基于雨課堂的《酶工程》課程線上線下混合教學(xué)設(shè)計(jì)

陳敏潔　鞏東輝　趙宏宇

摘 要

隨著教育互聯(lián)網(wǎng)+的推廣，線上線下混合教學(xué)模式已經(jīng)是高校教學(xué)的發(fā)展方向?；谟暾n堂平臺(tái)將專業(yè)課《酶工程》課程進(jìn)行線上線下的混合教學(xué)模式改革。將課程內(nèi)容進(jìn)行精準(zhǔn)切割，結(jié)合線上mooc資源，分布到課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)與課后拓展三個(gè)方面。雨課堂為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了良好的平臺(tái)，增加師生的線上交流互動(dòng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而有效提升課堂教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞

雨課堂，混合教學(xué)，酶工程，教學(xué)改革

中圖分類號： G434;J51-4? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 10 . 38

酶工程是生物工程專業(yè)四大工程體系之一，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、輕工、化工、環(huán)境保護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域，這些領(lǐng)域亦是生物工程學(xué)生就業(yè)的主要方向。《酶工程》課程是內(nèi)蒙古科技大學(xué)為生物工程專業(yè)本科生設(shè)立的專業(yè)課程，但是由于專業(yè)學(xué)分配制有限，只能將這門課設(shè)為專業(yè)選修課程。酶工程在課程體系上屬于酶學(xué)體系范疇，但其又與生物學(xué)領(lǐng)域、生物工程領(lǐng)域的各門課程有廣泛的交叉。這樣就面臨著教學(xué)內(nèi)容多，交叉內(nèi)容龐雜，課程學(xué)時(shí)少的問題。同時(shí)，作為生物工程專業(yè)的重要選修課，很多內(nèi)容需要課前預(yù)習(xí)和課后的擴(kuò)展學(xué)習(xí)，由于選課人數(shù)多，很難了解和把控每一位同學(xué)的預(yù)習(xí)、掌握、擴(kuò)展學(xué)習(xí)情況。為了提高教學(xué)效率，讓每一個(gè)學(xué)生真正做到有所學(xué)，有所用，全面掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，課程需要采用線上線下的融合教學(xué)模式，基于雨課堂平臺(tái)打造一門新型的智慧課程。

1 雨課堂簡介

雨課堂是由清華大學(xué)研究開發(fā)的一款免費(fèi)智慧型教學(xué)平臺(tái)，該平臺(tái)高效融入幾乎所有教師都依賴的PowerPoint軟件，整合mooc精品課程在線學(xué)習(xí)平臺(tái)及手機(jī)微信，從課前預(yù)習(xí)、課程教學(xué)、課后復(fù)習(xí)拓展三個(gè)方面進(jìn)行將教學(xué)全過程規(guī)劃設(shè)計(jì)[1]。在教學(xué)過程中通過數(shù)據(jù)挖掘?qū)崿F(xiàn)全教學(xué)過程的師生互動(dòng)、考核、監(jiān)督、反饋，可以讓教師全程了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況并跟蹤學(xué)習(xí)效果。教師只需要一臺(tái)Windows系統(tǒng)的電腦以及手機(jī)微信，學(xué)生只需要手機(jī)微信即可完成整個(gè)教學(xué)過程，不需要額外添加程序。

2 基于雨課堂的《酶工程》課程教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 雨課堂模式在《酶工程》課程應(yīng)用的適用性

