基于慕课和翻转课堂的生物化学与分子生物学教学模式改革初探

张春晶，李 林，赵正林，师 岩，于海涛

（齐齐哈尔医学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006）

1 生物化学与分子生物学课程背景

生物化学与分子生物学主要研究生物体分子结构与功能、物质代谢与调节以及遗传信息传递的分子基础与调控规律。生物化学与分子生物学对其他各门生物学科的深刻影响首先反映在与其关系比较密切的细胞生物学、微生物学、遗传学、生理学等领域。通过对生物高分子结构与功能进行深入研究，揭示了生物体物质代谢、能量转换、遗传信息传递、光合作用、神经传导、肌肉收缩、激素作用、免疫和细胞间通讯等许多奥秘，使人们对生命本质的认识跃进到一个崭新的阶段。生物化学与分子生物学作为高等医学院校相关专业的核心课程，有助于学生在分子水平了解生命、探索生命。但是，医学生物化学与分子生物学课程教学内容多，抽象概念和机理多，理论知识理解和记忆难，理论与临床实践融会贯通难的特点使得学生在学习过程中难以有效理解并掌握课程的知识点[1]，从而使学生对生物化学课程学习缺乏热情与兴趣。如何调动学生的学习积极性已经成为生物化学与分子生物学教学方法改革的重点。

2 慕课实现课程创新

教育改变人生，网络改变教育，信息技术与教育教学深度融合的新探索给高等教育“变轨超车”提供了重大机遇。慕课是大规模开放在线课程（Massive Open Online Course，MOOC）的简称，是将主讲教师负责的课程制成视频上传到特定的网络平台，使学习者可以通过网络免费学习相关课程的一种新型教育模式[2-3]，慕课也是新近涌现出来的一种在线课程开发模式，是开放性课件与开放教育资源的产物[4]。通过互联网支持、大规模人群参与、以讲课视频、作业练习、论坛活动、通告邮件、测验考试等要素交织的教学过程[5]。慕课的重要作用是课程创新，是以新思维、新方法和新手段对课程内容进行优化选择，对课程教学方法借助新型教学手段进行优化设计与实施，易于学生学习和理解，并能激发学生学习的活力和动力。借力MOOC构建学生为本的教学新模式和创新资源共享教育新形态，落实以学生为中心，开放、协同、互动的教育新理念，以培养创新人才。

3 翻转课堂教学改革实现学生主动学

翻转课堂（Flipped Classroom或 Inverted Classroom），也可译为“颠倒课堂”，是一种以学生为主的上课形式，即重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生，由学生来决定如何学习以及什么时候学习。这种课程形式源于2007年美国科罗拉多州落基山的林地公园高中，两位化学课教师录制了结合实时讲解和PPT演示的授课视频，并将视频发到网上以帮助缺课的学生补课，后来这两位教师让学生在家看教学视频，在课堂上完成作业，并对学生学习中遇到的问题进行讲解，这种授课方式引起了学生的强烈反响。他们这一创新尝试受到学生的广泛欢迎[6-7]。翻转课堂是传统课堂教学模式的颠倒，其基本理念是：先学后教，以学定教，教学合一。即借助现有的信息技术手段，如网络视频、图片和课件等重新规划课前、课上、课后的教学安排，通过知识传递、知识内化、知识巩固的颠倒安排实现传统教学中师生角色的翻转[8-9]。翻转课堂创建一个以学生为中心的学习环境，教师不再是知识的传授者，而是学习的引导者，给学生学习提供支持，答疑解惑，教师对学生提供个性化指导[10]。学生真正成为学习的主体，在学习过程中扮演主要角色[11-12] 。

4 慕课与翻转课堂在生物化学与分子生物学教学中的设计与应用

慕课和翻转课堂都是教育技术快速发展的产物，尽管慕课能够帮助学生在课堂外自主学习，但是由于生物化学与分子生物学课程体系庞大的特点，慕课并不能作为学生学习的主要方式，慕课在生物化学与分子生物学中还应该是一种辅助教学工具。学生在学习慕课的过程中所发现的问题，可以通过在课堂教学与教师的互动来解决，这种方式也符合翻转课堂的本质[13]。

