基于翻轉(zhuǎn)課堂的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

中圖分類號(hào) G642.0;Q942.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1007-7731（2025）12-0125-04

DOI號(hào) 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.12.030

Reform and practice of Cell Biology Experimental course teaching based on flipped classroom

MA Hongyue

（Collge ofLife Sciencesand FoodEngineering，Inner Mongolia Minzu University，Tongliao O28ooo，China）

AbstractTo cultivate high qualitytalents with hands-on practice and scientific research innovationability，the Cell Biology Experimentalcourse was taken as the researchobject，the necesity of applying the flipped clasroom teaching model was analyzed inthiscourse，andthe constructionofaflipped clasroom teaching practice modelof“pre class preparation+in classimplementation+post class feedback”was explored based on teaching design and implementation.Intermsofecessity，theaplicationofflippedclassroomteaching model，throughpreclasspreview，in class communication post classfeedback and other methods，optimizes students’self-learning environment，helps to improve classroom teaching efficiency，to stimulate students’learning initiative，and to enrich classroom teaching content.Interms of instructional designand implementation，during thepreclass preparation stage，teacherscreated instructional micro lesson videos for students to preview;utilized online teaching resources from other platforms to designexperimentalprojects thatwere tailored tothecharacteristicsof students;reasonablyaranged teaching content and designed diferent learning tasks based on diffrent types of experiments.During the implementation phase of the classdiscussionsandQamp;Aactivitiescenteredon problem-solving werecarried out，and the experimental implementation content was determined to enable students to deeplyunderstand the principles ofthe experiment.During the post class fedback stage，feedback and evaluation analysis would be conducted from 6 aspects，including experimental habitsand theoretical knowledge，tocomprehensively assess students’knowledge applicationand comprehensive innovationability.Practice showed thatthis teaching reform hadachieved certainresults，with students' averagefinal grades in experimental courses increasing by3.89 points comparedtothe previous level，andwining the third prize in provincial competitions.This article provides references for the teaching reform of similar courses.

Keywords flipped classroom; Cell Biology Experiments; plant cells; biology teaching

細(xì)胞生物學(xué)是探究動(dòng)植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能及活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，作為生命科學(xué)的支柱學(xué)科之一，面向生物科學(xué)、農(nóng)學(xué)等相關(guān)專業(yè)，是實(shí)踐性較強(qiáng)的一門學(xué)科，其研究和發(fā)展均與細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù)有重要關(guān)聯(lián)。該實(shí)驗(yàn)課程是生物學(xué)教學(xué)體系中的核心課程之一，也是農(nóng)林醫(yī)等學(xué)科領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)的一門重要課程。翻轉(zhuǎn)課堂在細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中的應(yīng)用，有助于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、深人探索和創(chuàng)新能力。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式具有提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、擴(kuò)展學(xué)生科學(xué)視角、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、豐富實(shí)驗(yàn)課堂的教學(xué)內(nèi)容等優(yōu)點(diǎn)。在該教學(xué)模式下，教師利用現(xiàn)代教育技術(shù)手段，在課前創(chuàng)建微課視頻以及提供其他教學(xué)資料，通過網(wǎng)絡(luò)共享平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)內(nèi)容，供學(xué)生利用空閑時(shí)間觀看，并在課堂上通過師生答疑探究、交流討論等環(huán)節(jié)，完成知識(shí)內(nèi)化l。李志亮等2基于翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)進(jìn)行了改革與實(shí)踐，提升了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和教師業(yè)務(wù)素質(zhì)等。俞華莉等3從重構(gòu)教學(xué)自標(biāo)、完善課程教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)模式等方面人手，探索培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式，形成了“線上線下混合教學(xué)一多層次翻轉(zhuǎn)課堂一線下研討—開放實(shí)驗(yàn)室\"的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)體系。張衛(wèi)花等4基于微視頻的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，對(duì)該課程課前、課中和課后進(jìn)行教學(xué)改革創(chuàng)新，以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、協(xié)作討論等能力。張春艷等5利用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，結(jié)合雨課堂平臺(tái)，探究了細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革策略，以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

本文以細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程為研究對(duì)象，從提高實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)效率、增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性以及豐富課堂教學(xué)內(nèi)容等方面闡述了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的必要性；結(jié)合基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和探索性實(shí)驗(yàn)，探索構(gòu)建“課前準(zhǔn)備 ⁺ 課中實(shí)施 + 課后反饋”的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐模式。

