翻转课堂在医学生物化学实验教学中的应用与探索

焦 谊，梁小弟，陈 艳，努尔比耶·努尔麦麦提，关亚群

(新疆医科大学基础医学院 生物化学与分子生物学教研室， 新疆 乌鲁木齐 830011)

生物化学是1门医学主干课程，是学习病理生理学、药理学和诊断学等医学课程的基础。以本校为例，目前临床、口腔等专业的医学生物化学总课时114学时，其中理论72学时、实验42学时。实验学时占总课时的36.8%，是生物化学课程不可或缺的组成部分， 也是其理论知识的延伸。但是目前传统的实验教学存在实验内容更新速度慢、学生主动学习和思考的能力欠缺、考核评价单一等诸多问题，急需进行改革。

翻转课堂 (flipped classroom)是将“课上”与“课下”颠倒，采用“课外传授知识，课中内化知识”的策略开展教学[1]，由课前学习资料准备与发布，学生自主完成课前预习；课堂交流互动、实践操作；课后操作考核、问卷与总结等几个阶段构成[2]。翻转课堂以学生为中心，充分整合、利用各种形式的学习资源，实现课堂上师生的有效互动并培养学生的自主学习能力和探索精神。本教学团队针对翻转课堂在医学生物化学实验教学中的实践与效果进行了初步探索。

1 教学对象与教改方法

1.1 教学对象

选取2015和2016级临床医学专业各两个实验组共145名同学进行了生物化学实验的“翻转课堂”教学，授课教师、使用教材与实验内容均相同。

1.2 方法

1.2.1 课前准备与设计：课前准备是翻转课堂是否可以达到预期效果的关键环节，鉴于生物化学实验大纲陈旧已不能适应现阶段的教学要求，本次在原来大纲基础上更新和添加了实验内容，删除了比较陈旧且利用率较低的“CuSO4标准曲线制作”的内容，将基本操作和标准曲线的制作分别整合至“血糖测定及激素对血糖水平的影响”与“血清γ-球蛋白的分离纯化和鉴定”中，增加了利用Bradford法检测γ-球蛋白浓度的内容。在“DNA的分离、提取、扩增与鉴定”的实验中，将直接提供给学生人胎盘组织改为学生动手取小鼠骨骼肌组织来提取基因组DNA，修改后的大纲增加了生物化学实验的实用性并进一步培养了学生的动手能力。

根据大纲教学要求，教师课前准备自学内容、编制学习任务单，并录制实验教学视频、提供电子课件和教案，在生物化学课程网站发布课前测验内容并与学生互动等。学习任务单是课前自学的主体，通过任务单明确学习内容并激发学习兴趣。以“基本操作、血糖测定及激素对血糖水平的影响”为例，学习任务单的内容主要涉及：血糖与糖尿病、血糖测定(Folin-吴法)的原理、Lambert-Beer定律、微量加样器选择与使用、家兔耳缘静脉取血的方法、激素的注射部位与剂量计算、无蛋白血滤液的制备、血糖测定及分光光度计的使用等，分别从学习指南、学习任务、自我测评、困惑与建议几部分设计学习任务单[3]。

实验微视频资源是自学的核心内容，目前已对开设的所有实验内容录制了视频。如“基本操作、血糖测定及激素对血糖水平的影响”视频内容中除原理与操作外，还结合研究热点与文献数据引出糖尿病，从中提取生物化学专业知识供讨论学习，并穿插糖尿病防治规范，增强了学生自主学习的兴趣。

教师将视频、PPT、学习任务单等全部自学资源于开课前一周通过网络平台向学生发布，由5～6名同学组成学习小组开展自学与讨论，借助互联网查阅相关文献。学生独立绘制实验“流程图”或制作实验ppt(每组随机挑选一名同学在实验中展示和讲解)，并完成课前小测验。教师通过课程网站、微信群与同学交流并收集学生遇到的问题及时掌握学生的自学效果。

1.2.2 课堂知识内化：在课堂上，教师首先以提问的方式导入课程，如什么是血糖，维持血糖水平恒定的原因是什么？问题难度不应过大，通过问题热身，引导学生进入学习状态并大大增加学习的自信心。其次每组随机挑选一名同学就实验基本原理、实验操作步骤及实验注意事项等内容进行讲解，各实验小组间协作探究、讨论交流，解决学习任务单布置的问题，教师把握学习方向、控制学习进程，并对学生的发言及时评价，积极引导和必要拓展，实现知识内化。

