基于SPOC“酶工程”翻转课堂的设计及其应用

钟桂芳，杨雪鹏，王光路，郭法谋，马科，陶静

郑州轻工业大学食品与生物工程学院（郑州 450000）

近年来，尤其自2020年疫情以来，以慕课（MOOC）为代表的线上网络课程数量猛增。在实际教学过程中，线上授课有其优点但同时也暴露出不足。在单纯的线上教学过程中，学生的浅层学习现象较为明显。单一教学模式在学生培养中仍以教师为中心，教学效果有待提升。在“人才发展、人才优先”的方针引导下，以学生为中心的SPOC将成为更受欢迎的教学模式。线下的翻转课堂与线上的SPOC模式相结合，既能丰富教学内容，同时又能调动学生学习的主观能动性，真正做到以学生为中心的产出式教学，充分培养学生自主学习、分析问题及解决问题的能力。

在新工科背景下，要求从品德、知识、能力、综合4个维度对学生进行综合培养，让学生具备优秀的道德品质，拥有宽广的知识背景，能深入专业知识，具备独立的思维能力、良好的交流能力和持久的学习动力6个方面的素养与能力。基于SPOC的翻转课堂的应用，既能培养学生自主学习、深入专业、持久学习以及独立思考等能力，同时在课堂翻转中也能培养学生团队交流以及协作能力。新的教学模式更利于培养更符合时代要求的新型人才。

1 SPOC教学模式与翻转课堂结合在实际教学中的意义

SPOC（Small Private Online Course）由加州大学伯克利分校的阿曼德·福克斯教授最早提出和使用的。Small和Private是相对于MOOC中的Massive和Open而言，Small是指学生规模一般在几十人到几百人，Private是指对学生设置限制性准入条件，达到要求的申请者才能被纳入SPOC课程。SPOC强调“以学生为中心”，将MOOC的优秀网络教学资源、线上学习记录与线下授课相结合，将传统课堂翻转，教师由传授者转变为引路人，学生由客体变为主体，其应用效果与传统面授课、MOOC相比有明显的优势。调研发现大部分学生能通过课题前MOOC等资源的学习掌握章节基本内容，课堂则通过翻转课堂的形式让学生汇报学习情况，呈现学习过程中的问题。由师生共同探讨并解决问题，拓展思路，及时解决学习中遇到的问题，并对所学知识进行深度思考及展望。

翻转课堂是基于现代教育理念产生的一种全新授课模式，相对于传统教学方式，这一模式能够带给学生良好的课上体验。翻转课堂综合线下和线上教学优势，创造出一种更有利于教师教学和学生学习的教学环境，将教学模式由原来的以教师课堂讲授为主的传统填鸭式转变为一种以学生为中心的新型教学模式。问题探究型翻转课堂是以探究性学习的形式展开的翻转课堂教学模式。学生探究性学习是在教师的指导下，从学科领域或现实生活的问题或任务出发，通过文献查阅、汇报整理及提出关键问题等形式多样的探究性活动，以获得知识和技能、培养学生对深层知识的探究能力和新技能应用能力。翻转课堂需要老师课前对课堂进行精心设计，对知识模块进行设计，对学生提出不同层次的问题给出提示和参考答案。

翻转式教学强调教师对学生SPOC课程线上学习进度的关注，不仅要了解学生对教学资源的学习情况，也要随时查看学生交流学习的活跃度，这样才能对学生课前自主学习部分进行客观评价；课前学习任务的布置，要有抛砖引玉的作业，激活学生的学习兴趣。课前线上学习资源可以追溯科学前沿，刺激学生的学习欲望。课后的线上资源则可以具体到课程的重点、难点内容的巩固内化，让学生在巩固基本知识的前提下，培养探究本学科科学前沿欲望。在课堂教学过程中，教师也要加强对学生学习态度的关注，不仅要充分考虑到学生课堂活跃度，也要对学生的线上学习及讨论状况及时总结，以便及时有效地与学生进行沟通，并纠正学习误区；学生在学习通平台上完成作业，教师及时完成线上作业的批阅。线上作业的批阅过程中能了解学生的学习状况，作业中出现的问题及时发布讨论区，学生经讨论后能对问题有更为深入、深刻的理解和掌握。在教学过程中，教师不仅要对学生学习的具体分数有了解，也要对学生擅长的方向和薄弱的方向有认知，这样才能给学生提供综合的学习意见，不断提升学生自主学习能力和学习效率。

