基于“翻转课堂”的医学高校生物化学实验室开放教学模式探讨

郭寰宇，史文婷

（长春中医药大学，吉林 长春）

生物化学是医学院校重要的基础学科，是采用化学的原理与方法研究生物体的化学组成、结构及其在生命活动过程中化学变化的科学。它涉及的理论和技术在基础医学和临床医学的各个学科均有渗透及交叉，学习并掌握生物化学理论知识和基本实验技术已成为医学专业学生的必备能力[1]。

生物化学实验教学是使学生充分理解理论知识，培养实验操作技能，激发创新意识，提高创新能力的重要环节。区别于传统实验教学模式，生物化学实验室开放教学在提高实验室资源使用率、培养学生实践和创新能力、跨专业教学的实现、提高教师自身素质水平等方面的具有潜力和优势。实验室开放教学特点以时间、空间及实践内容上的开放为主。学生在完成常规理论及实验教学任务的前提下，充分利用教学实验室中各种资源如师资、场地、设备仪器和其他等，进行课下实践学习[2]。

一 生物化学实验室开放存在的问题

（一）实验室开放程度不高

部分高校受校内教学规划的影响，生物化学教学以理论课为主，理论课时多且课程安排紧凑，实验课时相对较少。实验室开放教学内容也只是限定为某一部分，时间规定在特定时刻。实验教学结束后，实验室大部分时间处于关闭状态。在这种实验室开放模式下，实验室应有的价值难以得到体现，造成实验室资源浪费；不利于培养学生的创新性思维，抑制学生参与实验的积极性，无法帮助学生提高综合实践能力。

（二）实验室信息化建设进程缓慢

在传统的实验室开放教学过程中，教师主要依据专业课教材和实验教材资源拟定开放内容，这终归是局限和滞后的[3]。随着信息化技术的飞速发展，开放的实验教学也应更加注重数字化、虚拟化等信息技术手段在实验室建设中的应用。以此摆脱传统治学观念、教学环境等因素对实验教学、科研等方面的限制，充分发挥实验室技能型、创新型人才培养基地的作用。当前，由于受资金投入不足或无、相关设施配制规模有限等因素影响，一定程度上制约了实验室数字信息化的建设进程[4]。

（三）无科学的实验室开放管理体制

实验室开放教学的根本目的是鼓励并提倡学生进行自主式学习，突出学生主体地位。实施起来会出现参与人数多，人员流动大，仪器设备使用率提高，维护工作量增加等问题，另外，生物化学实验中会涉及易燃、易爆、有毒等危险化学品，要求实验室开放特别重视安全管理。但目前实验室管理模式陈旧，求新意识淡化；开放过程中职责划分不清，严重影响实验室开放教学[2]。

二 “翻转课堂”的概念

（一）“翻转课堂”理念的发展

“翻转课堂”理念其实古已有之，古希腊的苏格拉底认为，教师的任务不只是传播真理，而是做新生思想的“产婆”，即“产婆术”[5]。孔子的“不愤不启，不悱不发”代表了中国古代教育思想家所强调的启发式教学，重问题意识。孔子云：“不愤不启，不悱不发，举一隅不以三隅反，则不复也”[6]。此为“翻转课堂”理念的萌芽阶段。

到了19 世纪初，新型的研究型大学开始在欧洲创建，大学教学的主要方式是柏林大学的“习明纳”，即在教授的指导下，学习者组成研讨小组，搜集资料，集中讨论教授确定的主题。“习明纳”学习环境自由、宽松，现实交互得以很好实现，个体行动者被充分激活[7]。“习明纳”成为“翻转课堂”理念的重要变革。同时期，西点军校采用的教学模式已具备翻转课堂的雏形，即在课前将资料分发给学生，要求他们以核心内容进行预习准备并结合批判性思考，总结问题，在课上以小组间协同的方式解决问题[8]。 历史已进入21 世纪，信息技术突飞猛进。麻省理工学院在2001 年启动“开放课件项目”（OCW），学习者可利用互联网免费学习在线平台公开发布的高质量课程资源，此举开启了在线教学资源共享学习的先河。“翻转课堂”在信息技术大发展的背景下具有了现代意义。

（二）正确理解“翻转课堂”理念

“翻转课堂”以“问题”或“任务”为导向，现代信息技术为手段，转换教者与学习者的传统角色，突出学生的主体地位。营造个性化学习氛围，实现创新型人才培养。

1.培养学生创新能力是“翻转课堂”的核心主旨

在传统教学中，学习者受困于教者的主宰和知识的权威，被动学习、被动吸收，难以适应创新型人才发展需求。翻转课堂是一种培养技能型和创新型人才的有效手段[9]，学习者可以通过网络媒体、文献、实验等多种形式进行知识探究，拟定解决方法，甚至产生原创性知识，突破学术权威，激活批判性思维，唤醒创新意识。

2.实现个性化培养是“翻转课堂”的直接目标

在传统课堂中，学习者由于在时间、空间及接受内容的一致性导致异质性无法充分体现，个性化学习和个性化培养难以体现。翻转课堂试图利用各种信息渠道，满足学习者自主选择学习内容、学习节奏的需要，真正实现个性化学习与培养。

