基于翻转课堂的病理生理学多元化教学模式探索

王新凤，李会霞，庞正达，姚秦钰，刘 甲，张 莉

(西安交通大学医学部基础医学院生理学与病理生理学系，陕西 西安 710061)

信息技术的快速发展推动了慕课(massive open online course，MOOC)、微课、翻转课堂(flipped classroom/inverted classroom)、案例导向学习(case based learning，CBL)、问题导向学习(problem-based learning，PBL)等一批新教学理念与手段在高等教育中的应用[1-3]。其中翻转课堂是将“先教后学”的传统教学模式改变为“先学后教”，即由教师提前构建线上课程视频平台并发布学习任务，学生先在课下自主学习教学内容，随后在课堂上通过师-生及生-生之间的交流互动来答疑解惑、完成知识的内化，并提高分析应用能力。这种教学模式体现了以学生为中心的个性化及互助化自学方式。目前国内外关于翻转课堂的研究主要集中在基础理论、设计应用及对教学参与者的影响研究等几个方面[4-8]。

病理生理学是一门联系基础医学与临床医学的重要桥梁学科，也是与许多医学课程有密切联系的交叉学科。其主要任务是从功能和代谢角度研究疾病发生、发展的规律及机制，从而揭示疾病的本质。教师授课时如何巩固前期基础医学知识，将病理生理学教学内容与培养临床医学思维进行有机整合一直是病理生理学教学改革中面临的重要问题。同时结合实际的国情、校情和学情，融合不同教学模式进行多元化教学模式探索，达到优势互补，不断创新教育形态，重塑教学流程将是医学教育改革的发展目标，也是我们一线教师需要不断实践的课题。

为探讨病理生理学教学中引入“翻转课堂+CBL+课程思政”的教学效果，我们学科设计并实施了多元化教学模式。通过评价机制以调查问卷和座谈形式对教学效果进行调查分析，现将教学改革过程及评价机制介绍如下。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取西安交通大学医学部2018级临床医学五年制和非临床医学专业(口腔、临床药学)共计128名医学生为研究对象进行教学研究。

1.2 翻转课堂的构建

以病理生理学“缺氧”章节为例，翻转课堂包括以下三个环节(见图1)。

图1 基于翻转课堂的多元化教学模式框架

1.2.1 师生在线环节

教师首先分析教学对象，根据缺氧章节的教学目标和教学内容设计教学活动，发布教学资料。教学活动设计包括：建立微信群、学生分组(自愿组合，5～8人/组)、分配学习任务、发布教学资料和评价量表。我们使用的教材是高等教育出版社肖献忠主编的《病理生理学》，选择中国大学慕课网站发布的肖献忠教学团队录制的《病理生理学》慕课缺氧章节。教师分配的各组学习任务主要是能够体现教学目标、涵盖教学内容、具有趣味性和一定挑战性的问题和案例。教师还需提供缺氧章节PPT课件并承担在线指导和答疑工作。学生接收到教师发布的教学资料后以自学或小组交流的方式进行慕课学习，并完成课前自测题，发现问题可以小组讨论并反馈给教师，由教师在线答疑或在课堂中统一解答。最后各小组围绕教师发布的学习任务准备课堂汇报PPT，在课堂环节展示学习成果。

教师在设计课前自测题时需注重对基本知识点的考察，题目偏易有利于增强学生的自信心。同时设计临床案例将CBL教学融入翻转课堂培养学生的临床思维能力。在学生通过慕课学习已初步掌握基本知识点的基础上，教师课前发布简单临床案例和相关问题，通过学习小组成员讨论和信息检索进一步探究知识点之间的相互联系，促进学生完成更高的学习目标，增强思考和逻辑判断能力。

结合当前新冠疫情，让学生自学新冠病毒的致病特点，思考随着新冠肺炎病情进展患者会出现哪些类型的缺氧，分析血氧指标的变化特点。在知识传授和能力培养的同时，注重课程思政来加强学生品德培育和价值塑造[9-11]。教师在课堂上介绍我校附属医院抗疫勇士的感人故事，用我们身边的生动事例引导学生将抗疫精神内化为爱国、报国信念和努力钻研的学习动力。

为了拓展专业知识的广度和深度，引导学生了解基础前沿科学研究，让学生查阅2019年诺贝尔生理学或医学奖项关于缺氧诱导因子及氧感知通路的相关研究成果，制作PPT在课堂上展示。通过瞄准医学前沿，培养学生勇于探索的创新精神。