2 与SPOC结合翻转课堂在蛋白质与酶工程教学中的应用

2.1 与SPOC结合翻转酶工程课堂设置

在酶工程的教学过程中，采用以学生为中心的“与SPOC结合翻转课堂”。为提高教学效果，教师在学习通教学平台提前发放章节学习目标、学习任务单及相关的教学视频，并将教学内容分解成不同主题，让学生分成不同小组分别围绕不同的主题进行自主学习。学习过程中小组成员既有分工，又有合作，通过查阅文献，就不同主题写成小综述，并制作PPT进行课堂汇报，每小组就本组汇报主题提出核心问题供学生进行思考。在教学模式中学生在课堂上能如传统教学模式中的教师一样提问其他学生。同时要求其他小组成员在倾听汇报后务必提出问题请负责主题汇报的小组成员回答。这样既能让小组成员在汇报相关主题时能进行深入思考地提出问题，也能约束其他组员能认真听汇报且深入思考并解决他组学生提出的问题。这种教学模式能促使学生深层次学习，加深对知识点的理解，又能了解本知识点在科研及工业生产中的应用，在一定程度上提高学生应用专业知识解决工程问题的能力。同时，汇报者为了把汇报内容娴熟理解，条理清晰地讲解出来，需要资料收集整理者的帮助。在学习过程中，学生之间必要的交流沟通能提高他们的协作沟通能力，这也是解决专业复杂工程问题所不可或缺的能力之一。

2.2 与SPOC结合翻转酶工程课堂中教师的作用

教师在教学过程中起引导、督促作用。在“与SPOC结合翻转课堂”教师的作用就好比是学生站在山头看风景的那座山。有了山的坚实与高度，学生方能安然地看到远处的风景。在此教学模式中教师的工作量远大于传统模式教学的工作量。教师需要构建好平台，在平台上链接相应的学习链接，不仅要有能“立足脚跟”基本知识点，还要有让学生“能看到远方”的拓展内容。将教学内容分解成不同的专题后，教师需对相应的专题做足功课，以防在学生提问的过程中出现难以应对的局面。因此，在课前，教师是课程资源的学习者和整合者。虽然他们不必是讲座视频中的主角，也不必准备每节的课程讲座，但是要能够根据学生需求整合各种线上和实体资源。课堂上，教师是指导者和促进者，组织学生分组研讨，随时提供个别化指导，共同解决遇到的难题。与SPOC结合的翻转课堂教学模式，激发教师的教学热情和课堂活力。同时真正实现以学生为中心的教学模式，培养学生分析问题和解决问题的能力。

2.3 与SPOC结合翻转酶工程课堂的考核方式

“与SPOC结合的翻转课堂教学”的教学模式与传统的教学模式相比较，更注重学生的学习过程，因此课程考核也更注重对学生平时学习过程的考核，平时成绩由原来的20%增加到40%，主要观测点由课后作业、随堂测试、线上学习状况及课堂表现四部分组成。线上学习状况主要考察任务点的完成状况及学习的次数，主要起到督促学生自主学习的作用。有数据说明，线上学习状况良好的学生，其课堂表现优秀，翻转课堂上汇报主题明确，思路清晰。这说明通过深入的自主学习后，学生经深入思考后，才能在课堂上自如地提出问题和回答问题。课后作业和随堂测试则能为教师监督学情提供参考，同时能通及时发现学生学习过程中的盲区，作业中的问题反贴至讨论区，通过学生之间的讨论以及教师的引导，彻底解决学习过程中遇到的困难和问题。课程考核方式增加线上学习考查权重，全面考查学生学习过程，形成全过程多主体学习评价体系。

3 “与SPOC结合的翻转课堂教学”在酶工程教学过程中的应用举例

教学中采用华南理工大学郭勇编著的《酶工程》第四版。该版本教材中关于“酶固定化”分为固定化酶制备技术和固定化酶的特性及固定化酶的应用三部分内容。在翻转教学过程中，将教学内容进行适当补充后分为无载体固定化技术及其应用、磁性载体固定化酶技术及其应用、纳米材料固定化酶技术及其应用、传统固定化技术及应用举例、固定化酶在酶传感器中的应用举例以及固定化酶的特性等6个部分的内容。其中，无载体固定化技术、磁性载体固定化酶技术、纳米材料固定化酶技术为拓展内容。在学习通平台上上传相关教学视频、MOOC平台的相应教学视频、相关参考文献链接等学习资料；学生通过课前学习及自主文献资料查询后，以小组为单位分别就各组的主题制作汇报PPT，每组派一名代表进行课堂展示，并准备2个问题提问其他小组学生，同时其他每组的学生在听完汇报后必须就所展示的专题提出自己的问题。小组展示时间为5~8 min，提问和回答问题3~5 min。从学生的提问情况来看，学生对拓展问题能进行深入思考，如有学生提出采用纳米材料进行固定化相比传统固定化材料有什么优点？还有学生提出如何用磁性材料进行酶的固定化？针对问题，展示组的学生能利用所查阅到的文献资料内容予以回答，发生卡壳时，需要老师的疏导和补充，这就要求教师提前对所有的知识内容有所准备，而不只是教学PPT上的内容。通过章节测试表明，这种翻转教学模式收获良好的教学效果。这种以学生为中心的翻转教学模式能够通过教师的引导督促作用，将所学的知识充分内化。教师在此种教学模式中则起到修渠引水的作用。

4 结语

基于SPOC翻转课堂能利用整合后的线上资源开展线上学习，培养学生自主学习能力。根据线上学习情况反馈，利用线下翻转课堂教学活动，解决课程学习重点及难点问题，调动学生积极性。课后利用线上拓展学习资源，促进学生对所学知识的内化，提高课程学习的高阶性。全面考查学生学习过程，形成全过程多主体学习评价体系，引导学生自主学习，加强学习效果。