依托“雨課堂”平臺(tái)的混合式教學(xué)在“醫(yī)用有機(jī)化學(xué)”課程中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

馮德香，陳錫山，李麗華，吳運(yùn)軍，陳結(jié)霞，馮志君，王 慧，尉 艷

“醫(yī)用有機(jī)化學(xué)”是我國醫(yī)藥高等院校的一門重要基礎(chǔ)課.學(xué)好“醫(yī)用有機(jī)化學(xué)”可為其他醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程及專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).隨著信息技術(shù)和多元化教學(xué)的發(fā)展，基于線下、傳統(tǒng)的單一教學(xué)模式已不能滿足教師智慧化教學(xué)和學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求.如何改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式，尋求一種適合醫(yī)用有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)的新模式來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性，提升教師課堂的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量，從而保證學(xué)生良好的學(xué)習(xí)效果，是每一位任課教師必須要面對(duì)和思考的問題.

近年來，在相繼開展的多種新型教學(xué)模式中，線上線下混合式教學(xué)模式已成為現(xiàn)代教學(xué)中一種重要教學(xué)手段，它綜合了傳統(tǒng)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了高校教育資源和配置上的均衡與共享［1-3］.“雨課堂”作為一種交互式智慧教學(xué)平臺(tái)，為線上線下混合式教學(xué)提供了智能化和數(shù)字化的技術(shù)支持，使學(xué)生的“主動(dòng)學(xué)習(xí)”成為可能［4-7］，特別是“雨課堂”后臺(tái)云端提供的課堂統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)能幫助教師及時(shí)調(diào)整授課計(jì)劃、教學(xué)節(jié)奏及相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，從而提升教學(xué)質(zhì)量.

本研究以我校臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)“醫(yī)用有機(jī)化學(xué)”中“立體化學(xué)”章節(jié)為例，圍繞課程目標(biāo)，從課前自主學(xué)習(xí)、課中高效互動(dòng)和課后鞏固夯實(shí)三個(gè)環(huán)節(jié)入手，探索依托于“雨課堂”的混合式教學(xué)模式在“醫(yī)用有機(jī)化學(xué)”課程教學(xué)中的應(yīng)用，為“醫(yī)用有機(jī)化學(xué)”的課程建設(shè)和教學(xué)質(zhì)量的提升提供參考.

1 教學(xué)模式設(shè)計(jì)

良好的課堂教學(xué)效果離不開科學(xué)合理的教學(xué)模式設(shè)計(jì)，而在進(jìn)行教學(xué)模式設(shè)計(jì)時(shí)，首先，根據(jù)教學(xué)大綱的要求和不同授課學(xué)生對(duì)象明確課程目標(biāo).然后，圍繞此目標(biāo)整合利用現(xiàn)有的信息技術(shù)資源，組建教學(xué)與學(xué)習(xí)平臺(tái).在充分了解授課對(duì)象基礎(chǔ)上，進(jìn)行有效的學(xué)情分析，遴選合適的教學(xué)資源，尋找更適合學(xué)生的教學(xué)模式.最后，對(duì)整個(gè)教學(xué)過程進(jìn)行精心組織和設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)“教”與“學(xué)”的統(tǒng)一，努力完成設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果［8］.

1.1 課程目標(biāo)

以“醫(yī)用有機(jī)化學(xué)”中“立體化學(xué)”章節(jié)為例，緊扣教學(xué)大綱，結(jié)合線上線下混合式教學(xué)的特點(diǎn)，設(shè)定該章節(jié)的課程目標(biāo).

（1）知識(shí)目標(biāo).①通過對(duì)本章節(jié)理論知識(shí)的教學(xué)，使學(xué)生不僅要掌握手性碳原子、手性分子、消旋體（內(nèi)消旋體、外消旋體）及對(duì)映體等基本概念，還應(yīng)讓學(xué)生掌握費(fèi)歇爾投影式的書寫方法、對(duì)映體的判斷方法及構(gòu)型（D/L構(gòu)型、R/S 構(gòu)型）標(biāo)記的兩種方法.②要求學(xué)生熟悉對(duì)稱中心、對(duì)稱面等對(duì)稱因素及不含有手性碳原子化合物（主要有聯(lián)苯型化合物及丙二烯化合物）對(duì)映體的判斷方法.③學(xué)生要了解偏振光和旋光性、旋光度與比旋光度及外消旋體的物理性質(zhì)等內(nèi)容.

