“探究式-混合式”相结合的《生物化学》教学模式与实践

林佳 曹蕾 王莉 贺宝玲 何冰

摘  要：互联网技术的发展和数字化时代的到来将高等教育改革推到了风口浪尖。混合式教学结合了课堂教学和网络学习的优势，探究式教学强调学生是知识的主动建构者。《生物化学》课程内容呈现为“难、散、新”特点，学生普遍反应学习难度较大，传统的课堂教学无法达到预期的学习效果。因此，为了进行《生物化学》教学改革，我们探索出了混合-探究相结合的新型教学模式，真正实现了以学生为中心，以产出为目的，培养了学生创新科研精神和团队合作能力，并达到了提高教学效果和教学质量的目的。

关键词：超星;生物化学;混合式教学;探究式教学

中图分类号：G642         文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）16-0110-06

Abstract： The development of Internet technology and the arrival of digital era is pushing forward the reform of higher education to the forefront. Blended teaching combines the advantages of classroom teaching and network learning; while inquiry teaching emphasizes that students are the active constructors of knowledge. The course content of Biochemistry presents the characteristics of "difficult， scattered and new". The students generally say that it is difficult to learn， and the traditional classroom teaching cannot achieve the learning effect as expected. Therefore， in order to carry out the teaching reform of Biochemistry， we have explored a new teaching model of the combination of mixture and exploration， which has truly realized the goal of taking students as the center and output as the purpose， cultivated students' innovative research spirit and team cooperation ability， and achieved the goal of improving teaching effect and teaching quality.

Keywords： superstar learning platform; biochemistry; blended teaching; inquiry teaching

教育部2018年印發的《关于加快建设高水平本科教育全面提升人才培养能力的意见》指出：“推动课堂教学革命，以学生发展为中心，通过教改促进学习革命，不断积极构建新型教学模式，科学构建课程体系，提高教学质量，提升自主学习能力。”更新教学理念，培养创新型人才，将“以学生为中心”的新教学模式挑战“以教师为中心”传统的教学模式，已成为当今高等教育的必然趋势。

在生命科学技术飞速发展的今天，学科间交叉、融合和相互促进成为各学科发展的重要特征，《生物化学》作为重要的医学公共基础课程之一，也成为引领当今生命医学的新潮流。此次教学改革我们将混合式教学与探究式教学相融合，应用于《生物化学》教学，对于培养具有创新精神、创新思维、创新意识及创新能力的高素质医学人才，建设符合各医学专业特点、特色鲜明的生物化学课程体系具有重要的理论和现实意义。

一、生物化学课程教学中的问题剖析

（一）教学内容体系

生物化学课程在体系上呈现出“难、散、新”三个特点。首先，内容难：体现出复杂性、抽象性。生物化学是在分子水平上研究和探讨生命的本质，其研究范围涉及生命过程的所有环节。生物分子种类繁多，代谢途径多变，反应机理复杂，内容抽象，学生感觉枯燥无味;其次，体系散：体现出系统性、逻辑性。物质多种多样，每种物质代谢均包括合成与降解，而降解与合成途径有不同的方式，每一种方式又由多个化学反应构成，每个化学反应又由一个特定的酶催化，每种特定的酶又有不同的同工酶形式——代谢途径交叉相容，错综复杂;最后，知识新：体现出前沿性、广泛性。生物化学是生命的化学，其内容、实验技术和研究方法迅速向各学科渗透，使生命学科的各个领域研究充满活力，研究的深度和广度发生了根本性改变。针对教学内容特点，如何运用“旧知识”讲出“新理论”，使学生在具备扎实理论知识基础上，具备运用前沿技术方法解决实际问题的能力就显得尤为重要。

