混合式教学在生物化学课程中的应用研究

杜冠魁

［摘 要］大学阶段需要重塑学生的学习习惯，使其从被动学习转变为主动学习。混合式教学是一剂缓解传统课堂教学痛点的良方。教学需要采取多种手段提升学生的学习兴趣，实行过程性评价可以督促学生认真学习。生物化学课程庞杂的知识体系，使这门课的教学及学生学习的有效推进较为困难。该研究在混合式教学改革推进过程中，以兴趣为导向，提升学生主动学习能力，加强课前、课中、课后等环节的引导：在开课前一个月向学生提供任务清单，要求他们利用假期时间完成多个学习任务。课堂作为学生开展课程学习的重要场所，可以采用小组学习、案例讨论、游戏式教学等多种方式增加趣味性。教师在精讲环节准备了80余个案例及故事进一步提升学生学习兴趣，课后布置思维导图、习题等作业督促学生进行复习。混合式教学的开展有效激发了学生学习生物化学课程的热情，提高了其学习效能。

［关键词］混合式教学；生物化学；游戲；小组学习；案例

［中图分类号］ G642 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2022）10-0158-04

引言

大学存在的最重要的理由是培养人才 [1]。大学需要对学生进行学习方式和学习习惯的重塑 [2]。中学阶段的学习具有非常明确的目标，一切围绕着高考进行知识的学习、消化和吸收 [3]。中学阶段的教学多采用课堂授课加题海战术。大学阶段需对学生的学习习惯进行重塑，使其实现从被动学习转变为主动学习，以适应社会发展的需要[4]。学生大学毕业后进入职场，在工作中会碰见从未接触过的问题，如何解决问题决定了其个人的发展程度。因此，大学的学习归根结底是培养学生主动学习的能力，即面对新知识和新问题，如何快速地运用所学知识解决问题，优化自己的知识体系 [5]。

传统的大学课堂教学面临多个痛点 [6]：一是填鸭式教学。填鸭式教学是高中教学模式的延续，学生被动接收新的知识，容易产生抵触情绪。从学习成绩上看，记忆力好的学生通过考前突击复习也可以获得较高分数。然而，正如德国心理学家艾宾浩斯指出的，学习之后遗忘速度很快，然后逐渐放慢。二是传统教学要求学生精力高度集中，才能适应高强度的知识讲授节奏。然而学生的注意力在一堂45分钟的课上难以自始至终都高度集中。有研究指出，学生的注意力程度从第25分钟开始逐渐下降。这要求教师在安排教学内容的时候把重点难点安排在这25分钟内。与此同时，大学课程教学重难点多、重复出现的频次少。这就使学生容易错过教师讲授的重点难点，从而造成学生课上听不懂、课后看不懂。因此学生课后需要花费大量的时间进行复习且效果不佳。这种学习经历了一两次后，学生会产生厌学情绪，因此需要尽早调动学生的学习动力。三是在教学过程中难以做到因材施教。不同的学生对知识的接受方式不一样，有些学生偏好通过声音、图像等方式接收信息，而部分学生喜欢通过看书和做习题的方式掌握知识。传统的教学重视教师的课堂讲授，难以满足学生学习的多元化需求。

混合式教学是一种“互联网+”式的教学，它将课堂教学和互联网技术加以有机结合 [7]。互联网上有非常多的课程资源，如国家级精品课程等，这些资源可以为学生的学习提供多元化渠道。然而学生在面对浩如烟海的知识时无从下手，需要教师将资源进行粗筛及梳理，并通过发放任务清单的方式对其学习进行引导。任务清单包括学生需要用到的应用软件、需要加入的班级、需要完成的视频学习任务等。现已有多个平台可以支撑学生的学习活动，如学习通、雨课堂、云班课、学堂在线等，这些平台可以展示课程内容，也可以与学生进行交互。学生大都利用QQ和微信作为交流工具。教师在开课前，需要在这些平台建立课程体系以支撑学生学习，并建立QQ群和微信群以方便与学生交流。

混合式教学的难点之一是实现课堂教学的有效组织。知识可以通过平台进行展示，而课堂教学的组织更需要教师的智慧。学生的成绩与其信息接收能力正相关，课堂上教师需要兼顾处于不同学习程度学生的学习。课堂是提升学生学习兴趣的重要场所。有些教师一味强调课堂知识的传授，甚至照本宣科，这会降低学生的学习兴趣。有学者认为课堂教学组织可以采用小组式学习、沉浸式学习、案例式学习、游戏式学习、任务贯穿式学习等方式。这些方式可以有效提升学生学习兴趣，培养学生的主动学习能力。

