生物化學混合式教學探索

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摘要：混合式教學（Blended-Learning）是傳統面對面教學（FacetoFace）與在線教學（E-Learning）的融合，結合了傳統課堂教學和在線教學的優勢。將混合式教學理念引入生物化學課程教學中，對教學內容、教學方式和評價體系等方面進行教學改革探索，包括知識體系重構、網絡課堂建設、智慧課堂建設、翻轉課堂教學、綜合實驗教學、創新項目訓練等多維度探索實踐。

關鍵詞：生物化學；混合式教學；智慧課堂；翻轉課堂

隨著教育技術的發展，各種新的教學理念、教學手段層出不窮，傳統的講授、念PPT逐漸無法適應現代課程教學。混合教學融合了傳統面對面教學與在線教學的優勢，核心是各種教學媒介、教學方法、教學服務平臺與學習環境的有機融合，其應用可以促進學生自主學習與協作學習、網絡學習與傳統學習的混合[1]。生物化學作為生命科學相關專業的主干課程，是研究生命物質的化學組成、結構、性質，以及這些物質在體內發生新陳代謝的過程和代謝變化與復雜生命現象之間關系的一門學科，是學生進行后續課程學習及深造必不可少的重要基礎課程[2]。在教學課時不斷被壓縮的趨勢下，如何結合專業特點利用現代化的教學手段進行生物化學教學成為探索的方向。目前，生物化學教學開展了例如MOOC[3]教學、移動教學[4]、翻轉課堂[5]等相關探索。本文將從教學內容、教學方式和評價體系等方面介紹教學團隊開展的生物化學課程混合式教學的相關探索和實踐。

一、教學內容改革

生物化學課程特點是需要掌握的知識點多、概念抽象、代謝途徑多且雜，知識間又相互聯系、相互影響，因此，一直被師生看作是最重要也是最難學的科目之一[4]。教學團隊根據課程特性，對理論教學和實踐教學兩部分的教學內容進行了梳理和重構，將理論教學分為基礎知識和專業知識兩個模塊，將實踐教學分為實驗教學和創新訓練兩個模塊。（一）基礎知識模塊。教學團隊根據生物化學的知識架構，將基礎理論知識按知識點打散后重構，歸納為三個大類、十四章和160個知識點（圖1）。三大類即靜態生物化學、動態生物化學和遺傳信息傳遞，三大類下又分為蛋白質的化學、核酸的化學、酶等十四章內容[6]，根據我院專業和學時特點，又分為十個必修章節和四個選修章節。課程進一步對各章的知識點進行了梳理，確定了160個知識點，對知識點的具體要求進行分析，明確教學目標。（二）專業知識模塊。生物化學課程往往是生命科學相關專業的學科平臺基礎課程，生物學、醫學、藥學、食品科學、農學等專業都將學習該門課程，不同專業在課程教學上往往既有共同點又要體現專業特色，因此在基礎知識模塊上增加專業知識模塊，講授生物化學在不同專業的實際應用情況，例如我院有制藥工程、生物制藥和釀酒工程三個專業，藥學類專業進一步增加了“藥學生物化學”，食品類專業增加了“食品生物化學”等內容。（三）實驗教學模塊。生物化學是一門理論知識與實驗相結合的課程，作為一門在低年級開設的專業實驗課程，對培養學生養成規范的實驗操作和研究思維十分重要。課程實驗內容上用兩個驗證性的小實驗教會學生使用基本的實驗室器具，例如移液器、離心機、水浴鍋等，再用一個綜合性的大實驗訓練學生的整體實驗思維。本課程設計了蛋白質的性質、酶性質這兩個小實驗，綜合實驗為某一特定基因的擴增，從核酸提取、電泳、PCR操作等三個方面訓練學生的動手和科研思維。（四）創新訓練。生物化學是現代生物學研究的基礎，在藥品、食品、化妝品等研發過程中發揮重要作用，通過加強實踐性教學培養學生的創新能力是本課程建設的一項重要內容。目前，高校鼓勵開展“大學生創新創業”訓練，本課程在傳統的實驗教學基礎上，通過立項和開放實驗室的方式，開展大學生創新研究，培養學生創新實踐能力。