（二）课堂教学效果

好的课堂教学效果是保证课程教学质量的关键。OBE（outcome-based education， OBE）——以产出为导向教育理念的提出，更要求高校教学中以学生为中心，优化教学内容，强化教学设计，加强学习成效，注重学生综合应用能力的培养[1]。现代大学课堂教学已经发生了从老师手写板书到多媒体教学的大变革，但目前包括《生物化学》在内的传统大学课堂，仍然凸显过重的教师主导，忽略学生的核心地位。目前推行的医学教育改革使得线下教学学时减少而实践教学学时增加，目前我校的医学生物化学理论教学针对不同医学专业的学生分成了ABC三个平台，理论授课学时分别为72、56和40学时，学生总成绩由期末闭卷考试成绩占比70%和平时成绩占比30%构成。在讲授过程中，教师为完成教学大纲的规定，大多将课本内容灌输式授课——知识点堆砌化;面授课程时间缩短与知识点繁多冗杂的矛盾使得很多学生在学习过程中产生“破罐子破摔”的畏难情绪，失去学习动力，造成学生出勤率较低——理解表面化;学生往往为了通过考试被动接受知识，学习主动性较差——思维扁平化;不组织学生进行问题的讨论和研究，课堂内几乎没有互动，忽视学习内容与临床之间的联系和学生综合能力的培养——教师孤立化。且成绩评价方法中期末一次性考试占比过高，不排除有同学通过突击取得尚可的成绩。如何适应当前高校教育改革形势和顺应当代大学生的学习习惯，因势利导，充分发挥学生主观能动性，是我们在教学中不断进行探究和摸索的永恒课题。

二、“探究式与混合式”相结合的教学模式实施的必要性

（一）探究式教学

在教師引导下，探究式教学以所用教材为基本探究内容，以学生独立自主学习与合作讨论为前提，以学生知识领域、所处环境和生活实际为参照对象，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会，是让学生将自己所学知识应用以及解决实际问题的一种教学形式，是在教师、学生、教材之间开展交流、对话的互动过程[2]。教师抛出问题，将学生置于问题情境中，并加以引导和启发，学生可独立思考或结组寻找问题与已有知识经验之间的联系，营造激励探究和理解的氛围。探究式教学遵循学生为主体，教师退为主导，充分发挥了教师的指导性和学生自主性、独立性、积极性，不仅让学生获得知识和技能，而且培养了学生科学探究的精神，易于使医学生养成良好的临床工作习惯，有助于培养临床思维能力，并且改变了传统的“满堂灌”教学模式，关注教学的过程与教学的质量。如在讲解糖类代谢的糖原代谢时，抛出问题——“当我们不吃早餐时，起初不会有饥饿感而到约两、三个小时后就会感觉饿了，为什么？”启发学生课下思考讨论。学生独立思考后经由小组交流后以语音或视频作业形式给出答案。课堂上再给学生解释，刚开始不觉得饿，是因为储备肝糖原分解成葡萄糖补充了血糖，后来饿了则是肝糖原被耗尽不能持续补充血糖，血糖降低引起饥饿感，作为课前导入可引出血糖的调节内容。我们教学团队总结以单纯的探究式教学模式进行教学，虽在一定程度上能够提高学生学习的兴趣与积极性，但仍存在困难和不足：如对学生综合要求较高，小组的组建和搭配至关重要;教学的时间受限，占用课下时间进行活动，给学生造成额外负担，也让教师对新的教学模式投入相对不足，适应较慢，减缓了教学模式实施的进程。