在实验进行的过程中，老师注重培养学生敏锐的观察力、团结协作和交流互助的能力，鼓励组间相互学习与分析讨论，从实验细节入手分析，提高分析问题和解决问题的能力，并给予合理建议。实验结束后，以小组为单位对实验结果及实验中遇到的问题、出现的错误、解决的方法进行汇报交流并书写实验报告，对学习过程的整理、总结和反思。这是对知识的进一步建构与巩固，是学习知识有效的方法[4]，最后教师对实验进行补充、归纳和总结。

1.2.3 课后效果评价：进行生物化学实验教学改革不但是对内容进行翻转设计，对同学采用形成性评价，全程对学生进行学习效果考核。针对翻转课堂前的“流程图”绘制和课前测验，课堂中实验内容展示、问题回答和实验操作准确性、实验结果以及实验报告的书写的各环节进行综合评分，实验成绩计入末考成绩。

在实验课前后，分别利用自我导向学习评定量表的中文版[5]，从学习意识、学习行为、学习策略、学习评价和人际关系技能 5 个维度综合评价学生的自我学习能力。同时对学生满意度调查采用问卷、不记名的方式进行，发放145份问卷调查表，回收 145份有效问卷。

1.3 统计学分析

2 结果

2.1 自我导向学习能力评定

与翻转课堂教学前比较，翻转课堂实验教学后学生学习意识、学习行为、学习策略、学习评价和人际关系机能等各维度评分及总评分明显增高(P<0.05)(表1)。

表1 学习前后自我导向学习能力的比较Table 1 Comparison of self-directed learning ability

2.2 翻转教学满意度调查分析

翻转课堂教学增加了老师和同学进行互动交流的机会，以小组为单位培养了同学间团队合作的精神，在课前老师的指导下大部分同学学会了文献查找与阅读。94.5%的同学认为翻转课堂在课前已经对实验课原理与操作步骤进行了自主学习，实验课则重点进行实验操作，使得操作时间和机会更多，有助于掌握实验操作基本技能。83.5%的学生喜欢这种教学方式，并希望在生物化学与分子生物学理论课选取部分内容也采用这种教学方法，但也有少数(6.2%)的学生认为，医学生平时课程繁多，而翻转课堂需要查阅文献，还要提前备课并制作ppt、绘制实验流程图，学生的压力较大(表2)。

表2 翻转课堂教学问卷调查结果Table 2 Results of flipped classroom teaching questionnaire survey[n(%)]

3 讨论

现阶段医学院校需要培养具有扎实的理论知识、较强的动手能力和一定的创新能力的综合实用型医学人才。为顺应医学教育模式变革，将翻转课堂应用于生物化学实验教学，优化内容、丰富手段，为医学生临床及科研工作奠定基础。

自我导向学习能力评定结果显示，将翻转课堂应用于实验教学后学生学习意识和学习行为维度的平均分升高，其中在认识自己的不足之处、计划和设定自己的学习目标以及发现互动式教学比传统教学效果好，课前预习、课堂知识内化及课后思考复习的“三部曲”，强调培养学生学习的自主性、提高了学生的参与和实践，调动了学生的创新探索精神，同学们积极申报大学生科研训练计划项目(SRTP)，自主设计、实施实验、SRTP项目在全国“挑战杯”大学生课外学术竞赛及大学生基础医学创新论坛暨实验设计大赛分获二、三等奖，学生综合素质全面提高。

翻转课堂在强调学生主动学习的同时，对教师也提出了更高要求。课前教师需要精心准备预习资料、编制学习任务单、与学生互动并督促其主动学习；课堂上的指导需要更具有针对性，对同学采用形成性评价，全程对学生进行学习效果考核。

在翻转课堂的实施过程中也存在一些问题值得思考。如教师如何分配有限的实验时间，如何在教学过程中引导学生学习实验内容相关前沿知识，如何循序渐进和有选择性地进行翻转，将翻转课堂和传统教学相结合，容易被学生接受，并提高学习效果[6]。

翻转课堂是基于团队、精心设计的提高学生自学能力、操作水平和创新能力的教学模式，适合于医学生物化学实验教学。但在实施过程中出现的问题需要不断的探索和完善，促进高校医学教育改革的稳步推进。