在线混合式教学模式提高医学免疫学与微生物学课程学生学习效果的研究①

2020-11-12彭桂英

中国免疫学杂志 2020年18期

彭桂英郝钰

(北京中医药大学生命科学学院，北京 100029)

随着教育信息化的深入，混合式教学成为高等教育教学改革的热点，其提倡将传统教学方式和e-learning(即数字化或网络化学习)的优势相结合，既发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又充分体现学生作为学习主体的主动性、积极性与创造性[1]。此模式下，教师既可通过基于网络的课堂进行教学，又可在课堂外通过网络完成布置作业、批改作业、答疑等教学活动。学生除课堂学习外，课后可自主进行在线学习、完成作业、讨论协作、在线答疑等学习活动。

由于所授课程类型不一，混合式教学方法种类繁多，关于混合式教学法对于提高学生学习效果的作用研究结果也不尽相同[2-4]。因此，本文根据教研室已有研究基础，以医学免疫学与微生物学课程为依托，以雨课堂为工具，构建基于翻转课堂的在线混合式教学体系，研究在线混合式教学模式对提高学生学习效果的作用，为同类课程实施混合式教学模式提供参考。

1 概念界定与研究假设

1.1翻转课堂与混合式教学翻转课堂的概念于2000年提出，受到高校教师高度关注。有研究认为翻转课堂可显著提高学生学习的积极性和主动性。翻转课堂主要模式为教师布置学习任务，学生在家学习，并在课堂上深入讨论学习内容，但翻转课堂是否能提高学生学习成绩有待进一步研究[5]。

混合式教学的定义尚未统一[6]。多数学者认为混合式教学是将在线教学和传统教学优势相结合的“线上+线下”教学，通过将两种以上教学组织形式有机结合，促发学生深度学习。也有研究者认为混合式教学包括课堂内在线学习和课外的自主学习[4,7]。基于网络的在线学习方式更注重以学生为中心，需要学生更加自律，但具有更大的灵活性。新冠疫情背景下，教研室尝试建立依托于雨课堂在线直播，基于翻转课堂的在线混合式教学模式。

1.2学习效果学生学习效果(student learning outcomes,SLOs)是教育领域专用术语，指学生通过完成一个特殊任务、课程或项目后，最终获得知识或技能，同时有助于帮助学生理解其用途。SLOs是可被观察到的、可测量的或能够被展示的学生行为，包括学生经过学习后，获得知识、技能、态度和情感的能力，是具体、可测量的[8]。运用测量等方法获取SLOs信息是评估学习成果的主要手段。学生成绩是SLOs的直接客观指标，利用学习成绩进行SLOs评估要求评估者不断收集和分析学生数据，解决问题，以达到改善学习效果的目的，具有动态性特点。

1.3研究假设依托于雨课堂智慧工具，开展基于翻转课堂的在线混合式教学法可提高学生学习效果。

2 研究过程

2.1研究设计选择我校2018级和2017级各2个本科班级学生为研究对象。4个班级由相同教师授课，教材、教学内容和教学进度基本一致。2017级2个本科班级为对照组，于2019年春季采用传统课堂讲授模式进行教学。2018级2个本科班作为实验组，于2020年春季采用基于翻转课堂的混合式教学法，通过雨课堂布置课前学习任务，利用雨课堂直播进行教学。

为检验教学方式对学生学习效果的影响，在课程前、中和后期分别对2组学生进行3次测验进行量化研究。通过2次问卷调查，分析学生在接受混合式教学法后其接受态度、自主学习能力和学习效果等情况。其他数据和资料包括通过雨课堂和微信群收集的师生互动数据。研究自变量为不同的教学方法，即基于翻转课堂的混合式教学法和传统讲授教学法，因变量为SLOs。

2.2研究工具

2.2.1自行设计的问卷调查表考察基于雨课堂的直播教学，开展基于翻转课堂的混合式教学法对学生学习态度、在线学习工具的掌握、自主学习能力及学生学习效果影响的调查。

2.2.23次测验的试卷教学前第一次测试为两组间专业知识背景差异比较，第二次测试为期中考试，第三次测验主要围绕微生物学总论知识进行考察。以量化指标考察2种教学法对SLOs的影响。

2.2.3线上师生、生生互动的统计资料收集实验组师生间通过雨课堂、微信群等工具进行线上互动的记录，以反映学生学习的投入程度及对所学知识思考的深入程度。

2.3实验组教学设计与实施基于翻转课堂在线混合式教学模式的构建见图1，分为课前学习、在线课堂及课后学习3个阶段，通过任务驱动实现知识技能传递、内化和巩固拓展，依托雨课堂智慧教学工具，保证学生学习活动的顺利开展，为学生创建个性化协作式学习环境。

考虑到本次课堂教学活动采取网络直播方式，而学生学习高度集中时间一般为20～30 min，将90 min 课时拆分3个20～30 min的在线教学环节，每个教学环节间设置5 min休息时间，如对前一个教学环节有疑问可发弹幕或投稿进行师生互动。在开课前两周，课题组按照记忆性、理解性、运用性等对教学内容重新梳理。将记忆性且容易理解的知识点作为课外自学内容，课堂对自学内容进行翻转教学。难点及综合运用性知识点作为课堂教学内容。

