依托“雨课堂”平台的混合式教学在“医用有机化学”课程中的设计与应用

冯德香，陈锡山，李丽华，吴运军，陈结霞，冯志君，王 慧，尉 艳

“医用有机化学”是我国医药高等院校的一门重要基础课.学好“医用有机化学”可为其他医学基础课程及专业课程的学习奠定坚实的基础.随着信息技术和多元化教学的发展，基于线下、传统的单一教学模式已不能满足教师智慧化教学和学生个性化学习的需求.如何改革传统的教学模式，寻求一种适合医用有机化学课程教学的新模式来激发学生学习的积极性与主动性，提升教师课堂的教学效果和教学质量，从而保证学生良好的学习效果，是每一位任课教师必须要面对和思考的问题.

近年来，在相继开展的多种新型教学模式中，线上线下混合式教学模式已成为现代教学中一种重要教学手段，它综合了传统教学和网络化学习的优势，实现了高校教育资源和配置上的均衡与共享［1-3］.“雨课堂”作为一种交互式智慧教学平台，为线上线下混合式教学提供了智能化和数字化的技术支持，使学生的“主动学习”成为可能［4-7］，特别是“雨课堂”后台云端提供的课堂统计数据能帮助教师及时调整授课计划、教学节奏及相应的教学内容，从而提升教学质量.

本研究以我校临床医学专业“医用有机化学”中“立体化学”章节为例，围绕课程目标，从课前自主学习、课中高效互动和课后巩固夯实三个环节入手，探索依托于“雨课堂”的混合式教学模式在“医用有机化学”课程教学中的应用，为“医用有机化学”的课程建设和教学质量的提升提供参考.

1 教学模式设计

良好的课堂教学效果离不开科学合理的教学模式设计，而在进行教学模式设计时，首先，根据教学大纲的要求和不同授课学生对象明确课程目标.然后，围绕此目标整合利用现有的信息技术资源，组建教学与学习平台.在充分了解授课对象基础上，进行有效的学情分析，遴选合适的教学资源，寻找更适合学生的教学模式.最后，对整个教学过程进行精心组织和设计，实现“教”与“学”的统一，努力完成设定的教学目标，达到预期的教学效果［8］.

1.1 课程目标

以“医用有机化学”中“立体化学”章节为例，紧扣教学大纲，结合线上线下混合式教学的特点，设定该章节的课程目标.

（1）知识目标.①通过对本章节理论知识的教学，使学生不仅要掌握手性碳原子、手性分子、消旋体（内消旋体、外消旋体）及对映体等基本概念，还应让学生掌握费歇尔投影式的书写方法、对映体的判断方法及构型（D/L构型、R/S 构型）标记的两种方法.②要求学生熟悉对称中心、对称面等对称因素及不含有手性碳原子化合物（主要有联苯型化合物及丙二烯化合物）对映体的判断方法.③学生要了解偏振光和旋光性、旋光度与比旋光度及外消旋体的物理性质等内容.

（2）能力目标.①培养学生的基本科学素养和严谨的科学态度.②培养学生的创新意识和创新能力.③培养学生自主学习的习惯，引导学生掌握自主学习的方法.

1.2 依托“雨课堂”平台的混合式教学模式的构建

我校临床“医学有机化学”理论教学内容多，而教学学时有限，以往采用的是以教师为主的“注入式”教学模式，尽管课堂上教师使出浑身解数，但鉴于部分学生基础知识薄弱及学习能力和接受能力欠缺等原因，有些学生学起来仍然很吃力，未获得令人满意的教学效果.

图1 依托“雨课堂”平台的“医用有机化学”课程的混合式教学模式构建的流程

针对上述问题，根据临床医学专业的特点，依托“雨课堂”教学平台，引入优质慕课、微课在线资源，从课前、课中和课后三个环节入手，构建以学生为中心、满足学生个性化学习为目标的线上线下混合式教学模式（图1），进行针对性和精准的教学设计，实现学生学习效果的“变轨超车”［9］.

