Moodle在4+4臨床醫(yī)學(xué)試點班生物化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用體會

楊嘯林，張艷麗

(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)學(xué)院 1.生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)系；2.生物化學(xué)與分子生物學(xué)系，北京 100005)

21世紀(jì)生命科學(xué)飛速發(fā)展，人口、臨床實踐迅猛變化，促使醫(yī)學(xué)教育者探索醫(yī)學(xué)教育的新模式以應(yīng)對挑戰(zhàn)。北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院4+4臨床醫(yī)學(xué)試點班是探索培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生新模式的醫(yī)學(xué)教育改革，從國內(nèi)、外高水平大學(xué)招收優(yōu)秀本科畢業(yè)生攻讀醫(yī)學(xué)博士學(xué)位，旨在培養(yǎng)復(fù)合型醫(yī)學(xué)人才。本文的目的是探討面向4+4學(xué)生如何開展《生物化學(xué)》教學(xué)。

1 學(xué)生狀況及Moodle支持的《生物化學(xué)》混合式課堂設(shè)計

《生物化學(xué)》是醫(yī)學(xué)院要求的醫(yī)預(yù)科必修課程，4+4學(xué)生必須在本科階段系統(tǒng)學(xué)習(xí)。與傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)院學(xué)生不同，4+4學(xué)生本科專業(yè)背景多樣，對生物化學(xué)的掌握程度差異大。在26份調(diào)查問卷中，只有不足半數(shù)學(xué)生本科階段進(jìn)行了較長學(xué)時(60～100+)的生物化學(xué)學(xué)習(xí)，而部分學(xué)校學(xué)時短或未開設(shè)此課程，學(xué)生通過慕課自學(xué)完成入學(xué)所需學(xué)分。生物化學(xué)知識點繁多、難于記憶，多開設(shè)于本科低年級，學(xué)生對知識點遺忘率普遍較高，需要在醫(yī)學(xué)課程開始之前進(jìn)行溫習(xí)與補(bǔ)齊。

不同院校生物化學(xué)的教學(xué)存在很大差異。普通院校強(qiáng)調(diào)生命體化學(xué)變化過程的基礎(chǔ)知識，不側(cè)重講解生物化學(xué)變化與疾病的關(guān)聯(lián)。然而從醫(yī)學(xué)的角度，所有疾病過程，最終都可以追溯到發(fā)生在生化和分子水平上的事件。近半個多世紀(jì)以來，生物化學(xué)突飛猛進(jìn)，不僅使許多復(fù)雜疾病機(jī)制得以闡明，而且也成為認(rèn)識和研究疾病的重要手段。然而，對于大部分4+4學(xué)生，之前學(xué)習(xí)生化的視角并未側(cè)重于疾病機(jī)制的解析與治療，生化知識點與疾病聯(lián)系的思維需加強(qiáng)。

基于上述背景，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院4+4醫(yī)學(xué)生教學(xué)體系在醫(yī)學(xué)總論中設(shè)立《生物化學(xué)》復(fù)習(xí)課程。教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為兩方面：一是提升學(xué)生基礎(chǔ)知識的掌握水平，測試掌握率達(dá)80%以上；二是幫助學(xué)生建立生物化學(xué)變化與疾病的關(guān)聯(lián)，提升將生物化學(xué)知識和方法應(yīng)用于疾病診斷和治療的能力。然而，本課程作為醫(yī)預(yù)科生物化學(xué)的復(fù)習(xí)、進(jìn)階課程，雖然同學(xué)們學(xué)習(xí)熱情高，但課時短(12學(xué)時)、任務(wù)重。因此，本課程采用線上與線下結(jié)合、多種現(xiàn)代教學(xué)方法交叉應(yīng)用、調(diào)動學(xué)生課前、課堂和課后自主學(xué)習(xí)的混合式教學(xué)法，并充分利用教學(xué)管理系統(tǒng)Moodle，建設(shè)教學(xué)資源，支持教學(xué)方法實施過程中的流程管理、師生互動和學(xué)習(xí)引導(dǎo)。具體來講，利用Moodle進(jìn)行自主學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)，幫助學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)知識的自主學(xué)習(xí)和提升；課堂中著眼于重點和難點的講授，并通過案例教學(xué)(case-based learning,CBL)幫助學(xué)生建立生物化學(xué)與疾病的關(guān)聯(lián)；建立個性化的形成性評價，作為督促學(xué)生學(xué)習(xí)和評價學(xué)習(xí)效果的依據(jù)。

