“翻轉(zhuǎn)課堂”在實驗教學(xué)中形成性考核的探索及應(yīng)用——以“酶工程”實驗教學(xué)為例

陶志杰，李作美，王改玲，孫蘭萍，馬 龍

（蚌埠學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，安徽蚌埠 233030）

0 引言

21 世紀(jì)是生命科學(xué)時代，隨著現(xiàn)代生物技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、食品科學(xué)、遺傳學(xué)、新材料、新能源等諸多領(lǐng)域已取得重要突破[1]。酶工程是構(gòu)成生物工程的四大技術(shù)體系之一，研究生物催化、生物轉(zhuǎn)化過程中關(guān)鍵技術(shù)，是學(xué)院生物工程、食品科學(xué)與工程專業(yè)的選修課程。實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生學(xué)習(xí)的理論知識必須通過實驗課程操作，鞏固加深理解并達到知識內(nèi)化的效果[2]。目前，大學(xué)生學(xué)習(xí)普遍缺乏主動性，進入實驗室操作，如同“機器人”，教師或?qū)嶒炛笇?dǎo)書說怎么做就按部就班操作，遇到問題和實驗出現(xiàn)的現(xiàn)象，不會利用所學(xué)知識去分析和解決問題。這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生缺乏能動性和創(chuàng)新性，時間一長學(xué)生對所學(xué)的知識印象不深。

“翻轉(zhuǎn)課堂”是教師提前讓學(xué)生學(xué)習(xí)教學(xué)資料，課堂上針對學(xué)生在學(xué)習(xí)時提出的疑問進行答疑或組織學(xué)生進行討論的教學(xué)模式[3]。其亮點是變被動為主動?！胺D(zhuǎn)課堂”之所以可以在近幾年深受師生喜愛，是因為它打破了傳統(tǒng)的教師“講”，學(xué)生“聽”的模式，改變了教師在理論課上唱“獨角戲”，在實驗課上當(dāng)“遙控器”的尷尬局面。以“酶工程”實驗課程教學(xué)設(shè)計為例，利用“學(xué)習(xí)通”網(wǎng)絡(luò)平臺提供后臺數(shù)據(jù)，分析“翻轉(zhuǎn)課堂”在工科實驗教學(xué)過程中的應(yīng)用效果，為“翻轉(zhuǎn)課堂”在應(yīng)用型本科高校工科實踐教學(xué)中形成性考核應(yīng)用提供新思路。

1 課前教學(xué)的準(zhǔn)備

1.1 教師備課

“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式能夠順利開展，前提條件是教師必需做好課前網(wǎng)絡(luò)資源的準(zhǔn)備。學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)資源的提前自主學(xué)習(xí)和測驗，了解實驗的主要內(nèi)容。教師做好相應(yīng)材料的準(zhǔn)備就顯得非常重要。這與傳統(tǒng)教學(xué)方式相比，教師需要投入較多精力，資源建立好，后續(xù)使用就很方便。

1.1.1 制作課件

將實驗指導(dǎo)書中滿篇文字轉(zhuǎn)化成簡單、明了、重點突出的實驗指導(dǎo)課件。每個實驗課件約10 張PPT，包括實驗項目名稱、目的、原理、材料、操作流程、操作方法（強調(diào)注意點）、數(shù)據(jù)記錄和分析、實驗結(jié)果陳述、主要儀器使用注意事項等。PPT 格式上傳常常出現(xiàn)亂序，因此上傳的課件最好轉(zhuǎn)換為PDF 格式。

1.1.2 準(zhǔn)備實驗操作視頻

“說得再好，不如親眼所見?！睘榱嗽鰪妼W(xué)生對實驗操作的理解和加深印象，上傳提前錄制好的實驗操作視頻或其他較好的實驗教學(xué)視頻資源。通過設(shè)置任務(wù)點，讓學(xué)生提前觀看，了解實驗的操作流程和注意事項。

