以学生为中心、能力为导向的生物化学与分子生物学教学改革与实践

王小龙，徐 晶，杨 超，李 林，吴 琦，王 岩，高 涵

（齐齐哈尔医学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006）

生物化学与分子生物学是一门在分子水平阐明生命现象本质的学科，是五年制本科临床医学、口腔医学、精神医学、影像学等专业的重要基础课程，与各个学科有着广泛的联系。其任务是运用化学的原理和方法探讨生命过程中的化学问题，又称生命的化学，是生命科学的基础。通过学习生物化学与分子生物学使学生理解和掌握人体的化学组成、分子结构、结构与功能的关系、物质代谢途径及其调节规律以及遗传信息的贮存、传递、表达。生物化学与分子生物学为基础医学和临床医学在分子水平探讨病因、研究发病机理、明确诊断、制订预防及治疗措施等奠定基础。

为了激发学生学习兴趣，提高教学质量，拓宽师生交流渠道，获得良好教学效果，教师需要不断更新教学理念，积极探究新的教学方法，改进教学手段，提升教学能力，提高教学水平。随着信息技术的发展和网络的普及，大规模在线开放课程（massive open online course，MOOC）和小规模限制性课程（small private online course，SPOC） 等混合式课程教学理念应运而生，并逐渐成为研究者关注的热点。

MOOC 具备完整的教学环节，即开课、上课、作业、反馈、讨论、评价、考核等，适合自主学习[1]。SPOC 的学生人数一般为几十至几百，有学习时长、讨论问答、作业测试等要求，学生完成学习任务且达标后方可获得证书[2]。SPOC 是对MOOC 的补充和发展，可以认为：课堂+MOOC=SPOC。SPOC 既弥补了传统课堂教学的不足，又延续了MOOC 的优点，将线下课堂教学和线上自主学习相结合[3]。

传统教学以书本为依托，课堂讲授以教师为主，学生参与度不高，师生互动有限。如何激发学生学习兴趣、促进学生主动学习、培养学生临床思维、关注学生个性发展、实施差异化教学、提高学生综合能力，是教师面临的巨大挑战。为了最大限度提高教学质量，体现以学生为中心、能力为导向[4]教育理念，我们实施了“MOOC+SPOC+ 翻转课堂”，将互联网信息技术与传统课堂教学深度融合[5]，使传统课堂的填鸭式教学转变为线下翻转课堂与线上自主学习相结合，将传统教学的终结性评价与线上线下混合式教学的过程性评价相结合，激发学生学习兴趣，拓宽师生交流与互动渠道，进行个性化、自主化、互动式教学[6]，深入推进医学高等院校人才培养模式改革与创新，使学生具备扎实的医学基础理论、基本知识和基本技能，对提高学生综合能力[7]、实现人才培养目标具有重要意义。

1 教学设计

在“互联网+ 教育”背景下，课程团队依托自建MOOC 开展“MOOC+SPOC+ 翻转课堂” 的线上线下相结合的混合式教学。精神医学、健康管理、护理学、影像技术、口腔医学等专业的生物化学与分子生物学课程共48 学时（理论教学32 学时，实验教学16 学时），其中，理论教学分为基础性教学（28 学时）和进阶式教学（4 学时）两部分，均采用以两学时为单位的线上线下混合式教学，即课前线上自学、课中线下课堂教学、课后线上+线下巩固。基础性教学采取教师讲、学生听+ 课堂互动的形式，利用知到App 进行签到、投票、随机点名、课堂抢答等。进阶式教学则是在学习物质代谢后进行一次两学时的翻转课堂，采取生讲生评、生问生答、生讲师评等方式，将理论知识与临床实践相结合，夯实学生基础，兼顾创新能力培养和学科前沿介绍。

2 教学目标

开展生物化学与分子生物学精品课程建设的目的是促进教师转变教学理念，利用互联网信息技术引领我校教学内容和教学模式改革。结合我校办学定位，根据学情，针对不同专业确定教学目标。精神医学专业的教学目标是学习基本的生物化学与分子生物学知识，培养学生自主学习及思辨能力，提高理论联系实践、综合运用知识、分析解决问题的能力，培养临床思维、创新意识，侧重心理咨询、心理测试，使学生熟悉精神卫生工作的方针政策；健康管理专业的教学目标是使学生在掌握基础理论知识的同时，掌握健康管理专业知识和技术，建立医学知识体系，具备敬业精神和良好医德医风，具备社区卫生服务能力及对公众进行健康教育的能力；护理学专业的教学目标是使学生具备扎实的基础医学知识及护理学知识，具有卫生保健与疾病预防知识，具备分析和解决临床常见护理问题的能力，具有开展康复护理和康复指导的能力，具备主动护理意识与较强医护沟通能力。

