生物统计学翻转课堂教学模式研究

王魏根 偶 春 隋娟娟

(阜阳师范学院 生物与食品工程学院,安徽 阜阳 236037)

生物统计学翻转课堂教学模式研究

王魏根 偶 春 隋娟娟

(阜阳师范学院 生物与食品工程学院,安徽 阜阳 236037)

根据生物统计学课程特点，依托学校网络教学综合平台，以微课程为主要教学资源载体，设计了利用网络教学综合平台实现的翻转课堂教学模式。对翻转课堂教学模式实施过程中存在的一些问题进行了分析和探讨，为生物统计学课程进一步大规模实施翻转课堂模式教学提供参考。

生物统计学；网络教学平台；翻转课堂；微课程

2000年，美国迈阿密大学 (Ohio) 经济学教授拉赫(M.J.Lage)、普拉特(G.J.Platt)和特雷利亚(M.Treglia)在《经济学教育杂志》上发表论文《颠倒的课堂:建立一个包容性学习环境的途径》，颠倒课堂(inverted classroom)的概念被首次提出来。在中小学教育中，其同义词——翻转课堂(flipped classroom)则起源于2011年,美国科罗拉多州林地公园高中化学教师乔纳森·伯格曼(Jonathan Bergmann)和亚伦·萨姆斯(Aaron Sams)在多年实施翻转课堂的基础上,出版了专著《翻转你的课堂:时刻惠及课堂上的每位学生》。此后，翻转课堂的教学模式引起了教育者的极大兴趣并迅速推广开来[1-2]。翻转课堂这一新的教学模式自传入我国以来，也受到教育界专家、学者以及教师的关注，从中小学到大学都开始积极实践翻转课堂教学模式[3-4]。翻转课堂教学模式主要由两部分组成，即课外的直接以计算机为基础的个别学生教学与课内的互相协作的小组学习活动。根据布鲁姆(Bloom)改进的认知领域分类方法，在翻转课堂教学模式下，在课前，学生主要完成低水平的工作(获得知识，理解知识)；在课内，在教师的指导和小组同学的帮助下，学生完成更高层次的认知工作(应用、分析、综合和评估)[5]。

生物统计学是生物科学专业的基础课程，也是一门工具性课程。通过本课程学习，学生可以掌握基本的统计分析方法，获得试验设计、试验数据分析的基本能力，为随后毕业论文的试验设计、数据分析甚至今后从事的科学研究工作奠定基础。由于该门课程自身的特点，教学时既要注重理论性的传授，又要重视解决实际问题能力的培养。传统课堂上在教师教与学生学的过程中，师生彼此都感到了一定的难度。因此，有必要改变目前生物统计学教与学的现状，积极探索新技术、新方法在教学中的运用，提高教学效果和学习效果。为此，我们以李春喜主编的《生物统计学》(第5版)[6]为教材，依托学校网络教学综合平台，以微视频为主要教学资源，配以教案、课件、自测题等教学资料，开展翻转课堂教学模式教学实践。翻转课堂教学模式设计见图1。

图1 基于网络平台翻转课堂教学模式图

一、生物统计学翻转课堂教学模式

(一)课程资源的开发建设

在生物统计学课程中，并不是所有的教学内容都适合实施翻转课堂教学，如一些概念知识。因此，首先要根据教学目标，按章节将知识点进行梳理，把适合翻转课堂教学的内容筛选出来；然后根据具体情况进行教学设计以及教学资源的开发。

实施翻转课堂教学必须为学生提供能够在线学习的视频资源，这些视频资源不再是以“课”为单位，而是以“微课程”为单位。微课程视频资源的质量直接影响翻转课堂的教学效果。微课程(Micro-lecture)是一种教学主题集中、相对独立又相互联系的“微”学习资源。一个微课程应该有一套完整的教学设计，主要以微视频的形式呈现；此外，还包括其他形式的多媒体资源，如电子文本、PPT课件等[7]。在制作生物统计学微课程视频资料时，采用的是“录课软件+解说词”式的制作方法，利用录屏软件录制数学推理过程和操作过程的视频，配以教师讲解并添加字幕。针对不同教学内容，采用不同的教学模式：对于统计学原理相关知识学习，采用单一知识点讲授模式；对于统计分析方法在生物学中的应用，采用案例分析式教学模式；对于统计软件的操作与应用，采取结合案例演示操作的教学模式。微课程视频以及相关的教案、课件、测试题等教学资源制作完成后，均上传至学校的网络教学平台上，供学生在课下自主学习。

