基于翻转课堂教学模式的酶工程教学

周防震，周志，王智勇，卢婵

(湖北民族大学生物科学与技术学院，湖北 恩施 445000)

0 引言

翻转课堂是指学生在课前通过电脑或IPad 等电子终端，根据教学指导单的要求，自主学习老师提供的教学微视频或其他学习材料，并把在自学过程中发现的问题进行归纳总结；在课堂中，师生一起进行知识的巩固、拓展和深化的一种混合式课堂教学模式[1]。结合翻转课堂教学模式的理念、教育部工科课程思政的要求和酶工程课程的特点，设计了生物工程专业本科生翻转课堂酶工程教学模式图，如图1 所示。

图1 翻转课堂酶工程教学模式图

1 翻转课堂教学模式在酶工程教学中的实践案例

以科学出版社《酶工程》(第4版)[2]“抑制剂的影响”中的三种可逆抑制作用为例进行翻转课堂教学模式的实践应用，从而探究翻转课堂教学模式在地方民族院校酶工程教学中的作用。

1.1 课前准备

1.1.1 制作理论教学微视频

根据教材中“竞争性抑制”“非竞争性抑制”和”反竞争性抑制”三种可逆抑制的内容制作三个教学微视频，内容除片头片尾外，还包括原理、特点、动力学参数的求解以及应用举例。

1.1.2 编制课前教学指导单

课前教学指导单主要以问题导学形式为主，目的是培养学生的科学思维和科学探究能力。首先通过“如何理解酶抑制剂是酶工程研究领域的热点内容之一”这一问题进行导入。其次让学生学习微视频并完成以下相关问题：酶抑制剂的类型有哪些？作业特点是什么？有抑制剂的酶动力学方程是如何推导出来的？抑制常数是怎么求解的？酶抑制剂的应用有哪些？

1.1.3 课前学习

如表1 所示，学生可以在校园任何角落带上耳机利用手机或笔记本电脑进行自由学习，并完成课前教学指导单。然后，各小组可以进行线上或线下形式的合作讨论。

表1 学生课前学习阶段任务及时间安排

1.1.4 课前完善

教师根据学生课前完成的教学指导单和各小组讨论提交的结果，总结学生遇到的主要问题，及时对课中需要讲解和师生讨论的问题进行修订，以便更有效地促进教学目标的达成。

1.2 课中教学

1.2.1 重难点巩固

课中花5 min 时间了解学生课前的心得体会，在此基础上，通过交流讲解，引出教材重难点内容米氏方程的推导。通过黑板板书，开展公式推演，进而巩固重难点内容的掌握。

1.2.2 课程思政

通过“河南蜱虫叮咬事件”，引出用酶抑制剂杀灭蜱虫的新方法，为培养学生随时关注科研进展和行业动态的良好思维习惯奠定基础，促进主动运用酶工程原理，综合分析解决较复杂工程问题的能力养成。

1.2.3 课中讨论

结合课前各小组提出的问题，以及章节重难点知识，教师发起互动讨论，并及时总结陈述。针对此章节，教师提出“酶抑制剂类农药有哪些”的问题，并留出时间让学生积极讨论。最后教师介绍常见酶抑制剂类杀虫农药，以及波尔多液和退菌特等杀菌农药。

1.2.4 反馈评价

教师对学生心得交流、小组提出的问题、课堂氛围、互动讨论效果、思政植入方式等进行全方位多元评价，进而促进课中教学方式方法的持续改进。

1.3 课后巩固练习

教师积极完成教学后记，引导学生广泛思考，增强举一反三的能力，养成利用酶工程的基本理论，综合分析解决较复杂的工程问题的素质和能力。

2 翻转课堂教学模式在酶工程课程教学中的应用反思

2.1 与传统课堂教学模式的对比分析

从表2 可以看出，翻转课堂教学模式可以用一课时的时间完成传统课堂教学模式两课时的内容，让学生有更多的互动讨论时间，为教师及时精准开展教学评价提供可能。

表2 酶工程两种教学模式对比分析

2.2 翻转课堂教学模式在酶工程课程教学中的优势

2.2.1 解决了课时紧张的问题

传统教学模式至少需要两学时的理论课，完全可以用1 学时的时间完成，有效解决了学时紧张的问题，起到事半功倍的效果。

2.2.2 师生角色明显改变

翻转课堂教学模式实现了酶工程教学流程的颠覆，随之引发了师生角色的明显改变。教师从单纯的知识传授者转变为导学者、助学者、促学者和评学者，而学生从被动的知识接收者转变为主动参与者，协作者、思考者和研究者。

2.2.3 教学评价方式多元化

以纸笔测验为主的传统评价方式满足不了多元评价方式的要求，同时也无法全方位评价出学生在翻转课堂教学模式中全部的学习效果[3]。在酶工程翻转课堂教学模式中教师可以借助超星学习通教学平台对课前及课后两个环节对学生自主学习能力、合作探究能力、语言表达能力及个人时间管理能力等进行全方位的评价。

此外，酶工程翻转课堂教学模式，通过短视频反复观看学习，可以有效兼顾不同学习能力层次学生学习的需要。学生在翻转课堂教学中更多机会的互动讨论和自主思考，极大激发了学生的科学思维和科学探究能力。

2.3 翻转课堂教学模式在酶工程课程教学中遇到的问题

2.3.1 教师时间和精力投入方面

地方民族院校酶工程翻转课堂教学模式，对教师时间和精力投入要求很高。教师首先要对已有的教学资源，如PPT，按照适合移动终端浏览的16∶9 比例进行重新布局，需要挑选适当背景主题、内容精简和更新、图片美化、统一字体、目录插入、图片高清化、动画效果添加等工作。然后教师需要投入时间和精力熟练掌握Camtasia 等录屏和视频编辑软件的使用方法，包括片头和片尾的制作方法。在此基础上，教师还要参与课程的视频录制(收集讲课视频和音频)，以及后期视频的编辑、转场设置和背景降噪处理等，最后才可能形成理想中的微视频。此外，教师还需要制作37 个核心知识单元的教学指导单、课程教学素材的涉猎、更新和完善，以及随时应对的线上互动交流。实践中大部分教师因科研和常规教学工作的需要，时间紧、任务重，在耗时费力的微视频制作方面，没有足够的精力和时间投入，导致微课效果的差强人意。

2.3.2 学生自主学习能力方面

实践中发现自主学习能力较低的学生课前学习方面，要么时间和精力投入不够，要么有敷衍应付之嫌，导致视频观看时间和次数偏低，对视频和其他教学资料中的关键点和细节理解不到位，导致不能参与针对性问题的讨论和交流。

3 结语

翻转课堂教学模式实现了教学流程的颠覆，引发了师生角色转变，最终促进了学生思维品质的提升[4]，已成为我国教育信息化发展时期的热点和必然趋势。酶工程是20 世纪80 年代初从发酵工程中独立发展起来的一门学科，已成为生物工程类专业的专业核心主干课，主要研究酶的生产及酶在工业中的应用[5]，在生物工程专业人才培养目标的达成方面具有重要作用。思维品质的训练是发展学生智力与能力的突破口，也是各项核心素养落地的关键。酶工程翻转课堂教学模式的实践落地，在极大提升民族地方院校学生思维品质的同时，有效达成了人才培养目标所要求的核心素养的养成。