Blending Learning教育思想指导构建生物化学实验课教学模式

陈群力，刘建成，马灵筠，万学东

(河南科技大学医学院生物化学与分子生物学教研室, 河南 洛阳 471003)

医学生物化学是五年制医学生的基础必修课，生物化学实验课是对生物化学理论内容的践行与巩固，是培养医学生动手能力、分析能力、创新思维和创新能力的重要手段。以往我们对生物化学实验课进行过多次教改，包括教学内容的细分与优化、教学方法的丰富与选择、教学手段的补充与更新、考核方式的改进与完善等[1],但很少触及指导教学的教育思想和教学观念，“以教师为中心”的教育思想和传递-接受式教学观念始终主导着生化实验教学，“凯洛夫五段教学法”是主要的教学模式，教师对讲授法、演示法、归纳法等体现教师主导地位的教学方法都能驾轻就熟、如臂使指。然而，随着网络化、信息化时代的到来，随着2015年“大众创业，万众创新”号召的提出，以工业化为背景的传统教育思想、教学模式和教学方法都已不能适应新时代的要求，为此自2016年始，我们大胆尝试，以Blending Learning教育思想指导实验课教学，将网络资源和微课等信息技术引入课堂，构建出既不“以教师为中心”也不“以学生为中心”的学教并重的新型教学模式——七段教学法。经过近三年的实践，取得了良好的效果，在所有17个实验项目中都达到了“人人都动手，组组有结果”的基本实验目标，半数实验项目更是达到了“结果都不错”的更高目标。

1 Blending Learning教育思想的产生与内涵

教育思想是指导教师进行教学活动的总纲，目前影响力比较大的教育思想主要有“以教师为中心”的教育思想、“以学生为中心”的教育思想和Blending Learning(混合式学习)教育思想，用不同的教育思想来指导教学，所构建的教学模式和选择的教学方法是截然不同的。

1.1 传统教育思想与现代教育思想的产生与比较

“以教师为中心”的传统教育思想源于19世纪上叶，德国著名心理学家、科学教育学奠基人赫尔巴特所提出的“教师中心、教材中心、课堂中心”的教育教学观念[2]，至20世纪上叶，前苏联著名教育学家凯洛夫继承并发展了赫尔巴特的教育思想，他认为上课是教学的基本组织形式，充分肯定教师在教育和教学中的主导作用，并强调教科书是学生获取知识的主要来源之一[3],并在此思想指导下，将整个课堂教学过程分为五个基本环节：组织教学、复习旧课、讲授新课、复习巩固、布置作业[4]这就是著名的凯洛夫五段教学法，是建国至今主导我国大中小学课堂教学的最主要教学模式，也是我们教学改革的重点对象。

“以学生为中心”的现代教育思想源于20世纪上叶，进步主义教育思想的奠基人杜威所倡导的“以儿童为中心、以活动为中心、从做中学”的教育理念，他认为必须以儿童个人的直接经验为起点，并强调对直接经验加以组织、抽象和概括，反对将成人和专家编就的以完整逻辑体系为表现形式的教材作为教育的起点[5]；在这种思想指导下，他提出了五步探究教学法：一是疑难的情境；二是确定疑难的所在；三是提出解决疑难的各种假设；四是对这些假设进行推断；五是验证或修改假设[6]。杜威的这种教育思想和教学模式对美国整个20世纪的学校教育都起到了深远的影响，直至20世纪末和21世纪初，以美国教育技术学领域的第三代领军人物乔纳森为代表的激进建构主义者将“以学生为中心”的教育思想推到了顶峰，成为当时国际、国内教育界最先进、最流行的理念。

传统教育和现代教育是由截然相反的两种教育思想所支配，前者强调教师主导教学，将知识传授或灌输给学生，学生只能被动接受，后者推崇学生通过自己动手、动脑在实践中探索、总结来获得知识，教师反而只是陪衬，这两种教育的优缺点已为教育界共识，传统教育有利于教师组织教学、监控教学进程、传授知识，有利于学生掌握系统化的知识和技能，不足之处是不利于学生自主学习、合作探究，不利于学生培养发散性思维、批判性思维和创新性思维，而这些正是我国目前经济转型、产业升级所急需和欠缺的；现代教育的优势在于有利于学生自主学习、合作探究知识，有利于学生养成独立思考和自我矫正的习惯，有利于学生培养创新意识和创新能力，但不利于学生掌握系统化的知识和基础专业技能，而这正是前些年美国基础教育退步的重要原因[7]。

1.2 Blending Learning教育思想的产生与内涵

鉴于以上两种教育思想指导下的教学都有明显的缺陷，在以计算机和互联网为代表的电子化、网络化、信息化日益充斥我们生活各个方面的今天，国内外许多教育学家开始尝试将这两种教育思想相互结合，取长补短，构建出Blending Learning的新概念。

