翻转教学模式在生物化学教学中的实践探索

李玥莹, 王 泽, 逄洪波, 金海涛, 董丙君, 张 阳

(沈阳师范大学 生命科学学院, 沈阳 110034)

0 引 言

随着教育的不断改革,教学方式的不断更新优化,翻转教学模式以其独特的优势已经引起越来越多的重视、关注和广泛的实施。生物化学是生命科学发展最为活跃的学科之一,是生命的化学,它与分子专业课程学习紧密联系一起,起到桥梁纽带的作用。生物化学虽有近百年的历史,但还在发展之中,是探讨生物体的分子组成、结构、性质、功能以及化学反应物质代谢过程的一门科学。生物化学的重要性勿容质疑,对生物化学的研究及学习已经成为生物学的热点内容。生物化学课程的特点是理论难、知识多、技能深,为了激发学生学习兴趣,不断调动学习的积极性趣味性,使得学生们能够做到乐学、会学、善学、志学,达到事半功倍的教学效果,在生物化学教学过程中采用翻转教学模式对课程进行重新设计并开展相关教学实践,取得了很好的教学效果。

1 翻转教学模式及发展应用现状

1.1 翻转教学模式

翻转教学模式是相对于以教师为中心的传统教学模式提出的以学生为中心的教学方法[1],其本质上是一种教学理念,是教与学的翻转,是教师和学生角色的互换,是课上和课下的颠倒,课内和课外的颠倒,教学内容和教学手段的颠倒。总之,颠覆了以往的传统教学模式[2]。

翻转教学在教学过程中要运用互联网等现代化教学手段,而随着信息技术飞速发展,“互联网+”背景下的教学模式也不断地推陈出新,翻转课堂教学方式对传统的教学方式产生了强烈的冲击[3],形式也愈发多样化,先后出现了“慕课”“微课”和“翻转课堂”等不同形式教育手段。翻转教学模式的运用丰富了课堂教学内容、教学方法和教学手段,该模式引起国内外众多学者的广泛关注和深入探讨,必将成为提高教学质量、培养创新型人才的重要的教学模式和有效途径。

1.2 翻转教学模式发展应用现状

自翻转课堂教学模式出现后,国外大量学者开始研究。早在 2000 年,美国的三位学者,Maureen Lage、Michael Treglia和Glenn Platt曾经在教学中采用了翻转课堂的教学模式[4],2004年,美国的数学教师Salman Khan在数学教学过程中,首次制作并使用了教学视频,并推广至互联网,逐步形成“Khan 学院”世界顶级网上教育平台[5]。目前,“Khan 学院”的学员已遍布全球,Salman Khan在YouTube上传了3 000多堂课,从数学、物理、金融、电脑程式到美术历史,全球收看次数超过了2亿[6]。而2007年,美国科罗拉多州落基山林地公园高中两位化学老师Jonathan Bergmann和Aaron Sams在网络上用教学课件帮助错过上课的学生,成为了翻转教学的先驱[2,7-8]。到了2016年,美国的Jonathan Bergmann发起了翻转教学国际化倡议,提出翻转教学在大学和中学教学中均可以全面推广应用的观点[9]。我国2012 年初,也引入了翻转课堂的概念,对翻转课堂模式进行深入探讨[10]。迄今为止,这种教学模式已从美国延伸到中国大陆、台湾等地区[6]。

随着使用范围扩大,渐渐被众多学者关注,实践表明翻转教学最大优势是突破地点和时间的限制,促进学生课上课下学习的连续性,至此对翻转教学模式的探索应用、实践研究全面展开,最终建立了翻转教学模式。

随着教育资源的不断丰富,互联网技术的迅猛发展,智能移动终端的不断更新换代,极大丰富信息被有效地通过翻转教学模式应用于课堂教学,为人才培养提供了更加丰富、有效、可行的教学方法,进一步促进了翻转教学模式的推广和应用。

2 基于翻转教学模式的生物化学教学实践探索

2.1 丰富课程资源-优化知识体系

生物化学在教学过程中要不断体现以学生为主体,能力为中心,体现职业导向,注重理论与实际紧密结合。要达到以上目标必须不断优化知识体系,丰富课程资源,进一步增加课程内容广度和深度,丰富与教材配套的阅读和案例资源,优化知识体系。采取以下举措:

2.1.1 教学安排的优化

先进的教学理念与教学方式恰当搭配,课堂开始时,先引入案例,再提出问题,引导学生思考,组织学生分组讨论,细化分析,根据学生讨论过程中出现的各种问题进行解答,协调学生小组合作探究与教师讲解的关系,培养学生深度分析、大胆质疑、勇于创新的精神和能力。

2.1.2 案例不断设计优化

选择合适案例,解决学生质疑能力差,发现问题、研究问题能力弱的问题。为达到该建设任务,教师结合学科知识,精心备课、用心上课、诚心反思,做到课前准备充分,课上讲授明晰,考核尽心负责。比如在讲解无氧分解知识点前,要求学生将案例教学法融合课堂教学实践中,在课堂开始时,由学生先用多媒体课件、微视频等信息化手段引入案例:剧烈运动后身体反应、白酒的酿造如何完成、糖尿病与糖代谢的关系等,激发学生的学习兴趣,再提出问题,引导学生进行思考,细化分析,讨论,最后教师解答总结。每个知识点的案例都要随着知识的更新进行不断完善。激发学生的学习兴趣,引导其自主学习。

2.1.3 平台建设的优化

对已经建设的省级精品资源共享课的网页、内容、任务点、视频不断更新,为教学内容的不断更新提供有力支撑。与此同时通过精品资源共享课展开的跨校修读学分教改项目,继续与大连海事大学、沈阳科技学院等高校建立跨校修读的密切关系,推动生物化学教学改革,达到不断充实课程教学内容的目的。

2.2 加强培养教师专业能力和信息化素养

2.2.1 教师专业能力的提升

随着教学改革的深入进行,翻转教学模式对教师专业能力提出了更高的要求,教师突破传统教学模式的禁锢,与时俱进,合理把握教学体系建设,发挥好自身的引导者、组织者的角色,引导学生积极学习、主动思考。在翻转教学过程中,教师要不断丰富教学内容,旁征博引,提升学生的学习兴趣,扩大学生的知识面。与此同时不断加强教师的专业能力的培训,定期参加学科专业知识培训,了解学科发展前沿动态,以适应知识更新速度,有利于自身专业能力的不断提升,从而保证教学质量。

2.2.2 教师信息化素养的提高

在翻转教学的实施过程中,教师起主导作用,是主要实施者[11-12]。在翻转教学过程中,课前教师需要对课程不断进行整理设计,以期达到教学目标与教学设计相匹配的目的,这就要求教师必须熟练掌握新兴的媒体应用技术,不断根据知识的更新对多媒体课件进行修改补充,对已经建设的精品资源共享课的内容不断进行更新,确保知识层次清晰内容丰富新颖。这就要求教师不仅仅对专业知识的更迭有全面的了解,还需要与飞速发展的信息化手段充分结合,方能达到预期效果。

2.3 激发学生自主学习热情

在翻转教学模式实施过程中,教与学角色的转变,教师转变课堂主导者的身份,改变“传送带”式的单向的灌输型教学模式,扮演课堂引领者角色,突出学生课堂主体性,为学生提供科学性、启发性、趣味性和开放性的沟通交流平台,培养学生的合作学习意识和自控能力,让学生养成“知行合一,思行统一”的学习习惯,个性得到充分的尊重与发展。任何单一的一种教学方法在教学实践中都不可能完美地实现预期的教学效果,学生是学习的主体,教师在课上认真观察学生对于学习内容的反映,在教学过程中通过讲解和引导,突出学生自学能力,有意的去加以指导,积极促进学生综合能力的提高,课后及时进行交流沟通反思,针对存在的问题,分析其原因, 及时整改修正。

2.4 网络教学平台的不断优化和更新

积极构建网络教学平台,掌握翻转原则[13]。生物化学已经搭建了辽宁省精品资源共享课的良好平台。在该平台中,要不断对已有的资源包括微视频、教学案例、资料、测试题、讨论区等进行更新优化,时刻关注教学反馈论坛,教师根据学生在实际学习过程中遇到的问题、提出的意见进行修正;设立平台管理助手,让学生参与教学案例、资料、测试题的完善补充过程,进而及时获得学生学习状况信息。

