分子生物学检验智慧教学模式的探索与实践

郭亚飞，李晶晶，王婉至，胡淼，贺志安

（新乡医学院三全学院 医学检验学院，河南新乡 453003）

临床分子生物学检验技术主要是面向医学类高等院校四年制医学检验技术专业本科学生开设的一门专业核心课。该课程以含有核酸或蛋白质等生物大分子的样本作为诊断材料，运用分子生物学技术分析基因的存在、变异或表达，在分子水平分析疾病的产生原因和发展过程，具有内容多、难度大、应用强、发展快的特点。随着分子检验的新技术和新方法不断涌现，对本课程的教学也提出了更高的要求[1]。该课程是医学分子生物学和临床检验的桥梁课程，涉及范围从基础医学到临床医学[2]，在医学检验技术人才的理论和技能培养中起重要作用。但是，由于该课程知识点多且相对抽象，知识更新速度快，传统的授课模式存在课堂互动较少、学生学习效果无法及时反馈、学生课堂参与度不高和难以实现分层教学等情况。因而，面对具有个性化和多样化学习需求的“00后”学生，现阶段传统的教学模式很难满足其学习需求[3]。为了更好地满足学生的学习需求，体现“以学生为中心”的教学理念，提升课程教学效果，课程组教师在传统课堂教学模式的基础上引入网络学习模式，使二者有机结合，借助智能化教学工具和信息化技术，在教学全过程中开展基于长江雨课堂、医学检验虚拟仿真系统和教学质量管理系统等平台的“教、测、考、论、操、练、创、赛”“八合一”多元化、情景化、互动化的智慧教学改革，围绕“提素质、重实践、强能力、有潜力”的应用型人才培养目标，以期激发学生对该课程的学习兴趣，促进其对课程知识的理解和掌握，进而不断提升课程教学成效和人才培养水平。

1 临床分子生物学检验技术课程的教学现状

首先，在课程内容方面，本课程的内容主要包括：临床分子生物学检验标志物的概念和分类、临床标本处理与分离纯化技术、DNA 重组技术、PCR 技术、核酸分子杂交技术、核酸序列分析、蛋白质组学技术、生物芯片技术等在医学上的应用。本课程内容涉及生物学、化学、临床医学和基础医学等多个学科的知识，知识面广、抽象烦琐且不易理解。加之分子生物学相关技术发展迅猛、知识更新速度快，该课程对学生多学科综合学习能力要求较高。因此，学生普遍反映课程学习难度较大，学习兴趣不足，课堂参与度和学习积极性不高。

其次，在教学模式方面，本课程以往多采用线下板书结合多媒体课件讲授的传统课堂教学模式，教学模式较为单一、智慧化程度不高。传统的授课模式下，授课教师占主导地位，学生被动学习知识，在课堂上缺乏参与感和获得感。此外，由于分子生物学检验技术的发展迅速，该课程传统的实验教学未及时更新，与岗位胜任力要求不匹配。校内实验室一方面缺少全自动核酸提取仪、测序仪、核酸杂交仪器等新型检验设备，另一方面尚未建成标准化的分子诊断实验室，不能很好地适应检验行业发展的需求。因此，智慧程度较低的传统教学模式，使学生对临床分子生物学检验技术的基础知识和基本技能的学习动力不足，未能满足学生对本课程多样化、个性化、互动化的学习需求。

最后，在学习效果监测和考核评价方面，由于理论课授课多以大班授课为主，难以实施分层教学。虽然在传统模式下教师可以通过开展课堂提问、小组讨论等环节进行课堂互动，但是由于课时限制且学生参与积极性不高，师生之间缺乏双向互动，往往难以达到良好的互动效果。同时，由于每节课课程内容较多，为了达成教学目标，教师授课节奏较快、学生的课堂学习效果仅能通过教师在课堂上观察学生的表情和反应来反馈，这不仅对教师的教学经验要求较高，并且获得的学生学习效果反馈不全面、不客观、不具体、不及时，难以真正形成师生学习共同体。此外，在考核评价方面，传统的以期末考试为主的考核评价方式单一且难以做到覆盖教学全过程。学生一般选择在考前突击学习来通过考试，难以真正反映学生的知识掌握程度。另外，学生在对教师授课质量进行评价时，仅仅依赖学期初和学期中的师生座谈会、教学信息员平时的反馈和期末评教数据，学生对教师授课期间的教学质量评价不够及时全面。