2 通過Moodle建設(shè)《生物化學(xué)》自主學(xué)習(xí)環(huán)境

由于課時短，因此將基礎(chǔ)性知識設(shè)定為課前自主學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)的內(nèi)容。課堂中對自主學(xué)習(xí)過程中反映出來的難點、重點，再進(jìn)行深入講解和鞏固。課程設(shè)計策略為利用Moodle提供給學(xué)生可監(jiān)督、可引導(dǎo)的學(xué)習(xí)資源，通過高頻率、低權(quán)重的考試促進(jìn)學(xué)生基礎(chǔ)知識的掌握(圖1)。

在Moodle建設(shè)學(xué)習(xí)資源，購置Macmillan旗下Biochemistry(John L.Tymoczko,Jeremy M.Berg,Lubert Stryer等主編)的Sapling電子學(xué)習(xí)資源，利用Moodle平臺的學(xué)習(xí)工具互操作性 (Learning Tools Interoperability，LTI)接口實現(xiàn)兩者之間的整合。該教學(xué)資源包括了生物化學(xué)教程、測驗和Learning Curve學(xué)生自適應(yīng)學(xué)習(xí)及評價等內(nèi)容(圖1B,C)。電子教程利用生動的動畫及交互式代謝通路圖，顯示生物化學(xué)的復(fù)雜變化，對學(xué)生學(xué)習(xí)很有幫助。通過教程、測驗、對所考察知識點提示及Learning Curve評價的反復(fù)交互，幫助學(xué)生不斷加深學(xué)習(xí)印象，關(guān)注與反思自己在不同章節(jié)中表現(xiàn)出的不同學(xué)習(xí)能力，并自我調(diào)節(jié)、監(jiān)控和評估學(xué)習(xí)過程，提升學(xué)生對自己學(xué)習(xí)的元認(rèn)知能力[1-2]。

此外，該課程還以Moodle的題庫功能模塊為依托，按照生物化學(xué)主要章節(jié)建立Moodle課前測驗，限定學(xué)生完成時間，其主要目的是讓學(xué)生明確進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)前應(yīng)掌握的知識，并對自己的水平做出評價(圖1A)。

通過上述操作，半數(shù)以上學(xué)生認(rèn)為對于提高其醫(yī)預(yù)科生物化學(xué)水平有幫助，也學(xué)到了新的知識，尤其是對于本科階段生化基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生幫助更為突出，達(dá)到了課前將學(xué)生水平基本拉齊的目標(biāo)。

3 Moodle支持的案例教學(xué)

通過對前期學(xué)生自主學(xué)習(xí)評價的分析并根據(jù)教學(xué)大綱要求，歸納糖代謝過程，及機(jī)體在飽食、空腹、饑餓和疾病等不同情況下的代謝狀態(tài)及調(diào)節(jié)，是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點和難點。課程設(shè)定將這部分基礎(chǔ)知識在課堂上進(jìn)行不同角度的再講解，對知識體系進(jìn)行前后聯(lián)系、歸納總結(jié)、融會貫通，改變傳統(tǒng)的知識單向灌輸，課堂穿插師生互動提問，并通過不同層次的案例將知識點進(jìn)行串聯(lián)。例如，通過“砷中毒”講述糖酵解能量產(chǎn)生的底物水平磷酸化的知識點，通過“水果代餐減肥導(dǎo)致脂肪肝”講述糖酵解關(guān)鍵酶調(diào)控的知識點。果糖代謝因為繞過了糖酵解關(guān)鍵酶，導(dǎo)致其不受調(diào)控的合成脂肪。

