基于SPOC聯(lián)合Flipped Class在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的應(yīng)用

熊 磊 徐 蕾 孫玲玲 凌烈鋒 呂 俊

（皖南醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室，安徽 蕪湖 241000）

0 引言

生物化學(xué)是一門對(duì)理論基礎(chǔ)要求較高的學(xué)科。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課授課方式單一，主要包括兩部分：一是闡述實(shí)驗(yàn)原理和步驟，該部分由教師授課，注重于讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)方法；二是學(xué)生復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果，一般只機(jī)械地照搬教材的步驟，而不會(huì)深入獨(dú)立思考。沒有學(xué)生獨(dú)立解決困難的步驟，也缺乏讓教師和學(xué)生深入互動(dòng)交流的環(huán)節(jié)，學(xué)生自主創(chuàng)新能力被嚴(yán)重制約了，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程也缺乏興趣，有的學(xué)生上課期間甚至拿出手機(jī)玩游戲。

小規(guī)模限制性在線課程（Small Private Online Course，SPOC）教學(xué)法是一種小型在線課程，是運(yùn)用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效教學(xué)的現(xiàn)代途徑。SPOC采用豐富的視覺和聽覺效果來展示教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生可以有目的地探索感興趣的研究方向，從而進(jìn)行自我指導(dǎo)學(xué)習(xí)。通過SPOC學(xué)習(xí)可以極大地提高學(xué)習(xí)者的注意力，改變學(xué)習(xí)者的思維定式，并促進(jìn)自主學(xué)習(xí)。Flipped Class譯為翻轉(zhuǎn)課堂，是一種以學(xué)生為主體，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的課堂表現(xiàn)，教師積極參與學(xué)生互動(dòng)的教學(xué)模式。現(xiàn)如今，F(xiàn)lipped Class在全球面對(duì)疫情挑戰(zhàn)的新局勢(shì)下，擁有比傳統(tǒng)教學(xué)更多的優(yōu)勢(shì)，利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)得到了廣泛的發(fā)展。這種模式有利于學(xué)生規(guī)劃自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)并在教師的指導(dǎo)下完成學(xué)習(xí)任務(wù)，構(gòu)建自主學(xué)習(xí)體系。

1 研究對(duì)象

本科2020級(jí)助產(chǎn)學(xué)專業(yè)兩個(gè)平行班，共60名學(xué)生，一班SPOC聯(lián)合Flipped Class教學(xué)法授課，另一班以傳統(tǒng)課堂教學(xué)。兩班課程進(jìn)度和授課教材一致。

2 兩種教學(xué)方式的實(shí)施和效果評(píng)價(jià)

2.1 SPOC聯(lián)合Flipped Class的設(shè)計(jì)及實(shí)施

（1）SPOC課前準(zhǔn)備階段。根據(jù)2020級(jí)助產(chǎn)學(xué)本科專業(yè)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，結(jié)合課程特點(diǎn)，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)課程視頻。實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻由三部分組成：實(shí)驗(yàn)室安全教育視頻、理論教學(xué)視頻和實(shí)驗(yàn)技術(shù)實(shí)操視頻。實(shí)驗(yàn)室安全教育視頻注重于安全操作教學(xué)，以不當(dāng)操作會(huì)引發(fā)火災(zāi)等為教育內(nèi)容，指導(dǎo)學(xué)生完成正確的操作。理論教學(xué)視頻為學(xué)生介紹了實(shí)驗(yàn)原理、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等，實(shí)驗(yàn)技術(shù)實(shí)操視頻由獨(dú)立小單元組成，每單元介紹一種儀器及設(shè)備的規(guī)范使用和一種實(shí)驗(yàn)技術(shù)，如PCR技術(shù)，包括關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)技術(shù)的細(xì)節(jié)。理論教學(xué)視頻和實(shí)驗(yàn)技術(shù)實(shí)操視頻內(nèi)容均由本教研室獨(dú)立設(shè)計(jì)，結(jié)合教師的科研方向，設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并分單元制作完成。視頻時(shí)長(zhǎng)在10分鐘以內(nèi)，保證學(xué)生的專注力，極具鮮明的學(xué)科特點(diǎn)。SPOC課程還設(shè)置了一個(gè)獨(dú)立環(huán)節(jié)即學(xué)生的興趣拓展，就某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)讓學(xué)生分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。以“紙層析鑒定轉(zhuǎn)氨基作用”實(shí)驗(yàn)為例，除常規(guī)通過制作簡(jiǎn)易層析裝置，檢測(cè)到轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)發(fā)生外，設(shè)置了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，結(jié)合“酶促反應(yīng)影響因素”的理論授課知識(shí)點(diǎn)，啟發(fā)學(xué)生思考“哪些因素可以影響酶促反應(yīng)”“如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證該因素對(duì)酶促反應(yīng)的影響”等。