2 智慧教学模式的构建思路

近年来，移动互联网背景下的信息技术和人工智能产业发展迅速，正在对高校教育教学模式等方面产生深刻的影响，不仅全方位推进教育领域变革创新，而且助力重塑和构建智慧教育新生态[4]。随着人工智能、虚拟现实、5G 等新兴技术的不断成熟，智慧课堂从技术与教学的“整合”向“深度融合”转变[5]。多样化教学技术的开发和应用，有效增强了学生的科研思维能力[6]，并因此也诞生了许多智慧教学平台，如雨课堂、优慕课等平台。采用智慧教学工具的教学模式不仅极大地改善了教学方式的可操作性，而且在人才培养质量上正在发挥着越来越显著的作用[7]。智慧教育是教育信息化进入新阶段的必然要求[8]，因此，在课内，课程组通过借助智能化教学工具和信息化技术，在本课程教学过程中利用长江雨课堂平台探索将线上与线下教学相结合来解决理论教学和实验操作中存在的教学模式单一、智慧程度不高等问题。在此基础上，课程组还引入中国大学慕课和教学质量评价系统等智慧教学平台，借助智慧教室硬件教学设施，将多层次互动与学习效果监测相结合，以期解决考核和测试不够及时全面的问题。针对课堂讨论效果不佳和实验操作需要新型检验设备的问题，可通过长江雨课堂和虚拟仿真实验教学平台进行线上互动交流及虚拟检验设备操作训练，真正达到实时线上讨论和设备操作反复练习的目标。在课外，依托学堂云和虚拟仿真实验教学平台，课程组教师上传课前导学、检验技能大赛项目考核标准、“双创”融合案例等学习资源，积极开展检验技能大赛及创新创业大赛培训，实现覆盖课内外全过程的智慧教学。以医学检验技术专业学生作为具体实施对象，围绕“提素质、重实践、强能力、有潜力”的应用型人才培养目标，课程组将临床分子生物学检验技术课程作为改革对象，建立“八合一”的智慧教学模式，满足学生学习要求，更好地发挥专业课的育人功能，不断提升课程教学效果和人才培养质量。

3 基于长江雨课堂智慧教学模式的探索实践

3.1 智慧教学开展的基础

首先，在组建智慧型教学团队方面，临床分子生物学检验技术课程教学团队的教师年龄结构、学历层次、职称等级和专业分布合理，并且均参加过高校教师智慧教学能力提升讲座、智慧教学改革研讨会和智慧教学模块培训，具备开展智慧教学的能力和教学改革的经验。同时，团队拥有多名“双师型”教师[9]。教师能分别从临床操作技能的角度、检验行业发展的角度、信息化融入教学的角度对课程教学内容进行深入分析和探讨。在教学改革经验方面，本团队教师已持续开展智慧教学2 年以上，具有丰富的教学经验并积累了许多教学资源。教学团队成员保持稳定且均具有完成本课程教学的时间和精力，为本课程的改革实践奠定了良好的基础。

其次，在教学平台和资源方面，新乡医学院三全学院医学检验学院具有开展混合式教学的智慧教室和供学生上机学习的机房，教室和学生生活区已实现校园无线网覆盖，学生基本都拥有用于线上学习的智能手机等设备。实验课程教学效果决定了学生对本课程的学习效果[10]，学校已成功搭建了虚拟仿真实验系统，该系统不仅能应用于临床分子生物学检验技术课程教学，还可应用到其他医学检验技术专业课程体系中进行模拟操作。学校购置了长江雨课堂线上教学平台，已稳定运行一学年以上，具有包括学堂在线和中国大学慕课在内的国家级精品课程资源，且配备有专门的工程师进行线上维护，具有良好的经验和技术支持。同时，学校开通了基于移动端实时操作的教学质量管理平台，可用于学生评教信息采集，也可开展同行互评和督导评价。