A.Macmillan資源及按章節(jié)的課前測驗；B,C.Macmillan 電子學(xué)習(xí)資源中的交互式代謝通路圖(B)與學(xué)生自適應(yīng)學(xué)習(xí)評價 (C)

為了提升學(xué)生應(yīng)用生化知識分析、解決臨床問題的高階認(rèn)知能力[3]，課程設(shè)置案例教學(xué)，幫助學(xué)生理解生物化學(xué)變化與臨床應(yīng)用的關(guān)聯(lián)。教師廣泛參考各類原版書籍及網(wǎng)絡(luò)資源[4-6]，密切聯(lián)系臨床設(shè)計創(chuàng)新教學(xué)案例，針對性提出問題開展討論。其組織實施也在Moodle支持下完成，采用的是“Quiz”與“Workshop”兩種不同模塊，將Moodle與課堂深度整合。圖2，3顯示了為實現(xiàn)“糖代謝異常疾病與糖代謝知識相關(guān)聯(lián)”目標(biāo)的案例教學(xué)實施情況。

3.1 隨堂“Quiz”方式

在課堂進(jìn)行中，對重難點知識進(jìn)行串聯(lián)講授，緊接著在Moodle以“Quiz”發(fā)布對應(yīng)病例及問題，組織學(xué)生分組討論，并完成配套討論題目，之后教師講解與點評。具體實施流程如圖2。

圖2 以 “Quiz”形式組織實施的“糖酵解異常疾病”案例教學(xué)Fig 2 Case-based learning of “abnormal glycolysis disease”in the form of “Quiz”

本CBL案例提供了1例糖代謝異常病例的臨床表現(xiàn)與檢查結(jié)果，在Moodle設(shè)置遞進(jìn)的問題展開討論，教師根據(jù)Moodle回答情況，引導(dǎo)學(xué)生思考患者代謝異常情況及其可能原因。結(jié)合臨床癥狀、異常的代謝物量表以及糖酵解過程的基礎(chǔ)知識點，大部分同學(xué)在Moodle選擇了第1題的正確答案，之后教師點評：患者糖酵解各代謝物異常，或升或降，其中6-磷酸果糖與1,6-二磷酸果糖分別為磷酸果糖激酶所催化糖酵解第三步反應(yīng)的底物與產(chǎn)物，其一升一降提示該反應(yīng)受阻，磷酸果糖激酶缺陷導(dǎo)致底物蓄積而產(chǎn)物降低。然后，在Moodle發(fā)布第2個問題，小組進(jìn)一步分析患者貧血的原因。教師觀察、參與學(xué)生討論，并進(jìn)行個別指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合紅細(xì)胞膜特點、膜上鈉鉀泵的作用及其對ATP的依賴進(jìn)行分析。學(xué)生在Moodle提交答案，教師瀏覽、選擇較為全面的回答進(jìn)行課堂分享與點評。

3.2 學(xué)生互動評價的 “Workshop”方式

在Moodle平臺發(fā)放糖代謝病例及思考題作為課后作業(yè)，學(xué)生分析病例并根據(jù)要求在論壇提交作業(yè)。教師利用Moodle中Workshop教學(xué)活動模塊中的4個階段控制進(jìn)程，監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)并實現(xiàn)師生互動(圖3)，完成同伴互評與教師評價，有效地提升學(xué)生的決策、批判性思維。

圖3 以 “Workshop”形式組織實施的“遺傳性果糖不耐癥”案例教學(xué)Fig 3 Case-based learning of “hereditary fructose intolerance”in the form of “Workshop”

