基于智慧平台的SPOC翻转课堂模式在生物化学教学的实践

吴明彩，吕 俊，徐 蕾，陈祥攀，叶彩宏

（1.皖南医学院 基础医学院，安徽 芜湖 241002；2.皖南医学院 医学影像学院，安徽 芜湖 241002）

2020年寒假，一场突如其来的疫情影响了所有人的生活，2019-2020-2学期开始，疫情处在关键时期，因此教育部提出“停课不停学”，我校积极开展“雨课堂”、超星“学习通”等智慧平台应用培训工作，鼓励教师进行线上教学模式创新。因此，为达到良好的线上教学效果，开展新型教学方式势在必行。

翻转课堂是一种教师与学生交互式的教学方法，翻转课堂应用于高等教育可提高学生的满意度、学习成绩和出勤率[1]。我们实践了生物化学实验翻转课堂，取得一定的教学效果[2]。SPOC（Small Private Online Course），即小规模限制性在线课堂，由Armando Fox教授于2013年提出[3]。SPOC是基于MOOC的扩展，利用部分在线资源应用于特定人群的新型混合学习模式。研究认为SPOC创造了适合学习的环境，适应高等教育中社会交往的需要，具备可持续发展的特性。

生物化学是医学基础课程的核心组成部分，一些知识可应用于医学各学科，内容较为抽象，是学生难以掌握的一门课程。本研究结合在线视频、SPOC和翻转课堂，旨在探讨这种混合学习方法在生物化学课程的应用，提供更好的学习体验，为基于智慧平台的SPOC翻转课堂模式促进大学医学基础教育发展奠定基础。

1 对象和方法

1.1 对象

选取皖南医学院2019级护理本科专业学生共287人，教材选用人民卫生出版社《生物化学与分子生物学》第九版。1～5班学生共143人进行基于智慧平台的SPOC翻转课堂教学模式，6～10班学生共144人进行传统线上教学模式，两组学生学源结构相似，性别、年龄、大学入学成绩等均无统计学差异。

1.2 方法

传统组采用普通线上教学模式，即教师利用学校提供的平台如雨课堂或QQ群等传统教学。翻转组采取基于智慧平台的SPOC翻转课堂模式，具体设计及实施方法如下。

1.2.1 基于智慧平台的SPOC翻转课堂的框架设计

（1）课前学生准备工作。课程开始前两周，通知学生本学期因疫情进行线上教学，为防止正式上课时单个智慧平台拥堵，选择了多个平台如QQ群、腾讯会议及雨课堂构建SPOC翻转课堂。发送平台操作说明给学生，助其提前掌握各平台的相关功能。介绍翻转课堂模式的构建，明确任务和时间安排。

（2）课前教师准备工作。课前根据大纲和教学计划整理讲稿、课件。为优化学习内容，除传统课件外，从现有的网络资源选择或重新录制教学视频。视频的选择和录制应简洁明了，每个视频时长短于9分钟，由知识点介绍、相关案例、总结、应用拓展四部分组成，达到学习系统化。

1.2.2 构建在线学习智慧平台

提供有效的自我学习平台对自学最为重要。本研究选择雨课堂与QQ群或腾讯会议嵌套构建在线学习平台。学生可在雨课堂找到教师推送的教学大纲，教学计划，课堂讲稿，课件和视频，时间自行安排，富有弹性和机动性。

（1）安排课前任务。翻转课堂的设计受到了社会建构主义启发，强调学习者积极参与教学过程。教师提前10 天由雨课堂推送教学计划，通知学生学习目标和方法。每班学生分为4组，每组7~8名学生，设两名组长负责安排、提醒并监督组员完成任务。每组选择其中一项设计并准备PPT，如“蛋白质结构与功能”中，内容包括以血红蛋白为例，介绍蛋白质结构与功能的关系；“核酸的结构与功能”中，学生查阅资料，描述新冠状病毒的特点和结构。

（2）开展线上课堂教学。平台为雨课堂与QQ群或腾讯会议嵌套，因疫情期间各高校教学需求，雨课堂可能拥堵，采用嵌套模式弥补雨课堂拥堵而造成卡顿的现象，支持课后回放复习，各平台优劣互补，打造高效的SPOC翻转课堂。在课堂上分组报告，每组随机分配问题，推选学生回答解释。教师是学习过程的指导者，引导学生激发学生探索知识的热情。汇报完毕，教师点评，分析各组亮点和不足，布置延伸问题供小组课后讨论，如“蛋白质结构与功能的关系”延伸问题是“变构效应与别构效应之间的逻辑关系”。教师以思维导图搭建章节框架，便于学生掌握。

（3）线上课后讨论。课后讨论在之前分配的固定小组间进行，从低难度的课后知识总结到更高阶的延伸问题。例如，教师提供血红蛋白在低氧和高氧组织中的作用视频，学生看完后总结之前学过的相关知识，分析基本机制，延伸至血红蛋白的结构与功能的关系，变构效应与协同效应之间的关联。提供新型冠状病毒与SARS病毒结构、特性及序列比对视频，让学生分析二者之间的结构与传染性、致病性的关联，延伸到禽流感病毒及中东呼吸综合症等。培养学生从不同视角进行批判性分析讨论能力。线上课后讨论会有相似的结构模式，首先全体观看视频，学生提出与视频材料相关的问题，分组讨论报告，两组之间交换并分析。此过程中教师的作用是组织讨论会及提供咨询。

