翻轉課堂模式在生物化學與分子生物學教學中的應用研究

李坤，曾常茜，王科斯

（大連大學 醫學院，遼寧大連 116022）

現代信息技術與教學變革的深度融合為創設開放的數字化教學環境提供了技術平臺，為突破傳統教學模式的時空界限、開展“以學生為中心”的翻轉課堂提供了有力保證。自2013 年我國全面推行慕課（Massive Open Online Courses，MOOC）建設至今，慕課數量和應用規模已達世界第一[1]，且已經脫離了單一的線上課程以及錄播的教學形式，朝著具有互動性、能實現師生實時溝通的方向發展。因此，醫學課堂教學實行基于慕課的“以學生為中心”的翻轉課堂模式成為可能，是信息時代醫學教育改革的必然趨勢，同時也是提高醫學教學質量的重要引擎。

遼寧省跨校修讀學分平臺課程即慕課的一種形式，是在“互聯網+”教育背景下，將省內各高校省級精品開放課程整合后提供給在校大學生，鼓勵他們跨校修讀且實行省內高等院校間學分互認的學習方式和教學管理制度，旨在推動省內高校課堂教學模式的改革，共享省內精品課程資源[2-3]。在線上教學期間，大連大學醫學院生物化學與分子生物學課程在2020、2021 級護理學專業中實行了基于遼寧省跨校修讀學分平臺課程的“以學生為中心”翻轉課堂教學模式實踐，學生在教師引導下充分應用優質教學資源進行自主學習，在教學質量、學生自主學習能力、分析解決問題能力及團隊協作能力等方面均取得了較好的成效。

1 實施方案

1.1 重構課程內容

課程理論教學部分共48 學時，其中，1/4 的課時設計采用遼寧省跨校修讀學分平臺生物化學與分子生物學的線上教學資源，其余3/4 的學時為線下課堂面授。結合教學大綱將課程內容重構，具體安排如下：將靜態生化部分的蛋白質的分離提取純化和維生素與輔酶部分、動態生化部分的生物氧化和物質代謝的聯系與調節部分以及分子生物學部分的真核基因轉錄調節、DNA 重組和DNA 重組技術部分設計為在線課程自主學習內容。生物化學與分子生物學章節內容及跨校修讀學分課程知識點見表1。

表1 生物化學與分子生物學章節內容及跨校修讀學分課程知識點

1.2 具體實施方法

翻轉課堂是“先學后教、以學定教”的教學模式[4]，由課前、課中和課后3 個模塊組成。教師對教學全程進行設計，課前先由教師在線上發布案例或關鍵性問題，引導學生利用在線資源、資料等進行深入的自主學習、交流、協作學習等；課中教師利用課堂時間組織學生進行互動學習，深化學生認知；課后教師在線上持續監督學生學習進程并隨時做出相應對策，具體過程如下。

1.2.1 課前

課前自主學習是翻轉課堂教學模式的基礎環節。首先，教師對學生進行翻轉課堂教學模式的觀念動員，師生共同建立起“學生為學習主體、教師為學習主導”的學習理念。教師為學生選定優質平臺資源和在線交流方式。然后，教師在此平臺上發布案例和自主學習問題，引導學生結合線上資源自主學習，學生按照自愿原則分成小組，討論并形成答案，并將答案發布到線上的討論區，學生之間可以相互啟發借鑒；教師在平臺后臺查看學生視頻觀看時長、學習進度和問題回答情況，以掌握學生學習進度，并且通過平臺和在線交流方式如QQ、電子郵件、微信等與學生溝通交流。在此環節，教師采用自主學習法和同伴教育法等教學方法，初步完成知識信息的傳遞，主要培養學生自主學習能力、批判性思維和團隊合作能力及自主探究精神。