1.2.2 师生课堂环节

学生在模仿自己喜爱教师授课风格的基础上融合自身特点进行学习成果展示，完成知识的巩固。教师负责组织学生汇报和交流，强调重点内容，讲透难点，解答学生中普遍存在的问题。教师在对各组学生的发言进行点评时，注意及时肯定学生表现优秀的方面，针对不足之处引导学生思考，深化知识点的学习。病理生理学缺氧章节总计2课时(100 min)，课堂上“学生汇报交流-教师总结-病例讨论”三部分时间分配上约为65，20，15分钟。

教师除了总结课前发布的简单临床案例，可以根据学情特点在课堂上引入综合性临床案例，同时提供案例照片、图表及影像资料等提高学生的学习兴趣，对学生尚未接触的临床知识不急于解释，可以引导学生利用已有知识进行推导，提升学生的临床思维能力。课堂测试可以发布一些综合性试题和执业医师相关考试题目，通过上述案例和试题讨论帮助学生把不同学科的相关知识点串联起来，真正发挥病理生理学联系基础与临床医学的桥梁课作用[12]。

1.2.3 教学评价及反思

通过课前、课中及课后的跟踪评价，采取教师听课、学生调查问卷、师生座谈及考试成绩分析等形式来评估教学效果，根据反馈意见进行改进，不断完善教学模式，促进病理生理学形成性评价及反馈系统的建立。

统计学处理采用SPSS 13.0软件包，卡方检验分析比较学生对同一授课教师的传统教学和新教学模式的总体评价。在同一年级中另选取130名传统授课学生，t检验分析新教学模式授课学生与传统授课学生在缺氧章节的理论测试成绩。计量资料用均数±标准差表示，计数资料用百分数表示，P<0.05差异具有统计学意义。

2 结果

对学生发放匿名调查问卷，大家积极配合如实评价，结果显示大部分学生对这种教学模式持满意态度。

2.1 学生对教师教学设计和课堂整体表现评价

统计学分析学生对同一授课教师的新教学模式和传统教学的总体评价(即表1中最后两项评价指标)，两种教学模式在“优”“优+良”和“及格”这三项的比较中均为P>0.05，差异无统计学意义。

表1 学生对教师教学设计和课堂整体表现评价

多数学生认为基于翻转课堂的多元化教学模式可以激发学习兴趣，促进自主学习，培养协作、表达及临床思维能力(表2)。

表2 学生对基于翻转课堂的多元化教学模式评价

2.2 教师对学生课堂整体表现评价及成绩分析

从新教学模式的课堂实施效果来看，学生课堂讨论的积极性和参与度明显高于传统课堂。师生座谈中学生表示临床案例可以明显促进学生主动发掘不同基础学科、病理生理学不同章节之间的相互联系，加深对知识的理解。这种基于翻转课堂的多元化教学模式突出了病理生理学作为桥梁课的重要地位，注重培养学生学习兴趣、提升自学、语言交流能力以及团队协作精神，为后续临床知识的学习打下扎实基础。同时结合新冠疫情在教学中围绕“家国情怀、品格塑造及医学职业素养”融入课程思政元素，注重专业知识与人文素养同行共进，符合医学生综合素质培养的基本要求。

教师在同一年级中另选取130名传统授课学生，统计学分析缺氧章节新教学模式授课学生与传统授课学生的理论测试成绩(满分10分)，两组成绩分别为：(8.46±0.10)和(8.86±0.07)，结果显示两种教学模式在理论知识的掌握程度上没有差异(P>0.05)。

3 讨论

3.1 对传统教学与多元化教学模式的反思

一直以来我校病理生理学教学沿用传统授课模式，教师按照教学大纲制作多媒体课件，结合自身教学经验合理安排授课内容，突出重点，讲透难点。课堂上教师通过眼神和肢体语言的交流，了解学生对教学内容的理解和掌握情况，以便对后续授课内容不断优化来提高授课效果。然而，学生在课堂上被动接受“满堂灌”，往往缺乏主动学习；加之课时不断压缩，课堂上师生互动环节不断减少，教学方式单一，不利于对学生创新思维能力的培养。