（2）能力目標(biāo).①培養(yǎng)學(xué)生的基本科學(xué)素養(yǎng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度.②培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力.③培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，引導(dǎo)學(xué)生掌握自主學(xué)習(xí)的方法.

1.2 依托“雨課堂”平臺(tái)的混合式教學(xué)模式的構(gòu)建

我校臨床“醫(yī)學(xué)有機(jī)化學(xué)”理論教學(xué)內(nèi)容多，而教學(xué)學(xué)時(shí)有限，以往采用的是以教師為主的“注入式”教學(xué)模式，盡管課堂上教師使出渾身解數(shù)，但鑒于部分學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)薄弱及學(xué)習(xí)能力和接受能力欠缺等原因，有些學(xué)生學(xué)起來仍然很吃力，未獲得令人滿意的教學(xué)效果.

圖1 依托“雨課堂”平臺(tái)的“醫(yī)用有機(jī)化學(xué)”課程的混合式教學(xué)模式構(gòu)建的流程

針對(duì)上述問題，根據(jù)臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)，依托“雨課堂”教學(xué)平臺(tái)，引入優(yōu)質(zhì)慕課、微課在線資源，從課前、課中和課后三個(gè)環(huán)節(jié)入手，構(gòu)建以學(xué)生為中心、滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)為目標(biāo)的線上線下混合式教學(xué)模式（圖1），進(jìn)行針對(duì)性和精準(zhǔn)的教學(xué)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的“變軌超車”［9］.

（1）課前環(huán)節(jié)-自主預(yù)習(xí).我?！搬t(yī)用有機(jī)化學(xué)”授課對(duì)象為大學(xué)一年級(jí)學(xué)生，剛剛踏入大學(xué)校園，尚未完全適應(yīng)大學(xué)生活，自主學(xué)習(xí)能力較弱，新的學(xué)習(xí)方法尚未掌握，針對(duì)這種情況，任課教師課前通過“雨課堂”平臺(tái)推送有機(jī)化學(xué)預(yù)習(xí)課件、慕課視頻、學(xué)習(xí)資料等內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主預(yù)習(xí)，推送的學(xué)習(xí)資料是授課教師根據(jù)每章的教學(xué)大綱要求，針對(duì)重、難點(diǎn)精選而成.以“立體化學(xué)”章節(jié)為例，30%～40%的藥物分子是手性藥物分子，該章的難點(diǎn)之一就是手性分子的判斷方法，為了讓學(xué)生盡快理解并掌握這一難點(diǎn)，本章推送的第一題是“手性”的概念，以填空題形式讓學(xué)生預(yù)習(xí)這一知識(shí)點(diǎn)；第二題讓學(xué)生查找文獻(xiàn)并回答問題“20 世紀(jì)60 年代發(fā)生在歐洲的‘反應(yīng)?！录?，導(dǎo)致數(shù)以萬計(jì)的‘海豹兒’誕生的原因是什么？”學(xué)生通過文獻(xiàn)的調(diào)研能夠了解“反應(yīng)?！笔且环N化學(xué)合成的手性藥物，它的左旋體具有強(qiáng)烈的致畸作用，這樣能讓學(xué)生對(duì)藥物的對(duì)映體有初步的了解與認(rèn)識(shí)；第三題讓學(xué)生歸納比較“反應(yīng)?！钡淖笮w和右旋體的生理活性的差異性，在前面題目基礎(chǔ)上使學(xué)生加深對(duì)對(duì)映體和外消旋體的了解；第四題設(shè)計(jì)的是“為避免此類悲劇重演，歐洲等藥政部門要求手性藥物的生產(chǎn)，必須給出異構(gòu)體的藥理和毒性數(shù)據(jù)，且鼓勵(lì)單一對(duì)映體藥物制劑的生產(chǎn)，為什么要這樣做？”在第三題基礎(chǔ)上又進(jìn)一步延伸，激發(fā)學(xué)生思考?xì)W洲等藥政部門采取相應(yīng)政策的背后原因，如果學(xué)生對(duì)“反應(yīng)?！弊笮w和右旋體的生理活性還不甚理解，不知如何回答這個(gè)問題，教師可以提醒學(xué)生觀看推送的相關(guān)慕課視頻，視頻形象生動(dòng)地解釋了手性藥物要發(fā)揮一定的生理活性，必須與相應(yīng)作用靶點(diǎn)上的受體結(jié)合（圖2）.受體是蛋白質(zhì)，具有一定的空間構(gòu)型，對(duì)所結(jié)合的對(duì)象有一定的立體選擇性.這幾題層層遞進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生解決難題，提升預(yù)習(xí)動(dòng)力，成就感倍增.