(二)课程教学实施

翻转课堂教学的实施分为课前和课中两个阶段。在课前阶段，任课教师根据教学进度通过网络教学平台，以“我的通知”的形式使学生提前明确课程的学习任务和要求，引导学生有目的地开展课外自主学习。学生先通过观看相关微视频进行自主学习，然后通过对应的自测题来检测自己对知识的掌握情况。在学习时如果学生有自己无法解决的疑难问题，可以在网络平台讨论区提出自己的问题，由其他同学帮助回答、解决，而教师则无须立即参与。只有在学生都无法正确解答的情况下，教师才可参与讨论，引导学生逐步解决问题。通过网络教学平台，教师可以收集和掌握学生的基本学习情况，如不同学生的参与度、学生的讨论话题、学生自测题对错的比例等。这些基本资料为教师实施翻转课堂教学提供依据和参考。

课堂教学是翻转课堂实现教学目标最重要的阶段，也是促进学生知识内化的阶段。在该阶段，教师不但要帮助学生加强对知识的理解，更要帮助学生提高知识的应用能力和分析解决问题的能力。整个课堂活动又可分三步实施。第一步，通过学生之间的讨论交流，解决个别学生在课前学习时仍然存在的问题；对于课前学习中多数学生表现出的共性问题，教师则分类集中引导学生解答。这一步重在加强学生对基础知识的理解。第二步，教师根据课程教学内容，设计出一系列跟实际生物学研究联系紧密的统计学应用问题；学生以小组为单位，选择感兴趣的题目；在教师的指导下，小组内各成员分工协作，分析、解决问题，形成一个统一的意见。第三步，在课堂上每个小组呈现一个他们认为最佳的解决方案，接受和解答其他小组的质疑。即学生通过探究性的小组协作学习，促进知识的内化和迁移。在学生讨论的过程中，教师掌控班级整个局面，在学生需要的时候给予指导。各个小组均完成自己的任务后，由任课教师进行全面总结、评价。

如果课堂中有不能立即解决的问题，学生在课后仍然可以通过网络平台提出问题并发布自己的观点。学生还可以提出新的问题，教师和学生一起讨论，不断总结、完善，弥补课堂讨论时间有限的不足。

(三)总结反思阶段

实施翻转课堂教学需要不断地总结完善，适时调整。如通过调查，了解学生对翻转课堂教学的看法；通过章节测试，从学生的成绩中检查教学效果，等等。对实施过程中获得的有益成果以及存在的问题进行全面分析，及时调整不适合翻转课堂教学的内容，不断完善教学资源，改进教学设计，以达到不断提高教学效果的目的。

(四)翻转课堂教学模式应用实例

经过前期准备，在生物统计学课程中的“试验资料特征数的计算”[6]一节实施翻转课堂教学。首先，在生物统计学课程的学校网络教学平台的“通知”栏发布学习通知，告知本节课所要学习的内容、掌握的知识点以及完成的学习任务，并在“作业”栏发布学生自测题(均为选择题)，作业提交截止时间设在课堂教学的前一天，学生完成作业提交后即刻显示成绩。视频资源采用录屏软件录制，依次显示算术平均数、中位数、众数、极差、方差、标准差、变异系数等的概念、计算方法以及利用Excel计算这些统计数的函数调用过程，配以教师的讲解和字幕。其次，学生在课前通过视频自学并完成自测题。第三，在课堂教学中，主要设置一些问题引导学生探讨、发现解决办法。例如，给出一些事例的数据，请学生判断选择哪一种方法适合平均数的计算；让学生举出一个简单的平均数、中位数和众数都是同一个数的例子，看看它的频数分布图有什么特征；在文献[6]“练习题2.10”中，如果每个数加上或减去2以及每个数乘以或除以2，数据的方差、标准差会发生怎样的变化；根据文献[6]“练习题2.10”的统计结果，给出一个可能合理的生物学解释，等。最后，教师根据学生的解答，总结这些特征数的性质及应用。

网络教学平台后台统计数据表明，某些章节实施翻转课堂教学后，学生利用网络教学平台学习的时间明显比传统课堂教学模式多。特别是告知学生这些项目将计入平时成绩后，学生观看教学视频和按时完成自测题的比例越来越高。对学生口头谈话调查的结果也表明，在翻转课堂教学模式下，学生感觉在课堂上被提问的可能性很大，因而需要在课前自学，而准备充分的同学又更愿意在课堂上主动发表观点。

二、需解决的关键问题

生物统计学课程中的概念一般都比较明确，数学推导步骤比较明晰，统计软件的应用操作步骤也可以通过视频呈现。因此以微视频为主要资源载体，依托网络教学综合平台，可以帮助学生在课外完成知识性的学习。在课内，学生通过小组合作学习的方式进行探究性学习，促进知识的内化，提高课堂教学效果。与传统课堂教学模式相比，在生物统计学课程实施翻转课堂教学后，学生的学习积极性和参与度有所提高，但由于实施的时间较短、范围较小，长期的效果如何目前还不能给出一个明确的判断。在实际应用中，我们认为有一些关键问题需要解决，一些关键环节需要完善。