1.2.2 課中

在基于教師引導的課前自主學習階段，學生基本掌握了課程知識點，初步達到了知識遷移的目的，但是學生對課程內容的深入理解及應用仍與教學目標存在差距，所以學生存疑進入課堂求解，激發了學生的學習內在動力和潛能，為翻轉課堂的實現奠定基礎。（1）教師首先以自主學習問題導入課程，然后通過師生面對面的問答，摸清學生的疑點、難點和薄弱點，有針對性地對學生進行糾偏、講解和解惑，引導學生進行知識點的歸納和內化，使學生掌握課程的重點和難點；對于復雜問題，需要結合案例開展課堂探究，各組學生派代表上臺講解，圍繞關鍵問題，教師啟發全班學生辯論、思考和討論，實現生生互動、師生互動，共同探究難題，難點由教師講解完成，最后教師引導學生完成對知識點的總結和內化；在每一章節授課結束后，教師需要將本次課的關鍵問題設計成隨堂檢測題，學生可以通過在線平臺軟件如慕課堂、雨課堂、問卷星等答題，便于教師及時了解學生的學習效果，并做出反饋和調整[5]。此外，教師應對學生的表現適當給予評價、褒獎，調動學生的興趣和參與積極性。（2）教師結合知識點介紹學科前沿進展，使學生了解本學科進展情況，加深對知識點的理解，激發探究科學本質、探索科學高峰的興趣，培育科學思維，培養溝通表達能力、分析和解決問題能力、批判性思維能力和創新精神等高階思維能力，體現了高階性和時代性。（3）將知識點與思想政治教育有機融合，深度挖掘課程的思政元素，發揮專業課程的特色優勢，將知識傳授和能力培養結合，培養學生的科學素養與科學精神、社會主義核心價值觀及樹立為祖國強大而學習的信念等，做到同向協同、長效思政；此外，針對醫學專業學生，要結合醫療熱點話題進行職業道德培育，使醫學生不局限于專業技能知識，還要關注醫學專業的職業責任及職業道德，成為具有高尚職業精神、德才兼備的醫學人才[6-7]。

1.2.3 課后

課后環節采用線上+線下聯動方式鞏固加深翻轉課堂教學效果。（1）教師在線上發布檢測題，檢測學生學習效果。學生可以根據自己對知識的掌握情況，對教學視頻重復觀看，對知識點進行鞏固。（2）針對部分較難問題，教師在線發布拓展性作業，引導學生查閱文獻，培養學生文獻信息管理能力，體現教學的挑戰度。（3）在線作業區設置章節知識體系歸納任務，可設置生生互評和教師再評兩個環節，使學生的知識結構更加完善，也使教師及時了解學生對知識的掌握情況。生生互評環節可以使學生對自己在學習過程中的表現、學習效果及學習效率等進行更好的反思與自我激勵。教師通過線上和線下的交流方式，如在線討論區的互動、學科微信群、教學QQ 群、當面輔導等與學生及時溝通交流。

2 教學評價與反饋

教學評價對教與學均具有重要意義。生物化學與分子生物學課程在以往的傳統教學評價中，將期末成績作為唯一的終結性評價指標，相對片面、僵化。所以，傳統的教學評價難以客觀反映學生的整個學習過程，難以對學生做到全面監督和有效激勵，也難以實現對學生綜合能力的培養。在課程的翻轉課堂教學體系中，教師不僅要培養學生對本學科理論、技術技能的理解和掌握，更要培養學生的自主學習能力、批判性思維、分析與解決問題的能力、團隊協作能力、創造性能力等，實現知識、能力和素質的養成，促進學生的終身發展。因此，課程的翻轉課堂評價應從多環節、多維度、多層次全方位進行，將課前預習、課堂表現、課后復習、課外拓展的評價與期末考試總結性評價結合，對學生進行綜合評價。

生物化學與分子生物學的翻轉課堂教學評價包含過程考核成績和期末考核成績兩部分。過程考核成績占比為40%，期末考核成績占比為60%。其中，過程考核成績是由課前環節、課上學習參與度、日常作業成績、章節測試成績和期中考試成績各部分數據按權重計算得出。此外，在教學過程中開展問卷調查、活動記錄表、學習體會等活動，充分了解學生對翻轉課堂教學模式的認可度和滿意度。通過主觀、客觀環環相扣的方法，期末結束時學生得到最終的教學評價。同時教師也要通過反饋不斷調整教學活動，不斷優化教學方案。