在多样化的教学方式实施过程中，需要通过过程性评价来督促学生学习，以达到更好的教学效果 [8]。过程性评价以鼓励的方式调动学生的学习积极性。传统的教学方式以终结性考核评价学生，是对其应试能力进行评价而不是对其学习能力的评价。有的学生的答案能够与课本相关内容一字不差，而有的学生会通过消化吸收后用自己的语言进行阐述。从知识的吸收角度上看，后者能将所学知识转变成自己的知识，融入自己的知识体系中。在过程性评价中，可以以分数为手段，提高学生的学习积极性，增强其主动学习的动力。具体到过程性评价在混合式教学中的应用，可以通过打分督促学生完成线上课程学习，通过线下的活动推动学生课前完成线上学习任务，这样可以有效提升学生的学习效果。值得注意的是，线下教学如果不切合学生的学习需求，可能会使其产生逆反心理。此外，实行混合式教学需要学生花费更多时间，如果其从混合式教学中所得的学习收获与从传统课堂教学所得差不多，会给教师和学生带来挫败感。

生物化学是医学类、农林类及生命科学类专业学生的基础课程 [9]，生物化学也是学习多门课程如生理学、分子生物学、药理学等的基础。生物化学在其创立后经历了叙述生物化学时期、动态生物化学时期及分子生物化学时期。生物化学在前期阐述了蛋白质和核酸的结构与功能，然后介绍不同物质如糖类、脂类、蛋白质、核酸的合成与降解。近代科学家深入到细胞内部，阐述了细胞信号转导特征、DNA的生物合成、RNA的生物合成、蛋白质的生物合成以及基因表达的调控。总的来说，生物化学发展有一条清晰的脉络。然而，生物化学庞杂的知识体系，使这门课在高校学生中流行一句顺口溜“生理生化，必有一挂”。生物化学难学的原因有很多，如该门课程在每个分支下面都有很多细小知识点；大分子物质的三维结构等概念较为抽象，没有实物可以查看可以触摸，学生难以理解与记忆；各个分支看似脉络清晰，实则复杂难记。大部分院校的生物化学课程的课时从60节到80节不等，具体到每个章节的课时，维生素一般为一两个课时，糖类代谢、脂类代谢一般为四五个课时。课时数看似较多，但实际上是教师教学进度较快，多数知识点仅出现一两次。因此，学生每堂课都需要集中精力，才有可能跟上教师的上课节奏。此外，学生也难以完全吸收教师所讲授的知识。根据学习金字塔理论，听讲后24小时的记忆率为5%，这表明只讲授课程内容对学生吸收知识的帮助较小。如何让学生学好生物化学课，是生物化学课程教师的一大难题。

笔者作为普通医学院校的生物化学教师，在两年前开始混合式教学课程改革。笔者所教学生的学情如下：新生入学分数位于一本线上下；其学习动力显著低于985、211高校学生，高于高职院校学生；学生英语基础较为薄弱。因此，笔者采用“以兴趣为导向，增强学生主动学习动力”的方式，并进行生物化学课程教学方式的重构：注重引导、检查学生的课前学习，优化课堂教学效果，督促学生做好课后复习。

一、组织学生做好课前学习

（一）开课前一个月组织学生开始预习课程内容

学生在暑假和寒假期间有较多空余时间，但在校时不但要完成繁重的学习任务，还要参与各种学生社团活动，时间较为紧张。因此，笔者在开课前一个学期的期末考试结束后即联系授课班级学生组建QQ群。使用QQ群有诸多便利。首先，00后的學生更喜欢使用QQ作为交流工具。其次，QQ群可长期存放文件，适合师生交流。再次，QQ群在线文档功能有利于师生进行信息分享。组建QQ群后，通过群公告公布课程学习的任务和评价标准，使学生了解任务要求并做好课前准备。