2004年，北师大著名学者何克抗教授首次撰文向国内介绍并深入分析了Blending Learning新概念，他认为所谓Blending Learning(混合式学习)就是要把传统学习方式的优势和E-learning(即数字化或网络化学习)的优势结合起来,也就是说,既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用,又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。目前国际教育技术界的共识是,只有将这二者结合起来,使二者优势互补,才能获得最佳的学习效果[7]。之后，华南师范大学李克东教授也撰文指出：混合式学习形式上是在线学习与面对面学习的混合，但其更深层次是包含了基于不同教学理论(如建构主义、行为主义和认知主义)的教学模式的混合，教师主导活动和学生主体参与的混合，课堂教学与在线学习不同学习环境的混合，不同教学媒体的混合，课堂讲授与虚拟教室或虚拟社区的混合等[8]。

从这些专家的表述中可以看到，混合式学习紧紧围绕着两条主线，一是以多媒体、计算机、互联网、智能手机、微课等为代表的现代信息技术与以粉笔、黑板、书本等为代表的传统课堂的结合；二是“以教师为中心”的传统教育思想与“以学生为中心”的现代教育思想的结合。在课堂上，教师不仅要讲授内容、启发、引导学生，还要为学生创设情境、提供信息资源、组织合作学习、指导自主学习和研究性学习等；学生不仅仅是知识灌输的对象和外部刺激的被动接受者，更是信息加工的主体、知识意义的主动建构者。在这种思想指导下，近年来在国内外出现了一些影响力较大的学教兼顾的新型教学模式，如翻转课堂模式、泰微课+洋思模式、跨越式教学模式等[9]。

2 混合式学习在生物化学实验教学中的应用

2.1 凯洛夫五段教学法是以往生物化学实验课的主要教学模式

以往我们曾对生物化学实验课进行过多次教改，但都很少触及教学观念，指导我们实验课教学的理论基础依然是“以教师为中心”的传统教育思想，教学模式也还是经典的凯洛夫五段教学法，具体教学过程如下：

组织教学：要求学生停止说话，保持安静，宣布开始上课，说明本次实验的名称，如有需要可以点名。

复习旧课：讲评上次实验报告和实验中出现的问题。

讲授新课：教师依次讲授本次实验的目的、原理、操作步骤和临床意义，解释操作中常出现的问题、实验中可能遇到的现象以及注意事项；如果实验中需要用到新的仪器设备(如微量移液器、分光光度计、电泳仪、离心机、PCR扩增仪等)，教师则要讲解并演示它们的使用方法；教师在以上讲解过程中，间或与学生互动，活跃课堂气氛。之后，教师宣布实验开始，学生按组展开实验，教师时常到学生中观察、指点，回答学生提出的问题。

复习巩固：学生操作结束后，教师总结实验中出现的问题，点评个别组的实验结果。

布置作业：要求学生课后认真书写实验报告各小组清理自己的实验台，值日生打扫实验室卫生。

2.2 混合式学习教育思想指导下的生物化学实验课教学模式的构建

随着教学改革的深入，我们逐渐认识到传统教育已不再适合当下的网络化和信息化时代，自2016年始，我们尝试用混合式学习教育思想来指导实验课教学，仔细琢磨翻转课堂模式和泰微课+洋思模式等新型学教兼顾的教学模式，经过近三年的实践，初步形成了适合生物化学实验课教学的学教并重的教学模式：七段教学法。

微课、智能手机和网络是开展实验课七段教学法的必备条件，目前，我们已经制作了十余个微课，如微量移液器的使用、分光光度计的使用、血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳、动物肝脏DNA的提取等，每个视频长约5分钟，上课前教师将相关微课通过实验班的学委共享在班里的QQ群中，以便学生在课前、课中或课后利用智能手机观看。与翻转课堂模式要求学生课前深度预习不同，我们仅要求学生提前10分钟到教室观看微视频，而不必另外花大量课余时间预习。分组实验、合作学习也是实施七段教学法的前提，我们通常将实验班分成8组，每组4～5人，实验中以小组为单位开展实验操作、问题讨论、结果展示等活动。七段教学法的具体过程如下：

原理学习：教师在PPT上根据实验原理提出几个问题，学生带着这些问题阅读实验指导，并找到问题答案。一些实验原理比较简单，学生在阅读实验指导后就能找到答案，但有些问题难度较大，除了阅读原理外，还需手机上网搜寻信息，通过小组讨论，才能给出答案，如在“蛋白质的变性、沉淀、凝固”这个实验中我们提出了三个问题：①奶酪在制作过程中用到了实验中的哪个原理？②内酯豆腐的制作过程中用到了实验中的哪个原理？③石膏豆腐的制作过程中用到了实验中的哪个原理？学生必须借助网络和小组讨论才能给出答案。学生阅读原理后，教师按照组别依次让每组回答一个问题，组员一人回答，余者提醒、补充，教师也可适时针对学生的回答进行修正、补充和扩展。这一阶段大约需要10～15分钟。