3 教学实施

3.1教学对象

我校2021 级精神医学、健康管理、护理学专业学生，均为高考统招本科生，入校后随机分班。学生在年龄、性别、成绩分布等方面比较差异无统计学意义，辅导员、授课教师、授课内容及学时均相同，在班风、学风及教学资源等方面无明显差异[8]。

3.2 教学内容

教学内容为物质代谢紊乱及相关疾病案例讨论（2 学时），案例讨论的疾病包括急性出血性胰腺炎、蚕豆病、一氧化碳中毒、佝偻病、急性心肌梗死、夜盲症、糖尿病。现以急性出血性胰腺炎为例，介绍“MOOC+SPOC+ 翻转课堂”的教学过程（见图1）。

图1 “MOOC+SPOC+翻转课堂”的教学过程Figure 1 Teaching process of "MOOC+SPOC+Flipped classroom"

3.3 教学过程

3.3.1 课前自学 教师利用生物化学与分子生物学网络教学平台进行教学，引导学生在该平台注册、选课；上传教学资源（教学视频与资料、在线作业、在线测试题等），介绍课程相关信息，包括课程学时数、课程目标等；按照教学计划，提醒学生观看相关视频；提前一周将案例和相关问题上传教学平台，提醒学生按时完成课前任务，对学生的学习情况进行反馈，并及时跟进、督促。

3.3.2 课堂教学 线下案例讨论采取小班授课形式，每班50人，教师通过前期学生在平台上的表现及测试情况，了解学生的学习态度和知识掌握情况，将学生分为A（跃进层，20%），B（发展层，40%），C（提高层，40%）3 个层次，按组内异质、组间同质原则，以1∶2∶2 的比例进行分组。通过A 推动B、带动C，让学生都能积极参与教学。每组选一名责任心强的学生任小组长，负责梳理课前学习任务中的重、难点问题，以便在课上进一步讨论。

学生通过知到App 或微信扫描二维码进入课堂并签到。教师以图片、动画、微视频、音频、虚拟仿真等形式展示临床案例、生活事件（10 分钟）。例如，临床案例：患者，男，36 岁，晚上聚会喝了一斤多白酒，临睡时，左上腹部及背部疼痛不适，凌晨5 时被发现死亡。尸检报告：血液及尿液分析未检出毒物；脑、肺、肝、脾、肾无异常；腹腔内有淡红色液体200 mL，胰腺暗红色，胰体和胰尾部分组织缺失。请结合以下问题进行讨论：（1）此患者最可能的临床诊断是什么？（2）应首选哪项生化检查来确诊？为什么？（3）发病机制是什么？

学生分组讨论、生讲生评、辩论点评（70 分钟）。学生通过知到App 的抢答功能争做主持人，主持案例讨论。各组结合相关问题进行讨论，以抢答方式回答主持人的提问，有不同意见者可继续抢答，其他学生点评。学生就重难点进行辩论，组间互评。教师随机点名抽查，并适当引导、点评。

教师总结重点、整理学生反馈（10 分钟）。教师根据学生课堂表现进行打分，学生则进行组内评分和组间互评。成绩评定方法：主持人获得小组基础分，其他成员的最后成绩则根据抢答次数及正确率评定。主讲教师、助教根据答题正确率、次数和题目难度对各组打分，组内和组间评分也以此为依据打分。评价采取匿名形式，去掉一个最高分和一个最低分，计算平均分。同组学生成绩会因课堂表现不同而有所不同。

3.3.3 课后巩固 教师利用网络教学平台发布案例，学生在线讨论；教师结合案例相关知识点设计1～3 道选择题上传教学平台，学生在线答题；学生绘制该案例的思维导图[9]。

4 课程考核

采取以线下考核为主、线上考核为辅的多元化考核[10]方式。线下考核（占60%）包括出勤、课堂抢答积极性及正确率、难点拓展及互评观点、期末考试成绩；线上考核（占40%）包括学习进度、案例讨论成绩、作业完成情况、发言积极性及正确率、模块测试成绩、线上考试成绩。