（4）线上课后作业。通过雨课堂智慧平台布置辅导练习题及测试题，练习题题量较大，覆盖面广，推送时不设置要求完成时间，答案设为答题后即可见，方便学生复习；测试题较为精简，集中在重难点知识，各难度题目比例适中，要求学生上线同步答题，设置时间要求，答案设为全部学生答题后可见，获取客观公平的分数。另布置学生分组完成思维导图及案例分析的任务，附上任务清单，提高学生的共享学习参与度。

1.3 课后评价模式

为比较两种教学模式的效果，采用课程测试、问卷调查、学生自我评估及教师评价方式。课程结束后对学生进行测试并分析成绩，问卷于课后推送。内容包括对线上教学中使用SPOC翻转课堂的接受度和满意度，对此教学模式影响学习的正面和负面因素。学生自我评估项目包括：课前预习效果，课堂内容掌握度，课后练习题完成度。教师评价表项目包括：知识熟悉度、逻辑性、对知识的理解和应用分析能力。

2 结果

2.1 课程测试成绩分析

教学结束对两组学生进行测试，包括单选题、多选题、填空题、判断题、问答题及案例综合分析题。翻转组平均成绩为（93.4 ± 3.8）分，高于85分的学生比率为23.1%；传统组平均成绩为（88.4 ± 4.3）分，高于85分的学生比率为12.5%；比较单题型得分率发现，案例综合分析题翻转组（80.4%）明显高于传统组（62.1%）。

2.2 问卷调查

结果表明（表1）翻转组学生对SPOC翻转课堂的接受度较高（87.4%，90.2%），学生对给予自主权感到满意，锻炼了团队协作能力（88.8%）及语言表达能力（82.5%）。传统组对教学模式的接受度与满意度等均低于翻转组。对翻转组调查正面及负面因素，学生认为促进学习的正面因素为增加了师生互动性及学习主动性和机动性；负面因素为小组少数成员准备充分性不够及讨论效果未达到预期等（表 2）。

表1 问卷调查

表2 翻转组学生认为的影响学习因素

2.3 学生自我评估及教师评价方式

翻转组学生自我评估结果表明：92.31%的同学认为自己课前预习效果达到预期；86.7%的学生认为课堂内容掌握度较高；88.1%的学生课后练习题完成度高。均高于传统组学生自我评价（45.13%，48.6%，43.06%）。翻转组教师评价结果表明：90.9%的学生对课堂相关知识熟悉；75.0 %的学生回答问题时逻辑性较好；80.0%的学生对对教学知识的理解较为透彻；87.4%的学生具备知识应用分析能力。传统组各项教师评价结果分别为（52.08%，54.86%，56.25%）。

3 讨论

在疫情期开展线上教学，教师和学生素未谋面、空间分离，存在距离感。学生在家学习的孤独感、自律性不够、专注力不高等因素均限制了教学效果。因此，设计新型有效的线上教学课堂应对疫情教学非常必要。我们在学校提供的在线平台基础上，结合几种应用广泛、操作简单的智慧平台设计SPOC翻转课堂，应用于护理学本科学生，采用线上传统教学模式为对照，以课程测试、问卷调查、学生自我评估及教师评价等方式比较两种模式的教学效果。

SPOC正悄然引起一股大学教育教学改革的潮流。哈佛在线学习实验学术委员会的主席Robert Lue教授认为SPOC这种灵活和完善的课程是一种“几乎不可避免的进化”[4]。本研究设计基于智慧平台的SPOC翻转课堂混合学习模式，为学生提供一个三步学习过程，即“课前自学—课上知识传递与消化—课后能力扩展”。课前发送资料不受课时和环境限制，参与共享学习体验促进知识批判思维能力的发展[5-6]。7～8人的固定学习小组增强学生的责任性、团队协作能力，组长设置提高监督执行力[7]。课堂教学是影响SPOC翻转课堂效果的关键因素，心理学家约翰·m·凯勒博士提出ARCS理论：注意力（A）、相关性（R）、信心（C）和满意度（S）[8]。在SPOC翻转课堂，课堂教学设计有机结合“注意力”和“相关性”，学生在线上课堂通过互动合作方式解决问题，提高自我满足和修养。部分学生认为SPOC翻转课堂优于传统课堂，可提高学习动机和参与度。课后线上讨论对于发展学生口头沟通技巧、解决问题能力非常重要，提高学生高阶思维技能的潜力，稳定小组设定也产生积极影响学习的情感维度，如被同伴的认可度和安全感。医学护理学生的教育应反映现在和未来医疗卫生的需求，未来的教育需扩展学生沟通能力和批判性思维。如我校第一附属医院（弋矶山医院）抗“疫”战士—护师颜浩在武汉方舱医院鼓励发起轻症患者齐跳广场舞，加强医护与患者的沟通，引导患者以积极乐观的态度面对病魔。线上课后作业的设置包括测试题和开放式设计增加学习责任。SPOC翻转课堂教学提供了一个计划周密，灵活连贯的学习过程。

线上SPOC翻转课堂也存在一些问题，如少数学生课前预习程度不够，在后续课程讨论达不到良好的效果。课后线上研讨会少量学生存在消极对待。因此，仅凭学生自身责任性保证效果是不够的。后续评价机制增加匿名评估成员贡献，纳入期末总成绩。翻转教学模式对教师创建新型课堂和把控课堂能力。因此专业培训对教师提高节课堂筹备工作的综合效果。

特殊时期下，本研究在护理本科专业学生生物化学课程中采用基于智慧平台的SPOC翻转课堂，为学生提供了有效的自我学习平台和线上协作学习环境。