操作步骤学习：与上一步类似，教师在PPT上针对操作步骤提出几个问题，学生阅读实验指导后，找到答案，有难度时可小组讨论或上网搜索。如果本实验有相关微课，学生可用手机观看，以了解仪器设备的使用和熟悉操作步骤。例如，在“肝糖原的提取与鉴定”中我们提出了两个问题：①研磨好的肝匀浆需要用滤纸过滤，滤纸是否需要润湿，若需，用何润湿，为什么？②肝糖原的盐酸水解液为什么要先用氢氧化钠中和，再与班氏试剂反应，可否不用氢氧化钠中和，直接与班氏试剂反应？虽然实验指导上没有现成的答案，但学生经过思考和小组讨论，也能很快给出答案；学生阅读操作步骤后，教师组织学生按组别回答问题，每组一题，教师补充。这个阶段大约也需要10～15分钟。

动手操作：学生以小组为单位按照操作步骤展开实验，如有需要，可随时观看相关微课；教师巡视课堂，观察学生操作，回答学生提问。这个阶段是实验课的重点，大约需要60～90分钟，占一次实验课三个学时的1/2到2/3。在此阶段，有两个教学方法特别适用，一是“轮流取样法”，我们有8个实验的第1、2步需要学生到讲台前取样，如在醋酸纤维薄膜上点样、用微量移液器向试管中移取血清或标准液、称量动物肝脏等。以往在教师宣布开始动手操作时学生变一窝蜂地涌到讲台前加样、取样，既容易操作失误，也不利于教师的观察与纠错。采用轮流取样法后，按照1～8组的顺序依次到讲台前加样、取样，一次一组，不仅学生不用争抢实验样品，教师也能及时观察纠错，其余组的学生还可继续研究操作步骤、观看微视频或思考前面的问题，教室里秩序井然。二是“一对一组操作法”，即一组学生在教师面前操作仪器，教师从旁指导，肯定正确操作，纠正错误行为，如用分光光度计测定样品吸光度、向琼脂糖凝胶梳孔中加样等，至少有9个实验可使用这种方法。

结果展示：学生动手操作完毕后，各组都有了自己的实验结果，此时，教师组织实验班学生按组依次向全班发布自己的实验结果和结果分析，以便各个小组明了自己的结果与别组的异同。

总结归纳：教师根据实验中出现的问题和学生展示的结果，进行归纳总结，对表现好的小组和学生进行表扬。学生的结果展示和教师的归纳总结大约需要20分钟。

兵教兵：这是从泰微课+洋思模式中借鉴来的[10]，就是让小组中会的学生教不会的学生，让接受过教师亲手指点的学生教没有接受过指点的学生。由于实验样品、试剂、器材和时间等是有限的，教师在“一对一组操作”时只能亲手指导1～2名学生进行操作，其余组员只能旁观，没有动手机会，在此阶段，按照1～8组的顺序依次到需要操作的样品或仪器前进行操作，让没有机会动手的学生操作，刚才操作过的学生充当“小老师”从旁指导，这样可达到“人人都动手”的目的。这一阶段不用另占时间，放在第三部动手操作阶段即可。

整理值日：各组学生将使用过的试管用自来水冲洗干净，倒扣在试管架上，将试剂瓶等摆放整齐，值日生打扫实验室卫生。

2.3 两种教学模式的比较

在传统的实验课五段教学法中，实验原理、操作步骤甚至实验结果都由教师讲授，学生被动接受，很少有机会独立思考，学生动手操作时，教师也很少参与，知识主要从教师的讲授和实验指导中获得；但在新型的七段教学法中，学教并重是其特点，教的主体教师和学的主体学生充分Blending。在原理学习和操作步骤学习这两个阶段中，都是教师先提出问题，学生通过自主学习和小组讨论找到答案，教师再组织学生按组轮流回答，并做补充，教师的主导和学生的主体都充分体现。在动手操作阶段，本来只需学生动手，但教师通过“轮流取样法”和“一对一组操作法”也参与进来，不仅使实验室秩序井然，而且督促了每一组学生的动手操作，为“组组有结果，结果都不错”提供了保障，避免了以往每班只有三四组实验结果的现象，可见，这一阶段也同时体现了教师的主导作用和学生的主体地位。此外，学生不仅可以从教师的讲授和书本上获得知识，还能够通过观看微课、搜索网络等获得有效信息，这也是混合式学习的主要特征之一。