圖2 手性分子與手性生物受體之間的相互作用

值得注意的是，學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中教師必須有任務(wù)化的要求，且有過程化的引導(dǎo)，否則學(xué)生易于懈怠.學(xué)生完成預(yù)習(xí)內(nèi)容后，教師引導(dǎo)學(xué)生在平臺(tái)上進(jìn)行分組討論，并提交預(yù)習(xí)檢測內(nèi)容，然后教師根據(jù)“雨課堂”后臺(tái)提供的對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)檢測的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，進(jìn)行教學(xué)策略的調(diào)整及教學(xué)設(shè)計(jì)的重構(gòu).

（2）課中環(huán)節(jié)-高互動(dòng)課堂.教師根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)檢測的結(jié)果進(jìn)行新課導(dǎo)入設(shè)計(jì)，并對(duì)預(yù)習(xí)中的難點(diǎn)不斷強(qiáng)化和鞏固.例如，為了鞏固對(duì)映體R/S構(gòu)型標(biāo)記法，課堂中我們又推送了圖3 含有兩個(gè)不同手性碳原子2，3-二氯丁醛的4 個(gè)光學(xué)異構(gòu)體進(jìn)行非對(duì)映題的判斷，異構(gòu)體（a）、（b）是互為實(shí)物和鏡像關(guān)系的兩種光學(xué)異構(gòu)體，即一對(duì)對(duì)映體.異構(gòu)體（c）、（d）也是一對(duì)對(duì)映體，那么異構(gòu)體（b）、（c）是什么關(guān)系呢？借此問題來引發(fā)學(xué)生思考，進(jìn)而鞏固對(duì)映體R/S構(gòu)型標(biāo)記法并掌握非對(duì)映體的判斷.

圖3 非對(duì)映體的判斷

結(jié)合授課內(nèi)容，教師在課堂適時(shí)推題，學(xué)生根據(jù)題目的難易程度可以選擇直接回答，也可以選擇分組討論，開展協(xié)作式學(xué)習(xí).對(duì)于上述課堂推送的2，3-二氯丁醛的4 個(gè)光學(xué)異構(gòu)體中含有的兩個(gè)手性碳原子構(gòu)型進(jìn)行判斷，這個(gè)問題難度不大，學(xué)生可以選擇以彈幕及投稿方式提交答案，或者教師采取隨機(jī)點(diǎn)名的方式讓學(xué)生單獨(dú)回答問題.針對(duì)具有一定難度的問題：異構(gòu)體（b）、（c）是什么關(guān)系呢？教師組織學(xué)生進(jìn)行分組討論，并展示不同的答案，讓各組代表詳細(xì)闡述其理由，教師最后點(diǎn)評(píng)，并進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)對(duì)于兩個(gè)含有多個(gè)手性碳原子的手性化合物，若只有一個(gè)手性碳原子的構(gòu)型不同，其他結(jié)構(gòu)完全相同，它們彼此互為差向異構(gòu)體（一種非對(duì)映異構(gòu)體）.教師對(duì)提交結(jié)果正確的學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)紅包獎(jiǎng)勵(lì)，不僅活躍了課堂氣氛，增加了學(xué)生課堂參與度與趣味性，而且實(shí)現(xiàn)了課堂內(nèi)容及時(shí)消化吸收的教學(xué)目標(biāo).

