信息化背景下的問題驅(qū)動教學模式在動物生物化學課程中的設計與應用

戴漢川　牛賽

［摘 要］動物生物化學課程具有知識點密集、信息量大、內(nèi)容抽象、涉及面廣等特點，采用“填鴨式”和“滿堂灌”的教學方式，不利于學生思維能力、專業(yè)興趣和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。項目組利用MOOC、雨課堂等平臺，采用微課、翻轉(zhuǎn)課堂、案例教學等形式，初步建立了信息化背景下的“問題驅(qū)動—案例分析—微課/翻轉(zhuǎn)課堂/雨課堂—知識內(nèi)化—問題解決”動物生物化學教學與學習模式。該模式有利于提高教學水平，對學生學習興趣的培養(yǎng)等具有積極作用。

［關鍵詞］問題驅(qū)動教學模式；動物生物化學；信息化

［中圖分類號］ G642 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）04-0091-04

一、信息化背景下的教學模式變革

在全球科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中，互聯(lián)網(wǎng)與各領域的融合發(fā)展具有廣闊前景和無限潛力，已成為不可阻擋的時代潮流?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”是把互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果與經(jīng)濟社會各領域深度融合，推動技術進步、效率提升和組織變革，提升實體經(jīng)濟創(chuàng)新力和生產(chǎn)力的以互聯(lián)網(wǎng)為基礎的經(jīng)濟社會發(fā)展新形態(tài)[1]。

現(xiàn)代信息技術的發(fā)展對傳統(tǒng)的教育模式產(chǎn)生了巨大影響，目前國家鼓勵互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)與社會教育機構(gòu)合作，根據(jù)市場需求開發(fā)數(shù)字教育資源，提供網(wǎng)絡化教育服務。信息化背景下，學校開始利用數(shù)字教育資源及教育服務平臺，逐步探索網(wǎng)絡化教育新模式，擴大優(yōu)質(zhì)教育資源覆蓋面，并且通過與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)合作等方式，利用線上線下教育資源開展教學。現(xiàn)代信息技術為傳統(tǒng)課堂的教學模式帶來了新思考，有利于推動教育在線課程資源共享，推廣大規(guī)模在線開放課程等網(wǎng)絡學習模式，探索建立網(wǎng)絡學習學分認定與學分轉(zhuǎn)換等制度，加快推動高等教育服務模式變革?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+教育”是現(xiàn)代信息技術與教育領域相結(jié)合的一種新的教育形式，有利于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、轉(zhuǎn)變教學理念和提高教育質(zhì)量，是高校教學模式改革的趨勢[2]。該教學模式將傳統(tǒng)的線下課本知識與互聯(lián)網(wǎng)上的視頻課程資源有機結(jié)合，給學生提供了一個開放的、便捷的學習互動平臺，解決了傳統(tǒng)教學方式中學生聽得多、思考少的問題，并且通過差異化的教學內(nèi)容設計和跟蹤環(huán)節(jié)，將線上學習內(nèi)容在線下進一步延伸和強化，激發(fā)學生的學習興趣，提升其學習的自主性，在培養(yǎng)學生分析問題、解決問題和創(chuàng)新思維能力等方面發(fā)揮了重要作用[3]。由于“互聯(lián)網(wǎng)+教育”具有不受時空條件制約、信息集中程度高、學習形式靈活開放等特點，特別是伴隨著現(xiàn)代信息技術的發(fā)展以及“互聯(lián)網(wǎng)+”技術的迅速普及推廣，PC 端和移動端硬件設施的不斷更新和完善，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的形式已經(jīng)得到了教育者和學習者的普遍認可，成為重要的教學方式和手段[4]。