（二）将学习通作为授课的工具

部分教师认为必须使用国家级慕课或者精品课程，才可以开展线上线下混合式教学。这些课程由重点院校开发，针对985或211高校学生，课程学习的深度、流程与其他高校学生的学情匹配度不高。因此，非985或211高校需要开发自己的在线课程，以满足本校学生的学习需求。国家级慕课和精品课程可以让学习动力强劲的学生有更多的知识获取渠道。笔者在教学实践中，在学银在线（学习通）建立符合学情的慕课和小规模限制性在线课程。笔者为每个章节设立以下栏目：知识要点、授课视频、章节测试以及学生自制视频等。知识要点紧扣临床执业医师考试的考点。授课视频则由笔者自行录制，切合学情。章节测试则根据临床专业执业医师考试对生物化学内容要求来设置，大都使用真题及模拟题。此外，学生自制视频是课前学习的重点，作为翻转课堂的有机组成部分。学生在制作视频的过程中，不但掌握了知识，又锻炼了小视频制作的能力，符合网络时代的要求。

（三）鼓励学生在假期期间完成生物化学的第一轮学习

充分发挥过程性评价的作用，促使学生完成学习通中的各个任务点，包括视频观看、章节测试。笔者在教学实践中发现不少学生进行了刷分、刷视频的操作，并没有真正观看视频。为了解决这个难题，笔者在视频中插入小测试，学生需要回答正确才能继续观看视频，回答错误则需要从头开始观看视频，这在一定程度上有助于促使学生认真学习。在近两年的教学中，有近一半的学生在新学期开始前完成了任务点的学习。

二、重视在课堂教学中提升学生学习兴趣

无论是课前的学习还是课后的复习，学生容易在知识吸收过程中感觉枯燥无味。学生难以自行理解课程的意义，这就影响到他们的学习兴趣，从而使其坚持自觉完成生物化学课程学习较为困难。假如教师在课堂上只关心知识的传授而不注重学生学习兴趣的提升，学生就无法保持对该课程的兴趣。因此，笔者在课堂授课中采用了多种手段来提升学生学习兴趣。

（一）重新划分知识点

按照各个专业的实际授课课时，划分每节课需要学完的知识点数量，以每节课安排2～4个知识点为宜，并在课堂上要求学生在2分钟内迅速翻阅这些知识点的基本概念。

（二）组织开展小组学习

每个小组4～6人，要求组员在课堂上集中坐在一起，并在每节课前面的5分钟安排小组成员轮流讲授知识点。通过教师巡查及督促，大部分学生都能认真给其他组员授课。

（三）开展多样化的活动

围绕每节课需要掌握的知识点安排课堂活动，包括微讨论、课堂游戏、找茬、课堂随机测试等。笔者通过网络平台提前1天告知学生下节课的活动内容，以及参加这些活动的基础是掌握该知识点。为每个活动设置课堂分：小班授课的情况下，课堂活动分可计入个人成绩中；大班上课，课堂活动分可计入小组成绩中。

微讨论时长为5～10分钟，讨论题目紧扣知识点。笔者要求学生上台演讲过程中不允许带手机，但可以携带小抄本。通过学习通可以抢上台演讲机会。演讲质量与课堂活动分授予密切相关。比如在核酸的结构与功能章节，授课内容为RNA的结构与功能，设计的微讨论为金黄色葡萄球菌耐药性与核糖体，要求学生讨论金黄色葡萄球菌的耐药机制。在酶章节中的不可逆抑制知识点的授课环节，让学生探讨武侠片提到的鹤顶红中毒的生化机制。

在课堂游戏环节，选取重要的或者需要记忆的知识点进行设计。课前要求学生完成知识点学习或记忆。学生参与游戏即可授予课堂活动分，游戏胜利者可授予更高的课堂分。笔者开发了多个适合在课堂上开展的游戏，比如在蛋白质的结构与功能章节，学生需要记忆20种参与生物体蛋白质合成的氨基酸。笔者设计了“眼色游戏”，其具体流程如下：学生打开学习通抢游戏席位。游戏开始后参与者观察其他参与者的反应，蹲下的同时报出一个氨基酸名字。其淘汰原因为最后一名蹲下、报的氨基酸名字重复、同时蹲下等的任何一个。参与的学生可加2分课堂分，最后获胜的学生可加5分课堂分。在核苷酸的结构与功能章节，笔者设计了游戏“谁是‘卧底？”，其具体流程如下：参与游戏的7位学生站在讲台前方，分别抽取身份牌（DNA和RNA）；游戏开始后，每位学生根据所抽取的身份牌讲述其特点，并判断出与自己身份不一致的同学；如“卧底”获胜可得4分，其余学生得1分；如“卧底”失败得1分，其余学生得3分。这些游戏需要参与的学生掌握相关知识点。

“大家来找茬”则是通过制作一份设有少许错误的PPT，让学生进行抢答并纠正，率先找到错误的学生可通过学习通抢答。这个游戏可使学生集中精力完成知识点学习，同时提高了课程学习的竞争性和趣味性。