作為高等醫(yī)學(xué)院校的大學(xué)生，不僅要學(xué)習(xí)課本上的基礎(chǔ)知識(shí)，還要了解醫(yī)用有機(jī)化學(xué)在解決人類可持續(xù)發(fā)展、生命運(yùn)動(dòng)及對(duì)未來世界科技發(fā)展等領(lǐng)域中的重要地位.同時(shí)，在授課過程中，教師要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的科研精神和創(chuàng)新能力.因此，在教學(xué)設(shè)計(jì)中，注重與學(xué)科相關(guān)的研究動(dòng)態(tài)和前沿信息的滲透.課堂中，精選學(xué)術(shù)上與有機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的最新研究動(dòng)態(tài)，并在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中開展一些緊跟醫(yī)藥行業(yè)發(fā)展的簡單典型手性藥物的合成實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力.

（3）課后環(huán)節(jié)-鞏固拓展.教師根據(jù)“雨課堂”統(tǒng)計(jì)的學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況及課堂互動(dòng)信息中學(xué)生投稿次數(shù)、彈幕次數(shù)、課堂表現(xiàn)及答題得分等結(jié)果，對(duì)學(xué)生掌握本章內(nèi)容的程度一目了然，并及時(shí)進(jìn)行教學(xué)總結(jié)和評(píng)價(jià)，然后根據(jù)學(xué)生的掌握程度，圍繞重點(diǎn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)層次不同的課后作業(yè).例如，本章推送兩道難易程度不同的課后習(xí)題：如圖4 所示異構(gòu)體（a）、（b）是什么關(guān)系（此題目難度大）？異構(gòu)體（a）或異構(gòu)體（b）是否具有手性（此題目難度小）？推送的課后作業(yè)進(jìn)一步鞏固和提升本章學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容之一—內(nèi)消旋體的判斷.

圖4 內(nèi)消旋體的判斷

與此同時(shí)，教師通過“雨課堂”推送有利于知識(shí)拓展和能力提升的學(xué)習(xí)資源，拓寬學(xué)生視野，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.比如課堂上講解了外消旋體的幾種拆分方法，推送的課下作業(yè)為：列舉“反應(yīng)?！辈鸱譃樽笮w和右旋體的方法.要求學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成教師布置的作業(yè)，提交至平臺(tái).教師借助QQ 群、微信群、“雨課堂”等途徑與學(xué)生進(jìn)行交流，及時(shí)解答學(xué)生在作業(yè)過程中出現(xiàn)的問題，并把共性問題進(jìn)行歸納總結(jié)后反饋給學(xué)生.此外，每周設(shè)置固定時(shí)間，授課教師與學(xué)生進(jìn)行集中討論或一對(duì)一的交流與指導(dǎo).

2 課程考核體系

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，“醫(yī)用有機(jī)化學(xué)”考核體系的期末考試成績所占比重較大（70%～80%），形成性考核成績所占的比重較小（20%～30%），這種課程考核體系無法準(zhǔn)確地判斷學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，也不能真實(shí)地反映學(xué)生掌握授課內(nèi)容的程度.

隨著信息技術(shù)與信息化教學(xué)工具的深度融合及課堂交互形式的增加，考核體系應(yīng)加大過程化評(píng)價(jià)比例，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)模式、教學(xué)方法與教學(xué)評(píng)價(jià)的有效結(jié)合［10］.

基于“雨課堂”的全景式的數(shù)據(jù)反饋為過程化考核提供了可靠的依據(jù).我校“醫(yī)用有機(jī)化學(xué)”混合式教學(xué)考核評(píng)價(jià)體系包含如下內(nèi)容：學(xué)生課堂表現(xiàn)及預(yù)習(xí)情況的期評(píng)比例為10%，依據(jù)來源于學(xué)生課堂出勤率及預(yù)習(xí)測試成績、課堂檢測結(jié)果及參與度等；平時(shí)檢測成績的期評(píng)比例為10%，依據(jù)來源于單元測試成績，重點(diǎn)考察學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解及掌握程度，能減輕學(xué)生期末考試的壓力，大大減少考試前臨時(shí)抱佛腳的現(xiàn)象；實(shí)驗(yàn)成績的期評(píng)比例為30%，依據(jù)來源于實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫及學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的操作表現(xiàn)，重點(diǎn)考察開設(shè)的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)中學(xué)生創(chuàng)新能力及實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力；期末閉卷考試成績的期評(píng)比例為50%.

