基于布鲁姆教育目标分类法的天然药物化学翻转课堂设计探析

于浩飞 张兰春 谭邦银 丁彩凤 胡炜彦 张荣平，*

1.昆明医科大学药学院暨省天然药物药理重点实验室，云南 昆明 650500；2.云南中医药大学中药学院暨云南省南药可持续利用重点实验室，云南 昆明 650500

天然药物化学是研究天然药物中药理活性成分的一门药学类专业课程[1]，主要借助于现代分离技术及紧密相关的波谱解析方法将课程内容应用于植物药提取分离的实践，需要通过相应的专业课程实验内容实现基础理论教学与实践操作教学的有机融合。其理论内容繁杂且学习枯燥无味，目前对于天然药物化学课程学习主要强调了学生对知识的记忆能力，学生被动的单边接受，故而课堂教学常常仅满足对学生的低阶思维培养，对于高阶思维的培养主要依靠学生课外学习或测试。然而，教师在课堂后往往难以监督到学生的课堂外学习，学生学习相对自由，且学习自觉性主动性常常较差，致使学生很难自我完成低阶思维向高阶思维的目标跨越，进而影响学生深度理解掌握天然药物化学这本课程。鉴于此，本文拟借助翻转课堂的教学形式，结合布鲁姆教育目标分类法，对天然药物化学课程教学进行合理科学的设计，初步探索出一种能够实现学生对天然药物化学进行深度学习的授课模式。

1 布鲁姆目标分类与翻转课堂原理

1.1 布鲁姆目标分类 美国著名教育家、心理学家布鲁姆(Bloom BS)在1956年根据教育学和心理学的基本规律，把教学目标分为认知、情感和动作技能，其中还将认知领域的目标由低阶到高阶分为知识、领会、运用、分析、综合及评价六个层次[2-3]。本文以天然药物化学课程中生物碱章节的学习为例将布鲁姆教育目标分类法归类，如图1所示。从图中可知，布鲁姆对认知领域目标层次的细分，不仅要求学生对生物碱的基础知识和基本概念进行记忆、领会和运用，还格外注重对学生分析问题、解决问题能力的培养，从而系统、全面的掌握有关生物碱的结构分类、碱性大小影响因素、鉴别方法及生物碱的提取分离等主要知识内容，达到学习要求。

图1 布鲁姆教育分类图(生物碱课程为例)

1.2 翻转课堂 翻转课堂是与传统课堂教学相互对立的一种课堂模式，是近几年国内外教育领域都十分关注的一种教学模式[4]。在“翻转课堂”教学方法中，课堂上不再以教师为中心，而是以学生作为课堂的中心，教师仅起到引导作用，充分发挥学生的主观能动性、自主学习能力。不仅便于学生理解，还有助于让学生养成良好的学习习惯，对激发学生的学习热情有很大作用。翻转课堂在教学中将学习过程中的知识传授与知识内化两个阶段颠倒过来，教学流程的逆序创新带来了知识传授的提前和知识内化的变化[5]。基于布鲁姆教育理论，两种课堂的基本样态如图2所示。从图中可以看出，传统课堂中，老师授课目标侧重点在于对学生低阶思维“知识和理解”的培养，对高阶的思维“应用、分析、综合、评价”的培养主要靠学生在课外通过练习或测试进行巩固。但天然药物化学作为一门实验性学科，理论课与实验课紧密联系，若没有丰富的实验操作经验，单靠课堂中基础知识的灌输性学习，学生很难依靠自我学习实现从低阶思维到高阶思维的跨越，而翻转课堂则可以有效解决这一问题。翻转课堂要求学生通过在线微视频或家庭作业自主学习，先完成属于低阶的学习目标。高层次的学习目标则是通过具有丰富实验经验的老师在课堂中通过精心设计的引导性问题、3D实验动画演示、习题解答、小组讨论等信息化资料与学生互动完成，从而实现对传统课堂的主动“翻转”，推动学生对课程教学内容的深入理解和掌握，以便达到对顶端思维能力的锻造[6]。

图2 布鲁姆教育理论在传统和

2 基于布鲁姆教育目标分类法的天然药物化学翻转课堂设计

2.1 设计注意事项 布鲁姆认为对学生的培养，应具有全面性和系统化。而传统的天然药物化学教学侧重于对基础理论知识的传授。如生物碱章节在传统教学中的授课，主要是在课堂上由教师以多媒体教学的形式，演示课本上已有的生物碱概念、分类、鉴别及提取分离等相关的基础知识，适当提问，请个别同学回答。整个学习过程，大多数学生参与度不是很高，尽管课后有相关的复习资料和课后作业，但因缺乏有效监督，学生的学习自觉性差，且实验基础薄弱，致使学生对知识的巩固和课后作业的完成情况较差，难以达到布鲁姆教育理论中高层次的思维培养。故而在进行天然药物化学翻转课堂设计时应注意加强以下两个方面。

