生物化學與分子生物學翻轉課堂探索

時間:2022-05-13 04:19:45

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生物化學與分子生物學翻轉課堂探索

摘要:生物化學分子生物學是醫學院校學生理論學習與臨床實踐相結合的重要橋梁。文章針對智慧教學環境下生物化學與分子生物學教學模式進行探討,在傳統教學模式的基礎上,將智慧教學融入翻轉課堂,通過信息化教學,有效整合課前-課中-課后教學全過程,以實現學生自主學習,激發學生的學習興趣,增強學生對知識的理解和鞏固,提升學生的學習成效。

關鍵詞:生物化學與分子生物學;智慧教學;翻轉課堂

1引言

生物化學與分子生物學是用化學、物理學和生物學的原理和方法,研究生物體內物質的化學組成、結構和功能,以及生命活動過程中各種化學變化過程及其與環境之間相互關系的基礎生命學科,是醫學院校學生學習理論知識與臨床實踐相結合的重要橋梁[1]。其知識面涵蓋較廣,理論復雜,需要記憶的知識點較多,且內容抽象,加之理論與臨床實踐融會貫通難,導致學生對該課程的學習缺乏熱情與興趣、無法完全內化課程知識,嚴重影響學習效果。故如何將理論知識變得生動有趣易于接受,如何使學生從被動學習轉向主動學習,使課堂教學更有效率成為目前教育工作者急需解決的關鍵問題。然而,傳統教學模式似乎已不足以適應日新月異的信息技術變化帶來的教育理念和模式的變革。隨著“互聯網+教育”體系的發展,智慧教學接踵而來。智慧教學是依托互聯網+、云計算、大數據等新一代的信息技術,運用交互理論和建構主義理論搭建的網絡教學平臺。將信息技術充分融入課前、課中、課后教學全過程,以此實現智能教學和高效教學。這種教學模式將學生的動態學習過程記錄下來并實時分析反饋,實現師生之間深層互動,幫助學生了解自己的學習進度,以提升學習效果[2]。而信息化的智慧教學為翻轉課堂的實施提供了豐富優質的教學資源,建立起以學生為中心的教學模式,將課堂內外的時間重新調整,學生成為學習的“主角”,變被動學習為主動學習[3]。因此,在傳統教學模式的基礎上,我們試圖將智慧教學與翻轉課堂有效結合,使信息技術與教學模式深度融合,構建生物化學與分子生物學創新課程體系,以期切實提高教學質量。1智慧教學環境下的教學模式2018年4月13日,教育部印發《教育信息化2.0行動計劃》通知,提出智慧教育創新發展行動,其核心意義在于積極推進“互聯網+教育”發展,促進信息技術和智能技術深度融入教育全過程,改進教學理念與模式,構建網絡化、數字化、智能化、個性化、終身化的教育體系,提升教育水平[4]。因此,利用現代信息技術推進基礎醫學教育刻不容緩,中國大學慕課、學堂在線、超星學習通等網絡教學平臺逐步成為教育教學中不可或缺的一部分。筆者所在的學校,已將超星學習通移動教學平臺應用于生物化學與分子生物學的教學實踐中[5]。其主要優勢體現在信息技術充分融入教學過程,在教與學之間建立溝通的橋梁,實現了線上線下的無縫對接。學習通平臺提供視頻、PPT課件、圖片、圖書、動畫等形式多樣的學習資源,方便了教師教學,調動了學生的學習興趣。信息化技術的靈活運用為課堂上組織簽到、搶答、提問、討論、分組、投票等豐富多彩的教學活動提供了技術支持。充分調動了學生的學習積極性,將學生吸引到課堂中來,實現教師與學生、學生與學生之間的互動交流。課后,教師通過平臺布置作業、討論話題、推送在線測試等,讓學生在課后對學習內容理解內化,重點難點充分掌握,使課堂學習得到延伸和擴展。同時,智慧教學使教師借助平臺的大數據統計、分析及反饋,實時掌握學生的學習情況,使得精準教學、個性化教學成為可能。