在网络教学平台的基础上,教师需要遵循翻转课堂教学模式的规律[13]。在实践探索过程中,教师时刻注意改变课堂教学主导者的身份,而是转为引领者,注意以学生为主体。在翻转教学活动过程中,教师需要为学生提供自主、活跃、愉快的沟通交流平台,激发学生学习无限潜力,让学生在主动学习过程中提高自主学习能力,从而不断完善自己,让学生在平台互动的基础上掌握教学内容,并能够对知识点展开有效拓展。信息化工具的不断更新优化,特别是智能手机的迅猛发展,为翻转教学提供了有力的支撑,教师积极引导,让学生手中的手机由通讯设备甚至娱乐工具变为翻转教学的得力助手[14]。智能手机作为新时代的产物,已成为学生身边的必备品,随着校内Wi-Fi信号的全覆盖,学生利用手机进行学习过程中,不受地点的限制,可以在校园内的任何地方包括寝室、图书馆、自习室、林荫路、操场边等进行学习,也可以随时完成学生之间、师生间平台上的交流互动,使得网络教学平台发挥应有的作用,进一步达到完善网络平台建设、提高教学效果的目的。

3 基于翻转教学模式的生物化学教学改革效果

3.1 加强了信息资料建设,更新了教学内容—为翻转教学模式的建立奠定了基础

选择课程教材、资料、资源时,不断进行调整更新,选择时根据专业特点,基本知识点涵盖的深度广度,讲授内容的连贯性、逻辑性、趣味性,选用陈钧辉主编 “十二五” 本科国家规划教材《普通生物化学》,同时推荐国内外相关的参考教材期刊杂志,并最大限度利用自建的不断更新优化的生物化学辽宁省精品资源共享课。

教学内容做到科学准确全面,注意构建知识间的网络关系,将每一个知识点打造成一个六面体,讲清六面体的每一个面:上是哲学,为什么会产生这个知识;下是实践,这个知识有什么用;后是历史,这个知识从何而来;前是前沿,这个知识去向何方;左、右代表这个知识与其他学科的联系,理清 “问题的由来、问题的剖析、问题的去向”,同时关注前沿发展,将人类免疫缺陷病毒、端粒和端粒酶、细胞核重编程技术、青蒿素的发现应用、细胞如何感知和适应氧气供应等诺贝尔生理学或医学奖的成果充实到课程相关知识点中,丰富了教学内容,引导学生查阅文献,探索知识的本质,激发学生的学习兴趣和求知欲,与此同时对已经建设的省级精品资源共享课的网页、内容、任务点、视频也不断更新,为教学内容的不断更新提供了有力支撑,并为翻转教学模式的建立奠定了坚实基础。

3.2 改革了教学方式方法—以案例教学法为核心完成教与学角色的互换,实现翻转教学模式

生物化学课程的特点是理论难、知识多、技能深、枯燥乏味、难以激发学生学习兴趣,为了解决这一问题,进行教与学角色的一个积极的转变过程,教师由传统教学中知识的传授者转变为学生学习的引导者,学生的学习状态身份,由被动接受知识者转变为主动研究、解决、甚至提出问题者[11]。

在教学过程中以学生为中心,教师转变课堂主导者的身份,改变“传送带”式的单向的灌输型教学模式,扮演课堂引领者角色,突出学生课堂主体性,为学生提供科学性、启发性、趣味性和开放性的沟通交流平台。采用案例教学法激发学生的学习兴趣,每个知识点讲授前给学生布置一些案例,教师和学生都可以通过一些PPT、短视频、微课等方式对案例进行分析讲解,比如分析为什么出现白化病、帕金森、甲亢;农药、砒霜、氰化物为什么中毒;剧烈运动为什么肌肉酸疼、酒又是如何酿造等案例,通过恰当的、生动的、身边的案例的运用,激发学生们的学习热情,并及时根据教师、学生课前制作的视频内容有针对性地提出问题,组织学生们展开小组讨论、探究,鼓励学生们积极主动发表观点见解,形成共同参与课堂活动的局面,在活泼生动中完成教学任务。

教学过程教师做到积极备课,对内容进行全方位思考,对课程进行统筹,设计与课堂内容相关、具有讨论意义和代表性问题,进行任务驱动,最后要为学生留有足够空间让学生进行发挥、讨论互动交流,教师最后总结强调。这样使学生在学习过程中做到了知识点前后联系构建知识网络,并让学生在生动的案例中轻松吸收掌握课上知识点,充分鼓励学生观点与想法开放式表达,使得学生的自信心、表达能力、自学能力和综合解决问题能力显著提升,实现了教与学角色的互换,提高课堂的有效性,突破了传统教学模式的限制,实现了翻转教学模式。