《酶工程》課程是內(nèi)蒙古科技大學(xué)為生物工程專業(yè)本科生設(shè)立的專業(yè)課程，但是由于專業(yè)學(xué)分配制有限，只能將這門課設(shè)為專業(yè)選修課程，共32學(xué)時(shí)，全專業(yè)每學(xué)年選課學(xué)生數(shù)100人左右。在教學(xué)內(nèi)容方面，課程涉及內(nèi)容包括酶學(xué)的基本性質(zhì)、微生物發(fā)酵產(chǎn)酶、動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)酶、酶的提取與分離純化、酶分子修飾、酶、細(xì)胞、原生質(zhì)體的固定化、酶非水相催化、酶定向進(jìn)化、酶反應(yīng)器以及酶的應(yīng)用十部分內(nèi)容。課程學(xué)時(shí)少，內(nèi)容多，同時(shí)涉及了大量的與其他課程的交叉內(nèi)容，就需要有效利用雨課堂平臺(tái)建立線上線下的混合智慧課堂，將重復(fù)內(nèi)容，交叉的部分內(nèi)容通過線上的課前預(yù)習(xí)與課后拓展推送給學(xué)生，即能夠保持學(xué)習(xí)內(nèi)容的完整性，也能夠保證課程重點(diǎn)內(nèi)容在課堂上進(jìn)行有效、細(xì)致地講解。

在學(xué)生學(xué)習(xí)效果把控上，雨課堂對每個(gè)學(xué)生針對所推送的所有教學(xué)內(nèi)容的操作都能做出統(tǒng)計(jì)與反饋，有利于教師清晰的掌握每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。在課前預(yù)習(xí)部分與課后拓展部分，雨課堂可以統(tǒng)計(jì)每位學(xué)生的預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)情況，包括是否進(jìn)行了線上預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)，操作時(shí)間等。教師可以通過數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)了解學(xué)生的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)情況。在課程進(jìn)行中，課件的同步播放，避免了學(xué)生用手機(jī)拍課件，同時(shí)不懂的內(nèi)容可以點(diǎn)擊“不懂”發(fā)送給教師，有利于課后教師統(tǒng)計(jì)與答疑，對于多數(shù)同學(xué)不懂的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和再講解[2]。課后習(xí)題的線上布置，減免了課代表數(shù)次搬送作業(yè)的體力消耗，在線批改與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)更能夠?qū)崟r(shí)了解學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的掌握情況。

綜上可見，“雨課堂”教學(xué)模式的引入，將智能手機(jī)正確的引入到教學(xué)當(dāng)中，一方面可以吸引學(xué)生的興趣，將學(xué)生從聽課和關(guān)注手機(jī)的矛盾中解放出來，使手機(jī)成為學(xué)習(xí)的工具; 另一方面更好地實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生的互動(dòng)，拉近了由于課容量大而造成的教師與學(xué)生距離，構(gòu)建了師生深入互動(dòng)的橋梁。特別適用于《酶工程》這類課時(shí)少、課程內(nèi)容龐雜、學(xué)生人數(shù)多的專業(yè)課程教學(xué)輔助。

2.2 雨課堂模式在《酶工程》課程應(yīng)用的實(shí)施方案

將雨課堂教學(xué)模式引入《酶工程》課程實(shí)踐，首先要對課程進(jìn)行整體的分析與切割。確立課程的重點(diǎn)章節(jié)，將有重復(fù)或交叉的內(nèi)容與其他課程進(jìn)行整合。例如課程中“酶的提取與分離純化”一章，所講授的蛋白質(zhì)分離純化技術(shù)與另一門專業(yè)必修課《生物分離工程》講授的主要內(nèi)容是重復(fù)的，因此在課程設(shè)計(jì)中，這一章節(jié)便刪除不講，作為補(bǔ)充內(nèi)容在課后拓展部分簡單介紹。酶定向進(jìn)化、酶反應(yīng)器兩章，分別與《基因工程》、《生物工程設(shè)備》的部分內(nèi)容有交叉，因此在課程設(shè)計(jì)中，將重復(fù)內(nèi)容刪除，但要重點(diǎn)介紹針對酶進(jìn)行的基因工程技術(shù)與產(chǎn)酶和酶反應(yīng)的特殊設(shè)備。依照此原則，將《酶工程》進(jìn)行全面的分析切割，確定好每章的預(yù)習(xí)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容，與其他課程交叉拓展內(nèi)容，進(jìn)行課程的實(shí)踐?；谟暾n堂的課程實(shí)踐主要從課前在線預(yù)習(xí)、課上講授交流及課后檢測拓展三個(gè)方面進(jìn)行：