将慕课和翻转课堂有效结合，体现了信息技术与课程教学的高度融合，两者是异曲同工、相辅相成的。翻转课堂使慕课的“个性化学习”理念得到了延伸，而慕课则为翻转课堂的实施提供更加优质的课前视频资源，其最终目的是提高教学水平和课堂效果[14]。

2017年，齐齐哈尔医学院将在线教育工作作为学校发展的重要战略，构建基于网络的高等教育优质资源共享平台，推动深化“互联网+”时代下的高等教育教学改革，并健全了工作机制，出台了相关政策。计划开展包括生物化学与分子生物学在内的基于慕课的混合式教学试点课程4门。本课题组以此为契机，以“学堂在线”为载体，以本省目前建设的优质课程共享学习中心如爱课程网平台、超星泛雅平台、智慧树平台、和好大学在线平台等课程共享运行平台，参照国家精品在线开放课程认定标准（中国的慕课国家标准）及本省高校优质课程联盟在校开放课程分级评价认证标准，推进我校生物化学与分子生物学课程的MOOC平台和适合本校学生的SPOC课程的在线课程建设和应用，构建以学生为本的教学新模式。

4.1 微课与翻转课堂在生物化学与分子生物学教学中的设计

本文在基于网络的智慧教育应用于生物化学的实践研究及微课在生物化学理论教学中的设计与应用的基础上[15-16]，就慕课与翻转课堂在医学院校生物化学与分子生物学教学中的作用进行了探讨，对如何建设和应用在线学习平台开展医学生物化学与分子生物学理论课堂教学进行了研究和实践。

建设目标：（1）掌握生物分子的结构与功能、物质代谢途径及调节、基因信息传递的特征和规律等基本理论和基本知识。（2）熟悉生物化学与分子生物学最基本的实验方法、技术及其在疾病诊断、预防和治疗等方面的应用。（3）了解生物化学与分子生物学的发展史及其在医药科学中的新进展。

设计原则：教师根据医学生物化学课程教学安排，针对性地选取教学重点中学生难以理解、教师在课堂上难以讲述清楚的知识点，并选取能和实际生活结合或极易引起学生兴趣的内容作为设计目标，重点遵循以下三点进行视频内容的设计及录制工作：（1）联系现实生活，结合生产生活实践中有应用价值的知识点及应用实际，用生物化学与分子生物学基本理论指导人们健康生活、预防疾病。（2）结合临床病例，用生物化学与分子生物学基本理论指导学生早期接触临床，帮助学生建立初步的临床思维模式。（3）介绍最新动态，培养学生的科学思维和严谨的科学态度。

实施方案：课程计划建设32学时，采取一课两做的模式：专业课程32学时，授课对象为本校学生，授课内容包括专业基础知识（500分钟）和专题应用案例（100分钟），共计600分钟；通识课16学时，授课对象为外校学生，授课内容包括专业基础知识（100分钟）和专题应用案例（100分钟），共计200分钟。课程设计注重生动、有教学意义、有创造性、引人思考[1，17]。