3.3 加强了实践性教学环节—改变传统教学模式,激发学生学习兴趣,加强翻转教学模式

传统教学模式是以课堂讲解为主,课后布置一些复习作业,经常出现学生学习兴趣性、积极性不足的现象,导致很多学生没有真正掌握所学知识,进而应用所学知识解决实际问题的能力,难以达到培养目的,不能很好地实现教学目标。为了解决这一问题,在教学过程中,在完成理论课和实验课教学模块的基础上,带领学生到沈阳市农业科学院、东北制药厂、中国科学院应用生态研究所进行参观实习,了解生物化学在实践中的应用意义,引导学生认识到生物化学学习的重要性,将学生从传统教学中解脱出来,激发学生学习兴趣和积极性,培养学生分析问题解决问题的综合能力。在实践教学过程中,学生们对课堂所学知识点进一步了解、加强、掌握,进而拓展,达到加强翻转教学模式在教学中贯彻的目标。

3.4 多方位多角度评价了课程教学效果—翻转教学模式的成效

课程教学效果评价包括:教师教学效果和学生学习效果两方面的评价方式。

教师教学效果的评价包括:督学、学生、同行三方面的评价形式,三方面综合共同完成对教师教学效果的评价,在这个过程中,教师汇集三方提出的问题,进行及时反馈及时解决,激发了教师不断加强学习先进教学理念,积极参与教学改革,认真指导学生的热情,达到了提高教学质量的目的。

学生学习效果的评价:期末考试+平时形成性评价组成。平时形成性评价包括:网络平台学习、课后作业、课前预习、微视频PPT的制作、课堂发言讨论、阶段性测试。2017年以前,平时形成性评价占总成绩的10%,只考察作业和期中考核,到2018年,提高了对学习过程的考核,形成性评价成绩占20%,并以小组为单位,把小组间的比较和个人表现结合起来,既看同学发言的频次,又要考察小组内同学发言、展示的参与度,也就是覆盖面。具体考察方面包括:课前自学包括网络平台学习进度的监控,阅读教材、参考书和论文,发现和提出问题;课堂表现包括小组教学PPT、视频、微课等的制作展示,讨论发言、倾听、提问、质疑、补充等。未来预计到2020年计划将形成性评价的比例提高到30%。

通过课程教学效果的评价使得教师在翻转教学模式改革过程中关注了全体学生,加大了学生阅读量,培养学生自学能力、思考和提出问题的能力、锻炼在同学面前逻辑地表达看法的能力,培养学生倾听、尊重他人观点的态度,培养同学合作探究能力和创新精神。

3.5 信息化工具与平台资源的整合优化—翻转教学模式的完善提升

翻转教学模式摒弃了传统教学时间地点的局限,以先进的信息技术做支持,建立良好的平台支撑,将信息技术贯穿于学生学习的各个方面,包括课前自主学习、课上提出观点质疑以及交流互动。

在翻转教学过程中,教师改变以往课堂面授,信息化的工具也仅仅采用多媒体课件的单一的形式,灵活地运用网络学习平台,比如精品资源共享课的平台,在平台内不断对课件、视频、自测试题等资源进行更新,在保证知识内容体系连续一致的前提下丰富课程资源。而学生也可以利用信息化工具,随时随地访问平台资源,进行自主学习,在平台上师生利用智能化信息化的工具可以及时进行共享与互动,提升师生之间、生生之间交流的效果[11]。在利用信息化工具的基础上,教学平台资源得到了整合和优化,翻转教学模式进一步得到了提升和完善。

4 结 语

翻转教学模式将新兴的互联网技术融入到传统教学中,依托这种新兴的教学模式,让现代教学课堂的效率大大提升[15],本文基于翻转教学模式,对生物化学进行了教学改革与实践探索,与传统教学模式相比已经展现出其巨大的优势,必将培养出具有良好的专业素养、严谨科学的学习态度、自主分析解决问题能力的人才,进而实现以学生为主体,能力为中心,结合专业特点,体现职业导向,为未来岗位提供理论和实践支撑的课程建设目标。