（1）课前环节-自主预习.我校“医用有机化学”授课对象为大学一年级学生，刚刚踏入大学校园，尚未完全适应大学生活，自主学习能力较弱，新的学习方法尚未掌握，针对这种情况，任课教师课前通过“雨课堂”平台推送有机化学预习课件、慕课视频、学习资料等内容，引导学生进行自主预习，推送的学习资料是授课教师根据每章的教学大纲要求，针对重、难点精选而成.以“立体化学”章节为例，30%～40%的药物分子是手性药物分子，该章的难点之一就是手性分子的判断方法，为了让学生尽快理解并掌握这一难点，本章推送的第一题是“手性”的概念，以填空题形式让学生预习这一知识点；第二题让学生查找文献并回答问题“20 世纪60 年代发生在欧洲的‘反应停’事件，导致数以万计的‘海豹儿’诞生的原因是什么？”学生通过文献的调研能够了解“反应停”是一种化学合成的手性药物，它的左旋体具有强烈的致畸作用，这样能让学生对药物的对映体有初步的了解与认识；第三题让学生归纳比较“反应停”的左旋体和右旋体的生理活性的差异性，在前面题目基础上使学生加深对对映体和外消旋体的了解；第四题设计的是“为避免此类悲剧重演，欧洲等药政部门要求手性药物的生产，必须给出异构体的药理和毒性数据，且鼓励单一对映体药物制剂的生产，为什么要这样做？”在第三题基础上又进一步延伸，激发学生思考欧洲等药政部门采取相应政策的背后原因，如果学生对“反应停”左旋体和右旋体的生理活性还不甚理解，不知如何回答这个问题，教师可以提醒学生观看推送的相关慕课视频，视频形象生动地解释了手性药物要发挥一定的生理活性，必须与相应作用靶点上的受体结合（图2）.受体是蛋白质，具有一定的空间构型，对所结合的对象有一定的立体选择性.这几题层层递进，引导学生解决难题，提升预习动力，成就感倍增.

图2 手性分子与手性生物受体之间的相互作用

值得注意的是，学生在预习过程中教师必须有任务化的要求，且有过程化的引导，否则学生易于懈怠.学生完成预习内容后，教师引导学生在平台上进行分组讨论，并提交预习检测内容，然后教师根据“雨课堂”后台提供的对学生预习检测的统计分析结果，进行教学策略的调整及教学设计的重构.

（2）课中环节-高互动课堂.教师根据学生预习检测的结果进行新课导入设计，并对预习中的难点不断强化和巩固.例如，为了巩固对映体R/S构型标记法，课堂中我们又推送了图3 含有两个不同手性碳原子2，3-二氯丁醛的4 个光学异构体进行非对映题的判断，异构体（a）、（b）是互为实物和镜像关系的两种光学异构体，即一对对映体.异构体（c）、（d）也是一对对映体，那么异构体（b）、（c）是什么关系呢？借此问题来引发学生思考，进而巩固对映体R/S构型标记法并掌握非对映体的判断.

图3 非对映体的判断

结合授课内容，教师在课堂适时推题，学生根据题目的难易程度可以选择直接回答，也可以选择分组讨论，开展协作式学习.对于上述课堂推送的2，3-二氯丁醛的4 个光学异构体中含有的两个手性碳原子构型进行判断，这个问题难度不大，学生可以选择以弹幕及投稿方式提交答案，或者教师采取随机点名的方式让学生单独回答问题.针对具有一定难度的问题：异构体（b）、（c）是什么关系呢？教师组织学生进行分组讨论，并展示不同的答案，让各组代表详细阐述其理由，教师最后点评，并进一步强调对于两个含有多个手性碳原子的手性化合物，若只有一个手性碳原子的构型不同，其他结构完全相同，它们彼此互为差向异构体（一种非对映异构体）.教师对提交结果正确的学生进行适当红包奖励，不仅活跃了课堂气氛，增加了学生课堂参与度与趣味性，而且实现了课堂内容及时消化吸收的教学目标.

作为高等医学院校的大学生，不仅要学习课本上的基础知识，还要了解医用有机化学在解决人类可持续发展、生命运动及对未来世界科技发展等领域中的重要地位.同时，在授课过程中，教师要有意识地培养学生的科研精神和创新能力.因此，在教学设计中，注重与学科相关的研究动态和前沿信息的渗透.课堂中，精选学术上与有机化学教学内容相关的最新研究动态，并在有机化学实验课中开展一些紧跟医药行业发展的简单典型手性药物的合成实验，培养学生的创新意识和创新能力.

（3）课后环节-巩固拓展.教师根据“雨课堂”统计的学生课前预习情况及课堂互动信息中学生投稿次数、弹幕次数、课堂表现及答题得分等结果，对学生掌握本章内容的程度一目了然，并及时进行教学总结和评价，然后根据学生的掌握程度，围绕重点内容，设计层次不同的课后作业.例如，本章推送两道难易程度不同的课后习题：如图4 所示异构体（a）、（b）是什么关系（此题目难度大）？异构体（a）或异构体（b）是否具有手性（此题目难度小）？推送的课后作业进一步巩固和提升本章学习的重点内容之一—内消旋体的判断.