（1）課前預(yù)習(xí)階段：預(yù)習(xí)課件的設(shè)計(jì)并不是單純地將即將要講授的課程大綱進(jìn)行總結(jié)發(fā)送，要依據(jù)課程內(nèi)容進(jìn)行有效設(shè)計(jì)。例如：在《酶工程》課程中，酶學(xué)基本性質(zhì)這一內(nèi)容，對于酶的結(jié)構(gòu)與功能這一部分，要求學(xué)生回顧《生物化學(xué)》中蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)內(nèi)容，特別強(qiáng)調(diào)其保持活性的重要條件即是空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，這亦與酶的穩(wěn)定性有具大關(guān)聯(lián)，是酶發(fā)生其功能的重要前提。通過預(yù)習(xí)課件，可結(jié)合mooc上《生物化學(xué)》課程中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的相關(guān)內(nèi)容，帶領(lǐng)學(xué)生在線有效預(yù)習(xí)。通過對預(yù)習(xí)時(shí)間的設(shè)定和雨課堂平臺(tái)對于每位同學(xué)的預(yù)習(xí)時(shí)間反饋，及時(shí)了解學(xué)生預(yù)習(xí)情況，提醒沒有認(rèn)真預(yù)習(xí)的同學(xué)，有助于在課上教學(xué)準(zhǔn)確選擇內(nèi)容跨入點(diǎn)，減少了課上內(nèi)容回顧的時(shí)間。

（2）課上講授階段：雨課堂的平臺(tái)在課上講授開啟后，通過學(xué)生掃描二維碼，即能夠讓學(xué)生實(shí)時(shí)進(jìn)入手機(jī)端，又能夠記錄學(xué)生出勤率，減免了大班點(diǎn)名的困擾。在授課過程中，課件實(shí)時(shí)傳送到學(xué)生的手機(jī)端，亦避免了學(xué)生手忙腳亂的抄筆記、拍課件。 最重要的是，在以往傳統(tǒng)教學(xué)過程中，教師給出的隨堂練習(xí)題，僅能夠隨機(jī)選取一名同學(xué)回答，無法全面了解所有學(xué)生的掌握情況。而通過雨課堂平臺(tái)發(fā)送試題，在給定時(shí)間內(nèi)可以收到所有同學(xué)的答案，特別是選擇判斷題，可以即時(shí)得到全班同學(xué)的答題準(zhǔn)確率，哪些同學(xué)答錯(cuò)了，通過對答是情況的分析，可以實(shí)時(shí)了解學(xué)生的掌握情況。對于錯(cuò)題比率高的知識(shí)點(diǎn)，可以進(jìn)行再次的講解。另外，在講授過程中，對于不懂的地方，學(xué)生可以隨時(shí)點(diǎn)擊“不懂”，教師亦可以隨時(shí)了解學(xué)生的掌握情況，有針對性地對學(xué)生進(jìn)行講解。因此，基于雨課堂平臺(tái)可以在實(shí)時(shí)教學(xué)過程中加深教師和學(xué)生的互動(dòng)交流，更有利于拉近教師和學(xué)生的距離，便教師和學(xué)生不分家。