二、問題驅(qū)動教學模式設計

問題驅(qū)動教學模式（Problem-Based Learning，PBL）是一種以學生為主體、以專業(yè)領域內(nèi)的問題為牽引，由教師梳理課程中的知識點并建立問題鏈，使學生在學習過程中始終圍繞該問題鏈，不斷尋求解決方法的一種教學模式[5-6]。該方法于1969年由加拿大麥克馬斯特大學的神經(jīng)病學教授巴羅斯（Brarrows）首創(chuàng)，隨后在教育領域中推廣開來，成為傳統(tǒng)教學方法的有益補充，目前已成為國際上比較流行的一種教學方法，在課程教學改革中被廣泛地使用。

問題驅(qū)動教學模式的目標是通過問題驅(qū)動設計，讓學生學會主動思考，增強學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，從而激發(fā)學生學習的主動性和能動性，提高學生的學習興趣和學習能力。在教學實際中，教師需要提出授課重點，根據(jù)實際情況由淺入深，選擇難度適當?shù)?、目的明確的探究性問題，給學生展示圖片或?qū)嶋H問題場景，引領學生做臨床案例分析，進行微課設計，通過翻轉(zhuǎn)課堂驅(qū)動學生主動學習并引出重點知識及相關理論；學生在此期間查閱相關文獻資料，相互討論和交流，提出需要解決的主要問題和解決問題的方法；最后進行學生自我評估、小組互評、教師評價及拓展延伸（見圖1）。在開展問題驅(qū)動教學的過程中，教師和學生需要遵循兩個基本原則：一是以教師為主體的建構(gòu)性原則，教師需針對教學內(nèi)容和形式搭建整體教學框架，并在該過程中起到設計、組織和引導的作用；二是以學生為主體的整合性原則，在教學活動中，學生整合所有可以利用的教學資源，包括MOOC、網(wǎng)站、視頻等，開放式地融合實際問題，提出問題并解決問題，從而實現(xiàn)課程教學總體目標[5]。問題驅(qū)動教學模式是一種教學策略，也是一種學習方法，通過問題驅(qū)動，連接理論和實踐，打破傳統(tǒng)教學模式和人才培養(yǎng)方式[5]。

三、傳統(tǒng)動物生物化學教學中存在的問題

動物生物化學是根據(jù)分子水平研究動物生命的化學本質(zhì)及化學變化規(guī)律的科學，是動物科學、動物醫(yī)學等動物類專業(yè)的核心必修課，也是后續(xù)分子生物學、細胞生物學、免疫學等專業(yè)課學習的基礎課程。該課程具有知識點密集、理論性強、信息量大、內(nèi)容抽象、涉及面廣等特點，并且知識點之間的聯(lián)系緊密，初學者學習起來較為困難。比如該課程中生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能這一部分，概念性強，內(nèi)容抽象，需要記憶的知識點多；中間代謝過程內(nèi)容復雜，不同代謝途徑之間聯(lián)系廣泛；生物大分子合成過程與基因表達調(diào)控難以理解等。傳統(tǒng)的動物生物化學教學模式以課堂講述為主，教學內(nèi)容有限，教學手段單一，基本上采取“滿堂灌”的以教為中心的教學形式，使學生處于被動學習和死記硬背的學習狀態(tài)。學生對知識點的理解不到位，對知識的運用不熟練，不能有效形成知識網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖，造成時間的浪費和教學效率低下。很多學生看到書本中的復雜分子式、結(jié)構(gòu)式、代謝網(wǎng)絡等就心生厭煩，久而久之就會對該課程或后續(xù)課程的學習失去興趣，最終影響該專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量[7]。

傳統(tǒng)模式下的動物生物化學教學不利于學生思維能力、專業(yè)興趣和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，嚴重影響了教學質(zhì)量和學生的學習興趣[8-9]。動物生物化學作為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)本科專業(yè)動物醫(yī)學和動物科學的主要基礎課，盡管其教學內(nèi)容以理論為主，但相關知識點與動物生產(chǎn)和獸醫(yī)臨床有緊密的聯(lián)系，如何使理論與實踐有機統(tǒng)一，從動物生物化學的角度闡明生產(chǎn)實際中相關問題的生化本質(zhì)，對提高教學質(zhì)量和學生學習的積極性大有裨益。目前各高校已在動物生物化學的教學過程中采取了多種形式的教學手段和方法，如MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂、微課等，但如何激發(fā)學生學習興趣，加深學生對課程的理解，引導學生主動學習進而提高其學習質(zhì)量依舊是動物生物化學教學改革的重點和難點。