3.激活个体行动者是“翻转课堂”的基本方式

社会组织理论认为，个体行动是发生在组织中行动者个体之间的自愿行为，是建立在信任、意愿、期望、习惯基础上的自愿行为，个体行动者的自主性始终居于若干行动链条中，行动者始终是积极的、自主的[10]。翻转课堂通过利用媒体技术调动了学习者的感官系统，实现知识内化，达到由“知识本位”向“行为本位”的教育转型[11]。

4.教学双过程重构是“翻转课堂”的主要途径

要实现翻转课堂，首先要建立教者与学者平等、民主、和谐的关系，教者要转变为教学幕后的指导者，引导学者学习；学习者要转变为问题的 “质疑者”和 “探索者”，突出学者的主体地位，重构学者与教者双主体。学习者决定教学过程。其次要打破学者学与思、行的主次关系，应当学、思、行并举。

5.“翻转课堂”的预期效果

以翻转课堂获取知识的渠道多样，打破僵化的知识体系，以此形成开放性知识，促进知识生成与发展过程。同时，学生养成科学精神，增强科研技能，提高创新意识。

三 “翻转课堂”在生物化学实验室开放教学中的应用

依据“翻转课堂”的理念并针对生物化学实验室开放教学仍存在的问题，本文将探讨如何在医学高校生物化学实验室开放教学中应用“翻转课堂”理念，形成新的实验教学模式。

（一）建设实验教学多媒体平台

数字化、信息化是实现翻转课堂重要保障之一。利用校内计算机网络、自媒体小视频、微信公众号等多种信息传递技术建设一种可进行虚拟实验教学的多媒体平台。内容包括所有与生物化学专业相关知识、实验技术等，满足学生在课下提前预习，拓宽学习范围，查阅资料等自主学习需求，并且不受时间、空间的限制。学校应加大在此方面的建设力度，提供实验室开放教学翻转课堂施行的有力保障[3]。

（二）提高实验室开放程度

翻转课堂强调学生的主体地位，在教师的引领下，学生应成为实验项目的思考者、设计者、实践者和创新者。生物化学实验室中可设计项目和生命科学前沿领域相关性高，种类多，仪器设备齐全，应该充分发挥其课下作用，调动实验室中的一切资源对学生开放，以满足学生利用业课余时间在实验室中进行实践的需要，使教学实验室成为课下良好的培养实验技能，提高创新能力的学习场所，更好地激发学生参与实验的热情以及探索知识的欲望。

（三）合理设置“问题”内容引导学生实践

教师在生物化学理论或者常规实验课上，要精心设计一些具有启蒙性的问题，充分调动学生兴趣和思考的积极性。激励学生在课下利用多种渠道搜索和学习相关内容，鼓励学生提出质疑，设计解决方案并积极实践。根据学生接受的知识层次不同，使学生对生物化学实验的认识由浅至深。

1.基础引导

针对刚刚接触生命科学和生物化学的大一和大二的学生进行基础引导。教师可在课上充分介绍实验对本学科的关键作用，强调学科的理论知识都来自科学家前人艰辛的实验探索。引导学生主动在课下到生化实验室参观，对生物化学实验环境和器材有初步的认识。另外可安排实验技术教师指导常用器材的使用方法，为学生打好技能基础。在进行常规验证性实验教学过程中，教师可引导学生对完成的实验提出改进意见，设计方案，鼓励其在开放实验室中进行实践，并在课堂上进行总结和分享。基础引导将养成学生良好的实验习惯，提高学生对实验科学的认识，为激发创新意识埋下伏笔。

2.综合训练

在理论教学与基本的实验教学结束之际，教师可向学生布置综合实验的题目，题目只涉及项目名称和欲达到目的内容。学生根据已学到的知识和实验技术，自主设计实验方案，并以小组的形式在课上进行讨论，课下在开放实验室中实施方案，回到课上再进行总结与讨论。以此锻炼学生的科研思维，进一步激发其探求知识的兴趣与欲望，学生不断开阔思路，勇于创新。

3.参与科研项目

教师可根据学生的平时表现，选拔出实验习惯良好，实验技能扎实，创新能力强的学生参与到自己的科研项目中，为其提供更高层次的实验条件，熟悉科研环境，掌握精尖仪器的使用和科研方法，为学生将来从事科研工作奠定基础。充分发挥实验室翻转课堂个性化培养作用。

四 结语

网络信息技术不断发展，丰富和拓展了翻转课堂的资源，翻转课堂理念与模式也更加深入到不同学科的教学过程及过程中的各个环节。生物化学课程注重实践及应用性，实验是其教学的重要一环，实验教学效果的优劣很大程度决定着学生学习和实践素质[13]。实验室开放教学是高校实验教学改革的重要内容之一，将“翻转课堂”理念融入生物化学实验室开放教学，能更新实验教学形式，更加深入实验教学改革，进一步提高学生综合素质和实践能力，为我国对技能型、创新型人才的需求提供保障。