1.1.3 設(shè)置預(yù)習(xí)題

學(xué)生通過觀看課件和視頻，基本掌握了實驗的相關(guān)內(nèi)容。到底掌握得如何，只有通過測試才能檢驗出效果[4]。預(yù)習(xí)題的內(nèi)容主要包括實驗原理、現(xiàn)象、操作細(xì)節(jié)、注意事項、相關(guān)知識拓展等。學(xué)生完成實驗預(yù)習(xí)題前，必需100%完成相關(guān)任務(wù)點學(xué)習(xí)，防止有些學(xué)生不看視頻等學(xué)習(xí)資料直接做題。同時，為了提高預(yù)習(xí)效果，預(yù)習(xí)題通關(guān)門檻適當(dāng)調(diào)高，如設(shè)置為80 分或90 分為及格線。通過學(xué)生對錯誤習(xí)題的修正練習(xí)，反復(fù)作答，最終領(lǐng)悟?qū)嶒灥幕局R。

1.2 學(xué)生預(yù)習(xí)

理工科的理論知識深奧、難理解，如果沒有知識背景，讓學(xué)生自學(xué)有困難。但是，實驗課是在理論課的基礎(chǔ)上開設(shè)的，學(xué)生有了相關(guān)知識背景，自學(xué)效果會更好。學(xué)生通過“學(xué)習(xí)通”等軟件完成課件學(xué)習(xí)和視頻觀看，每個實驗項目中都有相關(guān)習(xí)題，教師通過預(yù)設(shè)及格分，讓學(xué)生測驗，如果成績未達標(biāo)，自動打回重做，直到達到要求分?jǐn)?shù)。學(xué)生如果未達要求，不得進入實驗室操作。學(xué)生為了能通過測驗，必然會仔細(xì)學(xué)習(xí)相關(guān)資料。這無形給學(xué)生學(xué)習(xí)的壓力，由壓力變動力，主動搜索和吸取知識，比傳統(tǒng)的被動式學(xué)習(xí)效果要好得多。

Around 0.1% of pregnant women develop a malignancy and there is limited experience on the management of colorectal cancer diagnosed during pregnancy or perinatal period. When colorectal cancer is detected in this period,treatment options may be limited.

2 課中教學(xué)的實施

學(xué)院的試驗課程授課是四節(jié)課連排，共180 min。課中可設(shè)計為4 個時間段，其中“師生互動”和“實驗操作”時間段是翻轉(zhuǎn)課堂的集中體現(xiàn)[5]。

實驗課堂教學(xué)時間安排見表1。

表1 實驗課堂教學(xué)時間安排

2.1 課前檢查

首先，檢查每位學(xué)生“學(xué)習(xí)通”測驗成績，只有達到標(biāo)準(zhǔn)的方可進入實驗室，未達標(biāo)的學(xué)生在實驗室門外繼續(xù)作答。有了這樣的規(guī)定，學(xué)生都會很主動地在課前做好準(zhǔn)備，通過測試。因此，未達標(biāo)的學(xué)生基本不存在。

2.2 教師提問

實驗課開始，不是以傳統(tǒng)的方式“教師講述學(xué)生聽”，而是以“教師提問學(xué)生答”的方式進行。通過設(shè)計幾個問題，問題的內(nèi)容可以是預(yù)習(xí)題中錯誤率高的原題或者變換題型來考查學(xué)生的預(yù)習(xí)效果，強調(diào)實驗操作的重點和注意事項。

2.3 學(xué)生回答

將每班學(xué)生分成4 人/組，通過小組合作回答教師提出的問題。例如，在實驗“海藻酸鈉包埋酵母細(xì)胞”中，實驗預(yù)習(xí)題中一題以問答題方式提問，“海藻酸鈉是什么物質(zhì)，舉例說明其應(yīng)用。”小組成員可相互補充完成問題回答，這樣可以激發(fā)學(xué)生的團隊合作意識。以小組為單位，教師給予評分。

