Moodle在4+4临床医学试点班生物化学教学中的应用体会

杨啸林，张艳丽

(中国医学科学院基础医学研究所 北京协和医学院基础学院 1.生物医学工程学系；2.生物化学与分子生物学系，北京 100005)

21世纪生命科学飞速发展，人口、临床实践迅猛变化，促使医学教育者探索医学教育的新模式以应对挑战。北京协和医学院4+4临床医学试点班是探索培养医学生新模式的医学教育改革，从国内、外高水平大学招收优秀本科毕业生攻读医学博士学位，旨在培养复合型医学人才。本文的目的是探讨面向4+4学生如何开展《生物化学》教学。

1 学生状况及Moodle支持的《生物化学》混合式课堂设计

《生物化学》是医学院要求的医预科必修课程，4+4学生必须在本科阶段系统学习。与传统的医学院学生不同，4+4学生本科专业背景多样，对生物化学的掌握程度差异大。在26份调查问卷中，只有不足半数学生本科阶段进行了较长学时(60～100+)的生物化学学习，而部分学校学时短或未开设此课程，学生通过慕课自学完成入学所需学分。生物化学知识点繁多、难于记忆，多开设于本科低年级，学生对知识点遗忘率普遍较高，需要在医学课程开始之前进行温习与补齐。

不同院校生物化学的教学存在很大差异。普通院校强调生命体化学变化过程的基础知识，不侧重讲解生物化学变化与疾病的关联。然而从医学的角度，所有疾病过程，最终都可以追溯到发生在生化和分子水平上的事件。近半个多世纪以来，生物化学突飞猛进，不仅使许多复杂疾病机制得以阐明，而且也成为认识和研究疾病的重要手段。然而，对于大部分4+4学生，之前学习生化的视角并未侧重于疾病机制的解析与治疗，生化知识点与疾病联系的思维需加强。

基于上述背景，北京协和医学院4+4医学生教学体系在医学总论中设立《生物化学》复习课程。教学目标设定为两方面：一是提升学生基础知识的掌握水平，测试掌握率达80%以上；二是帮助学生建立生物化学变化与疾病的关联，提升将生物化学知识和方法应用于疾病诊断和治疗的能力。然而，本课程作为医预科生物化学的复习、进阶课程，虽然同学们学习热情高，但课时短(12学时)、任务重。因此，本课程采用线上与线下结合、多种现代教学方法交叉应用、调动学生课前、课堂和课后自主学习的混合式教学法，并充分利用教学管理系统Moodle，建设教学资源，支持教学方法实施过程中的流程管理、师生互动和学习引导。具体来讲，利用Moodle进行自主学习环境的建设，帮助学生进行基础知识的自主学习和提升；课堂中着眼于重点和难点的讲授，并通过案例教学(case-based learning,CBL)帮助学生建立生物化学与疾病的关联；建立个性化的形成性评价，作为督促学生学习和评价学习效果的依据。

2 通过Moodle建设《生物化学》自主学习环境

由于课时短，因此将基础性知识设定为课前自主学习、复习的内容。课堂中对自主学习过程中反映出来的难点、重点，再进行深入讲解和巩固。课程设计策略为利用Moodle提供给学生可监督、可引导的学习资源，通过高频率、低权重的考试促进学生基础知识的掌握(图1)。

在Moodle建设学习资源，购置Macmillan旗下Biochemistry(John L.Tymoczko,Jeremy M.Berg,Lubert Stryer等主编)的Sapling电子学习资源，利用Moodle平台的学习工具互操作性 (Learning Tools Interoperability，LTI)接口实现两者之间的整合。该教学资源包括了生物化学教程、测验和Learning Curve学生自适应学习及评价等内容(图1B,C)。电子教程利用生动的动画及交互式代谢通路图，显示生物化学的复杂变化，对学生学习很有帮助。通过教程、测验、对所考察知识点提示及Learning Curve评价的反复交互，帮助学生不断加深学习印象，关注与反思自己在不同章节中表现出的不同学习能力，并自我调节、监控和评估学习过程，提升学生对自己学习的元认知能力[1-2]。

此外，该课程还以Moodle的题库功能模块为依托，按照生物化学主要章节建立Moodle课前测验，限定学生完成时间，其主要目的是让学生明确进入课堂学习前应掌握的知识，并对自己的水平做出评价(图1A)。

通过上述操作，半数以上学生认为对于提高其医预科生物化学水平有帮助，也学到了新的知识，尤其是对于本科阶段生化基础薄弱的学生帮助更为突出，达到了课前将学生水平基本拉齐的目标。

3 Moodle支持的案例教学

通过对前期学生自主学习评价的分析并根据教学大纲要求，归纳糖代谢过程，及机体在饱食、空腹、饥饿和疾病等不同情况下的代谢状态及调节，是学生学习的重点和难点。课程设定将这部分基础知识在课堂上进行不同角度的再讲解，对知识体系进行前后联系、归纳总结、融会贯通，改变传统的知识单向灌输，课堂穿插师生互动提问，并通过不同层次的案例将知识点进行串联。例如，通过“砷中毒”讲述糖酵解能量产生的底物水平磷酸化的知识点，通过“水果代餐减肥导致脂肪肝”讲述糖酵解关键酶调控的知识点。果糖代谢因为绕过了糖酵解关键酶，导致其不受调控的合成脂肪。

A.Macmillan资源及按章节的课前测验；B,C.Macmillan 电子学习资源中的交互式代谢通路图(B)与学生自适应学习评价 (C)