课堂随机测试环节则通过学习通随机抽选学生进行测试，以该知识点为测试内容，回答正确者可加课堂分，回答错误者则不得加分或者被扣分，增强了课程学习的紧张感和刺激感，学生需要专注于知识点学习才能完成测试。

（四）将教师精讲环节作为一次课的核心

教师精讲环节不要求完成所有知识内容的讲授。很多知识点学生可以通过自主学习实现理解与掌握。课程精讲的主要目的是解析知识点的重点和难点，通过多种教学手段或教学资源（多媒体、动画、视频、案例等）使学生理解并掌握。教师通过精讲环节向学生阐述知识跟现实生活的联系及其学习意义，使学生明白知识并非抽象、无意义、难以理解。比如给病人补充支链氨基酸可帮助治疗肝功能衰竭等疾病，健身的人补充支链氨基酸可帮助其肌肉生成。其生物化学机制有以下3个：（1）支链氨基酸可作为周围组织的能源物质，减少蛋白质分解成氨基酸后用于糖异生途径。（2）支链氨基酸浓度升高可减少其他氨基酸的消耗，增加蛋白质合成，从而降低游离的苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、蛋氨酸和组氨酸的浓度。（3）支链氨基酸竞争血脑屏障的氨基酸转运，降低大脑中芳香族氨基酸浓度。在教师精讲环节笔者准备了80余个生物化学故事及案例，讨论其内在机理，使学生从记忆、熟悉和掌握进阶到应用的阶段，提升了学生的课程学习兴趣。

三、课后复习的督促必不可少

遗忘曲线规律表明，课后复习可以使知识得到更好记忆。因此，需要通过多种方式促进学生的学习，并培养和优化学生学习习惯。初阶的手段可以是给学生布置课后习题，要求学生在课后2天内完成。中阶的手段可以要求学生完成各个章节或者知识点的思维导图。教师也可以举办生物化学知识竞赛。这些活动不但可以继续增强学生的学习兴趣，而且可以有效促进学生对知识点的记忆掌握。高阶的手段可以要求学生去发现生活中与生物化学相关的事物或现象，解析其中的机理，应用生物化学的知识解决问题；也可以采用布置课程任务的方式推动学生的课外学习。

为了进一步了解学生对混合式教学模式的接受程度，笔者采用问卷星进行了不记名问卷调查，回收问卷129份。问卷调查结果显示学生喜欢每堂课由小组学习、课堂互动、教师精讲3个部分构成的这个教学模式。在所有环节中，有4位学生表示不喜欢小组讨论，5位学生表示不喜欢课堂互动，另有5位学生表示不喜欢教师精讲，其余学生表示喜欢这个教学模式的所有环节。在学生最喜爱的课程环节调查结果统计中，课堂互动环节占比最高，达92%。在时间分配上，有40%的学生表示教师精讲环节安排时间（20～25分钟）过长，而35%的学生表示小组学习的时间（5分钟）过长。而课堂互动模式中，93%的学生表示喜欢游戏，34%的学生喜欢“大家来找茬”，28%的学生喜欢微讨论。在教师设计的生物化学故事和案例中，学生们表示对喝奶茶会导致糖尿病这个案例印象最为深刻。最后让学生给本课程提出建议和意见，学生表示课程开设得很好，建议老师继续对下一届学弟学妹采用这样的教学方式；希望老师可以通过这种教学方式让学生对生物化学课程越来越感兴趣；多开发点游戏。这些留言使笔者倍感欣慰：付出了努力，也收获了学生的认可。而该班学生在本校举行的近千人参与的生物化学知识竞赛中，有十几位学生进入了32强。这些结果表明混合式教学模式具有较好的推广价值。

四、结语

生物化学课程教学实践表明，实施混合式教学模式能收到良好的教学效果，但也需要看到其不足。比如课前的学习中很多学生存在刷视频的现象，开着视频而不学；在章节测试环节，部分学生通过搜索获取试题答案；讨论模块参与人数不多，积极性不高；师生交流环节，学生更关心考试如何进行，这可能与学生长期的学习方式有关。生物化学课程一般在大一下学期或大二上学期开设，意味着该门课程承担着培养学生新的学习习惯的任务。因此，需要多门课程协同继续推进，促使学生学习方式的转变，增强其自主学习能力，以更好地完成高校人才培养的任务和使命。

［ 参 考 文 献 ］

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［责任编辑：庞丹丹］