以学生为中心,全方位打造高阶课堂——以生物化学与分子生物学课程为例

朱 华 陶毅明 陈 莉 赵晓平 邓 洁 高进涛 李 荔 白 玲

(1. 桂林医学院生物技术学院,桂林 541199;2. 桂林医学院教育评价与教师教学发展中心,桂林 541199)

为贯彻落实习近平总书记关于教育的重要论述和全国教育大会精神,落实新时代全国高等学校本科教育工作会议要求,加快振兴本科教育,构建高水平人才培养体系,全面提高高校人才培养能力,2018年教育部发文要求“各高校要全面梳理各门课程的教学内容,淘汰‘水课’、打造‘金课’,合理提升学业挑战度、增加课程难度、拓展课程深度,切实提高课程教学质量”[1]。随后,教育部高等教育司司长吴岩在题为“建设中国金课”的报告中,提出了“两性一度”,即高阶性、创新性、挑战度的金课标准。在此背景下,桂林医学院开展一流本科课程建设,从教学目标、内容体系、教材建设、实践教学、课程思政、教学方法及考核评价等方面抓好“两性一度”课程建设,解决以学生发展为中心理念落地的“最后一公里”。

生物化学与分子生物学是一门发展迅速、渗透性强的医学专业基础必修课,传统教学存在教学目标重知识、轻能力素质,教学方法重灌输、轻探究建构,教学评价重知识结果、轻能力过程等问题;学生对知识更多的是记忆、理解、初级应用,知识迁移及高级应用能力弱,思政教育欠缺,岗位胜任力不足。针对这一现状,课程团队以提高医学生的岗位胜任力为导向,在建构主义理论的指导下,对教学目标、教学内容、教学方法及教学评价进行深度改革,全方位构建了以学生为中心的高阶课堂体系,取得了良好的教学效果,为地方医学院校生物化学与分子生物学的课程建设和教学创新改革提供参考和借鉴。

1 以岗位胜任力为导向,修订教学目标

基于中国医生岗位胜任力模型[2],结合桂林医学院办学定位及人才培养要求,本课程从知识、能力、素质3个维度对五年制临床医学专业的生物化学与分子生物学课程教学目标进行修订:①知识目标:掌握生物化学与分子生物学基础知识、基本理论及实验技术。②能力目标:能够综合运用本学科及相关基础医学学科知识解释疾病的临床症状,分析疾病的发病机制,拟定诊断的思路,提出预防与治疗的策略。在解决复杂问题的过程中,逐步积累信息的收集、整理、提炼及归纳能力,提高有效的表达沟通能力,锻炼批判性思维的能力,进而具备终身学习的能力。③素质目标:通过本课程的教学,培养学生良好的团队合作精神及科学素养,能自觉地积极参与健康教育,增强医学生的社会责任意识。

课程目标的设定体现了应用、分析、综合等高阶思维的要求,体现复杂问题解决能力等高阶能力及医学生综合素质的培养。

2 以案例为核心,重构教学内容

受杜威的“教育即生活”理论的启发,与日常生活息息相关的事件天然能吸引学生的注意,引发学习兴趣。因此,充分研究本课程内容与真实生活事件的联系,将原《生物化学与分子生物学》理论课所有章节的教学内容重构为3个模块:模块一生物大分子及遗传信息传递与调控,模块二代谢综合一,模块三代谢综合二。针对每一模块,撰写或改编基于问题的学习(problembased leaning,PBL)案例,使之承载相应的课程内容和思政元素,以达成教学目标。案例一围绕新冠病毒展开,教学内容涉及蛋白质、核酸的结构及其与功能的关系、复制、转录、翻译及表达调控;案例二以肥胖、糖尿病为主线,教学内容涉及糖脂代谢及能量代谢的紊乱与慢性疾病的关系;案例三以酒精性肝硬化为中心,教学内容主要为氨基酸代谢及肝的生化代谢异常与疾病的关系。同时,将原有的9个独立实验升级并整合为与3个模块相对应4个综合性实验。其中蛋白质分离纯化及鉴定综合实验、分子生物学基础综合实验对应第一模块,代谢综合实验、酶活性测定及其影响因素综合实验对应第二和第三模块(图1)。