为了提升学生应用生化知识分析、解决临床问题的高阶认知能力[3]，课程设置案例教学，帮助学生理解生物化学变化与临床应用的关联。教师广泛参考各类原版书籍及网络资源[4-6]，密切联系临床设计创新教学案例，针对性提出问题开展讨论。其组织实施也在Moodle支持下完成，采用的是“Quiz”与“Workshop”两种不同模块，将Moodle与课堂深度整合。图2，3显示了为实现“糖代谢异常疾病与糖代谢知识相关联”目标的案例教学实施情况。

3.1 随堂“Quiz”方式

在课堂进行中，对重难点知识进行串联讲授，紧接着在Moodle以“Quiz”发布对应病例及问题，组织学生分组讨论，并完成配套讨论题目，之后教师讲解与点评。具体实施流程如图2。

图2 以 “Quiz”形式组织实施的“糖酵解异常疾病”案例教学Fig 2 Case-based learning of “abnormal glycolysis disease”in the form of “Quiz”

本CBL案例提供了1例糖代谢异常病例的临床表现与检查结果，在Moodle设置递进的问题展开讨论，教师根据Moodle回答情况，引导学生思考患者代谢异常情况及其可能原因。结合临床症状、异常的代谢物量表以及糖酵解过程的基础知识点，大部分同学在Moodle选择了第1题的正确答案，之后教师点评：患者糖酵解各代谢物异常，或升或降，其中6-磷酸果糖与1,6-二磷酸果糖分别为磷酸果糖激酶所催化糖酵解第三步反应的底物与产物，其一升一降提示该反应受阻，磷酸果糖激酶缺陷导致底物蓄积而产物降低。然后，在Moodle发布第2个问题，小组进一步分析患者贫血的原因。教师观察、参与学生讨论，并进行个别指导，引导学生结合红细胞膜特点、膜上钠钾泵的作用及其对ATP的依赖进行分析。学生在Moodle提交答案，教师浏览、选择较为全面的回答进行课堂分享与点评。

3.2 学生互动评价的 “Workshop”方式

在Moodle平台发放糖代谢病例及思考题作为课后作业，学生分析病例并根据要求在论坛提交作业。教师利用Moodle中Workshop教学活动模块中的4个阶段控制进程，监督学生学习并实现师生互动(图3)，完成同伴互评与教师评价，有效地提升学生的决策、批判性思维。

图3 以 “Workshop”形式组织实施的“遗传性果糖不耐症”案例教学Fig 3 Case-based learning of “hereditary fructose intolerance”in the form of “Workshop”

在此案例中，学生需要结合患者此时的身体状况及酶缺陷分析其代谢状态：果糖耐量试验在空腹状态下进行，人体此时靠糖原分解维持血糖稳定；遗传性果糖不耐症缺乏醛缩酶B，导致果糖磷酸化生成的1-磷酸果糖不能裂解代谢。大量的1-磷酸果糖抑制糖原分解，导致低血糖。学生提交分析结果，并在Workshop进行互评，可以参考其他同学的解题思路与思考角度，进行对比与自我修正。在课堂上，继续发布本病例后续的反转进展，提醒学生应用新的线索结合激素调节血糖的知识点，来推测患者死亡的真正病因。

综上所述，以Moodle平台成功配合CBL提出密切联系基础知识的问题，引导学生为主体进行讨论。学生主观评价案例问题角度新颖独特、有趣、记忆深刻，使他们领会了应用生化知识分析、解决临床实际问题的方法与思路，激发了学习兴趣，锻炼了临床思维。CBL教学促进学生认知水平从低阶向高阶转换，实现理论知识的升华，为进入临床阶段的学习打下基础。

4 利用Moodle组织和实施形成性评价

课程的Moodle评价体系将单一考试评价变为形成性评价与结果性评价相结合，加强了教学过程管理，促进了学生的主动学习和自我测评。Moodle记录了对学生Sapling课程资源学习、课堂讨论、案例教学参与状况、作业互评、课后测验、期末考试等行为的评价，在Moodle可设置权重并得到最后的总评成绩。

5 讨论

本课程以Moodle支撑了课程教学设计的实施，实现了线上资源和课堂的紧密融合及有序展开，基本达到预设目标。Learning Curve反映基本知识掌握的部分，平均正确率达到86%。今后可设计对照，对结果进行更好的量化评价。

更重要的是，Moodle的卓越价值在于增强了面对面课堂教学的教学效果。该平台整合了支持各种教学方法实施的教学活动模块，将传统的面对面课堂教学中宝贵的师生互动以更有效、更生动的方式呈现。本课程中，以不同Moodle模块组织的两种不同模式的案例教学，不但减轻了组织案例教学活动的负担，也对学生的参与情况进行了详细记录，对学生的评价比较翔实可靠，促进了学生积极参与，增强了教师对案例教学过程的掌控。

对于2020级4+4临床医学试点班学生，本课程在入学前提前启动，学习资源于暑期顺次在Moodle平台发布，学生按规定完成，使学生在入学前达到更好的知识状态。但是，Sapling内容量大，有同学反馈占用暑期多，学习压力较大，今后宜提前公布暑期学习安排且精选Sapling题目，以达到更好效果。

经过一年多的推广使用，Moodle不仅在本课程中取得良好效果，也得到北京协和医学院师生的肯定，并有可能在更多课程的教学改革中大显身手，是一个值得继续探索与挖掘的学习管理系统。