翻转课堂教学模式的设计与思考——以《医学细胞生物学实验》课程为例

李鹏辉 郑立红 任晓旭 张明龙 吕莹

翻转课堂教学模式的设计与思考
——以《医学细胞生物学实验》课程为例

李鹏辉 郑立红 任晓旭 张明龙 吕莹

随着教育信息技术的快速发展，翻转课堂作为一种新型教学模式，受到国内外越来越多的一线教师和教育研究者的关注。翻转课堂教学模式通过课前知识传授和课堂知识内化时间的颠倒安排，实现了在线学习与传统课堂的有机融合，在一定程度上弥补了传统教学模式的不足。本文以医学细胞生物学实验课程为例，提出了较为完善的翻转课堂教学模式的教学设计方案，以期提高医学细胞生物学实验的教育教学质量，并为其他课程的翻转课堂教学设计提供借鉴。

翻转课堂教学模式（Flipped Classroom Model）的早期实践来源于美国的林地公园学校的两位化学教师乔纳森·伯尔曼和亚伦·萨姆斯[1-2]，具体指摆脱传统教学形式那种“课堂知识传授+课下知识内化”的束缚，将二者实施的顺序颠倒过来的教学模式，即学生根据个人具体学习情况，利用学习资源，自定步调，课前完成知识的传授，课堂上不再过多进行知识讲授，而是在教师的引导下，通过课堂活动，学生进行知识运用和实践操作，完成知识的内化[3]。这一教学模式的突破性改变，极大提高教学效率。医学细胞生物学实验课程是医学院校学生必修的主干课程之一，能够培养学生科研思维，提高学生实验技能，是使学生将医学细胞生物学理论知识由感性认识向理性认识升华的重要途径。目前，该课程主要以传统教学模式为主，且存在着诸多弊端，而翻转课堂教学模式无疑为医学细胞生物学实验教学提供了一个新思路。

1 传统教学模式的不足

传统的课堂模式是在工业革命背景下形成的，以传授知识为主要过程，以班级授课制为主要形式的教学模式，其作为“常态的科学”有一定的稳定性，三百多年来一直是全球的主要教学模式[4]。传统教学模式的最大弊端在于教师向所有学生传递几乎同样的信息，学生则因能力差异而呈现出不同的反应，从而无法满足学生的个体差异和个性化发展的需求。此外，医学细胞生物学实验教学普遍存在着授课学时较少，实验内容单一；教师常忙于指导学生操作，较少引导学生探究；学生注重实验结果和实验报告，忽视科学探究和实验反思；以及评价方式缺乏科学性等问题。

2 翻转课堂的优势

2.1 确立学生在教学中的主体地位

翻转课堂将学习的主动权归还于学生本身，能够充分调动学生的主观能动性，增强了师生、学生之间平等的互动交流，使教师由原来课堂统治者转变为学生学习的引导者和辅助者，使学生走上讲台，教师走到学生身边，师生共同积极参与的开放性课堂。

2.2 注重学生个体差异和个性化发展的需求

基于问题和任务驱动的翻转课堂课前自学，不再约束学生在规定的时间、地点被动的接受教师传授的知识信息，而是利用教师提供的学习资源，自定步调，自主完成课前学习，获得基础知识，并驱动学生发现问题，提出问题，在课堂上通过教师引导和讨论交流解决问题，促进知识内化。教学过程中，学生的学习过程由教师引导，却没有教师过多的干预，学习的压力转化为了学习动力，进而转化为持续的学习意志力，对提高学生的学习效率、独立思考能力、创新思维等都大有益处[5]。

3 翻转课堂的教学设计

翻转课堂的基本思想是采用“课外传授知识，课中内化知识”的策略开展教学[6]。遵循以学生为中心、实现课堂有效互动、充分整合利用各种学习资源、注重培养学习能力和探索精神等翻转课堂教学设计的基本原则。医学细胞生物学实验教学与一般的翻转课堂教学设计类似，由课前学习资源准备与发布，学生自主学习，课堂互动交流，实践操作，课后评价反馈，总结反思等几个阶段构成[7-8]，如图1所示。同时，医学细胞生物学实验是一门实践性较强的课程，既包括基本概念、实验原理等理论知识，又注重实验技能和科研素质的培养，所以课前学习资源和课堂活动的设计都以科研实验为主线进行。