图1 以案例为核心的教学内容重构

教学内容打破传统的以教材为主的教学内容,以真实案例为核心,有利于实现多学科知识的交叉融合,提升课程难度,提高挑战度。

3 以探究建构为主,改革教学方法

在建构主义理论的指导下,对教学方法进行了整体设计。理论课应用混合式PBL教学[3],具体的教学活动包括:①PBL案例的分析阶段:即每一篇章的学习从真实的、结构不良且复杂的问题情境开始,学生以小组合作的方式(8～10人/组)在导师的指导下发现问题、定义问题、分析问题、建立假设,拟定需要学习什么以解决问题。②线上学习:学生利用小规模限制性在线课程(small private online course, SPOC)、数据库、教学参考书、网络等资源,围绕问题进行自主探究性学习,撰写学习记录单,详细记录获得信息的渠道、方法、筛选、整理、归纳的过程,并总结出问题结论的逻辑推理链条。③PBL案例的回报阶段:学生在导师的指导下,分享信息,相互质疑、讨论,解决问题,串联证据和表象,绘制案例机制图,进行自评、互评、反思和回馈,通过合作、交流实现意义的建构。④线下讲授:教师以专题讲座的形式针对学生线上学习和PBL学习的难点进行系统性讲解,结合PBL案例介绍相应的研究进展,学生在课后对案例机制图进行修订迭代,绘制本模块的知识框架图,再次促进意义的建构。

实验课,则主要采用混合式基于团队的学习(team-based leaning,TBL)教学法[4-5]。教学活动如下:①线上自主学习:学生利用教师发布的资料如PPT、实验操作视频、教学参考书等进行独立自主学习,撰写预习报告。②实验前个人测试:学生在线上或线下完成个人测试(不显示正确答案及测试结果)。③实验前团队测试:学生以小组为单位(分组与PBL相同)对线上个人测试题进行交流讨论,达成一致后再次进行团队测试;测试后教师即时给予反馈及讲解。④实验操作:在一定的实验目标前提下,学生以小组为单位进行讨论、设计不同的实验条件并开展实验。⑤总结汇报:学生小组向全班汇报各自的实验方案、结果及分析、讨论。⑥教师总结及评价:教师给予总结及回馈,进行自评、互评和教师评价。

教学方法以“学生为中心”的探究性、讨论式学习为主,有利于提高学生的自主性及参与度,使课堂活起来。同时,注重学生的学习过程及体验,强调学生分析、应用、评价、创造等高阶思维和综合、创新能力的培养(图2)。

图2 以探究建构为主的教学方法改革

4 以多元化为特征,创新教学评价体系

本课程的成绩评定由过程性与终结性评价组成。过程性评价中的PBL学习占10%(含自评、互评、师评)、线上学习占20%(含SPOC成绩、学习记录单),每篇章结束后的阶段测验占10%,实验成绩占20%(含自评、互评、师评)。终结性评价包括综合测评(10%)和期末考试(30%)。PBL学习的评价关注学生的课堂表现,如参与态度、沟通表达、准备情况、批判性思维、团队精神等。SPOC为我校生物化学与分子生物学教研室自建的在线课程,在中国大学慕课平台上线,自动记录学生学习数据。学习记录单主要评价学生收集、筛选资料,对信息进行提炼、归纳进而表达自己观点的能力。阶段测试及期末考试题均来自人民卫生出版社《中国医学教育题库》,题型为选择题,主要考查学生对知识点的掌握情况。综合测评以案例为载体,以开放性、非标准答案、融合思政元素的试题为主,旨在考核学生的能力及素质。

过程性与终结性评价相结合,知识、能力与素质并重的多元化评价体系,客观真实地反应教学效果,学生变得忙碌起来,教师可根据教学效果对课程进行改进和优化。

5 教学效果及评价

5.1 问卷调查

本课程的新教学模式历经3个教学周期的实施,通过持续改进、不断完善,已基本成熟。桂林医学院2020级临床医学本科专业教改班全体学生(共50人)参与了对课程评价和反馈的问卷调查。调查结果显示,学生对课程普遍认可,93.1%的学生感觉到自己成为了一个学习共同体的一员, 92.6%的学生认为自己在信息的收集、整理、提炼及归纳能力上有所提升,94.8%的学生表示学会了如何将理论知识运用于实践,65.6%的学生认为培养了批判性思维的能力,82.7%的学生认为提升了沟通表达的能力,84.1%的学生认为提升了团队协作的能力,86.0%的学生体会到了做为一名医学生的社会责任感。

5.2 学业成绩评价

3个模块的PBL学习分组进行,各组由同一位教师全程指导,学习记录单及PBL评价具有可比性。统计分析2020级临床医学本科专业教改班全体学生3个模块的学习记录单及PBL各项成绩。结果显示,3个模块的成绩呈递增趋势。与模块一相比,模块三的学习记录单、PBL师评及自评成绩显著提高,表明学生的高阶思维、沟通表达能力、团队协作能力、解决问题的能力有明显提升(图3)。

