué)法、TBL教學(xué)法、案例式教學(xué)法等多種靈活多變的授課方式引導(dǎo)學(xué)生課下聽講。采取多樣的解決問題的方式實(shí)現(xiàn)學(xué)生智慧式課堂翻轉(zhuǎn)：如利用交互反饋系統(tǒng)促使學(xué)生參與交流互動，手機(jī)微信掃描二維碼可以在線參與課堂討論、答題、互評和教學(xué)效果評價(jià)等，每一位學(xué)生的數(shù)據(jù)都會被自動記錄上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，教師及時(shí)獲得學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的掌握情況和意見反饋；師生一起學(xué)習(xí)、教師答疑、完成作業(yè)、課堂小組討論、深入開展協(xié)作探究等。

解決問題的本身就是一種學(xué)習(xí)和交流的過程，能夠充分鍛煉自我學(xué)習(xí)的能力，從中學(xué)生感到學(xué)習(xí)的重要性并找到存在感，可有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。問題解決后，教師還通過布置延伸性任務(wù)，使學(xué)生充分參與其中，讓學(xué)生通過自主探究或者小組合作的方式完成任務(wù)，即在教師的協(xié)助下由學(xué)生主動完成知識的內(nèi)化[18]。最后教師進(jìn)行總結(jié)，在課堂中與每位學(xué)生交談，并做到一對一的指導(dǎo)學(xué)生，評估每名學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

4.2.3 課后鞏固階段 教師根據(jù)每堂課的教學(xué)情況進(jìn)行點(diǎn)評總結(jié)，將習(xí)題、復(fù)習(xí)提綱等優(yōu)秀的學(xué)習(xí)資源發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)平臺，供學(xué)生課后復(fù)習(xí)。同時(shí)將與本堂課相關(guān)的學(xué)科前沿知識發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上，供有特殊需要的學(xué)生進(jìn)行拓展和提高。

教師根據(jù)學(xué)生課堂表現(xiàn)進(jìn)行全面客觀評價(jià)，使學(xué)生通過評價(jià)再次驗(yàn)證其所學(xué)知識并修正此前形成的觀點(diǎn)與看法。教師將每次實(shí)際教學(xué)的情況進(jìn)行匯總，將學(xué)生評價(jià)優(yōu)秀的學(xué)習(xí)資源、重點(diǎn)的學(xué)習(xí)內(nèi)容、延展性的學(xué)習(xí)資源再次做成慕課，供學(xué)生課后復(fù)習(xí)及拓展學(xué)習(xí)。

4.2.4 學(xué)習(xí)效果評估階段 通過調(diào)查問卷、階段性學(xué)習(xí)效果評價(jià)、課程基礎(chǔ)知識技能競賽、期末考試成績分析等得出結(jié)論，基于慕課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式能否有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能否幫助學(xué)生較全面地了解所學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)及難點(diǎn)、能否提高學(xué)生總結(jié)歸納的能力、是否利于學(xué)生將理論知識與臨床病例的發(fā)病機(jī)制有機(jī)聯(lián)系等。

通過對本校2017級臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生的調(diào)查結(jié)果顯示，學(xué)生對基于慕課和翻轉(zhuǎn)課堂的生物化學(xué)與分子生物學(xué)教學(xué)模式改革的滿意度較高，學(xué)習(xí)效果較好。