图1 医学细胞生物学实验翻转课堂教学设计

3.1 课前阶段

课前，根据“掌握”、“熟悉”和“了解”各级教学目标的要求，教师准备学生自主学习的资源，编制学习任务单，录制教学和实验操作视频，提供参考书目、电子课件和教案，介绍课程相关的学习网站和师生互动交流平台等。其中，学习任务单是课前自学资源的主体，能够明确学习任务，激发学习兴趣，是完成自学的驱动；微视频资源是自学资源的核心内容，应短小精悍，重点突出，且符合教学对象的特点和实际教学的需求，能够吸引学生完成自学活动；参考书籍和课件等资源是辅助材料，供学生深入探究和拓展学习使用；学习网站和交流平台是自主学习的保障，学生既可以获取更多的知识来源，又同时获得教师的辅导和学生之间的交流，教师则可以有针对性的指导自学活动，收集学生自学中遇到的问题，调整课堂教学方案，以及侧面了解学生的自学情况等。

教师将所有自学资源于开课前一周向学生发布，学生以独立和小组相结合的方式开展自学活动，完成实验报告的目的、原理、方法等内容的撰写，针对自学的内容提出1～2个问题供课堂讨论交流，仅留下实验结果、分析和讨论在课堂实验操作后完成，并要求学生以“流程图”的形式撰写实验方法，以此锻炼学生的归纳总结和逻辑思维能力，培养学生的科研素质。

3.2 课中阶段

课上，教师进行课程导入后，以小测验或提问的方式，检测学生的自主学习效果，其难度不宜过大，应以基础知识为主，以不使学生产生挫败感为宜，主要目的是帮助学生热身，使学生进入学习状态。各实验小组协作探究，讨论交流，互相提问，解决学习任务单布置的问题和课前自学提出的问题；教师把握学习方向，控制学习进程，并对学生的发言进行及时的评价，积极的引导和必要的拓展讲解。经过课前自学，学生已经掌握了教学内容的基本知识，所以课堂上讨论的问题多是学生自学中百思不得其解的疑惑，是具有一定深度的探究性问题。在教师的引导下，学生或通过独立思考，或通过小组协作，在互相学习和启发的过程中开拓思维，深度探究，解决问题，实现知识的内化。

“阶段性学习整理”帮助学生梳理所有问题是否都被解决，对于理论内容是否还有困惑，实验操作步骤是否明确等，所有问题都解决后，进入实验操作阶段。实验操作阶段，由于学生已经在视频资源中了解了实验操作的基本过程，所以教师不再重复进行基本操作步骤的实验演示，直接对学生进行个性化的操作指导，学生则运用已经习得的理论知识指导实验操作，随时提出实验中出现的问题，师生共同讨论交流，拓展学习，巩固理论。比如，在医学细胞生物学实验中常用的颈部断髓法处死小鼠的实验操作中，学生偶尔会遇到断髓操作完成后，发现小鼠并未死亡，而是后肢和尾巴不能运动，但是前肢和头部可以运动的情况。当某个实验小组向教师反映这种可遇而不可求的实验现象时，教师应不失时机的进行拓展教学，引申介绍关于“截瘫”的相关知识，丰富学生的知识体系，而不是完全局限于本次实验课程既定的教学目标。

在实验操作后，教师引导学生推选出正反两面具有代表性的实验成果进行展示交流，最后指导学生完成实验报告。比如，在动物细胞培养实验中，常会出现“细胞数目较多，生长状态良好，无细菌或霉菌污染”和“细胞存活较少，培养液浑浊，污染严重”两种相对应的实验结果。在有限的课堂教学时间中，教师应指导学生对这些具有代表性的实验结果进行重点展示和交流，引导学生思考本组实验操作的优点和不足，归纳总结决定实验结果的关键操作和控制因素，使学生将实验技能转化为科研能力，提升教学层次。