（3）課后復(fù)習(xí)拓展階段：由于《酶工程》課時(shí)有限，在課程設(shè)計(jì)時(shí)，就將一部分重復(fù)內(nèi)容刪除或刪減。但是這些內(nèi)容又是工程生產(chǎn)中必不可缺的步驟，因此可將這些內(nèi)容放到課后來復(fù)習(xí)。同時(shí)對于一些內(nèi)容的生產(chǎn)實(shí)際部分，例如“酶的生產(chǎn)”中固體發(fā)酵法在講授過程中，傳統(tǒng)教學(xué)只能將酶的固體發(fā)酵的方法一一列出，并配以圖片，而實(shí)際操作過程中，對于發(fā)酵環(huán)境要求、培養(yǎng)基的要求、培養(yǎng)機(jī)械的構(gòu)成等都有著嚴(yán)格的要求，單依靠圖片學(xué)生無法構(gòu)建完整的工藝過程。將生產(chǎn)流程以視頻的形式放在課后拓展部分，能夠帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入到生產(chǎn)車間內(nèi)部，更會(huì)切實(shí)的了解整個(gè)發(fā)酵過程，更有利于學(xué)生對于這部分內(nèi)容的了解及有效應(yīng)用。另外，相較于傳統(tǒng)教學(xué)過程中的作業(yè)布置、收發(fā)、評判，雨課堂平臺(tái)可完全實(shí)現(xiàn)作業(yè)的無紙化操作，對于選擇、判斷、填空題可直接導(dǎo)出答題結(jié)果。對于簡答題可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)批改，對于開放性試題還支持語音及視頻答題。所有的設(shè)置都將傳統(tǒng)的作業(yè)模式顛覆，而新的模式事必更易吸引學(xué)生的目光，提高了學(xué)生作答的積極性，也方便了教師對作業(yè)的批改。

雨課堂模式在《酶工程》課程教學(xué)評價(jià)體系設(shè)計(jì)。

基于雨課堂平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的線上線下混合課堂，實(shí)際上增加了學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中的參與度，因此對于成績的考核就要避免唯考試論。《酶工程》課程在改革前作為專業(yè)選修課，其成績構(gòu)成較單一，即平時(shí)成績占20%，期末成績占80%。基于雨課堂平臺(tái)實(shí)現(xiàn)線上線下混合教學(xué)后，應(yīng)當(dāng)將學(xué)生在平時(shí)的課前課后參與度、在線課堂測試、教學(xué)交流互動(dòng)都考慮作為總成績的一部分。設(shè)計(jì)其成績構(gòu)成為：出勤10%，以每節(jié)課開始前的二維碼簽到為準(zhǔn);平時(shí)作業(yè)情況15%，以雨課堂平臺(tái)對所有測試題的統(tǒng)計(jì)為準(zhǔn);課堂及線上學(xué)習(xí)互動(dòng)15%，以雨課堂平臺(tái)大數(shù)據(jù)反饋為準(zhǔn);期末成績60%，以期末考試成績?yōu)闇?zhǔn)。通過以上成績構(gòu)成，一方面滿足了專業(yè)課對于專業(yè)知識(shí)掌握的硬性要求，期末考試依然是占有重要的地位，另一方面將學(xué)生全程參與課程學(xué)習(xí)的活躍度考慮進(jìn)來，拉動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3 混合教學(xué)改革提出的挑戰(zhàn)

基于雨課堂教學(xué)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)《酶工程》線上線下混合教學(xué)模式對于教師提出了更為嚴(yán)格的要求和挑戰(zhàn)。首先要求教師在備課時(shí)，對于課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行全方位的了解，對其交叉內(nèi)容與對應(yīng)教師進(jìn)行面對面的課程講授剖析，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的教學(xué)內(nèi)容有效切割。針對現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的龐雜多樣，對資料內(nèi)容進(jìn)行梳理分析，選擇有效的課前預(yù)習(xí)資料與課后拓展內(nèi)容，以達(dá)到良好的線上學(xué)習(xí)效果;對于課堂教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，在充分考慮到知識(shí)點(diǎn)覆蓋的前提下，更多的利用雨課堂平臺(tái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的多樣化以及與學(xué)生的互動(dòng)性，以便更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)積極性與互動(dòng)意愿。最后，在完成一輪教學(xué)活動(dòng)后，及時(shí)以問卷的形式向?qū)W生調(diào)查教學(xué)效果及滿意度，以期達(dá)到更為理想的教學(xué)改革目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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[2]譚琳，高春艷.基于“雨課堂”的統(tǒng)計(jì)學(xué)課程混合式教學(xué)改革探索[J].教育現(xiàn)代化.2019，104：91-95.