2翻轉課堂實現學生自主學習

翻轉課堂是對課堂教學組織形式的逆序創新,是對傳統課堂教學的顛覆和重構,是對傳統教學中師生關系的重新定位,將“先教后學”轉變成“先學后教”。這種創新使學生在參與各種教學活動的同時完成知識的內化,極大地改善了學習效果[6]。翻轉課堂的教學流程是借助信息技術手段,將微課、慕課、思維導圖、課件等學習資源上傳到網絡教學平臺上,學生在課前借助學習資源完成知識的學習,有利于培養學生獨立思考與自學的能力。課堂上,教師將大量的時間交給學生,組織學生進行小組討論、合作探究、角色扮演、案例分析等多種形式課堂活動,引導學生梳理重點,解決難點,幫助學生提高知識的內化效果。課后,教師根據課堂學生討論及學習情況,將重點難點反饋給學生,供學生自我復習和鞏固提高。學生對學習過程進行反思并反饋給教師,促進形成性評價。因此,以學生為中心是翻轉課堂的核心理念。教師是培養學生自主學習、思維判斷和解決問題能力的引導者,學生則由被動接受信息的聽眾轉變為主動探究知識的主體[7]。翻轉課堂實現學生自主學習,使學生真正成為學習的主體。

3融合智慧教學的翻轉課堂在生物化學與分子生物學教學中的設計

翻轉課堂將教學組織形式從傳統的“課堂授課+課后作業”轉變成“課前學習+課上探究”的新型教學模式,以學生為主體,變被動為主動[8]。而智慧教學依托信息化技術為翻轉課堂提供了海量的學習資源及新穎靈活的學習形式,有效幫助學生在課外自主學習,使學生充分融入教學,滿足不同層次學生的需求,這一優勢與翻轉課堂的本質相一致。因此,融合智慧教學的翻轉課堂應用于生物化學與分子生物學的教學中,對提升學生的綜合能力、提高教學質量具有重要意義。3.1生物化學與分子生物學智慧教學平臺建設。生物化學與分子生物學具有龐大的知識體系,是自然生命科學領域進展最迅速、最具活力的前沿學科。主要從微觀分子的角度來探討生命的本質,研究生物體的分子結構與功能、物質代謝與調節,遺傳信息傳遞等;同時聯系臨床實踐,介紹如何在分子水平認識、診斷和治療疾病。筆者所在的生物化學與分子生物學教研室搭建涵蓋醫學院校生物化學與分子生物學理論教學主要內容的智慧教學平臺,這對教師的教學能力及綜合素質提出了更高的要求。教師團隊經過前期網絡技術的統一培訓、視頻課程的錄制、參加全國醫學院校微課競賽以及網絡資源的搜集學習,不斷提升自己,能夠較好地適應新的教學模式。教師根據本學科知識體系共設計并錄制了83個微課課程,其中包括4個臨床專題微課,這些課程均在學習通、愛課程等移動網絡平臺上線。平臺課程設置包括各知識點對應微課視頻、文本資料、練習題、自測題、課后討論等。同時,教師團隊制作并整理了豐富多樣的配套資源,如生化故事、思維導圖、動畫、諾貝爾生理學或醫學獎、生物化學重點及難點總結等。此外,課程平臺還提供課堂筆記、錯題集及學習心得記錄等學習工具。教師從教學目標以及學生需求出發,借助信息化平臺相關功能,構建多維度、多形式的智慧教學環境,為翻轉課堂的實施提供更為優質的課前視頻資源教學資源。3.2課前學生自主學習。課前,教師根據課程教學大綱、教學目標以及專業特點通過學習通平臺通知到班級群,布置學習任務。同時,給學生推送簡單的學習提綱,例如掌握糖無氧氧化/有氧氧化的概念及生理意義、熟悉血糖調節激素及其作用機制、了解糖代謝異常所致的疾病等。學生根據自身的學習進度,針對性地開展自主學習。