1細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的必要性

常規(guī)教學(xué)模式下，該實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容較單一，主要是知識(shí)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生按教程完成實(shí)驗(yàn)，對(duì)其科研思維和創(chuàng)新能力的訓(xùn)練程度不足。而翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)通過課前預(yù)習(xí)、課中交流等方式，優(yōu)化學(xué)生自主學(xué)習(xí)環(huán)境，豐富學(xué)習(xí)方式，在課堂探究和交流合作中充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，有助于提高課堂教學(xué)效率，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，以及豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，更利于完成教學(xué)目標(biāo)。

1.1提高課堂教學(xué)效率

常規(guī)教學(xué)模式下，教師在課上講授實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器及材料、實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期結(jié)果及注意事項(xiàng)等內(nèi)容，學(xué)生分小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，教師在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行指導(dǎo)，學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告和作業(yè)。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，學(xué)生可以充分利用課外時(shí)間分章節(jié)完成知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)課前預(yù)習(xí)；課堂成為師生互動(dòng)的場(chǎng)所，主要進(jìn)行答疑解惑、匯報(bào)討論等活動(dòng)[6-7]。實(shí)踐中，課程組設(shè)計(jì)基礎(chǔ)性、綜合性和探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，在每個(gè)章節(jié)實(shí)驗(yàn)課前，要求學(xué)生提前查閱資料、了解實(shí)驗(yàn)原理，并在課上分小組進(jìn)行預(yù)習(xí)匯報(bào)，提高了課堂教學(xué)效率。

1.2增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式調(diào)整了教師的授課時(shí)間，保證了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)成效。實(shí)踐中，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)“課前問題”，例如，“植物的一片葉或一段根是否能夠長成完整的植株”，讓學(xué)生課前進(jìn)行探索。另外，教師提前錄制“植物組織培養(yǎng)技術(shù)\"等教學(xué)視頻，并上傳到網(wǎng)絡(luò)共享平臺(tái)，供學(xué)生學(xué)習(xí)植物組織培養(yǎng)的方法及要點(diǎn)等知識(shí)，擴(kuò)展其知識(shí)范圍，提升其學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。

1.3豐富課堂教學(xué)內(nèi)容

在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中，教師采用多種教學(xué)方法，以豐富課堂教學(xué)內(nèi)容。對(duì)于基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，如“普通光學(xué)顯微鏡的使用”，引導(dǎo)學(xué)生課前查閱資料，課上討論并獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生廣泛搜集文獻(xiàn)資料，并在課上分享和討論相關(guān)內(nèi)容，從而提高其文獻(xiàn)檢索和整合資料能力。對(duì)于綜合性實(shí)驗(yàn)，如“植物細(xì)胞骨架的制作和觀察”，組織學(xué)生分小組在課前進(jìn)行討論，并擬定實(shí)驗(yàn)方案，課上小組配合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果等，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。對(duì)于探究性實(shí)驗(yàn)，如“植物組織培養(yǎng)技術(shù)”，設(shè)置菜單式實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生以小組為單位選擇感興趣的實(shí)驗(yàn)材料，并在課前查閱資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，課上交流討論、確定實(shí)驗(yàn)方案；教師引導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，從而培養(yǎng)其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，提升學(xué)生探索和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新能力，增強(qiáng)其科研思維。

2細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，結(jié)合專業(yè)課程框架體系，對(duì)課前、課中、課后進(jìn)行翻轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，具體實(shí)施如表1所示。

2.1課前準(zhǔn)備階段

2.1.1制作微課視頻 根據(jù)授課內(nèi)容，提前錄制微課視頻，并將視頻上傳至網(wǎng)絡(luò)共享平臺(tái)供學(xué)生下載觀看，實(shí)現(xiàn)學(xué)生課前預(yù)習(xí)[8。實(shí)踐中，完成了普通光學(xué)顯微鏡的使用、液泡系和線粒體的活體染色、植物細(xì)胞中DNA和RNA的顯色、植物細(xì)胞骨架的制備與觀察、細(xì)胞的無絲分裂與有絲分裂、植物染色體標(biāo)本的制備和觀察、完整葉綠體的分離共7個(gè)教學(xué)視頻的錄制，每個(gè)視頻時(shí)長 15～20min ，內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)操作方法演示、實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果、注意事項(xiàng)及作業(yè)等。微課視頻均按照翻轉(zhuǎn)課堂的要求高質(zhì)量制作，將生物細(xì)胞的微觀世界更直觀地展示給學(xué)生。