从学生方面来说，一要保证学生在课前认真进行深入地学习。在网络平台上，学生通过生物统计学课前自测题检验自己对一些概念性知识的掌握情况。这些问题一般是封闭式的，答案比较明确，教师根据总体回答情况判断学生的学习状态。而实际情况并非如此，有的学生的自测题是由别的同学代为完成，或者抄袭、复制别人的答案，即无法保证学生在课外真正自主学习，深入学习。二是在课堂教学阶段，教师应如何提高学生的参与积极性，如何保证每个学生都积极参与、积极思考。在翻转课堂教学中要求学生主动学习，以小组合作的方式学习，以批判性思维来完成知识的内化，而这些恰恰是中国学生所缺乏的。如果在课堂中学生只是被动参与，甚至有部分学生根本不参与，则课堂教学目标无法完成。因此，面对翻转课堂，学生需要改善学习习惯。

从教师层面来说，一是要有高质量的教学资料，如经典的统计学数据和案例。翻转课堂不仅要有丰富的微课程视频、课件、教案、测试题等教学资料，而且还应通俗易懂，具有启发性。课内教学活动的设计不仅要密切联系课前的教学、学习任务，还要从学生实际出发，选择真实或近似真实的教学案例，充分调动学生的学习积极性，促进学生知识的内化。而这些仅靠一位任课教师是不够的，必须由多位教师合作完成，以保证质量和效果。二是要改革课程评价体系，重视过程评价。在翻转课堂教学模式下，课外学习也是课程教学中的一个重要组成部分，如果课程考核结果仍是以期末考试一张试卷来评价，忽视学生平时的努力，则会降低学生平时的参与积极性和参与度。

三、小结

《教育信息化十年规划(2011—2020)》指出，“教育信息化的发展要以教育理念创新为先导，以优质教育资源和信息化学习环境建设为基础，以学习方式和教育模式创新为核心。”这种“学习知识在课外，内化知识在课堂”[8]的翻转课堂教学模式，和以微课程教学资源为主体的教学模式，在生物统计学课程教学中已取得了一定效果。坚持和完善这一新的教学模式，可以很好地促进该门课程的教学，提高学生的学习效果。

[1]白聪敏.翻转课堂：一场来自美国的教育革命[J].广西教育，2013(8):37-41.

[2]何朝阳,欧玉芳,曹祁.美国大学翻转课堂教学模式的启示[J].高等工程教育研究，2014(2):148-151,161.

[3]潘炳超.翻转课堂模式应用于高校教学的实验研究[J].电化教育研究,2015,36(3):83-88.

[4]穆湘兰,刘范美.基于网络学习平台的翻转课堂教学设计与实践——以公共教育学为例[J].韶关学院学报，2015,36(1):162-165.

[5]BISHOP J L,VERLEGER M.The flipped classroom: a survey of the research[C].120thASEE Conference Proceedings，2013,23:1-18.

[6]李春喜,姜丽娜,邵云,等．生物统计学[M].5版.北京：科学出版社，2013.

[7]阮彩霞,王川.微课程的概念、特点和理论基础[J].课程·教材·教法,2014,34(11):16-22.

[8]何克抗.学习“教育信息化十年发展规划”——对“信息技术与教育深度融合”的解读[J].中国电化教育,2012(12):19-23.

(责任编辑 邓 颖)

On Flipped Classroom Teaching Mode of Biostatistics Based on Network Teaching Platform

Wang Weigen Ou Chun Sui Juanjuan

(School of Biology and Food Engineering, Fuyang Normal University, Fuyang Anhui 236037)

According to the features of Biostatistics course, grounded on the university web-based teaching platform, and taking micro-lectures as a main carrier for teaching resources, a flipped classroom teaching mode was designed based on the network teaching platform. The issues existing in the implementation of flipped classroom teaching mode were analyzed and discussed, thereby providing a reference for further large-scale implementation of flipped classroom teaching mode in Biostatistics.

Biostatistics; web-based teaching platform; flipped classroom; micro-lecture

10.16169/j.issn.1008-293x.j.2017.11.019

G642.421

A

1008-293X(2017)11-0104-05

2017-03-12

国家卓越农林人才教育培养计划资助项目(教高函〔2014〕 7号)；安徽省高校教研资助项目(2015jyxm223；2015jyxm221)；阜阳师范学院本科教学工程资助项目(2016WLKC31)

王魏根(1975- )，男，安徽宣城人，阜阳师范学院生物与食品工程学院讲师，研究方向：水生动物学。