信息化背景下翻转课堂在生物化学中的应用实践

张月杰 卢明锋

摘要：“翻转课堂”教学模式已经逐渐为大家所熟悉并实施应用。文章在信息化教学背景下以脂肪酸氧化分解为例，围绕如何充分激发学习兴趣、如何高效组织教学、促进能力和素质提升等方面进行教学设计和实践，为翻转课堂在课程教学中的有效应用和深入实施奠定基础。

关键词：翻转课堂;生物化学;脂肪酸氧化;信息化

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）42-0137-02

生物化学是生命科学领域奠基性的专业基础课，也是发展迅猛的前沿性学科，其理论知识及应用技术涉及医药、营养、食品、农业等多个学科。作为核心课程，生物化学也是大多数相关专业研究生入学考试的必考科目，因此学生必须在思想上高度重视，课堂上认真听讲，坚持做课堂笔记，促进良好学习习惯的养成。但是课堂互动少，学生大多处于被动学习状态，学习主观能动性得不到加强。另外生物化学具有内容多、抽象概念和机理多、知识理解和记忆较困难等特点，学生对于教学内容理解不深，掌握不透彻，专业能力得不到锻炼，而且视野局限于教材和课堂。因此自2016年起我们尝试将翻转课堂的教学模式应用于生物化学的教学中，针对激发学生自主学习兴趣、高效地组织教学和拓展教学内容三个方面进行了探索性实践。

一、选择适合于翻转课堂的教学内容

生物化学是专业基础课，部分内容难度较大，完全靠学生自学比较困难，因此必须选择合适的教学内容（知识点）进行翻转。一方面学生在已有知识的基础上通过自主学习可以“学得会”，另一方面，通过设置与生产实践、社会热点、日常生活密切相关的问题作为课程引导，让学生“有兴趣去学”。脂类代谢是生物化学物质代谢的重要内容，讲授本节内容之前学生必须具备的知识点包括脂肪结构、物质分解代谢的一般规律和能量产生的机制等。同时，脂肪代谢与生活实践密切相关，围绕各种减肥方式或产品等容易展开讨论。学生通过查阅相关文献和资料，将教学内容拓展至应用领域和前沿领域，有效地深化对知识的理解和应用。

二、课前准备

微视频、课件和学习任务单是翻转课堂的重要组成部分。视频制作既不能太难，也不能太简单;尽可能考虑学生的学习进程、学习时间和学习能力;明确给出教学目标和清晰的逻辑顺序;尽量以问题或案例展开，引发思考，激发进一步学习的动机[1]。本知识点课件和视频以“用左旋肉碱减肥真的有效吗”、“有氧运动与健康减脂”以及当前全球肥胖的基本形势分析作为课程导入。视频和课件均包括前修知识、课程导入、内容展开、课堂练习或测试、知识应用及拓展等部分，教学设计的总思路是围绕发现或提出问题、分析及解决问题进行展开。

学习任务单中教学目标、教学重点、教学难点及学习任务必须清晰明确，按照脂肪动员、组织转运、分解活化、胞内转运、分解过程及能量计算这样的知识脉络依次展开，编排整合形成科学、完整、逻辑性强的知识体系。任务单中还包括创新性或拓展性学习，为学有余力的学生延展学习内容，进行研讨式或创造性学习。

三、课堂组织

课堂上一般先对学习任务完成情况进行检测，包括学生课堂讲授展示、教师提问循序展开、课堂在线测试等。在这个过程中对学生遇到困惑的问题进行分组讨论，展开协作学习或探究，复杂的或者不明确的问题在讨论中加以解决。这个环节是翻转课堂的关键，翻转课堂的成功取决于学生课前预习和掌握的程度、设置或提出的“好问题”，只有碰撞或激发出更多更好的思想火花，顺利地解决学习中遇到的各种问题，才能达到预期的效果。诸如“载脂蛋白与相关疾病”、“什么情况下进行内源脂肪的分解”等，可以根据学生掌握的情况进行适当拓展。只有成功地激发了学生学习的热情和思考，各种问题才可能会被“碰撞”涌现出来。经过前一阶段的学习，学生们逐渐学会了通过网络资源、自主思考和讨论交流来获取答案，真正实现通过“课堂展示”环节点燃课堂、“小组讨论”环节启发课堂、“教师点评”环节提升课堂[2]，“兴趣引导”“学以致用”和“授之以渔”的教学理念也得以体现和落实。