每個知識點之后,教師設計了一些自測題或“闖關”小練習,通過后臺數據統計實時查看并掌握學生的學習情況,及時調整課堂教學。學生在課前學習中遇到的問題,可通過學習通平臺中班級群聊,或與教師、同學私聊進行在線交流。對于共性問題,教師及時優化課堂教學。學習通平臺上包含豐富的學習素材,不拘泥特定的時間和空間的學習形式,不僅使學生具有寬松愉悅的學習體驗,而且實現了知識的碎片化和個性化學習。3.3課中教師引導深度學習。課堂上,教師根據學。習通平臺記錄的學生自主學習的情況以及學生提出的問題,組織分組討論,以問題為導向的教學法(PBL)或案例教學法(CBL)等課堂學習形式,引導學生合作探究,互動交流,提升學生的參與度和解決問題的能力[9]。例如,通過實施糖尿病酮癥酸中毒病案的CBL教學,既鞏固強化血糖來源與去路、酮體生成和利用等相應內容的重點和難點,又是對基礎知識的延伸和拓展。學生通過分析病案中患者相應的體征或癥狀,一方面實現了對物質代謝相關基礎知識的內化,另一方面,通過探討糖尿病發病的原因,胰島素在物質代謝中的作用以及糖尿病的診斷與治療等問題,基礎聯系臨床,激發學生學習興趣,使不同層次的學生都有所收獲。3.4課后鞏固及拓展學習。課后,教師充分利用智慧教學平臺的優勢,通過平臺討論區或班級群對課堂活動進行評價和反饋。學生對自己課前、課中的學習進行反思總結,開展師生互動、生生互動,使學生鞏固和掌握所學知識。此外,教師以討論話題的形式與學習內容相關的前瞻性知識以及新的科研成果供學生拓展學習。例如,“劇烈運動后肌肉酸痛,同學們認為元兇是誰”“迄今已發現人體中的葡萄糖轉運蛋白有哪些,它們具有怎樣的生理功能”等。學生通過查閱文獻,開闊創新思維,激發創造靈感,在掌握基本知識的基礎上更好地了解前沿科學。3.5多元化評價實時反饋教學效果。智慧教學平臺的應用貫穿課前-課中-課后教學全過程,實時記錄教與學的過程與結果。學習通平臺上提供了課前練習題、隨堂練習、課堂討論、課后作業、在線測試、隨機測試、學習心得及撰寫小綜述等多層次的考核方式,結合期末閉卷考試的考核方式,充分調動學生學習的積極性,并及時反饋學生的學習效果、自主學習能力、合作能力以及參與度,促進形成性評價,幫助教師優化教學方案。學生通過調查問卷對教學效果進行評價,促使教師改善教學過程,充實教學資源,改進教學模式,達到教學相長。筆者所在的生物化學與分子生物學教研室將智慧教學融入翻轉課堂,已在本校教學中開展四期,并且凝練了自己的課程特色。首先,在課程設計上圍繞學生自主學習能力的提升,突出了課堂與課程思政結合、知識性與趣味性結合、線上與線下結合、基礎醫學與臨床問題結合。其次,在課程體系、教學內容及教學方法等方面充分發揮信息技術的優勢,使課程結構從單純書本知識發展為教材與微課、課件、思維導圖、動畫、故事、歌曲等多種智慧教學資源結合的立體化知識庫。教學形態和手段從傳統課堂教學發展為翻轉課堂結合智慧教學平臺布置作業、答疑、討論、隨機考試的多方位、立體化教學。通過學生對線上知識的自主學習促進對線下課堂教學的鞏固。教學主體從以教為主轉變為以學為主。此外,課程評價模式從單一的終結性評價改革為智慧平臺與翻轉課堂相結合的多元化評價。我們希望通過智慧教學模式的應用,進一步深入研究和探討教學模式,促進基礎醫學教育改革與發展。

作者:王玉瑤 趙虹 常冰梅 張俊濤 翟翔 趙旭華 郭睿 單位:山西醫科大學基礎醫學院生物化學與分子生物學教研室