（2）SPOC課程發(fā)布。教師提前兩周選擇合適的線上平臺(tái)如雨課堂將課程內(nèi)容中實(shí)驗(yàn)課程視頻和授課PPT推送給指定班級(jí)，并設(shè)置好學(xué)生自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，將思考的問題一并發(fā)布。每班分為不同學(xué)習(xí)小組，每小組完成課前預(yù)習(xí)任務(wù)以PPT總結(jié)，對(duì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。SPOC課程發(fā)布后安排線上交流時(shí)間，教師與學(xué)生交流，答疑解惑，探討創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案的可行性，并就創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)討論實(shí)驗(yàn)所需的試劑等。除雨課堂外，學(xué)生和授課教師溝通也可通過其他形式，比如QQ、微信等。

（3）Flipped Class階段。該環(huán)節(jié)主要由學(xué)生占據(jù)課堂主導(dǎo)，由各小組代表將介紹事先完成的PPT，重點(diǎn)闡述本組同學(xué)對(duì)該實(shí)驗(yàn)思考的獨(dú)特之處，在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)由該組同學(xué)演示并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并通過雨課堂互動(dòng)。在此環(huán)節(jié)中，教師并不是“袖手旁觀”，相反是更加密切關(guān)注各組實(shí)驗(yàn)動(dòng)態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并給予啟發(fā)式引導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生深入探索。如“酶促反應(yīng)影響因素”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中學(xué)生分別設(shè)計(jì)了“溫度”“pH值”以及“激活劑”對(duì)酶促反應(yīng)影響的方案。教師對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性進(jìn)行引導(dǎo)，如“溫度”小組，學(xué)生自行設(shè)置了溫度梯度，將酶溶液分別置于70℃和4℃各30分鐘，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)溫度處理后的酶都不能繼續(xù)進(jìn)行催化反應(yīng)，于是得出高溫和低溫都會(huì)讓酶失活的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，此時(shí)教師鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)思考，高溫和低溫對(duì)酶的影響是完全一樣的嗎？啟發(fā)學(xué)生完成回復(fù)實(shí)驗(yàn)，即酶分別在70℃和4℃各30分鐘后再置于37℃，觀察是否可以催化反應(yīng)的進(jìn)行，最終發(fā)現(xiàn)高溫可以使酶變性，而低溫可以抑制酶活性，兩者對(duì)酶活性影響有差異的結(jié)論。

（4）課后總結(jié)。課程結(jié)束后，授課教師通過雨課堂發(fā)布本次實(shí)驗(yàn)的總結(jié)，對(duì)每組創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，突出亮點(diǎn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)中依然存在的問題進(jìn)行闡述，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容發(fā)布復(fù)習(xí)題，回顧相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。學(xué)生將本次實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果詳細(xì)記錄，結(jié)合自己的思考，完成復(fù)習(xí)題，并將結(jié)果上傳平臺(tái)，由教師逐一評(píng)閱并反饋。

2.2 傳統(tǒng)教學(xué)法的設(shè)計(jì)及實(shí)施

課前不推送學(xué)習(xí)資料，要求學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教材。課堂教學(xué)主要由授課教師完成，授課內(nèi)容以PPT方式展示實(shí)驗(yàn)原理和演示關(guān)鍵步驟，并提供預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果幫助學(xué)生進(jìn)行結(jié)果分析，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

2.3 兩種教學(xué)效果的評(píng)價(jià)