四、信息化背景下動物生物化學問題驅(qū)動教學模式的建立

信息化背景下，知識內(nèi)容呈現(xiàn)快捷化、多樣化、碎片化和海量化的特點，傳統(tǒng)的課堂授課模式受到信息化時代的沖擊，已滿足不了學生學習的需要。通過微課、MOOC、短視頻等方式開展教學，可以讓學生更直接、更快捷地獲取相關知識[3]。利用線上技術平臺的作用和優(yōu)勢，結(jié)合線下的問題驅(qū)動指導、跟蹤和評價，可促進線上線下學習內(nèi)容的融合與轉(zhuǎn)化。項目組根據(jù)動物類專業(yè)和動物生物化學課程的特點，以獸醫(yī)臨床案例和生產(chǎn)實際中的問題為導向，初步建立了信息化背景下的“問題驅(qū)動—案例分析—微課/翻轉(zhuǎn)課堂/雨課堂—知識內(nèi)化—問題解決”動物生物化學教學模式，符合新時代教育模式發(fā)展的需要和改革方向。具體設計如圖2所示。

（一）問題探究、案例收集與整理

根據(jù)動物生物化學的內(nèi)容和動物科學、動物醫(yī)學等專業(yè)的特點，深入畜牧場、獸醫(yī)院、寵物門診和生物科技公司等現(xiàn)場，收集畜牧生產(chǎn)和獸醫(yī)臨床中的典型案例，拍攝相關照片或制作短視頻，將動物生物化學枯燥的理論知識與獸醫(yī)臨床、畜牧生產(chǎn)、生物技術以及生活實際等具體內(nèi)容相聯(lián)系，并對相關材料進行分類整理，構(gòu)建問題驅(qū)動信息庫，為本教學方法的設計及運用提供素材。

（二）信息化設計

信息化設計是學生主動學習的重要環(huán)節(jié)，生動有趣的圖片和視頻可提高學習的趣味性，使枯燥的學習變得生動。將收集到的案例、照片、短視頻等上傳至課程網(wǎng)站和雨課堂平臺，并制作微課，結(jié)合生產(chǎn)實際中的問題導向進行信息化設計，支持學生進入課程網(wǎng)站、使用App或利用相關軟件對收集的資料進行自主學習，并通過查閱相關文獻資料，分組交流和討論，初步明確理論知識和生產(chǎn)實際之間的邏輯關系。學生通過預習，對實際案例進行分析和討論，有利于對理論知識的掌握和運用。

（三）問題驅(qū)動設計

問題驅(qū)動設計是激發(fā)學生學習興趣的關鍵，也是學生探求知識的原動力。運用個案研究法和分析法將案例內(nèi)容與專業(yè)理論知識相結(jié)合，并設計相關的教學問題，使抽象的理論問題具體化、實際化。通過教師的引導，讓學生從生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)并提出問題，如蛋白質(zhì)變性與非洲豬瘟防控及豬場生物安全、糖脂代謝紊亂與奶牛酮病發(fā)生的關系、糖和氨基酸代謝與肝性腦病發(fā)生的關系、動物有機磷和重金屬中毒與酶的抑制作用、PCR技術與獸醫(yī)疾病診斷、動物疫苗與基因工程、為什么攝入較多的糖會導致肥胖等，根據(jù)不同知識點和臨床案例設計相關的問題，讓學生自發(fā)產(chǎn)生疑問——在畜牧生產(chǎn)和獸醫(yī)臨床中為什么出現(xiàn)該問題？動物生物化學的原理是什么？通過對生產(chǎn)實踐問題的探究，驅(qū)動學生自主學習，促進學生對相關知識的第一次內(nèi)化吸收。