（二）混合式教学

混合式教学（blending learning）是指在适当的时间，把适当的教学资源上传至网络媒体，并与传统教学有机结合，以各种教学活动的形式促使学生主动参与教学，从而取得更好的教学效果的教学方式[3]。随着高等教育信息化的迅速发展，在线学习的方式已被愈加重视，尽管有资源丰富、交流方便、不受环境条件限制等独特优势，但在线学习尚不能完全替代教师的课堂教学。在此大背景下，混合式的概念应运而生。混合式教学把传统的学习方式的优势和数字化或网络化学习的优势结合起来[4]，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、积极性和创造性。这种教学模式以教学目标为导向，在学习理论的指导下，混合了面对面教学、网络学习和实践三种方式来实施，根据学习者、学习内容及教师条件，将课堂教学和网络学习进行了有效的整合，并将其综合运用在在线学习，从而达到提高学习效率、降低学习成本的目的。我教学团队前期对混合式教学的摸索中发现，利用学校网络教学平台进行混合式教学，需要学校的足够重视及大量人力物力财力，同时也对学校的基础建设提出了高的要求，比如教室和宿舍的无线网络的普及，目前我校新校区已经在2015年投入使用，已建成多个互动教室，为混合式教学实践的开展提供了有力的硬件支持。另外校园内已经实现校园网全覆盖，同学可随时随地进行网络学习。另外混合式学习模式也需要学生学习自觉性与主动性提高，同时需要投入更多的时间和精力，这就需要教师精准考量线上和线下教学的课时比例。在众多应运而生的教学移动终端中，我们目前应用了超星学习通，并已经尝试实践了三到四学期，取得了一定的应用效果与经验。它包括教师端和学生端，分别可以进行电脑端和移动端的建课和上课。教师可以通过该平台上传整理专业资料与学科资源，如微课、PPT资料和专业文献等，随时与学生在线上开展交流互动，平台记录线上教学过程，反馈为数字化信息，以便教师及时进行教学反思。线下课堂中平台的签到、选人、测验、投票、话题讨论等活动也可以将沉迷于手机娱乐的学生拉回课堂。学习活动结束后，教师可通过超星学习通平台进行速课答疑、直播答疑以及个性化辅导，平台还可辅助教师进行学生学习的大数据分析，以图标或数据的形式直观呈现。

（三）“探究式与混合式”相结合在教学中的重要意义

教育方法的改革是当今高校教育改革中的重中之重，作为教师，我们一直致力于寻找到一种教学方法，依托OBE理念，以课程设计、课程实施、效果评价达到预期的学习效果为目的，切实提升医学教学成效。我们对教学理念和教学设计进行了六个转变的设计，即灌输课堂向对话课堂转变、知识课堂向能力课堂转变、封闭课堂向开放课堂转变、重知轻行向知行合一转变、重教轻学向教主于学转变、重学轻思向学思结合转变。

探究式教学与混合式教学相结合的新型教学模式灵活多样，通过不断的摸索我们在教学过程中秉承了一融入、二结合、三阶段的教学流程，充分展现了生物化学课堂的生动性。一融入：将课程思政融入自主探究活动，通过小组讨论融入平等、友善元素;疾病情景展示融入团结、合作元素;成员讲解、组间答辩融入批判、质疑元素;组内讨论、教师引导融入开拓、创新元素;组内、组间评价融入诚信、公正元素;活动总结、心得体会融入责任、担当元素。两结合：将线上自主学习与线下探究活动相结合，将高校大班制授课与小班互动讨论相结合，提升课程挑战度，培养学生的高阶思维和创新思维。三阶段：课前手机/PC建课，重在督促;课中课堂授课，重在互动;课后后台移动管课，重在反思;形成以教师为引导、以学生为中心、以个别为带动的教学氛围。

目前我们已经在72学时临床专业的生物化学A平台进行了两轮“探究式与混合式”相结合的教学模式，取得了一定的成果，下面我们将就此教学模式的设计与开展流程加以论述。

三、“探究式与混合式”相结合的教学模式设计

以学习通平台进行交流，以探究式活动为核心，采取线上线下个性化“探究式与混合式相结合的教学模式”，如图1所示：教学活动的开展主要分成三个阶段：课前手机电脑端建课，重在督促（线上实施）、课中课堂讲授、学生及时反馈，重在互动（线上线下实施）、课后后台移动管课，重在反思和总结（线上实施），探究式活动穿插其中，起到画龙点睛作用。

线上空间拓展模块（授课视频20个，拓展视频55个），线上试题试卷模块（基础掌握、综合应用、拓展创新试题库721题），线上知識测试模块（知识点测试14次），线上课后答疑模块（速课、视频答疑、一对一答疑），线上课后作业模块（每日练习、考研真题、课后作业发布83次），线下小组任务模块（小组讨论、创意作业），线下探究活动模块（小班探究8次）。

