互联网+背景下的生物化学实验改革初探

倪志华 杨丽坤 张晗 葛欣

摘要：生物化学实验是生命科学的基础实验，其分析技术手段发展很快。“互联网+教育”是近年来提出的基于信息技术的教育理念。如何运用现代化手段提高生物化学实验的教学质量，加强学生学习的自主性，是互联网+时代对教师提出的新挑战。本文以河北大学生命科学学院生物化学实验课程的“微量凯氏定氮法测定蛋白质的含量”为例，构建“微课+翻转课堂”的多元混合教学模式，将微课与翻转课堂相结合，并建立网络互动平台，探讨“互联网+教育”的改革模式，以期推进生物化学实验课程的改革，为高等学校实验教学改革提供新思路。

关键词：互联网+；教学；生物化学实验；微课；翻转课堂

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）38-0086-02

生命科学的各个学科均是实验性很强的学科。生物化学实验是配合《生物化学》理论课教学的基础实验课程，是学习遗传学、微生物学、生理学、细胞学、分子生物学等学科的基础。生物化学分析技术手段发展很快。根据本院的实际实验条件，本课程涉及生物大分子的制备、纯化，定性、定量测定等基本实验，其目的是使学生掌握研究蛋白质、酶、核酸等生物大分子的生物化学性质及某些代谢过程研究的方法，锻炼学生的实验动手能力，培养学生的科学探究能力，树立严谨的科学态度，进一步加深对理论课中基本理论的感性认识。传统的生物化学实验课主要由课堂讲述、示范操作和实验操作等环节。虽然启发式授课、示范性教学和课堂讨论等多种形式使课堂尽量的生动活泼，突出重点和难点，仍存在学生学习主动性不强、参与性不强的弊端。

随着信息技术的发展，人们可以随时随地利用智能终端访问互联网。这不仅改变了人们获取知识和信息的方式，也改变了学生的学习观念和学习方式。2015年“互联网+”计划写入总理的政府工作报告，成为国家经济社会发展的重要战略。教育是“互联网+”时代里备受关注的领域，为教育的改革带来了新契机[1，2]。本文将以河北大生物化学实验课程为例，探讨将“互联网+教育”理念引入生物化学实验教学过程中，旨在提升教学效果。

一、以互联网为载体，构建“微课+翻转课堂”的多元混合教学模式[3]

“微课”是指教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点（重点难点疑点）或技能等单一教学任务进行教学的一种教学方式，具有目标明确、针对性强和教学时间短的特点。微课的核心组成内容是课堂教学视频，它与该教学主题相关的教学设计、素材课件、教学反思、练习测试及学生反馈、教师点评等辅助性教学资源组成微课体系，并以一定的组织关系和呈现方式共同“营造”了一个半结构化、主题式的资源单元应用“小环境”。因此，“微课”是传统单一资源类型的教学课例、教学课件、教学设计、教学反思等教学资源的继承和发展，是一种新型教学资源。

“翻转课堂”（Flipped Classroom或Inverted Classroom），是利用信息技术手段，利用基于信息传播的教学环境，重新规划和组织教学内容的课前、课内、课后三个阶段的教学形式，通过知识传递、知识内化、知识巩固的颠倒安排，实现传统教学中师生角色的翻转[4]。基于翻转课堂理念的教学活动成为了学生提出问题、解决问题、合作学习的过程，教师和学生之间互动明显加强，学生的积极主动性得到激发也使教师的角色从传统的知识传授者转变成了学习的促进者和指导者，学生从知识的接纳者转变成了学习的探求者和思考者，教学效果得到极大提高[5]。

以定量实验“微量凯氏定氮法测定蛋白质中的含氮量”为例。首先，教师根据生物化学实验的教学大纲和本次实验的具体教学目的将本实验的重点内容分离出来，确定微课的内容是分成“微量凯氏定氮”的原理和实验操作两部分，然后分别完成这两部分微课视频和课件的设计与制作。第二，教师在河北大学Blackboard网络教学平台（BB平台），发布“微量凯氏定氮法测定牛奶中的含氮量”的教学大纲、教学目的及微课内容，以备学生进行课前学习。同时，有针对性地设置学习任务，对学生进行分组，细化任务并落实到人。要求学生分工合作，通过微课学习列出实验的基本原理和技术路线及注意事项。具体是，要求每个教学班的学生分成“原理组”和“操作组”两个大组，自由结组。对于“原理组”，布置学生依实验原理的“消化、蒸馏、吸收、滴定”四部分，学习实验原理；对于“操作组”，布置学生从实验材料、实验器材、操作步骤和技术路线、实验的预期结果和数据分析等方面进行学习。第三，课堂上让学生按照自己的理解进行实际的实验操作。期间，教师就实验的重点和难点及学生操作中遇到的问题组织学生进行讨论。通过教师演示和学生动手操作相合切实提高学生的动手能力[6]。第四，课堂实践结束时，教师针对学生的掌握情况，继续布置新的“基础性”和“拔高型”任务，供基本掌握实验和希望进一步提升自己的学生通过自主探究或者小组合作的方式完成。最后，教师根据课堂的教学情况进行点评总结，将相关的学习资源及教学重点内容再次以“微课”的形式发布到网络教学平台，供学生课后复习。同时将与本堂实验课程相关的技术的原理、延伸及技术的应用发布到网络上，供有特殊需求的同学或者学习小组进行拓展和拔高。

