基于SPOC联合Flipped Class在生物化学实验课程的应用

熊 磊 徐 蕾 孙玲玲 凌烈锋 吕 俊

（皖南医学院生物化学与分子生物学教研室，安徽 芜湖 241000）

0 引言

生物化学是一门对理论基础要求较高的学科。传统实验课授课方式单一，主要包括两部分：一是阐述实验原理和步骤，该部分由教师授课，注重于让学生掌握实验方法；二是学生复现实验过程和结果，一般只机械地照搬教材的步骤，而不会深入独立思考。没有学生独立解决困难的步骤，也缺乏让教师和学生深入互动交流的环节，学生自主创新能力被严重制约了，学生对实验课程也缺乏兴趣，有的学生上课期间甚至拿出手机玩游戏。

小规模限制性在线课程（Small Private Online Course，SPOC）教学法是一种小型在线课程，是运用信息技术实现高效教学的现代途径。SPOC采用丰富的视觉和听觉效果来展示教学内容，学生可以有目的地探索感兴趣的研究方向，从而进行自我指导学习。通过SPOC学习可以极大地提高学习者的注意力，改变学习者的思维定式，并促进自主学习。Flipped Class译为翻转课堂，是一种以学生为主体，强调学生的课堂表现，教师积极参与学生互动的教学模式。现如今，Flipped Class在全球面对疫情挑战的新局势下，拥有比传统教学更多的优势，利用互联网平台得到了广泛的发展。这种模式有利于学生规划自己的学习目标并在教师的指导下完成学习任务，构建自主学习体系。

1 研究对象

本科2020级助产学专业两个平行班，共60名学生，一班SPOC联合Flipped Class教学法授课，另一班以传统课堂教学。两班课程进度和授课教材一致。

2 两种教学方式的实施和效果评价

2.1 SPOC联合Flipped Class的设计及实施

（1）SPOC课前准备阶段。根据2020级助产学本科专业的生物化学实验教学大纲，结合课程特点，准备实验课程视频。实验教学视频由三部分组成：实验室安全教育视频、理论教学视频和实验技术实操视频。实验室安全教育视频注重于安全操作教学，以不当操作会引发火灾等为教育内容，指导学生完成正确的操作。理论教学视频为学生介绍了实验原理、预期实验结果以及实验注意事项等，实验技术实操视频由独立小单元组成，每单元介绍一种仪器及设备的规范使用和一种实验技术，如PCR技术，包括关键实验技术的细节。理论教学视频和实验技术实操视频内容均由本教研室独立设计，结合教师的科研方向，设置实验内容并分单元制作完成。视频时长在10分钟以内，保证学生的专注力，极具鲜明的学科特点。SPOC课程还设置了一个独立环节即学生的兴趣拓展，就某一个知识点让学生分组设计实验。以“纸层析鉴定转氨基作用”实验为例，除常规通过制作简易层析装置，检测到转氨基反应发生外，设置了创新实验环节，结合“酶促反应影响因素”的理论授课知识点，启发学生思考“哪些因素可以影响酶促反应”“如何设计实验方案验证该因素对酶促反应的影响”等。

（2）SPOC课程发布。教师提前两周选择合适的线上平台如雨课堂将课程内容中实验课程视频和授课PPT推送给指定班级，并设置好学生自主学习环节，将思考的问题一并发布。每班分为不同学习小组，每小组完成课前预习任务以PPT总结，对创新实验环节设计实验方案。SPOC课程发布后安排线上交流时间，教师与学生交流，答疑解惑，探讨创新实验方案的可行性，并就创新实验环节讨论实验所需的试剂等。除雨课堂外，学生和授课教师沟通也可通过其他形式，比如QQ、微信等。