在此案例中，學(xué)生需要結(jié)合患者此時的身體狀況及酶缺陷分析其代謝狀態(tài)：果糖耐量試驗在空腹?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行，人體此時靠糖原分解維持血糖穩(wěn)定；遺傳性果糖不耐癥缺乏醛縮酶B，導(dǎo)致果糖磷酸化生成的1-磷酸果糖不能裂解代謝。大量的1-磷酸果糖抑制糖原分解，導(dǎo)致低血糖。學(xué)生提交分析結(jié)果，并在Workshop進(jìn)行互評，可以參考其他同學(xué)的解題思路與思考角度，進(jìn)行對比與自我修正。在課堂上，繼續(xù)發(fā)布本病例后續(xù)的反轉(zhuǎn)進(jìn)展，提醒學(xué)生應(yīng)用新的線索結(jié)合激素調(diào)節(jié)血糖的知識點，來推測患者死亡的真正病因。

綜上所述，以Moodle平臺成功配合CBL提出密切聯(lián)系基礎(chǔ)知識的問題，引導(dǎo)學(xué)生為主體進(jìn)行討論。學(xué)生主觀評價案例問題角度新穎獨(dú)特、有趣、記憶深刻，使他們領(lǐng)會了應(yīng)用生化知識分析、解決臨床實際問題的方法與思路，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，鍛煉了臨床思維。CBL教學(xué)促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知水平從低階向高階轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)理論知識的升華，為進(jìn)入臨床階段的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

4 利用Moodle組織和實施形成性評價

課程的Moodle評價體系將單一考試評價變?yōu)樾纬尚栽u價與結(jié)果性評價相結(jié)合，加強(qiáng)了教學(xué)過程管理，促進(jìn)了學(xué)生的主動學(xué)習(xí)和自我測評。Moodle記錄了對學(xué)生Sapling課程資源學(xué)習(xí)、課堂討論、案例教學(xué)參與狀況、作業(yè)互評、課后測驗、期末考試等行為的評價，在Moodle可設(shè)置權(quán)重并得到最后的總評成績。

5 討論

本課程以Moodle支撐了課程教學(xué)設(shè)計的實施，實現(xiàn)了線上資源和課堂的緊密融合及有序展開，基本達(dá)到預(yù)設(shè)目標(biāo)。Learning Curve反映基本知識掌握的部分，平均正確率達(dá)到86%。今后可設(shè)計對照，對結(jié)果進(jìn)行更好的量化評價。

更重要的是，Moodle的卓越價值在于增強(qiáng)了面對面課堂教學(xué)的教學(xué)效果。該平臺整合了支持各種教學(xué)方法實施的教學(xué)活動模塊，將傳統(tǒng)的面對面課堂教學(xué)中寶貴的師生互動以更有效、更生動的方式呈現(xiàn)。本課程中，以不同Moodle模塊組織的兩種不同模式的案例教學(xué)，不但減輕了組織案例教學(xué)活動的負(fù)擔(dān)，也對學(xué)生的參與情況進(jìn)行了詳細(xì)記錄，對學(xué)生的評價比較翔實可靠，促進(jìn)了學(xué)生積極參與，增強(qiáng)了教師對案例教學(xué)過程的掌控。

對于2020級4+4臨床醫(yī)學(xué)試點班學(xué)生，本課程在入學(xué)前提前啟動，學(xué)習(xí)資源于暑期順次在Moodle平臺發(fā)布，學(xué)生按規(guī)定完成，使學(xué)生在入學(xué)前達(dá)到更好的知識狀態(tài)。但是，Sapling內(nèi)容量大，有同學(xué)反饋占用暑期多，學(xué)習(xí)壓力較大，今后宜提前公布暑期學(xué)習(xí)安排且精選Sapling題目，以達(dá)到更好效果。

經(jīng)過一年多的推廣使用，Moodle不僅在本課程中取得良好效果，也得到北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院師生的肯定，并有可能在更多課程的教學(xué)改革中大顯身手，是一個值得繼續(xù)探索與挖掘的學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)。