2.1.2利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源 借助學(xué)校網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提供的知網(wǎng)（CNKI）、慕課（MOOC）、智慧樹等學(xué)習(xí)資源，學(xué)生可多途徑搜集學(xué)科最新研究進(jìn)展，通過小組討論歸納、課上分享總結(jié)等方式，培養(yǎng)其科研創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。此外，教師也可借鑒網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上其他知名高校開設(shè)的國家級(jí)精品課程，設(shè)計(jì)符合學(xué)生特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。課題組借鑒了河南大學(xué)開設(shè)的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，添加了“液泡系和線粒體的活體染色”“植物組織培養(yǎng)技術(shù)\"和“植物細(xì)胞骨架的制備與觀察”等實(shí)驗(yàn)，豐富了教學(xué)內(nèi)容。

2.1.3合理安排教學(xué)內(nèi)容 根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)類型設(shè)計(jì)不同的學(xué)習(xí)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)。（1）基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。如“普通光學(xué)顯微鏡的使用\"和“細(xì)胞核和線粒體的分級(jí)分離”等，其難度較小，目的在于培養(yǎng)學(xué)生掌握顯微鏡、高速冷凍離心機(jī)、移液槍、天平等操作技能和良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。學(xué)生只需在上課之前觀看微課視頻，查閱有關(guān)資料，并在課上進(jìn)行實(shí)操，即可掌握該類知識(shí)。另外，此類微課視頻中通常會(huì)設(shè)置選擇題窗口，學(xué)生點(diǎn)擊并選擇答案后方可繼續(xù)觀看視頻，可有效檢驗(yàn)其課前預(yù)習(xí)情況。（2）綜合性實(shí)驗(yàn)。如“植物基因組DNA的提取”等，其難度適中，目的在于提升學(xué)生分析和解決問題的能力，培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)意識(shí)。在該類實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，設(shè)置實(shí)驗(yàn)小組，各小組成員均在線學(xué)習(xí)微課視頻內(nèi)容，并課前討論“電泳時(shí)間”“瓊脂糖的最適濃度”等問題，以擬定實(shí)驗(yàn)方案。3）探究性實(shí)驗(yàn)。其難度相對(duì)較大，目的在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。教師設(shè)置菜單式實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如“植物組織培養(yǎng)技術(shù)”，共設(shè)計(jì)胡蘿卜塊莖、菊花花瓣、多肉植物、楊樹枝條、蓖麻5類實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生按個(gè)人興趣進(jìn)行分組。此類實(shí)驗(yàn)教學(xué)不設(shè)置微課視頻，而是要求各組學(xué)生通過自主查閱文獻(xiàn)、小組探討等方式，初步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法、流程，并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果；授課教師在課前對(duì)各小組實(shí)驗(yàn)成果進(jìn)行引導(dǎo)性評(píng)價(jià)，提出優(yōu)化意見，直至達(dá)到課程目標(biāo)。