4.2 微课与翻转课堂在生物化学与分子生物学教学中的应用

预期建设及实施目标：不同层次高校，学生基础有差异，教师教学思路有差异，目前的MOOC还不能取代教师，课堂不可用播放MOOC替代，教师也不需重复教授MOOC内容，如何支持而不是替代教师教学等问题值得探索。教师适当减少课堂教学学时，开展“网络课堂辅助+线上线下相结合”的混合式教学模式，通过传统实体课堂的“引导+指导+督导”和网络课堂的“师讲+自学+互学+群学”等模式并结合翻转课堂的“学+练+研讨（即生讲生评、以练代讲、边讲边练/讲练结合、研讨辩论等增加师生互动和生生互动）”等多种形式，即主要采取“大班教学+小班互动”的“自主学习+面对面互动”的模式对本校学生在传递基础知识的前提下，提高理论与实践相结合的综合能力，同时培养学生利用各种信息资源查阅资料的能力和自主学习能力；对外校学生，通过共享通识课，增加学生对本专业课程的了解，提高学习兴趣。推进基于MOOC的混合式教学方法改革，课程团队分工明确，如高级职称的教师作为教学主讲人进行课程视频的录制；在同一平台完整开放和应用，由助教进行网站维护、运行及管理工作；对本课程的全体授课教师开展MOOC课程和SPOC课程的建设和应用培训，以注重学生发展和学生自主学习，并关注学生学习效果、提升学生学习成效为中心开展完整的教学过程。

4.2.1 课前准备阶段 首先教师根据课程教学安排将重点内容分离出来，确定选课人数和学生课前需完成的内容。教学前，教师上传教学视频到学校共享平台并对学生提出预习要求。学生上网完成对教学视频等学习资源的了解并按要求依次预习。如组织学生通过观看视频、参与在线测试、答疑、讨论等环节完成所设置的教学任务，检验学习效果并及时发现问题、反馈问题。教师通过查看学生完成情况和学生反馈的问题发现学生在学习过程中遇到的困难，并提前设计合理的教学方案帮助学生在课堂中理解并掌握。学生在课前发现的问题可使学生在课堂中针对性地学习，从而提高学习效果。

4.2.2 课堂内化阶段 翻转课堂将教学引入了人性化的学习策略，教师可以通过课堂分组讨论、PBL教学法、TBL教学法、案例式教学法等多种灵活多变的授课方式引导学生课下听讲。采取多样的解决问题的方式实现学生智慧式课堂翻转：如利用交互反馈系统促使学生参与交流互动，手机微信扫描二维码可以在线参与课堂讨论、答题、互评和教学效果评价等，每一位学生的数据都会被自动记录上传到网络教学平台，教师及时获得学生对所学内容的掌握情况和意见反馈；师生一起学习、教师答疑、完成作业、课堂小组讨论、深入开展协作探究等。

解决问题的本身就是一种学习和交流的过程，能够充分锻炼自我学习的能力，从中学生感到学习的重要性并找到存在感，可有效提高学生的学习效果。问题解决后，教师还通过布置延伸性任务，使学生充分参与其中，让学生通过自主探究或者小组合作的方式完成任务，即在教师的协助下由学生主动完成知识的内化[18]。最后教师进行总结，在课堂中与每位学生交谈，并做到一对一的指导学生，评估每名学生的学习状态。

4.2.3 课后巩固阶段 教师根据每堂课的教学情况进行点评总结，将习题、复习提纲等优秀的学习资源发布到网络平台，供学生课后复习。同时将与本堂课相关的学科前沿知识发布到网络上，供有特殊需要的学生进行拓展和提高。

教师根据学生课堂表现进行全面客观评价，使学生通过评价再次验证其所学知识并修正此前形成的观点与看法。教师将每次实际教学的情况进行汇总，将学生评价优秀的学习资源、重点的学习内容、延展性的学习资源再次做成慕课，供学生课后复习及拓展学习。

4.2.4 学习效果评估阶段 通过调查问卷、阶段性学习效果评价、课程基础知识技能竞赛、期末考试成绩分析等得出结论，基于慕课的翻转课堂教学模式能否有效提高学生的学习兴趣、能否帮助学生较全面地了解所学内容的重点及难点、能否提高学生总结归纳的能力、是否利于学生将理论知识与临床病例的发病机制有机联系等。

通过对本校2017级临床医学专业学生的调查结果显示，学生对基于慕课和翻转课堂的生物化学与分子生物学教学模式改革的满意度较高，学习效果较好。