（3）Flipped Class阶段。该环节主要由学生占据课堂主导，由各小组代表将介绍事先完成的PPT，重点阐述本组同学对该实验思考的独特之处，在创新实验环节由该组同学演示并记录实验结果，并通过雨课堂互动。在此环节中，教师并不是“袖手旁观”，相反是更加密切关注各组实验动态，及时发现问题并给予启发式引导，鼓励学生深入探索。如“酶促反应影响因素”创新实验环节中学生分别设计了“温度”“pH值”以及“激活剂”对酶促反应影响的方案。教师对实验设计的严谨性进行引导，如“温度”小组，学生自行设置了温度梯度，将酶溶液分别置于70℃和4℃各30分钟，发现两个温度处理后的酶都不能继续进行催化反应，于是得出高温和低温都会让酶失活的实验结论，此时教师鼓励学生继续思考，高温和低温对酶的影响是完全一样的吗？启发学生完成回复实验，即酶分别在70℃和4℃各30分钟后再置于37℃，观察是否可以催化反应的进行，最终发现高温可以使酶变性，而低温可以抑制酶活性，两者对酶活性影响有差异的结论。

（4）课后总结。课程结束后，授课教师通过雨课堂发布本次实验的总结，对每组创新实验进行点评，突出亮点，对实验中依然存在的问题进行阐述，并结合实验内容发布复习题，回顾相关基础知识。学生将本次实验过程和结果详细记录，结合自己的思考，完成复习题，并将结果上传平台，由教师逐一评阅并反馈。

2.2 传统教学法的设计及实施

课前不推送学习资料，要求学生预习实验教材。课堂教学主要由授课教师完成，授课内容以PPT方式展示实验原理和演示关键步骤，并提供预实验结果帮助学生进行结果分析，学生完成实验后，上交实验报告。

2.3 两种教学效果的评价

两组对象统一采用课程结束考核及问卷满意度调查两种评价模式，课程结束考核包括闭卷理论测试和实验操作测试，满意度问卷于课程结束后发放。数据分析采用SPSS v26.0软件，独立样本t检验应用于两组的闭卷测试和实验操作考核成绩的比较，两组问卷满意度比较采用χ2检验，＜0.05差异显著。

3 结果

3.1 实验组和对照组学生基本情况

实验组30人，年龄（20.24±0.85）岁，男生16人（53.33%）；对照组31人，年龄（20.41±0.87）岁，男生17人（54.88%），两组学生差异不显著（＞0.05）。

3.2 课程结束考核

实验组闭卷理论测试平均分为（85.68±6.27）分，对照组闭卷理论测试平均分为（72.56±5.32）分；实验组操作测试平均分为（89.15±4.33）分，对照组平均分为（69.67±9.46）分。独立样本t检验的结果显示实验组闭卷理论和实验操作测试成绩均显著高于对照组（＜0.05），说明SPOC结合Flipped Class教学模式的教学实绩优势明显。

3.3 问卷满意度调查

在课后开展的问卷满意度调查是学生对教学效果的反馈评价。综合来看，学生对于SPOC结合Flipped Class教学模式的认可度更高，在与传统方式相比的选项中排名前4位非常满意或满意的是：有助于培养科研创新能力（96.8%）；对课堂抽象理论知识的理解更加形象生动（96.1%）；不再局限于教材的单一知识，主动提高动手能力，积极解决问题（93.6%）；有助于增强团队合作能力93.2%。

4 结语

生物化学是一门前沿学科，科技的热点往往都会在教材的改版中得以体现，如何让学生热爱科学，把生物化学里“晦涩难懂”的理论知识搞明白，授课老师需要付出大量的努力，致力于把生物化学的实验课上得生动有趣。传统实验授课因其单一和被动的形式，导致学生习惯于知识的被动输入，只会死记硬背抽象的理论知识，因为缺乏互动，学生往往学习主动性不高，要求也很低，仅限于把教材中的实验复现出来，缺乏主动思考的过程。而本次SPOC联合Flipped Class教学模式的研究来看，学生是极具创造力的，可以在已有教学实验的基础上开创新的实验，说明SPOC联合Flipped Class教学模式的课堂效果具有明显优势。教师教会学生如何使用科学的工具，学会借助科研文献去扩充理论知识，独立思考来设计实验验证科学问题，还依托团队力量进行创新性研究。SPOC联合Flipped Class教学模式让教师不再仅仅局限于课堂时间，而是在课前、课中和课后与学生的互动指导加强，能取得更好的授课效果。因此，此模式可以在医学基础教学中进一步推广。