（四）問題解析設計

探索生命的奧秘、尋求解決問題的方法是動物生物化學學習的重要方面，如何開展多種形式的趣味性的教學是激發(fā)學生學習興趣、提高課堂參與度的重要因素。在教學過程中，通過翻轉(zhuǎn)課堂或雨課堂，加深對問題的解析，采用小組討論、辯論、演講等形式解決學習過程中的疑難問題。如在解析糖脂代謝與奶牛酮病發(fā)生的關系時，教師將學生分為三個小組，引導第一組學生學習糖脂代謝的基本過程，分析其關鍵代謝步驟；第二組學生分析奶牛酮病的臨床表現(xiàn)、對動物的危害以及對產(chǎn)奶和奶品質(zhì)的影響；第三組學生解析糖代謝和脂代謝紊亂與奶牛酮病發(fā)生的關系及生化機制。通過小組討論和翻轉(zhuǎn)課堂，促進學生對理論知識的第二次內(nèi)化吸收，引導學生利用動物生物化學的知識分析畜牧生產(chǎn)和獸醫(yī)臨床上的實際問題及現(xiàn)象。

（五）問題解決設計

通過問題解析，使學生了解生產(chǎn)實際和專業(yè)基礎理論的關系，對專業(yè)知識有一定程度的理解，但存在的疑點和難點問題仍需要教師進一步講授。在問題解決環(huán)節(jié)中，教師重點分析學生反饋的問題，厘清知識脈絡，明確理論和實際的關系。如講授有機磷農(nóng)藥和重金屬中毒的原理時，從中毒物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、中毒的臨床表現(xiàn)等逐漸導入，分析酶的專一性不可逆和非專一性不可逆抑制作用的基本原理、有機磷農(nóng)藥和重金屬導致酶活性降低的原因，總結(jié)和歸納中毒的原理，促進學生對知識的第三次內(nèi)化吸收，加強其對該知識點的掌握。

（六）教學效果評價體系的建立

建立多元化的教學效果評價體系，如采用課堂小測試、課后作業(yè)、提問、雨課堂、問卷調(diào)查等形式評價教學效果，了解學生對該教學方法的反饋情況并提出改進措施。

基于對上述過程的探討，建立了信息化背景下的“問題驅(qū)動—案例分析—微課/翻轉(zhuǎn)課堂/雨課堂—知識內(nèi)化—問題解決”動物生物化學教學模式。

五、結(jié)語

動物生物化學是高等農(nóng)業(yè)院校動物類專業(yè)的核心必修課，如何激發(fā)學生學習興趣，引導學生主動學習，提高教師教學水平和學生學習質(zhì)量是該課程教學改革的重點和難點。本研究利用信息化平臺，基于專業(yè)畜牧生產(chǎn)和獸醫(yī)臨床提出問題，運用動物生物化學的知識探討生產(chǎn)實際問題的生化本質(zhì)，改變了動物生物化學傳統(tǒng)的“填鴨式”教學模式，極大激發(fā)了學生學習的積極性、自覺性、主動性，提高了課堂的參與性和趣味性，為其他專業(yè)基礎課新教學模式的探討提供借鑒。通過研究，初步建立了信息化背景下的“問題驅(qū)動—案例分析—微課/翻轉(zhuǎn)課堂/雨課堂—知識內(nèi)化—問題解決”動物生物化學教學模式，將畜牧獸醫(yī)專業(yè)臨床和生產(chǎn)實際案例作為問題導向，引導學生進行知識內(nèi)化吸收，實現(xiàn)臨床問題和動物生物化學理論學習的有機統(tǒng)一。這一模式有利于加深學生對動物生物化學課程的認識和理解，激發(fā)學生對動物科學與動物醫(yī)學等專業(yè)學習的積極性、探究性，能夠提高學生的參與感和成就感，并且能夠增進教師與學生的交流，提升整體教學質(zhì)量。近年來，該教學模式的實踐取得了很好的教學效果，得到了學生廣泛的認可和高度的評價。

［ 參 考 文 獻 ］

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［責任編輯：蘇祎穎］