兩組對(duì)象統(tǒng)一采用課程結(jié)束考核及問卷滿意度調(diào)查兩種評(píng)價(jià)模式，課程結(jié)束考核包括閉卷理論測(cè)試和實(shí)驗(yàn)操作測(cè)試，滿意度問卷于課程結(jié)束后發(fā)放。數(shù)據(jù)分析采用SPSS v26.0軟件，獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)應(yīng)用于兩組的閉卷測(cè)試和實(shí)驗(yàn)操作考核成績(jī)的比較，兩組問卷滿意度比較采用χ2檢驗(yàn)，＜0.05差異顯著。

3 結(jié)果

3.1 實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組學(xué)生基本情況

實(shí)驗(yàn)組30人，年齡（20.24±0.85）歲，男生16人（53.33%）；對(duì)照組31人，年齡（20.41±0.87）歲，男生17人（54.88%），兩組學(xué)生差異不顯著（＞0.05）。

3.2 課程結(jié)束考核

實(shí)驗(yàn)組閉卷理論測(cè)試平均分為（85.68±6.27）分，對(duì)照組閉卷理論測(cè)試平均分為（72.56±5.32）分；實(shí)驗(yàn)組操作測(cè)試平均分為（89.15±4.33）分，對(duì)照組平均分為（69.67±9.46）分。獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)的結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)組閉卷理論和實(shí)驗(yàn)操作測(cè)試成績(jī)均顯著高于對(duì)照組（＜0.05），說明SPOC結(jié)合Flipped Class教學(xué)模式的教學(xué)實(shí)績(jī)優(yōu)勢(shì)明顯。

3.3 問卷滿意度調(diào)查

在課后開展的問卷滿意度調(diào)查是學(xué)生對(duì)教學(xué)效果的反饋評(píng)價(jià)。綜合來看，學(xué)生對(duì)于SPOC結(jié)合Flipped Class教學(xué)模式的認(rèn)可度更高，在與傳統(tǒng)方式相比的選項(xiàng)中排名前4位非常滿意或滿意的是：有助于培養(yǎng)科研創(chuàng)新能力（96.8%）；對(duì)課堂抽象理論知識(shí)的理解更加形象生動(dòng)（96.1%）；不再局限于教材的單一知識(shí)，主動(dòng)提高動(dòng)手能力，積極解決問題（93.6%）；有助于增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作能力93.2%。

4 結(jié)語

生物化學(xué)是一門前沿學(xué)科，科技的熱點(diǎn)往往都會(huì)在教材的改版中得以體現(xiàn)，如何讓學(xué)生熱愛科學(xué)，把生物化學(xué)里“晦澀難懂”的理論知識(shí)搞明白，授課老師需要付出大量的努力，致力于把生物化學(xué)的實(shí)驗(yàn)課上得生動(dòng)有趣。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)授課因其單一和被動(dòng)的形式，導(dǎo)致學(xué)生習(xí)慣于知識(shí)的被動(dòng)輸入，只會(huì)死記硬背抽象的理論知識(shí)，因?yàn)槿狈?dòng)，學(xué)生往往學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高，要求也很低，僅限于把教材中的實(shí)驗(yàn)復(fù)現(xiàn)出來，缺乏主動(dòng)思考的過程。而本次SPOC聯(lián)合Flipped Class教學(xué)模式的研究來看，學(xué)生是極具創(chuàng)造力的，可以在已有教學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)，說明SPOC聯(lián)合Flipped Class教學(xué)模式的課堂效果具有明顯優(yōu)勢(shì)。教師教會(huì)學(xué)生如何使用科學(xué)的工具，學(xué)會(huì)借助科研文獻(xiàn)去擴(kuò)充理論知識(shí)，獨(dú)立思考來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證科學(xué)問題，還依托團(tuán)隊(duì)力量進(jìn)行創(chuàng)新性研究。SPOC聯(lián)合Flipped Class教學(xué)模式讓教師不再僅僅局限于課堂時(shí)間，而是在課前、課中和課后與學(xué)生的互動(dòng)指導(dǎo)加強(qiáng)，能取得更好的授課效果。因此，此模式可以在醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)中進(jìn)一步推廣。