2.2 課中實(shí)施階段

在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，課中主要開展以解決問題為核心的討論、答疑等活動(dòng)，并確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)課堂上，以教師提問檢查學(xué)生預(yù)習(xí)情況 $$ 講授重難點(diǎn) $$ 學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)實(shí)踐為主線；在綜合性實(shí)驗(yàn)課堂上，以教師講授重難點(diǎn) $$ 問題導(dǎo)人 $$ 學(xué)生小組討論交流 $$ 實(shí)驗(yàn)操作實(shí)踐為主線；在探究性實(shí)驗(yàn)課堂上，以小組學(xué)生講授 $$ 討論交流 $$ 教師指導(dǎo)總結(jié) $$ 小組團(tuán)隊(duì)實(shí)踐為主線。在實(shí)施過程中，需注意以下幾點(diǎn)。（1）培養(yǎng)學(xué)生觀察和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的習(xí)慣。例如，在“細(xì)胞膜的通透性\"實(shí)驗(yàn)中，溶血現(xiàn)象發(fā)生的快慢與進(jìn)入細(xì)胞的物質(zhì)的分子質(zhì)量大小有關(guān)，分子量大的進(jìn)入細(xì)胞慢，發(fā)生溶血的時(shí)間相對(duì)較長，因此要求學(xué)生隨時(shí)觀察溶血時(shí)間并及時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這不僅有助于解決實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的科學(xué)問題，而且便于學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，形成良好的科研習(xí)慣。（2）引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的與預(yù)期結(jié)果不一致的現(xiàn)象。例如，在“植物細(xì)胞中DNA的顯色\"實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生使用席夫試劑給實(shí)驗(yàn)材料染色后，并未在顯微鏡下觀察到紫紅色（DNA區(qū)）現(xiàn)象。對(duì)此，教師可以先提出“DNA是如何顯色的”“鹽酸的作用是什么\"等問題，引導(dǎo)學(xué)生帶著問題認(rèn)真學(xué)習(xí)微課視頻。這時(shí)，教師可以提示學(xué)生思考是否是因?yàn)槲醇尤際cl而直接使用席夫試劑染色，或Hc1水解的時(shí)間是否適宜等，幫助其通過進(jìn)一步對(duì)照實(shí)驗(yàn)解決問題，最終引導(dǎo)學(xué)生自行歸納總結(jié)出最適宜的水解時(shí)間，使其深刻理解實(shí)驗(yàn)原理，提升分析和解決實(shí)際問題的能力。

2.3 課后反饋階段

從實(shí)驗(yàn)習(xí)慣、理論知識(shí)等6個(gè)方面對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行課后反饋與評(píng)價(jià)分析，全面考查學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用與綜合創(chuàng)新能力。（1）實(shí)驗(yàn)習(xí)慣（占總成績的 10% ），考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課堂紀(jì)律及衛(wèi)生情況；（2）理論知識(shí)（占總成績的15% ），通過課堂測(cè)試和課后作業(yè)，考查學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握情況；（3）操作能力（占總成績的 20% ），通過儀器使用、實(shí)驗(yàn)基本操作和關(guān)鍵操作點(diǎn)3個(gè)方面，考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力[1；（4）寫作綜合能力（占總成績的 15% ），通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告和科研小論文的撰寫水平來考核學(xué)生的寫作能力；（5）討論交流（占總成績的 20% ），通過PPT匯報(bào)、討論交流、小組互評(píng)、教師評(píng)價(jià)4個(gè)方面，考核學(xué)生的溝通交流能力；（6創(chuàng)新及合作能力（占總成績 20% ），以小組為單位的探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作實(shí)施和實(shí)驗(yàn)結(jié)果為考核點(diǎn)，考核學(xué)生的創(chuàng)新思維和合作能力。

3細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革效果

本課程對(duì)2023級(jí)生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的初步實(shí)踐，取得一定成效。學(xué)生實(shí)驗(yàn)課期末平均成績較上一級(jí)提高3.89分。此外，2023級(jí)生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生參加全國科學(xué)實(shí)驗(yàn)展演比賽獲省級(jí)三等獎(jiǎng)。同時(shí)，教師業(yè)務(wù)素質(zhì)得以提升，課程組教師獲得校級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)和教學(xué)技能獎(jiǎng)。

綜上，本文從提高實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)效率、增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性以及豐富課堂教學(xué)內(nèi)容等方面人手，闡述了在細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的必要性；結(jié)合基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和探索性實(shí)驗(yàn)，探索構(gòu)建“課前準(zhǔn)備 + 課中實(shí)施 + 課后反饋”的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐模式。翻轉(zhuǎn)課堂模式在細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中的應(yīng)用，有效激發(fā)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性，豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容，提升了教學(xué)效率，促進(jìn)了師生、學(xué)生之間的交流與合作。今后，將結(jié)合專業(yè)發(fā)展和學(xué)生特點(diǎn)，優(yōu)化翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)機(jī)制，完善課程教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施路徑，推動(dòng)該教學(xué)模式的更好應(yīng)用。

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[9]惠吳函，孫雪靜，劉艷，等.基于虛擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫的流式細(xì)胞術(shù)線上教學(xué)應(yīng)用研究[J].中國醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)，2024，21（24）：95-97，102.

[10]譚廣云.應(yīng)用型高等學(xué)校細(xì)胞生物學(xué)課程教學(xué)改革：評(píng)《細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)改革及實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究》[J].中國教育學(xué)刊，2024（10）：119.

（責(zé)任編輯：楊歡）