最后，在教学内容重构和教学方法创新方面，由于临床分子生物学检验是目前临床检验诊断学各亚专业中知识和技术更新快、发展快的学科[11]，课程组教师要先对课程内容进行整合重构，在参考教材和教学大纲的基础上，精简课程内容、理清逻辑主线、融合思政元素，将知识点以微课或慕课精讲的形式分布在各个章节；采用线上线下混合式教学，教学方法主要采用行业内岗位胜任力考核、工作情境模拟、创新项目教学法等；在教学过程中，教师还应灵活运用启发式、探究式、讨论式、案例式、项目驱动式等多样化混合式教学模式。教师在以学生为中心的教学理念下进行教学设计，注重案例分析教学，加强实践教学环节，培养学生的职业素养、质量意识和创新精神。

3.2 教学实施过程整体设计

在教学实施过程方面，具体步骤如下：

在每节课开始前，每位授课教师要提前做好讲授内容的调研和学情分析，通过课前交流群、问卷调查或者教学信息员反馈等途径收集学生学习情况，结合学生的学习需求和教学大纲以及人才培养方案要求，在教研室集体备课时共同讨论并确定智慧教学目标，完成通读教材、教案撰写、课件制作、准备测试题目、课前导学等内容。在此基础上，开展教研室内部预试讲，并根据团队成员所提建议设计教学方案和追踪评价反馈以达到不断优化和改进的目的。“教”是指教学目标和教学设计确定后，主讲教师要提前一周完成课前线上推送资料的制作，做好混合式教学准备；“测”是指课前推送资料，主要用于学生的课前学习和测试，课前学习资源不宜过多，一般包括课前导学内容、授课用教学课件、章节微课视频、课前测试题、调查问卷等内容。课前导学主要以任务驱动的形式协助学生完成课前重要内容的预习，还可以案例讨论的形式引导学生进行小组讨论。通过线上方式进行课前预习，不仅能够提高学生的参与感和获得感、激发学生学习兴趣，提高学习主动性，还可强化对章节重点知识的巩固复习。在课前准备阶段，通过长江雨课堂和中国大学慕课视频资源的运用，一方面实现了师生、生生之间的沟通交流互动，另一方面还完成了课前对所有学生的诊断性评价。

在课中，授课教师通过微信扫码登录长江雨课堂平台开始授课，课件会在学生手机端同步显示，师生可通过弹幕、答题等多种形式开展课堂互动。“考”是指系统会自动采集学生的使用数据，生成课堂报告，包括课堂活跃度、课堂平均分、优秀学生和预警学生等内容，这些数据可用于课程考核评价。基于长江雨课堂平台的智慧教学模式的运用，实现了课堂教学教与学的双向融合，达到了高效率、多维度、立体化的互动交流。此外，“论”是指课中可依托智慧教学平台开展翻转课堂、小组讨论，不仅调动了学生参与课堂互动的积极性，还可以实时监测学生的学习情况[12]。而且，长江雨课堂测试题目类型多样、互动简便高效且具备依托大数据进行全方位、多元化的分析评价功能，有利于教师及时调整教学进度，改进教学方式。“操”和“练”是指在实践教学方面，通过虚拟仿真实验教学平台的使用，打破时间和场地限制，构建以基础实验、专业实训、虚拟操作三位一体的实践智慧教学体系，解决临床分子生物学检验技术教学与检验行业发展脱节和实验操作无法反复练习的问题。

在课后，学生可通过多种形式完成线上任务，如撰写总结反思、绘制思维导图、制作微课视频等，将其上传至线上平台[13]。同时，学生使用教学质量管理平台对授课教师进行评价。“创”和“赛”是指教师可依托智慧教学平台开展第二课堂，鼓励学生积极参加检验技能大赛、创新创业大赛等竞赛项目[14]，最大限度地发挥专业课的育人功能，提升学生的专业技能和综合素质。

4 结语

通过对临床分子生物学检验技术课程进行智慧教学模式改革，树立了“以学生为中心、行业需求为导向、岗位胜任力为抓手、智慧教学模式为途径”的教育理念，构建了“八合一”的多元化、智能化、情景化、便捷化和互动化的智慧教学模式，授课教师运用信息化技术进行教学的能力得到了较大提升，学生参与课堂的积极性明显增强，评价方式更加全面有效，教学更具个性化，促进了学生综合素质的全面提升。