“互联网+”时代的到来促进了高校教学模式的不断变革。慕课、微课等在线课程将知识点录制成视频供学生在线学习。与传统授课相比，线上教学不受授课地点与时间的限制，在培养创新思维和信息素养以及知识反复回放等方面具有明显优势。但由于缺乏师生面对面交流、知识过度碎片化以及有效监管不到位，学生容易半途而废；同时在线教学对学生的学习习惯有较高的要求，加上网络稳定性等因素的影响，线上学习难以达到教学大纲要求的教学效果[13]。PBL和CBL致力于提高学生的自学能力，促进临床思维能力的培养。但是这两种学习模式均需要小班授课，教学成本较高，且占用学生大量课外时间，学生对专业知识把握的准确性和深度也欠佳，不利于推广应用。

我们教学团队在认真分析以上教学模式优缺点的基础上，选择适合实施翻转教学的章节，以翻转课堂为抓手，对教学设计、实施和评价等多个环节进行优化，融合慕课、CBL和课程思政构建多元化新型教学模式，取长补短，以期达到最好的教学效果。

3.2 探索实施新教学模式的心得体会

教学评估结果显示学生对新教学模式还是比较满意的，提升了学生的综合能力，也提高了病理生理学的教学效果。我们在教学实践中就发现的问题总结出一些心得体会供教师们参考。

首先教师在设计问题时多联系生活中的常见病、多发病来吸引学生的学习注意力和兴趣，同时注重问题之间的有序深入导向联系而不能仅仅是课本内容的拆解。伴随着对问题的分析、思考和解决，让学生形成类似思维导图的数据库，完成知识的内化，提升自学满意度。比如缺氧章节首先让学生自学常用的血氧指标，思考影响这些指标的因素有哪些？这里会涉及前期学过的生理学和病理学相关知识点。接着通过高海拔登山、游泳溺水、新冠肺炎、冬季煤炉取暖不当、工业盐中毒等引起缺氧的机制与治疗原则来激发学生的学习兴趣，鼓励学生主动探索，利用各种学习资源进行分析、归纳、总结知识点并整理成PPT在课堂上展示，学生参与度高而且易于获得成就感，这种设计思路受到了学生的好评和欢迎。最后通过课堂讨论综合性题目来体现病理生理学不同章节如酸碱平衡紊乱、休克、呼吸功能不全和心功能不全等的互相交叉和渗透。注意综合性题目不宜太难，讨论时间控制在15 min以内，以知识点应用为主。学生在巩固已学知识的同时，加强了不同章节之间的联系，承上启下，真正达到“立足翻转、融合病例、促进自学、培养临床”的效果。

在翻转课堂的形成性评价中教师可以设置比如随堂考、回答及讨论问题、课后提交思维导图等来了解教学效果进而优化教学过程，不应只限于PPT汇报这种单一模式，避免学生只关注所在小组的分配任务而忽略其他知识点的掌握，导致整体学习缺乏系统性。

病理生理学是在学生学习任务繁重的大学三年级第一学期开课，传统授课与翻转课堂的合理配比是影响学生学习积极性的重要因素[14]。传统授课时学生在课堂时间就能够理解掌握主要内容，减少了自学的盲目性，节省课下时间。翻转课堂需要学生发挥主动性和探索性进行自学，花费时间往往长于传统课堂。因此翻转课堂配比过高会增加学生负担，特别是偏爱传统授课、自学和自控能力较弱的学生容易产生抵触情绪。同时学生在课堂汇报学习成果时，由于个体在总结归纳、表达能力等方面的差异会影响讲授效果。以上问题是导致部分学生排斥翻转课堂的主要原因，因此教师应探索优化传统授课与翻转课堂的合理配比，适当增加学生分组来减轻小组汇报任务，课前认真修改学生的汇报PPT，并在课堂中针对难点和重点进行二次解释和总结来加强知识的理解和内化，保证课堂教学效果。相比传统授课，翻转课堂从教学设计、在线答疑、修改课件到教学评估都要求教师投入更多的时间和精力，否则教学效果将差于传统授课。

基于翻转课堂的多元化教学模式突出了学生在学习过程中的主体地位，增加学习自由度，激发求知欲，弥补传统课堂存在的“满堂灌、重理论轻应用”等短板。通过线上线下课堂的教学互动克服在线教学存在“师生交流受限”的不足。只有将线上和线下教学、基础与临床教学进行有机结合，传授知识与价值引领同行并重，充分发挥多元化教学模式的优点，优势互补，才能更好地为学生服务，体现以“学生为中心”的现代教育改革理念，实现教学相长，发挥信息技术快速发展对教育改革的推进作用[15-16]。