（一）课前建课（线上实施）

1. 教学资料的准备

根据课程特点，团队教师通过查阅最新发表文献、绘制思维导图、汇总诺贝尔相关案例、总结不同器官代谢特点以及重要知识点视频录制等方式建立生物化学数字化资源库。（1）根据大纲要求的熟悉掌握了解，分章节分知识点教师绘制思维导图，利用这种思维可视化的工具，增强学生记忆、激发学生热情、解决关键问题、提高学生的学习效率;（2）依照学生普遍反映生化代谢内

容难的问题，以肝脏、心脏、肾脏、脑和红细胞等不同组织器官代谢特点进行代谢过程的整理，便于同学梳理代谢与器官之间的联系，在头脑中绘制知识点谱系;（3）将教材内容大纲思路重新整合，融入科学家的趣味故事和诺贝尔奖的大家之路;（4）基于案例教学法（case-based leaning，CBL），总结典型的生活和临床案例与生物化学基础理论知识的关系;（5）课题组教师针对每章节的重

点知识点进行微课视频的录制，便于同学进行课前预习和课后复习。丰富的课程资源给同学的学习提供了充沛的学习驱动力。

2. 线上课程的建立

教师在超星学习通APP建课，根据教学大纲进行知识点的划分，针对知识点进行教学设计并上传知识点PPT、微课视频、知识点题库和拓展内容等，方便学生课前课后进行观看和查阅，引领学生由掌握到应用、引领教学由引导到提升，实现由抽象到形象、由督促到激励的线上自学过程。如19-20秋季学期，对于18级临床5-8班同学开展的探究式-混合式模式教学，设计线上学时30学时或者线下学时42学时，已建设和共享的资源：线上空间拓展模块（授课视频20个，拓展视频55个），线上试题试卷模块（基础掌握、综合应用、拓展创新试题库721题），线上知识测试模块（知识点测试14次），线上课后答疑模块（速课、视频答疑、一对一答疑），线上课后作业模块（每日练习、考研真题、课后作业发布83次）。见图2。

3. 线上课程的开展

开课前1周时间内，教师通过超星学习通APP发出学习通知和掌握要求，学生合理安排学习时间，进行在线预习。学生线上完成视频观看、随堂测验、拓展资源查阅等。对基本知识有了一定的掌握，为课堂教学活动的开展奠定知识基础。期间学生之间及师生之间可随时通过平台进行交流，教师也可根据测验结果及讨论互动情况以及平台提供的学情统计数据分析，提前了解学生的知识掌握情况，制定课堂上线下实施的教学内容侧重点。在相关内容课堂教学之前，探究式活动方案同时发布，以19-20学期为例，共发布并开展探究式活动四次，该四次探究式活动内容如表1所示。

（二）课中讲授（线上线下实施）

1. 课堂教学活动

在课堂上通过二维码、手势和拍照签到既节约时间又可了解学生的出勤率。进行课堂前测是对学生预习效果进行简单的检验。授课中利用时政新闻、争议热点、网络谣言、学科发展史和自己的遭遇等引入课程，提起学生的学习兴趣。穿插超星平台投票、选人、抢答等课堂活动，并利用视频动画、道具模型、视频展示等加深同学对知识的理解。重要知识点的口诀归纳、诗歌归纳、数字归纳和动态归纳，让零散的知识形象化整体化。