二、充分利用互联网，构建互动网络平台，完善讨论组管理

“互联网+”时代强调互联网的普遍性、移动性。“互联网+”概念的提出，加速了“互联网+教育”的新生态，创新高等学校教育教学模式，助力校园信息化建设[7]。互联网的发展使得，移动设备可以随时随地登录网络平台，这也为教师与学生交流提供了便利。生物化学实验课程教学中教师建立了BB平台讨论组、qq群和微信群3个实验教学和讨论的平台，方便不同的学生进行讨论和交流，使教师与学生的互动由传统线下教学向线上线下混合式教学。任课教师将传统的线下面授和知识点详解，敦促学生更好学习，转移到互联网，在线与学生沟通交流，针对学生的学习情况针对性地进行教学内容和疑难解答、知识点回顾等，更加及时快捷。为了掌握网络讨论平台的动向，对平台实行实名制管理。同时，教师和民主选举的学生作为讨论组的管理员。

三、教学效果评测

在“微量凯氏定氮法测定牛奶中的含氮量”的实验课程中，学生的积极性明显增强。实验材料由原来的教师选定的一种纯牛奶商品，变成了学生感兴趣的市场上常见的6种纯牛奶商品；实验过程中学生的主动性增强，由原来的“应付、交差”转变成“自己是一名质检员”，积极分析实验数据和实验结果，分析误差原因，向教师提问的学生明显增多，学生之间的讨论也有所增加。

“微量凯氏定氮法测定牛奶中的含氮量”实验课结束后，我们采取了调查问卷的形式，一方面考察学生对实验改进的意见，另一方面调查学生对基本原理和操作的掌握情况。结果表明，95%的学生接受这种改革形式，认为通过这种模式使得自己的知识掌握得更牢固；5%的学生认为“微课+翻转课堂”的模式需要学生自己在课下花费更多的时间去学习，会影响其学习计划。90%以上的学生对实验的原理和操作掌握较牢固，10%左右的学生基本掌握实验原理。

总之，“微量凯氏定氮法测定牛奶中的含氮量”实验的教学改革尝试基本达到了预期目标。

四、结束语

生物化学是我国高校生物科学及相关学科中的基础课程。传统的生物化学实验教学注重教师课堂讲授过程中理论知识灌输，而忽视了学生学习能力的培养和学习主动性的培养[8]。“互联网+”时代，教师应该与时俱进，不断提升自己，利用互联网提供的平台改革教学模式和教学环境，丰富、拓展教育手段和教学内容，助力传统教育的发展。高校教师应遵循以学生为本的教学方式，提高学生实践动手能力，真正理论结合实践，培养新时代的人才。

参考文献：

[1]钟秉林.互联网教学与高校人才培养[J].中国大学教学，2015，（9）：4-8.

[2]王亚丹.“互联网+”时代教师教学方式的改革[J].科教导刊，2015，12（下）：69-70.

[3]陈一明.“互联网+”时代课程教学环境与教学模式研究[J].西南师范大学学报：自然科学版，2016，41（3）：228-23.

[4]张金磊，王颖，张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志，2012，30（4）：46-51.

[5]龙宝新.翻转课堂对教学本质的突破与变革[J].当代教育科学，2015，（11）：13-18，25.

[6]李大玉.改革生物化学实验教学，培养学生实践能力[J].山西医科大学学报：基础医学教育版，2010，12（5）：493-494.

[7]刘骏飞.浅谈互联网+背景下的课堂教学改革[J].赤峰学院学报：自然科学版，2016，32（3）：243-244.

[8]舒乐新，苗戎，杨琳，等.改革生物化学实验教学提高实验教学质量[J].实验室科学，2013，16（5）：53-55.