基于翻转课堂的混合式教学法注重培养学生的批判性思维，将教学知识点和临床实践相结合，教学设计中针对学生关注的热点开展小组讨论式翻转课堂学习。如在学习抗原章节时，课前学习任务以2020年3月6日“中国新冠疫苗第一针问世，世界沸腾了”的网络报道为背景知识，要求学生观看医学免疫学原理课程抗原的基本概念和种类相关视频，并理解抗原的特性及异物性，针对自学内容制作雨课堂课前测试。提前3天于雨课堂发布课前学习任务单及课前测试，要求学生在课堂教学前一天完成雨课堂学习任务。教师通过雨课堂学生完成课前测试的情况，适当调整课堂教学内容。对于50%以上学生未答对的知识点，在课堂上统一讲解，并再次进行课堂考核，作为第一个教学环节。第二个教学环节为影响免疫应答的因素，结合新冠疫苗当前的研发策略，依托Zoom直播开展分组讨论，启发学生思考影响抗原免疫原性的因素及其在疫苗研发中的实际应用，引导学生正确认识事物的双面性。第三个教学环节为医学上重要抗原与非特异性免疫刺激剂，采用结合实例的启发式教学法讲授。课堂最后5 min通过雨课堂发布在线习题，了解学生第二、三个教学环节知识点的掌握情况。课后布置开放性思考题“请查阅相关文献，思考超抗原是否可能导致COVID-19重症患者产生细胞因子风暴”，使学生深入理解超抗原的生物学意义。

图1 基于翻转课堂在线混合式教学模式的构建Fig.1 Construction of online blended learning mode via flipped classroom

此外，基于翻转课堂在线混合式教学，注重融入思政元素。如在讲述单克隆抗体时，引入中科大最新研究成果“托珠单抗有望阻断新冠肺炎炎症风暴”；讲述疫苗时，引入陈薇院士团队新冠疫苗研制的最新进展，激励学生学习科学家锲而不舍的钻研精神和甘于奉献的精神。在课程学习后期，组织学生听取田志刚教授“人工操纵免疫系统：梦想与探索”网络直播讲座，讲座后要求学生结合免疫学知识至少从3个方面阐述中医药研究的前景与可能方向，启发学生热爱免疫学，坚定中医药自信。

3 研究结果与讨论

3.1一般资料比较 4个班级总学生人数为240，其中男性69人(28.75%)，女性171人(71.25%)，平均年龄20岁。两组学生年龄和性别差异无统计学意义(表1)，具有可比性。

3.2问卷结果评价课题组对实验组在课程前后进行了2次问卷调查，意见结果显示，在开课前，对此教学模式持赞同的学生仅占46.9%，课程结束时95%的学生认为此教学模式能提高其自主学习和分析解决问题的综合能力，58%的学生对课程教学效果很满意，36.4%学生满意，5.6%学生一般满意。90%的学生认为新的教学模式改变了其学习方式，创新了学习方法，培养了自主探究能力。85.3%学生认为雨课堂直播的回放功能对于学习帮助很大。77.3%学生认为课堂弹幕和弹幕的“词云”可调动学生思考、回答问题的积极性。学生认为此教学方式面临的困难主要为网络平台不稳定、缺乏与同学的交流、无法与教师面对面交流。

3.3学习成绩形式的评价基于翻转课堂的混合式教学模式的定量评价，主要来自教学过程中的3次测试。课程前测试检测高中生物中免疫学相关内容，比较两组学生的学习背景差异。另外2次测试分别安排于免疫学课程学习结束时及微生物学总论学习结束时。因本学期期末考试采用开放式试题组织开卷考核，与对照无法进行比较，故未列入本研究评价指标。结果显示，第1次测试两组学生成绩差异无统计学意义，说明两组学生学习背景相似，可纳入比较。此外，实验组学生的第二和第三次测验成绩均明显高于对照组学生(P<0.01)。第二次测验时实验组有1名同学未能在规定时间内参加雨课堂限时测验，表明依托于雨课堂开展基于翻转课堂的在线混合式教学能显著提高学生学习成绩，见表2。

3.4雨课堂平台教学数据结果与分析

3.4.1实验组学生到课率显著提高除因网络问题无法进入课堂，或请假的学生外，实验组学生整个学期全部全勤，说明实验组学生学习主动性和积极性明显提高。医学免疫学与微生物学属于西医基础医学学科，在中医药高校学生中重视不够。研究者课堂讲授这门课程十余年，课堂总有学生缺勤，推测到课率提高的可能原因为：①平时成绩在课程成绩中占比提高为30%；②雨课堂可自动收集出勤率；③学生主动参与课前学习任务，有疑问需在课上解答。

3.4.2实验组师生和生生互动明显增加雨课堂后台统计数据显示，每堂课每名学生平均发送2.34次弹幕，课中限时练习题学生参与度达96.3%。不受教室课堂的胆怯心理限制，学生敢于发弹幕提问，而班级其他学生也勇于积极解答。课外通过班级微信群开展热点讨论也较对照组明显增加。