二、教學方式改革

傳統教學方式往往是教師講、學生聽，特別是推行多媒體教學以來，有些課程變成了速覽PPT，學生看過聽過就忘，期末靠著復習資料考試，走出考場忘得一干二凈。因此，我們希望改變這種教學現象，把學生的學習放在教學的主體地位，課程教學方式的改革主要集中在網絡課程建設、智慧課堂、翻轉課堂教學等方面。（一）網絡課堂建設。網絡課堂已經成為現代課堂教學的一個重要部分。目前，在線教學平臺繁多，例如學堂在線、智慧樹、中國MOOC大學、網易云課堂等在線教學平臺，本課程利用校園現有的清華在線網絡教學平臺（支持手機APP-優慕課）構建網絡學習課程，按照MOOCs課程教學模式結合學校課時安排，對教學材料、進度安排、課程通知、學習測試、拓展資料等進行了建設。課程加強了課程教學材料的建設，在過去的教學經驗中，我們發現由自己老師錄制的視頻受到學生的歡迎，點擊率和推薦率都是最高的，而網絡上的名師視頻因為不夠親切或錄制質量不高，學生興趣不大。本課程改革按照知識點進行課程視頻錄制，結合網上現有的優質動畫資源，建設內容豐富的在線課程。網絡課程的建設不僅僅服務于翻轉課堂教學中的課程預習，還可以服務于課后復習，甚至是高年級考研學生的復習，是貫穿整個學習周期的重要教學資源。（二）智慧課堂。課堂教學環節是學生接受系統教育最重要的一環，是掌握好教學質量，提高教學水平的關鍵。在現行的教學過程中，傳統的簽到環節、疑問確認環節、提問互動環節、課堂小測試環節存在諸多不便。本改革充分利用“課堂派”這一免費的課堂管理工具，基本實現了在線授課、在線考勤、互動答題、在線測試、在線作業布置和批改、作業、分組討論等教學環節。課堂派基于網頁版對課程進行設計，教師可以通過網頁和手機微信進行授課，學生通過手機微信進行互動，基于現有的多媒體教室教學設備就可以實現智慧課堂教學。通過課堂派的“課件互動”環節，授課過程中設計答題反饋、彈幕答題、點名答題等，把學生的注意力都拉回課堂中；“試題互動環節”可以進行學生預習檢驗、A.網絡教學平臺課程界面；B.課堂派實時互動答題界面；C.手機APP優慕課學習界面課間檢驗、課后檢驗，及時了解學生的掌握情況。另外，課堂派的“課程通知”可以直接將課程信息發送到學生微信、“課程資料”可以手機在線學習視頻、pdf、word等多種格式的資源、“作業布置”的作業可以進行等人性化的功能及良好的操作界面，彌補了清華教育在線平臺在課堂管理方面的不足，大大高了課堂管理效率、學生參與度，真正將課堂還給學生。（三）翻轉課堂教學。生物化學雖然自成體系，但是在內容上與有機化學、物理化學、藥理學等課程相互關聯，在課堂授課過程中會進行不必要的重復，但又是學生不得去不了解的知識，而采用翻轉課堂的教學模式，學生在課下進行了前期的知識學習和查詢，建立了相應的知識網絡，課堂上老師對知識進行引導和深入討論，從實質上提升授課質量，教師和學生不再是關注基礎的知識點而是基于掌握知識上的關于最新研究進展的討論。在課堂教學中，有機結合情境教學法[7]和討論式教學法[8]，主動設計問題情境、語言情境、交流情境、比較情境和新聞情境等情境，圍繞情境提出的問題、事件、案例等進行小組式討論。生化模型制作、思維導圖繪制、flash動畫制作等環節應用與課堂教學中，將死板的講授課堂變得活躍起來。在實驗教學中，積極采用混合式教學模式，利用翻轉課堂的形式在實驗前查閱大量的網絡資源，并輔助實驗多媒體教學，對實驗操作規范進行講解，對實驗過程的現象進行充分認識。在“翻轉課堂”上，經過教師的引導，對實驗過程和實驗結果進行充分的討論，并通過文獻解讀分析的方式，真正了解理論知識與實驗技能在科學研究和實際生產中的用途，利用所學知識進行創新項目訓練是更高的利用。

三、考核體系改革

基于學習產出的教育模式（Outcomes-BasedEduca－tion，縮寫為OBE）已經成為改變傳統的考核方式的重要指導思想[9]，以布盧姆學習目標分類法（BILOom'sTaxonomy）[10]為基礎描述學生在學完本課程后應具有的能力，要求程度欄內以L1（認知）、L2（理解）、L3（應用）、L4（分析）、L5（評價）、L6（創造）來表示對此級能力要求達到的程度[10]，細化考核目標（表1），將課程考核、平時成績、課堂表現、實驗操作、創新項目等內容進行綜合考核。（一）理論課成績。生物化學理論課程成績評定更注重形成成績，成績組成和比例如下：運用清華在線平臺有課前預習成績10%，課后作業的成績20%，課堂分組討論成績20%，期末考試成績50%。過去的考核中，平時成績的評定存在較大的主觀影響，且成績公布滯后，往往學生并不清楚自己平時成績的構成和得分情況。采用清華在線教學平臺，可以實時公布作業成績，課堂表現成績，幫助學生及時的調整學習狀態。（二）實驗課成績。生物化學實驗課程成績根據實驗過程中學生的操作情況及實驗過程中的行為表現（60%）、實驗報告（40%）進行考核，要求學生勤于動手、敏銳觀察、細致操作、勤于提問、深入分析，準確記錄原始數據，注重現象的分析與討論。

四、結束語

傳統的課程教學設計中，教師更注重課程教什么內容，往往忽視怎么教和學生怎么學。混合式教學改革既要回答教什么內容，還要將學生放在教學的主體地位，要考慮學生怎么學，并評價學生的掌握程度。課程改革建立“在線課程教學、智慧課堂教學、基礎實驗教學與創新訓練”四維立體的教學模式，利用在線教學平臺學習基礎理論知識；探索智慧課堂、翻轉課堂豐富教學內容；基礎實驗教學訓練學生基本實驗操作規范，通過實驗結果和現象加深對理論知識的認識；創新訓練項目應用所學的知識。生物化學課程的教學是一項系統工程，是學科教育的基礎，我們在課程教學中不斷探索將新的教學理念、教學工具應用與課程教學中，不斷提高學生學習興趣，鞏固教學效果，同時也提高教師特別是青年教師的教學水平。這種改革探索仍有很大的提升空間，是不斷積累和豐富教學材料和教學認識的過程，教學團隊將持續的改進和完善。

作者:許存賓 田興國 馬小彥 鄧 斌 于志海 單位:貴州理工學院