筆者在期末共發出232 份調查問卷，收回有效問卷227 份，教學反饋的結果顯示：幾乎所有學生都認為翻轉課堂教學使自己在自信心、自主學習能力、學習效果、分析和解決問題的能力等方面收獲巨大。學生反饋課前準備環節“課前考考你”，對線上線下資源有效使用有極大的幫助；通過翻轉課堂教學模式，使學生不僅能很好地掌握課程的基本理論和方法，還提高了自主學習能力，并有助于形成終身學習理念；通過翻轉課堂教學模式，學生課堂參與度提高，更加喜歡課堂學習，學生的團隊協作與溝通能力提高；通過課程學習，學生自信心增加，非常喜歡并適應這種課程學習方式等，調查結果見表2。

表2 調查問卷結果統計

3 翻轉課堂教學模式應用現狀及優勢

3.1 應用現狀

醫學專業具有極強的專業性和特殊的實踐性，同時疾病的發生發展并不是一成不變的，所以醫學不斷面臨新的挑戰和課題[8-9]。作為醫學人才的后備軍，醫學生需要具有極強的專業理論、實踐能力和創新思維等，從而應對未來各種挑戰。然而，目前生物化學與分子生物學課程教學方式仍沿用傳統的講授模式，其特點是教師講授知識，學生被動地接受知識，學生通過反復記憶學習[10]。這種模式雖然具有教師可在短時間內將信息系統、快速有效地傳遞給學生、節省教學時間、所需要的教學基本條件簡單易得（如黑板、粉筆、掛圖、模型、投影儀）等優點，但是這種模式是信息的單向傳遞，主要強調從教師角度教好學生，教學效果多取決于教師的授課水平與技巧，忽視激發學生主動去學。在這種培養模式下，學生容易缺乏獨立思考能力和批判性思維，不利于學生創造性、個性化能力的發展，不利于培養出有創造性的優秀人才。

3.2 應用翻轉課堂的優勢

生物化學與分子生物學課程是從分子水平研究生命現象化學本質的學科，是醫學生必修的專業基礎課程和主干課程。自20 世紀70 年代以來，該學科發展極為迅速，成為前沿學科之一。課程體系嚴謹，與其他學科相輔相成，知識覆蓋面廣且研究進展更新快，課程內容較深奧抽象，系統性強。學科的這些特點使教師和學生深感“教”與“學”均不易。目前該課程教學存在以下問題：（1）多沿用傳統的知識繼承型教學模式，偏重于傳授知識和培養基本技能，學生存在學習吃力、學習效果較差等弊端；（2）本學科的課程內容激增，而新教學大綱的理論學時由原來64 學時調整到48 學時，縮減16 學時。因此，利用在線資源實行翻轉課堂模式，優化重構教學內容與課程體系，在有限的課堂時間使學生更全面掌握本學科的知識和技能,是解決目前教學困境的有效途徑。

翻轉課堂（Flipped Classroom）是指重新調整課堂內外的時間，以學生為中心，將學習的主動權和決定權從教師轉移給學生，從而實現以學生為主體、以教師為主導的學習模式[11]。實質是將課堂教學重心從傳統的知識傳遞轉向知識內化，具有讓學生真正參與學習、提高學習效果的重要作用?；诜D課堂的“先學后教、以學定教”核心思想，在翻轉課堂的課前學習和課上學習部分，信息技術和信息化環境是創設翻轉課堂學習環境的關鍵[12-13]，使用遼寧省學分平臺課程能夠保證翻轉課堂課前及課中學習活動的順利開展，能夠實現課程重構和優化，對學生掌握和應用生物化學基礎知識與基本理論的能力、創新能力和自主學習能力等方面提升都有較大的促進作用。

4 結束語

因此，實施“以學生為中心”的生物化學與分子生物學跨校修讀學分課程翻轉課堂教學模式，與傳統課堂結合使用，是對單一在線教學模式的有效補充，符合現代化教學由單一教學模式向多樣化教學模式發展、以學為主的教學理念[14]，符合醫學教育客觀規律，從而滿足了社會對更具創造力的高素質醫學人才的需求。