采用這種多方式、多維度的評(píng)價(jià)體系對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面考核，真正體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教學(xué)要求，突顯了學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的特征，從而也克服了傳統(tǒng)教學(xué)考核中教師“單方評(píng)價(jià)”帶來的片面問題［11］.

3 教學(xué)效果分析

筆者所在學(xué)校的“醫(yī)用有機(jī)化學(xué)”課程依托“雨課堂”平臺(tái)的混合式教學(xué)模式已開展兩年.2018 年在臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)開始實(shí)施，逐漸推廣到麻醉、預(yù)防及衛(wèi)檢等專業(yè).已開展的依托“雨課堂”平臺(tái)的混合式教學(xué)模式的教學(xué)效果根據(jù)“有機(jī)化學(xué)”課程的期末考試卷面成績與實(shí)驗(yàn)成績、雨課堂“投票功能”問卷調(diào)查及收到的291 份問卷調(diào)查結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià).采用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果采用均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間差異采用t檢驗(yàn)，P＜0.05 表示有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義.統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，教學(xué)模式改革已初顯成效，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面［12］.

3.1 期末考試卷面成績分析

表1 對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組期末成績對(duì)比（）

表1 對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組期末成績對(duì)比（）

組別對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組P值卷面成績/分70.6±13.2 75.8±10.3＜0.05實(shí)驗(yàn)成績/分90.2±3.8 93.6±1.2＜0.05

在生源類似、題目難易程度相當(dāng)?shù)那疤嵯?，?duì)三個(gè)平行教學(xué)大班的期末考試卷面成績和實(shí)驗(yàn)成績進(jìn)行統(tǒng)計(jì).結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組期末卷面成績提升5.2 分，實(shí)驗(yàn)平均成績提高3.4 分，其原因主要?dú)w結(jié)于有效的課前預(yù)習(xí)提高了學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性；課堂的成就感增加了學(xué)生的自信心和參與度；課后高難度習(xí)題的完成激發(fā)了學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的動(dòng)力.

3.2 雨課堂“投票功能”問卷調(diào)查結(jié)果

94.26 %的學(xué)生非常喜歡或喜歡“雨課堂”授課，“紅包”和“彈幕”功能得到85%以上同學(xué)的認(rèn)可.“雨課堂”多種功能的設(shè)置大大提高了學(xué)生課堂的參與度和活躍度，使師生關(guān)系更加融洽，課堂中的“低頭族”和“嗜睡族”也顯著減少.

3.3 學(xué)習(xí)效果調(diào)查問卷分析

表2 統(tǒng)計(jì)的調(diào)查結(jié)果顯示，依托“雨課堂”教學(xué)平臺(tái)的混合式教學(xué)獲得了學(xué)生的青睞，明顯提高了學(xué)習(xí)趣味性及主動(dòng)性（90.46%）、學(xué)習(xí)的專注度及學(xué)習(xí)效率（83.75%）和自主學(xué)習(xí)能力（84.72%）.同學(xué)間的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)得到了增強(qiáng)，學(xué)生的自信心及綜合能力得到進(jìn)一步提升.

表2 混合式教學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生學(xué)習(xí)效果的調(diào)查結(jié)果

4 結(jié)語

依托“雨課堂”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，對(duì)筆者所在學(xué)?！搬t(yī)用有機(jī)化學(xué)”線上線下混合式教學(xué)做了一定的嘗試和探索，教學(xué)效果初見成效.今后將繼續(xù)順應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+大教育”的趨勢，依托于智慧教學(xué)平臺(tái)，不斷優(yōu)化教學(xué)資源，完善教學(xué)考核評(píng)價(jià)體系，為推動(dòng)“醫(yī)用有機(jī)化學(xué)”混合式教學(xué)的發(fā)展提供更好的研究基礎(chǔ)，為培養(yǎng)高素質(zhì)的醫(yī)學(xué)人才貢獻(xiàn)力量.