图4 内消旋体的判断

与此同时，教师通过“雨课堂”推送有利于知识拓展和能力提升的学习资源，拓宽学生视野，提高学生的学习兴趣.比如课堂上讲解了外消旋体的几种拆分方法，推送的课下作业为：列举“反应停”拆分为左旋体和右旋体的方法.要求学生在规定的时间内完成教师布置的作业，提交至平台.教师借助QQ 群、微信群、“雨课堂”等途径与学生进行交流，及时解答学生在作业过程中出现的问题，并把共性问题进行归纳总结后反馈给学生.此外，每周设置固定时间，授课教师与学生进行集中讨论或一对一的交流与指导.

2 课程考核体系

在传统的教学模式中，“医用有机化学”考核体系的期末考试成绩所占比重较大（70%～80%），形成性考核成绩所占的比重较小（20%～30%），这种课程考核体系无法准确地判断学生运用理论知识解决实际问题的能力，也不能真实地反映学生掌握授课内容的程度.

随着信息技术与信息化教学工具的深度融合及课堂交互形式的增加，考核体系应加大过程化评价比例，实现教学目标、教学模式、教学方法与教学评价的有效结合［10］.

基于“雨课堂”的全景式的数据反馈为过程化考核提供了可靠的依据.我校“医用有机化学”混合式教学考核评价体系包含如下内容：学生课堂表现及预习情况的期评比例为10%，依据来源于学生课堂出勤率及预习测试成绩、课堂检测结果及参与度等；平时检测成绩的期评比例为10%，依据来源于单元测试成绩，重点考察学生对所学内容的理解及掌握程度，能减轻学生期末考试的压力，大大减少考试前临时抱佛脚的现象；实验成绩的期评比例为30%，依据来源于实验报告的书写及学生实验过程中的操作表现，重点考察开设的创新性实验中学生创新能力及实验动手能力；期末闭卷考试成绩的期评比例为50%.

采用这种多方式、多维度的评价体系对学生进行全面考核，真正体现了以学生为中心的教学要求，突显了学生个性化发展的特征，从而也克服了传统教学考核中教师“单方评价”带来的片面问题［11］.

3 教学效果分析

笔者所在学校的“医用有机化学”课程依托“雨课堂”平台的混合式教学模式已开展两年.2018 年在临床医学专业开始实施，逐渐推广到麻醉、预防及卫检等专业.已开展的依托“雨课堂”平台的混合式教学模式的教学效果根据“有机化学”课程的期末考试卷面成绩与实验成绩、雨课堂“投票功能”问卷调查及收到的291 份问卷调查结果进行评价.采用SPSS 19.0 软件进行统计，统计结果采用均值±标准差表示，组间差异采用t检验，P＜0.05 表示有统计学意义.统计结果显示，教学模式改革已初显成效，主要体现在以下三个方面［12］.

3.1 期末考试卷面成绩分析

表1 对照组和实验组期末成绩对比（）

表1 对照组和实验组期末成绩对比（）

组别对照组实验组P值卷面成绩/分70.6±13.2 75.8±10.3＜0.05实验成绩/分90.2±3.8 93.6±1.2＜0.05

在生源类似、题目难易程度相当的前提下，对三个平行教学大班的期末考试卷面成绩和实验成绩进行统计.结果显示，与对照组相比，实验组期末卷面成绩提升5.2 分，实验平均成绩提高3.4 分，其原因主要归结于有效的课前预习提高了学生课堂学习的兴趣和主动性；课堂的成就感增加了学生的自信心和参与度；课后高难度习题的完成激发了学生继续学习的动力.

3.2 雨课堂“投票功能”问卷调查结果

94.26 %的学生非常喜欢或喜欢“雨课堂”授课，“红包”和“弹幕”功能得到85%以上同学的认可.“雨课堂”多种功能的设置大大提高了学生课堂的参与度和活跃度，使师生关系更加融洽，课堂中的“低头族”和“嗜睡族”也显著减少.

3.3 学习效果调查问卷分析

表2 统计的调查结果显示，依托“雨课堂”教学平台的混合式教学获得了学生的青睐，明显提高了学习趣味性及主动性（90.46%）、学习的专注度及学习效率（83.75%）和自主学习能力（84.72%）.同学间的团队协作意识得到了增强，学生的自信心及综合能力得到进一步提升.

表2 混合式教学对实验组学生学习效果的调查结果

4 结语

依托“雨课堂”网络教学平台，对笔者所在学校“医用有机化学”线上线下混合式教学做了一定的尝试和探索，教学效果初见成效.今后将继续顺应“互联网+大教育”的趋势，依托于智慧教学平台，不断优化教学资源，完善教学考核评价体系，为推动“医用有机化学”混合式教学的发展提供更好的研究基础，为培养高素质的医学人才贡献力量.