课堂教学中教师要持续对学生进行观察，给予及时的帮助，对学习进程进行评估，把握疑难点，强调重点和难点，最后让学生进行知识点的总结，形成结论分享给大家。学习金字塔理论认为，用耳朵听讲，用眼去阅读，这种方式知识保留度为20%;协作学习和分组讨论的知识保留度为50%;练习操作和实践，知识保留度为75%;向别人讲授出来，知识保留度为90%[3]。教师还需要进一步优化教育环境，让学生敢于质疑、敢于探讨、敢于表达，教师能够接受质疑、深度辨析和及时反馈，形成协助构建、教学相长的教学氛围[4]，帮助学生真正成为翻转课堂教学中的学习主体，促进学生个体的全面发展。

四、课后拓展

课后学习包括课后作业、章节或模块测试、学习笔记及反思等，在这个过程中遇到问题也可以在答疑讨论区发帖讨论。拓展性学习包括专题汇报、思维导图绘制、SCI论文研读及知识点相关的诺贝尔奖述评等活动。例如专题汇报有左旋肉碱探秘、反式脂肪酸的危害、认识减肥药、多不饱和脂肪酸（PUFA）、瘦素（Leptin）是什么等。这个过程中培养了学生的文献检索能力、资料分析能力、沟通表达能力和团队协作能力等，激发了学习兴趣和创新精神，在应用生物学的原理解释或解决实际问题、指导生活和生产实践的体验中获得了成就感。乙酰辅酶A羧化酶（acetyl-CoA carboxylase，ACC）是脂肪酸合成的关键调节酶，2018年Nature上发表文章揭示了该酶分子结构与功能之间相互关系[5]，阐明了一种全新的代谢调节机制，是对教材内容的补充和延展。相对来说这部分拓展内容对于大二的学生来说有些难度，但对于科研思维和创新精神的培养以及开拓专业视野大有裨益。

五、教学效果

运转良好的网络教学平台、引人入胜的教学微视频和精心组织的教学设计是翻转课堂实施的前提，促使学生主动求学和及时的辅导答疑是翻转课堂成功的關键。传统的“课堂讲解+课后作业”模式转变为“课前自主学习+课堂合作探究”，学生对课程学习的投入增加，学习负担相对增大，收获也更大。调查问卷结果显示经过先导学习、课堂探究、课后巩固和拓展这些教学环节，不仅仅是知识层面的内化、深入、应用和创新，更重要的是专业能力的提升、专业兴趣的激发以及由此带来的成就感和获得感。这种教学模式提高了学习效率，能够在较短的时间内掌握更多的知识，且印象深刻;这种教学模式促进了同学之间、师生之间的沟通和交流，增强了团队协作能力。

参考文献：

[1]刘锐，王海燕.基于微课的“翻转课堂”教学模式设计和实践[J].现代教育技术，2014，（5）：26-32.

[2]杨鑫，赵雪松.翻转课堂教学模式下教师角色重构及实现路径[J].当代教育与文化，2018，6（16）：29-35.

[3]姜艳玲，徐彤.学习成效金字塔理论在翻转课堂中的应用与实践[J].中国电化教学，2014，330（7）：133-135.

[4]刘英.基于“翻转课堂”的课程教学改革[J].中国高等教育，2016，（18）：36-38.

[5]Hunkeler Moritz，Hagmann Anna，Stuttfeld Edward.Structural basis for regulation of human acetyl-CoA carboxylase[J].Nature，2018，（6）：470-474.