3.3 课后阶段

课后，教师针对教学内容进行课后测验，检验教学效果，根据测验成绩、实验报告和课堂表现等对学生进行综合评价，并向学生及时反馈，进一步促进知识内化。翻转课堂教学模式不仅注重对实验报告和课后测验的学习结果评价，同时强调对讨论发言和实验操作等课堂表现的学习过程评价，注重教师对个人学习的评价和小组协作的评价，学习小组内成员之间进行互评以及各小组间的评价等，并且要制定出相应的评价标准。对翻转课堂学习结果的评价可用来了解学习者对概念类与技能类等知识的掌握情况，对翻转课堂过程的评价可用来分析学习者在学习过程中的表现情况[9]。翻转课堂的学习评价可以由课前自主学习评价、课堂活动表现评价和课后学习成果评价构成。课前自主学习评价主要包括课前实验报告完成情况，自学问题的提出情况等。课堂表现由课堂出勤、课堂活动参与程度和对实验小组的贡献等组成，其评分由教师和学生的评价共同构成。在教师引导下，客观的学习过程评价能够激发学生积极参与课堂活动的热情，有利于学习者更好地参与到小组学习活动中，对提高教学效果能起到事半功倍的作用。课后学习结果评价则主要由实验结果、报告和课后测验组成。

最后，教师对学生进行问卷调查和访谈，调查学生对翻转课堂教学实施的认可程度，了解学生的切实需求和意见反馈，总结反思翻转教学的各个环节，进一步优化教学设计。

4 结语

翻转课堂是一种符合教学规律，适应教学发展需要的新型教学模式，以医学细胞生物学实验课程为例的翻转课堂教学设计，较为合理的设计了课前学习资源的准备、学习活动的安排和课后学习效果的评价，较传统的教学模式更注重学生个体差异和个性化发展的需求，更能激发学生学习的积极主动性，有利于确立学生在教学中的主体地位，但该教学设计具体实施效果的实证研究，还有待于进一步验证。

[1]王兴红，许诗． 基于虚拟实训平台的翻转课堂在机能实验学中的应用与评价[J]． 中国医学教育技术，2015，29（1）：56-58．

[2]李从德． 加强学科融合促进机能实验教学改革[J]． 教育教学论坛，2013，4（52）：45-46．

[3]郑瑞强，卢宇． 高校翻转课堂教学模式优化设计与实践反思[J]．高校教育管理，2017，11（01）：1-7．

[4]王鉴． 论翻转课堂的本质[J]． 高等教育研究，2016，37（8）：53-59．

[5]潘沛沛． 基于微课的翻转课堂在实验教学中的模式构建——以“现代教育技术”实验课程为例[J]． 软件导刊：教育技术，2015，7（9）：71-73．

[6]张金磊． “翻转课堂”教学模式的关键因素探析[J]． 中国远程教育，2013，32（10）：59-64．

[7]徐妲，钟绍春， 马相春．基于翻转课堂的化学实验教学模式及支撑系统研究[J]． 远程教育杂志，2013，31（5）：107-112．

[8]王建芬，刘卫平，马宁，等． 基于翻转课堂的药学专业实验教学设计与成绩评价体系的构建[J]． 中国医院药学， 2016，36（8）：386-387．

[9]张金磊，王颖，张宝辉．翻转课堂教学模式研究[J]．远程教育杂志，2012，30（04）：46-51．

An Instructional Design and Thoughts Based on the Flipped Classroom Model: A Case Study on the Experiment Course of Medical Cell Biology

LI Penghui ZHENG Lihong REN Xiaoxu ZHANG Minglong LV Ying Department of Biology, Qiqihar Medical University, Qiqihar Heilongjiang 161006, China

With the advancement of education informatization, as a new model of instruction, Flipped Classroom is attracting more and more attention and research. By inverting the timeline of the imparting of knowledge before class and the internalization of knowledge in the class, flipped classroom model achieved a high degree of integration of online learning and traditional classroom learning, and make up for the lack of the traditional teaching model. According to the proposed model based on the flipping classroom, this paper put forward a complete instructional design, in order to improve the quality of experimental teaching in medical cell biology and provides reference to the reform of other courses.

flipped classroom; instructional design; experimental teaching in medical cell biology

G642

A

1674-9308（2017）02-0020-04

10．3969/j．issn．1674-9308．2017．02．011

齐齐哈尔医学院教育科学研究课题《翻转课堂在医学细胞生物学实验教学中的应用研究》（QYJY20160018）

齐齐哈尔医学院基础医学院生物教研室，黑龙江 齐齐哈尔161006

郑立红，E-mail：zlhqy@sina．com

【关键词】翻转课堂；教学设计；医学细胞生物学实验