5 教学评价

（1）问卷调查。了解学生对生物化学与分子生物学教学改革的满意度，不断完善教学方法及教学手段，满足学生需求。

（2）量表评价。设计课程教学评价量表，聘请督导专家听课，对授课形式、教学组织、信息传递、师生互动、课堂气氛、兴趣激发、课堂效果等方面进行评价，同时开展同行评价，不断提高教学质量。

（3）访谈。通过QQ、微信、座谈会等途径对学生进行访谈，了解学生学习态度、学习效果、学习质量，因材施教。

6 教学成效

通过网络教学平台获取学生线上自学及互动信息，教师和助教则记录线下课堂教学活动开展情况。研究结果表明，在生物化学与分子生物学教学中实施“MOOC+SPOC+ 翻转课堂”，激发了学生学习兴趣，学生出勤率明显提高，课上互动增加，课堂气氛活跃，期末总成绩（91.21±3.59）分，高于2020 届学生的（85.37±4.53）分，且差异有显著性（t=7.938，P＜0.001）。这也进一步说明“MOOC+SPOC+ 翻转课堂”体现了以学生为中心、能力为导向教学理念，有助于提高教学质量。

向2021 级精神医学、健康管理、护理学专业学生发放调查问卷250 份，回收有效问卷242 份。调查结果显示，对“MOOC+SPOC+ 翻转课堂”教学模式表示肯定的学生达90%以上（见表1）。

表1 学生对“MOOC+SPOC+翻转课堂”教学模式的评价[n（%）]Table 1 Student's evaluation of the teaching mode of "MOOC+SPOC+Flipped classroom"[n（%）]

7 展望

我们对国内外高校在线开放课程建设现状及采用的教学方法进行了分析研究，旨在构建地方医学院校生物化学与分子生物学在线课程框架，实施“MOOC+SPOC+ 翻转课堂”教学模式。基于MOOC 理念构建的课程教学模式，打破了学校间的界限，为其他院校学生和社会学习者提供了更多学习途径；同时，也促进了学校间的教学合作，实现学生跨校选课、学校间互认学分等。这都有利于促进优质教学资源共享以及教师教学水平的提高。为了满足我校实际教学需求，生物化学与分子生物学教学团队利用智慧树App 教学平台，建立生物化学与分子生物学在线开放课程，构建齐齐哈尔医学院的SPOC 资源体系，形成信息多媒体化、知识案例化、学习自主化的课程内容，使传统的教师讲授与生讲生评相结合、在线学习与课堂教学相结合，提高了学生学习效果，将基于网络的形成性考核和基于试卷的终结性考核相结合，实现了考核方式的改革创新。

在飞速发展的互联网信息技术带动下，“MOOC+SPOC+ 翻转课堂” 教学模式有效整合了网络资源。课前教师利用Microsoft Office 软件的PPT 功能制作多媒体课件，利用Flash 动画制作软件制作动画，利用Camtasia Studio 8.6 录屏软件录制小视频；课上利用投影仪、电脑、手机等设备，进行课堂互动，既适应当代大学生的成长特点和思维习惯，又满足了学生对知识的需求和对新技术的好奇心。课前线上预习、完成作业及讨论等环节有助于培养学生自主学习能力、思维能力、创新能力。小组讨论则通过探究式学习、团队合作，提高学生分析问题的能力。翻转课堂的抢答、辩论、生讲生评、生问生答、生辩生评等活动，锻炼了学生语言表达能力、思辨能力以及综合运用所学知识解决问题的能力[11]，调动了学生参与积极性，成为线上教学的补充与拓展[12]。临床案例则激发了学生的学习兴趣，学生针对案例中难度和深度逐步提高的问题，查阅资料完成案例分析，实现自我挑战，将基础知识应用于临床实践，提升了终身学习和社会适应能力。课后总结、测试及绘制思维导图有助于提升学生归纳总结能力。多元化考核消除了传统考核模式的弊端，更注重学生平时学习习惯的养成和对综合能力的考查。“MOOC+SPOC+ 翻转课堂”教学模式，体现了以学生为中心、能力为导向教育理念，优化了教学效果，提高了教学质量，提升了学生综合能力和人文修养[13]。