我们对2017级临床专业两个班的69名学生进行了问卷调查，结果显示绝大多数学生都非常认可我们的七段教学法。在问及“你更愿意在哪种教学模式下学习”时，72.6%的学生选择了“学教兼顾的混合式学习”，只有1.4%的学生选择了“以教师为中心的传统教学模式”，其余26%学生选择了“以学生为中心的自主探究、合作探究式学习”。在问及“与传统教学模式相比，混合式实验七段教学法是否更有利于培养你的动手能力、综合分析能力、合作协调能力和创新思维能力”四个问题时，回答“是”的学生占比分别为86.9%，94.2%，91.3%和84.1%，回答“感觉不明显”的学生占比分别为10.1%，5.8%，7.2%，15.9%，而回答“否”的学生占比更少，分别为2.9%，0，1.4%，0。受调查的学生对实验微视频的作用也给予了肯定，33.3%的学生认为微视频“有很大帮助”，62.3%的学生认为“有一定帮助”，只有2.9%的学生认为“没有帮助”。以上调查结果充分证明了学生对我们教学模式和方法的肯定，也坚定了我们对传统教学模式进一步改革的决心。

3 主导、主体、主场、主管在实现教学目标中的作用

“人人都动手，组组有结果，结果都不错”是我们制定出来的不高也不低的基本实验教学目标，说他不高，是因为还有许多更高的目标等待实现，如培养学生的创新意识、创新精神、创新能力以及科研素质、科研能力、科研精神等，说他不低，是因为至今还没有达到这一看似简单的教学目标，而要达到这个教学目标，需要教师的主导作用、学生的主体地位、实验人员的主场责任和主管领导的协调能力共同发挥才能实现。

3.1 新型教学模式既发挥了教师的主导作用，又体现了学生的主体地位

教师是教学的主导，主导作用的发挥既不能“过”也不能“缺”，越俎代庖和放任自流是教师在实验课中常见的两种现象。有些教师对待学生就像对待孩子一样，怕他们这做不好那做不好，做不出实验结果，干脆亲自下手，替他们加样、取样，替他们抽血、测定，该替的不该替的都替了，结果学生对教师的依赖心更强了，动手机会更少了；有些教师的做法与之相反，在宣布学生开始动手操作后，大胆放手，不管学生加样、取样是否准确，不管仪器使用是否正确，任由学生自由发挥，结果一群学生围在讲台前争先恐后地加样取样，一群学生围在仪器前指指点点，而有些学生在座位上玩手机、侃大山，等着抄别人的实验报告，整个实验室没有一点组织性、纪律性，实验结果也没有保障。

学生是实验课的主体，主体地位的发挥需要学生积极动脑、主动操作，然而有些学生则不然，当教师宣布动手操作时，他们眼中一片茫然，忘了教师的讲解、记不起微课中的示范、也不去看操作步骤，张嘴就问：“老师，下一步该做什么了？”“老师，我这样做对不对？”。

以上教师和学生中出现的现象通过实验课七段教学法都能得到改善或解决。“轮流加样法”和“一对一组操作法”保证了每一组学生都必须动手，而且教师就在你面前，学生操作一会比较认真，二也不怕出错，错了教师会马上指正，对教师而言，学生就在你眼皮下操作，也不用过分担心实验结果差得太远；“兵教兵”环节是让会的组员教不会的组员，是实现“人人都动手”的重要教学策略之一；“结果展示”对每组学生也是一种鞭策，谁也不想自己小组的实验“次次没结果，结果都不好”，否则在全班同学面前情何以堪。

3.2 成功的实验课离不开实验人员的辅助与主管领导的协调

实验室是实验人员的主场，教师和学生都要在这里开展实验，实验样品、试剂和仪器设备等都需要实验人员的用心准备，这是“结果都不错”的最基本保障，试想如果“动物肝脏DNA提取”中动物肝脏不新鲜、实验用的蛋白溶液和淀粉溶液因天气炎热发生了变质、一些试剂因存放时间过长出现了变性等，学生都不可能做出正确的实验结果，因此，没有实验人员主场支持，实验课教改很难有突破性进展。

教研室的教师、实验班的学生和实验室的实验员分别属于不同的部门，在合作教学中难免会出现这样的问题、那样的矛盾，难以解决的困难，此时就需要主管领导出面调停，解决问题，为每一个实验项目的顺利实施保驾护航。

4 结语

经过近三年的教改，在混合式学习教育思想的指导下，我们构建了实验课“七段教学法”这一新型学教并重的教学模式，改变了教师和学生在教学中的角色，将微课和网络引入教学，在所有实验项目中做到了“人人都动手，组组有结果”，半数达到了“结果都不错”的目标，将培养学生创新意识、创新精神、创新能力的更高目标落到了实处。