2.探究式活动

建立探究式活动方案库，根据教学安排，每学期选择4-6个探究教学活动开展。在讲述相关知识点前两周由超星APP发布探究式活动方案，我们采用超星APP群聊自愿排序报名的方式，每20人为一大组参与单次探究，为情境角色扮演组、生化机制探讨组、临床机制探讨组和疾病临床治疗组四个小组，每五名同学根据兴趣组成合作小组。根据老师提供的探究式活动相关资料，老师发布活动内容，学生自愿线上报名，并成立探究式活动微信群。学生根据教师发布的探究式活动名称，仔细阅读并学习相关的内容，找到一种疾病作为本次活动的主要研究对象。学生根据兴趣自愿结组，利用一个星期的时间来完成方案布置的分组任务。学生将整个任务完成，并制作PPT（情景角色扮演组也需要辅助以PPT）进行现场演示，PPT内容中应包括任务完成的过程中查阅资料、小组讨论等的影像、照片;具体讲解的内容要点及总结归纳;并对其出现的疑惑提出自己的问题，同学们可以补充回答，汇报的时间在10-15分钟。汇报完后根据评价表进行组内生生评价及组间评价，组内评价表和组间评价表见图3。课题组教师分别组织20名同学进行活动开展，并最后对该部分内容进行总结归纳，评选出明星个人和明星团队给予相应奖励。

（三）课后管课（线上实施）

教师将探究式活动中学生表现进行线上点评，把病例和生化临床机制的关系进行总结，提出展示中出现的问题以及修改意见上传供学生修订学习。学生除进行组内评价组间评价不记名表格评分之外，探究式活动要求以小视频或思维导图形式进行总结和展示（部分学生作业见图4），优秀的作业被放在超星APP上供学生之间互动和学习，并于学期末设置调查问卷掌握学生对课程的反馈情况（见图5）。

四、总结和展望

将线上自主学习与线下探究活动相结合，将高校大班制授课与小班互动讨论相结合，提升课程挑战度，培养学生的高阶思维和创新思维。经过几个学期的不断实践，该教学模式已在383名同学中进行应用，课程组织实施通过视频评价、学习心得、调查问卷等形式进行反馈，得到学生一致认可和好评。“探究式-混合式”教学模式的顺利开展在课堂内外实现“三个三”成效即教学效果实现三大激活，激活学习态度、激活知识传授、激活综合能力;内容设计实现三个紧贴，紧贴基础知识、紧贴学科前沿、紧贴知识实践;学生学习实现三项转变，变考生为学生、变被动为主动、变台下为台上。

在不断摸索的教学过程中，我们对该种教学模式可能存在的一些问题和不足也进行了总结和思考：1. 在线课程任务点的选择与教学的重难点相匹配，要精心设计组织教学内容，增加课程吸引力;2. 探究式活动库需要不断探索和完善，设计更多的临床和生活案例与生物化学知识点相关联相吻合，并建立不同专业不同平台活动库，以供不同教学需求的应用;3. 线上教学任务繁琐紧密，整理资料、课程设计、答疑回复、批改作业等工作大大加大了教师的任务量，这就需要课题组教师通力合作才不会造成数据延迟和任务堆积。

总之，在这个飞速发展的信息化时代，我们将持续进行课程建设，逐步推进“探究式-混合式”教学的设计与实施，全面推行本课程在线开放教学，提高在线教学的受益面。

参考文献：

[1]刘荣，万丽丽，袁芳.OBE理论视角下高校课程学习评价研究[J].中国轻工教育（1）：15-17.

[2]张崇善.探究式：课堂教学改革之理想选择[J].教育理论与实践，2001（11）：39-42.

[3]陈惠琼.基于Blending-Learning的协作型学习活动设计研究[J].职业教育研究，2012（3）：174-175.

[4]余胜泉，路秋丽，陈声健.网络环境下的混合式教学——一种新的教学模式[J].中国大学教学，2005（10）：50-56.

基金项目：河北省高等教育教学改革研究与实践项目“高校大班制‘探究式-混合式教学模式与教学策略”（编号：2018GJJG211）;华北理工大学校级教学改革重点项目“医学生物化学基于互联网与课堂混合教学模式探索”（编号：Z1714-14）

作者简介：林佳（1982-），女，汉族，河北唐山人，硕士，讲师，研究方向：生物化学混合式教学。

通讯作者：曹蕾（1977-），女，回族，河北唐山人，硕士，副教授，研究方向：医学生物化学混合式教学改革。