图3 学生学习记录单及PBL成绩评定结果

6 反思及感悟

6.1 打造高阶课堂需要转变教学理念

本课程的设计思路源于杜威的做中学[6]以及建构主义学习和教学观[7]。在杜威看来,真正好的教学不是从“听”中学,而是从“做”中学,通过亲自的体验和探究来解决问题,增长经验。建构主义认为“知识不是获得的,而是建构的”,外部信息本身没有意义,意义是学习者通过新旧知识及经验间反复的、双向的相互做用而建构生成。基于上述教育心理学的理论,本课程的教学从PBL案例开始,即从真实的、复杂的问题情境出发。学生在情境中面临困惑而提出问题,这些问题往往结构不良,它不像试卷中的问答题,没有现成的答案,单靠已有的知识无法解决,必需通过研究、探索,并进一步学习新的知识,将其应用于问题的分析、论证才能解决,这一问题解决的过程促进了学生对知识的自我建构。教学理念是课程的指导思想和理论依据,教师需不断更新教学理念,从以“教”为中心,转为以“学”为中心,这是打造高阶课堂的必要条件。

6.2 高阶课堂对学生和教师提出了双重挑战

相对于传统教学,本课程的难度较大,对学生的挑战度高。教师们不禁担心“我们不教,学生还没有学过理论知识,怎么知道如何解决问题?”然而,这恰恰是为什么要打造高阶课堂的原因。未来,学生将会面临各种不确定的、复杂的社会情境,如何在错综复杂、千头万绪的问题中发现其关键所在,并通过“求得知识”、甚至是“创造知识”来获得解决问题的办法,这正是我们需要培养的具有高阶思维、能解决复杂问题的人才。

诚然,本课程在对学生提出挑战的同时,对教师们也提出了更高的要求。作为教师,需要先于学生而前行,不断进行自我提升和完善。同时,还需思考如何引导、支持学生的学习活动。好的教师不是奉送真理,而是引导学生发现真理;不是灌满一桶水,而是点燃一把火,激发学生的学习热情,培养其终身学习的能力。因此,教师还需要转换角色,充分相信学生,把学习这个舞台的真正主角交回给学生。

在课程的实施过程中,我们欣喜地看到课堂不再沉默,学生们能够积极的参与讨论,主动运用SPOC课程、数据库、不同学科的参考书、网络平台等多渠道资源,通过自主探究及团队协作的方式解决问题,学生们纷纷表示尽管要投入大量的时间和精力,但收获颇丰。而教师在与学生的共同学习中,也不断提高促进学生发现、分析和解决问题能力的技巧,积累引导学生自主学习、自我评价的经验,掌握评价学生能力和素质的原则和方法,教与学互相促进,形成良性循环。

6.3 思政教育有机融于教学活动,润物无声

传统教学中的课程思政,教师挖掘课程思政元素,设计在传统讲授的教学方式中,再由教师总结思政教育的目标,偏重外部教化。本课程通过精心设计,教师将思政元素融入所编写的PBL案例,学生在真实的生活情境中体验追求真理的过程;体会患者的感受、自发地讨论医患沟通的重要性和技巧;交流对人生观和价值观的感悟,寻求生命的意义;在实验探究中践行实事求是、辩证唯物主义的世界观。思政教育自然地融入教学活动,并贯穿课程的始终,潜移默化、润物无声。

7 结 语

本课程以岗位胜任力提升为导向,在建构主义理论指导下,全方位打造了以学生为中心的线上与线下融合,理论与实验结合,探究与互动并行,个人与团队共进,教与学互促,思政贯穿教学的“案例讨论-线上学习-专题讲授-实验探究”的四位一体高阶课堂体系。从真实的、复杂的情境开始学习,学生的热情被点燃,积极地参与各项学习活动,在问题解决的过程中领悟学习的意义,体会医学生的身份认同,实现教学目标的达成。同时,我们还构建了与之相应的,将传统的基于知识、结果的单一教学评价体系转变为知识与能力素质、过程与结果并重的多元化教学评价体系,教与学的评价回归真实,发挥“以评促学”“以评促教”的作用。

利益冲突所有作者均不存在利益冲突

作者贡献声明朱华:提出研究思路、设计研究方案,进行实验,收集数据,论文撰写;陶毅明:进行实验,收集、清洗和分析数据;陈莉、赵晓平、邓洁、高进涛:进行实验,收集数据;李荔:论文修订;白玲:总体把关、审订论文