2.1.1 丰富教学资料呈现形式 传统课堂中使用的教学大纲、课堂PPT及课后练习题等教学资料是开展翻转课堂的关键[7]。因为这些内容涵盖了天然药物化学的主要知识点，故可用于翻转课堂学生课外学习的辅助资料，以帮助同学更好的达到布鲁姆理论中的低层次教学目标。然而，这些教学资料多以文档形式通过微信或QQ等电子文稿形式发送给学生，学生尚需自行主动学习，这种学习模式需要学生具有高度的学习自觉性。长期的传统教育使得学生主动学习自觉性较差，对于枯燥的文字资料很难使学生长时间集中注意力，此外该模式也不利于监督学生的学习和了解学生实际掌握情况。故需将现有教学资源与智能终端设备进行融合，从而丰富教学资料呈现形式的多样性。如在生物碱章节授课时，对于一些基本概念采用微视频形式进行讲解，结合在线练习进行巩固和检测。对于生物碱的结构如马钱子碱等化学结构的掌握可让学生使用药物化学常用的ChemBioDraw软件进行实践操作，从而使学生主动融入到化学结构教学活动中，达到进一步巩固知识点的目的。同时，天然药物化学作为实验性学科，涉及很多的鉴别反应和碱性大小影响因素，而课本中生物碱的相关鉴别和碱性影响因素多为文字描述。传统教学中主要要求学生靠背诵记忆，这种理论与实验相互脱离的教学模式往往收效甚微。然而，大多数的鉴别反应多具有明显的可视变化，如颜色或沉淀反应。碱性大小影响因素则可制作总结和练习题微视频，故此过程采用动画演示的方式将化学鉴别反应和碱性大小影响因素进行动态化、可视化，学生有了更为直观的感受，将有助于更好的理解和记忆生物碱的颜色鉴别。表1为生物碱章节授课时，翻转课堂较传统课堂授课的相关资料呈现形式差异。

表1 传统课堂及翻转课堂资资料呈现形式差异表(以生物碱章节为例)

2.1.2 加强天然药物化学教学团队建设 翻转课堂使得教师的教学重点由原来的低阶学习转向高阶学习。虽然翻转课堂教学以学生为主，但要让学生实现高阶思维培养的目标，老师在课堂中的主观引导也至关重要。然而长时间的传统课堂教学，会在一定程度上影响教师的授课思维。因此在开始翻转课堂前，首先需要教师转变思维，加快教学活动中角色转换。同时，翻转课堂需要将大量的知识点以智能方式(微视频、3D动画等)展现，在新的团队组成上应该吸纳精通视频制作且具有一定天然药物化学知识的成员。故而实现教学资料与终端智能设备完美整合，达成高层次教学目标。

2.2 翻转课堂设计要素

2.2.1 明确教学目标 基于布鲁姆教育分类法设计的翻转课堂与传统课堂相比，教学侧重点发生变化，故教师的教学目标也应随之做出调整。天然药物化学知识点多且分散，而翻转课堂需将这些知识点纳入微视频中，为便于学生能更快的捕捉并理解主要内容，微视频设计应尽可能简短。这就要求教师需对众多知识点进行筛选凝练。如根据布鲁姆教育理论的高层次能力培养，对生物碱章节翻转课堂设计的教学目标应包括：①准确记忆生物碱的概念；②通过学习生物碱，能够轻松判断化合物所属生物碱类别；③能自我总结生物碱知识内容要点。

2.2.2 设计授课计划 基于布鲁姆教育理论，天然药物化学翻转课堂的实践本质是要帮助学习者实现深度学习，即从被动学习转变为主动学习，由学习知识点转向解决问题。在学习过程中逐步加深理解，不断反思学习目的和策略以达成知识内化[5]。天然药物化学授课在传统课堂教学中基本是教师借助多媒体进行讲解，学生参与度低。在翻转课堂授课中以学生为主，教师在课堂教学中强调核心知识点、引出实践问题，并通过分组形式让学生参与到教学讨论、随堂练习及课后总结中。进一步借助3D动画演示将文字视觉化，让学生对核心知识点进行巩固，最后对知识点进行系统梳理和总结。翻转课堂的具体授课计划详见表2。

表2 翻转课堂与传统课堂授课计划对比表

3 结果

天然药物化学课程是药学专业核心课程，本课程的教学弱点是理论知识抽象难理解、实验操作存在一定安全隐患等。如采用传统教学，学生可能出现对理论知识理解薄弱，对操作技能一知半解的尴尬局面[8]。基于布鲁姆教育目标分类法设计的天然药物化学翻转课堂有助于学习者深度学习天然药物化学理论知识，但该模式对学生自主学习要求较高。翻转课堂以学习者为主，主要的核心知识点都依靠学生在课外通过相关资料学习完成，课堂则是在教师引导下实现低阶思维到高阶思维跨越，所以这就要求学生具有高度的学习自觉性和责任感。故如何加强学生的学习自觉性和责任感培育是不可忽视的一环。同时，应用“基于布鲁姆教育目标分类法的翻转课堂”教学后，学生在课后开展自主学习和完成课后作业时，转化为以解决疑难问题为目标，锻炼了学生独立自主学习的能力，对于不懂、难懂的地方提出问题并反馈给任课教师，可以方便教师在课堂中进行针对性的深入讲解。学生根据自己需要的理论知识进行有选择性的深入学习，学习主动性和针对性将有望大大提升。在这样的学习环境和氛围下，学生学习效率和自主性会进一步得到提高，创新意识和思辨能力也都能够得到提高。通过基于布鲁姆教育目标分类法的天然药物化学翻转课堂设计，全程记录学生的学习过程，借助形成性评价、过程性评价与终极性评价对学生进行全面的学业评价。这样的评价方式有助于学生养成良好的学习习惯，形成良好的学习态度，为以后的学习打下基础。科学、合理的应用新型教学模式，可以有效的提高教学质量，充分发挥学生的自主学习意识。教师则可以将更多的精力放在与教学相关的科研工作中，与教学相辅相成，符合现阶段对高素质人才培养的要求。本文基于布鲁姆教育理论方法，旨在设计出能够加深学生对天然药物化学知识学习的翻转课堂教学模式。