翻转课堂在轻化工程专业基础课程《生物质资源与蛋白质化学基础》教学中的应用探析

鹿文慧　祝德义　李彦春

翻转课堂是近年来兴起的一种新型的教学组织形式，不同于传统的以教师为中心、学生被动学习的教学模式，翻转课堂中教师既是传授者也是引导者，强调以学生为中心、自主学习和合作学习的主动学习模式。自2007年被首次提出后，我国翻转课堂的教学应用多集中在中小学教育。随着教育部《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》的提出和推进，翻转课堂作为信息化与教学创新结合的教学模式，逐步应用于高等学校教育且研究成果颇丰。在CNKI数据库中，以“翻转课堂”为主题并包括“高校”或“大学”进行检索，近五年（2016～2020年）发表的CSSCI论文量为264篇，全部期刊总发文量为6540篇;分析高校教学应用的文献发现，主题分布较多的课程包括大学英语、思想政治、大学物理、计算机、体育等。总结已有研究发现，翻转课堂通常的教学过程是，学生上课前通过观看教师制作的课程教学视频、网络教学资源、阅读学习资料等多种方式进行自主学习，课堂上通过教师讲授、教师与学生间的互动交流、学生与学生间的分组讨论等形式进行重难点的探究和知识的内化，课后通过习题、测试或总结等形式，进一步巩固和拓展知识。

为保证翻转课堂教学的顺利实施，需从课程开发、课前知识传递、课堂知识内化、课后效果评价等关键环节出发，充分发挥信息技术的优势、调动学生的学习积极性、产生良好的学习效果。同时，翻转课堂教学模式对教师和学生也提出了更高的要求，教师要更新教育理念，勇于尝试将新的教育研究成果应用于教学改革中，需要提高对所授课程的基础知识、重难点和前沿科学知识的把握能力，掌握新的信息技术工具和软件等;学生要改变学习方式，提高自主学习和合作学习的能力。本文结合轻化工程专业的课程特点，将翻转课堂的教学模式应用于皮革方向专业基础课程《生物质资源与蛋白质化学基础》的教学中，从翻转课堂教学模式的设计、实施等方面进行总结，为提高轻化工程专业基础课的教学效果提供一定的参考依据。

1翻转课堂教学模式的设计

1.1课程内容的选择

《生物质资源与蛋白质化学基础学》为轻化工程皮革方向的专业基础课程，知识内容涵盖生物质资源、蛋白质化学、酶学、动物皮组织学等多个知识模块。完全依靠传统课堂教学，授课工作量较大，大量知识点的输出和接收，易使学生出现倦怠状态，影响学习效果。通过对课程内容进行梳理，选择需要学生记忆、理解和简单应用的概念性知识、程序性知识等，录制成教学视频，供学生课前学习。

以蛋白质基础模块教学内容为例，录制的教学视频主要包括蛋白质基本概念、氨基酸、蛋白质结构和蛋白质性质四部分。蛋白质基本概念部分，录制蛋白质分类及蛋白质分子大小，蛋白质的元素组成2个视频;氨基酸部分，录制氨基酸的名称、分类及结构，氨基酸的物理性质，氨基酸的化学反应，肽键的结构，肽和活性肽5个视频;蛋白质结构部分，录制蛋白质的一级结构，蛋白质的二级结构概念，a螺旋，β折叠，β转角和无规卷曲，蛋白质的四级结构和蛋白质的立体结构7个视频;蛋白质的性质部分，录制蛋白质的胶体性质和蛋白质的沉淀2个视频。

1.2课前知识传递

将选择的课程内容，通过屏幕录制软件，将ppt内容、知识点讲解、练习题和思考题等课程作业录制成教学视频。本课程教学视频总时长约300分钟，单个视频时长不超过15分钟。按照教学安排，在课堂授课开始前一周，将课程视频通过班级QQ群、U盘拷贝等形式发送给学生，每次发送视频总时长不超过30分钟。如第一章蛋白质基础部分，安排课堂授课8学时，分四部分录制教学视频，四次发送给学生，单个视频时长6～8分钟。第二章胶原蛋白部分，安排课堂授课6学时，分三部分录制教学视频，三次发送给学生，单个视频时长6～14分钟。

学生可根据自身学习能力，通过对视频进行快进、退后、暂停、重复播放等操作，自由控制学习进度。另外，本课程已完成线上教学资源的录制，进入后期制作阶段，待课程上线后，学生可通过自己的账号登陆网站平台，自由观看课程教学视频。学生在学习教学视频后，应及时完成练习题测试对知识点的掌握情况，对于没有掌握的知识点，可重复观看教学视频加深理解。对于不能完全理解的知识点，应做好记录，在课堂授课时请教师进行详细讲授。对于教学视频中布置的思考题，学生需查阅文献资料并整理答题思路，便于在课堂授课时，与教师和同学进行交流和讨论。