2.4 共同討論

提問的難度由教師控制，為了激發(fā)學(xué)生的思考，可以提出一些有難度的問題，一組答不出來，教師不要急于公布答案，由全體學(xué)生共同討論出最優(yōu)結(jié)果。例如，實驗“酶最適pH 值測定”中，為何需要檢測第6 根試管的吸光度，應(yīng)該在0.6～0.7 的范圍為最佳酶濃度。通過共同討論，增強學(xué)生理論知識的吸收和掌握，達到“知其然，知其所以然”。

2.5 開始實驗

通過實驗前的討論互動，讓學(xué)生懂得實驗原理、方法、注意事項。實驗開始時，先分工合作再分組實驗，達到共同完成實驗的效果。例如，實驗“植物體內(nèi)過氧化物酶活力測定”中，可以將任務(wù)分為土豆材料的準(zhǔn)備、底物溶液的配置、緩沖液的配置、分光光度計儀器的預(yù)熱等。以小組為單位，分配任務(wù)后開始實驗。

2.6 結(jié)果檢查

學(xué)生是實驗課程的主體，讓學(xué)生參與課程評分，更具有激勵性和導(dǎo)向性。實驗2～4 人一組，團隊合作精神必不可少。通過組內(nèi)互評，考核學(xué)生實驗過程中的溝通、協(xié)作、參與情況。增加個人自評，讓學(xué)生通過自我反省、自我剖析，認(rèn)識自己在此次實驗中發(fā)揮的作用和所學(xué)情況的自我評價。實驗結(jié)束后，教師檢查完成實驗小組的實驗臺面整潔度、實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，并督促學(xué)生自我評分。從單一的教師評價方式轉(zhuǎn)向多樣化的評價方式，讓學(xué)生參與其中，更加激發(fā)學(xué)生在實驗課中的主觀能動性。

最后，在課堂中出現(xiàn)遲到、早退，不參與實驗而玩手機、聊天等與教學(xué)無關(guān)活動的學(xué)生給于扣分。只有教師做到嚴(yán)格要求學(xué)生，才能保證實驗課程的教學(xué)質(zhì)量。

“酶工程”實驗過程中，有較長的等待時間。例如，酶提取靜置30 min，酶催化反應(yīng)1 h，固定化酶固化1 h 等。為了充分利用時間，可以現(xiàn)場批改學(xué)生的上一次實驗報告。當(dāng)面指出學(xué)生報告中存在的錯誤及不規(guī)范的地方，要求學(xué)生用其他顏色筆跡更改，做到“知錯能改”。這樣不僅可以提高實驗報告的質(zhì)量，還能充實課堂，防止學(xué)生無聊而玩手機等行為。

3 課后教學(xué)考核

通過實驗課程的課前、課中、課后多環(huán)節(jié)記錄學(xué)生考核成績，既體現(xiàn)了成績的公開透明、公正合理的評分機制，又激勵學(xué)生認(rèn)真、主動對待實驗，從中掌握實驗原理和操作技能。通過“學(xué)習(xí)通”軟件輔助，基本能較好地統(tǒng)計考核數(shù)據(jù)，為教師簡化了繁瑣的分?jǐn)?shù)統(tǒng)計。

實驗課考核評價見表2。

表2 實驗課考核評價

4 學(xué)生課后評價

通過兩屆實驗班的不斷教學(xué)改進，“酶工程”實驗課程的教學(xué)與管理得到了學(xué)生的一致認(rèn)可。學(xué)生評價平均分?jǐn)?shù)達到95 分以上。學(xué)生認(rèn)為線上線下結(jié)合的教學(xué)方式新穎，打破了時間和空間的局限性，利用手機即可隨時隨地自主完成學(xué)習(xí)任務(wù)。通過實驗預(yù)習(xí)答題的方式，增加了學(xué)生對實驗的具體印象，提高了動手能力。實驗前的問題討論，讓學(xué)生積極主動參與，鞏固理論知識的理解和印象，使接下來的實驗更加輕松與簡便。實驗過程中，教師積極給予指點，及時糾正學(xué)生的錯誤操作。實驗結(jié)束后簽到，防止學(xué)生早退。學(xué)生互評，讓學(xué)生互相監(jiān)督與評價，使得大家更加認(rèn)真對待實驗課程。