1.3课堂知识内化

课堂授课过程，先对教学视频中的重点知识点进行简单介绍和总结，再由学生提出问题，讲授学生提出的难点、解决问题。对教学视频中的思考题，鼓励学生自主探究、各抒己见，调动学生的学习积极性;通过交流讨论，既可以了解学生的自主学习情况，也可以考察学生的独立思考和创新能力等。最后，教师对知识点进行扩展，结合已发表的最新文献资料、行业新闻等，使学生及时了解科学前沿和行业动态，帮助学生拓展知识面，增强创新意识。

1.4课后效果评价

教学视频和课堂授课结束后，分别布置练习题和思考题，通过学生作答情况，了解学生对知识点的掌握;通过与学生进行课后交流，充分判断学生的学习效果。根据学生学习能力和对知识点的掌握情况，对课堂授课内容做出相应调整。

2翻转课堂教学模式的实施

选择轻化工程皮革方向18级学生，实施《生物质资源与蛋白质化学基础》的翻转课堂教学。本课程课堂授课学时为24学时，按照上述教学模式的设计，将课程分为5章，重点章节如蛋白质基础、胶原蛋白、酶学分别设置10学时、6学时和4学时，组织学、微生物学分别设置2学时。

课堂授课开始前一周，将教学视频发送给学生，每次发送视频总时长不超过30分钟。课堂授课时，首先对重点难点知识、学生提出的问题进行详细讲授。其次，与学生交流讨论课程思考题，充分调动学生的学习积极性，如在胶原蛋白章节内容的讲解中，针对“口服胶原蛋白是否对人体有益”展开讨论，学生通过课下查阅资料，课堂上提出自己的观点。根据观点持方进行分组，每组学生分别讨论并整理所有的支持信息，再与持不同观点的学生进行交流讨论。学生讨论过程中，教师对各观点进行解析，及时纠正明显无科学依据或科学原理错误的观点，提出学生未列出的观点。然后，结合国内外发表的文献资料，拓展知识面，如在酶抑制剂的讲授时，举例介绍Philipp Mews及其同事2017年发表在nature上的研究工作，该研究工作证明，乙酰辅酶A合成酶2（ACSS2）能够直接调节哺乳动物神经元中的组蛋白乙酰化，并且因此调节与认知和记忆有关的基因的表达，从而影响空间记忆能力。通过该研究工作的介绍，提出思考题，是否可以通过抑制剂的加入，调控乙酰辅酶A合成酶2，起到阻断或消除部分记忆的功能？最后，通过练习题考察学生对本次课堂授课内容的掌握情况，布置课后习题作业。课后，对授课情况进行总结，通过作业批改与学生交流等，评价学生对知识点的掌握情况，并对授课方法和授课内容做出调整。

3教学效果分析与讨论

通过练习题、课后作业等的答题情况和考试情况，对《生物质资源与蛋白质化学基础》翻转课堂教学模式的实施效果进行评价和分析。学生不及格率较低（约4%），学生成绩集中在70～85分，85分以上学生约占25%，总体成绩较理想。通过与不同成绩段的学生进行交流讨论，对翻转课堂教学模式的认可度较高，普遍反映自主学习能力得到提高，能够有意识的关注国内外研究进展和行业动态。与不及格学生交流发现，由于各地高考政策，部分省份学生在综合科目考试中，未选择生物、化学等学科，相对基础较为薄弱，对于课程知识点的理解难度较大。为解决上述问题，在后续教学中，除将教学视频发送给学生外，将生物、化学基础课程的优秀线上资源分享给学生，学生可根据自身情况进行自主学习。

综上所述，在翻转课堂教学模式的实施过程中，通过课堂讨论、前沿知识拓展等形式，课堂气氛更为活跃，学生的参与度增加，能够充分激发学生的学习积极性和创新思维。学生对《生物质资源与蛋白质化学基础》课程内容的掌握情况较为理想，教学质量得到明显提高。

参考文献：

[1]王艳丽，程云.高校翻转课堂模式下的教学行为分析及优化策略研究——以黄冈师范学院翻转课堂竞赛为例[J].中国教育信息化，2019（03）：75-78.

[2]杨君茹，李婷，孙一文.翻转课堂在高校教学中的应用探析[J].湖北经济学院学报（人文社会科学版），2019，16（03）：141-143.

[3]张萍， DING Lin，张文硕.翻转课堂的理念、演变与有效性研究[J].教育学报，2017，13（01）：46-55.

作者簡介：

鹿文慧，女（1985.12—），汉族，籍贯山东济南，博士，讲师，研究方向：皮革分析检测。

祝德义，男（1976.12—），汉族，籍贯 山东巨野，博士，副教授，研究方向：生物质资源化。

李彦春，女（1964，4—），汉族，籍贯 河北张家口，博士，教授，研究方向：绿色制革技术与固废物资源化。