基于翻转课堂的高校普通生物学实验教学实践

毕佳佳 程彬峰 井长勤 闫清华

新乡医学院生命科学技术学院 河南新乡 453003

近年来，翻转课堂作为一种新的教学模式，在国内大学课堂中逐渐被应用[1-4]。与传统教学模式不同，翻转课堂真正践行了“以学生为主体”的思想，由以往的“课堂教，课后学”变为“课前学，课堂教”[5]。得益于互联网的发展，教师可以将所教授的内容制作成微视频发布在网上学习平台，学生利用课前碎片化时间观看学习并讨论，课堂则成了老师与学生互动、答疑解惑或知识运用的时间。翻转课堂教学模式极大提升了学生的自学、合作交流、分析解决问题等综合能力[6-7]。

目前，翻转课堂主要应用于理论课教学中，而在实验教学中的应用相对较少。然而，实验课不仅对巩固理论知识具有重要作用，还是将理论用于实践、培养学生动手操作及科研思维能力的重要手段。在传统的教师讲、学生照着一步一步操作的实验教学中存在一些弊端，如大多数学生不提前预习；对实验原理一知半解，实验操作按部就班进行，对学生实验效果的评价较为单一，一般只依据实验报告成绩。总之，在传统的实验教学中，学生仍然是被动学习。如何在实验课中开展翻转课堂教学，培养学生的自主学习能力也是高校亟须解决的问题之一。

本文以本科高校生物学专业“普通生物学”实验课中的一节为例，探讨翻转课堂在实验教学中的应用效果，以期为翻转课堂在大学实验课中的广泛应用奠定理论基础。

1 研究对象和方法

1.1 研究对象

我校2020级生物技术和生物工程专业各1个班，随机分为传统教学班(30人)和翻转课堂教学班(30人)。

1.2 研究方法

1.2.1 传统教学实施方法

传统教学班按照课堂上教师讲解、学生听讲后进行实验操作的传统模式授课。学生实验操作结束后，教师对全班同学本次实验的技能掌握情况进行随堂测试，并给予学生充分的时间写实验报告。

1.2.2 翻转课堂教学实施方法

1.2.2.1 课前

(1)教师录制本次实验课的教学视频及实验操作视频，并针对本次实验内容出4～5道测试题，上传至学习通平台。

(2)教师根据教学内容设计并制作自主学习任务单(图1)。将学习内容进行分解，作为学生小组汇报内容，如本次实验课主要包括2个知识点：细胞的制片与观察和细胞大小的测量。除了将这两个知识点作为学生汇报内容外，还设计了针对这2个知识点拓展出的3个问题。因此，本实验共5项课堂汇报内容。

(3)提前一周给学生发放自主学习任务单。学习任务包括两项：自主学习和小组学习。自主学习中要求每位同学在线观看相应视频后完成测试题。教师监测学生任务点完成情况，并根据学生答题情况归纳总结出难点。小组学习则是将学生分为5组，每组6人，各组选出小组长1名。每组通过抽签形式认领一项汇报内容，组内自行分工查阅资料、制作PPT及板书设计等，并推选1位同学课上主讲，其他同学进行实验演示及课堂实验辅导。

1.2.2.2 课中

(1)按照知识点将课堂分为两大板块：细胞的制片与观察和细胞大小的测量。每一板块中第一组主讲同学首先汇报实验原理及操作过程，实验演示同学需配合主讲同学进行实验操作，时间控制在8min内；然后全班所有同学进入实验操作，第一组同学进行课堂实验辅导；最后全班实验操作结束后，抽到针对该实验拓展问题的组依次进行汇报，并进入回答问题环节。在这个过程中教师随时进行总结和提问，并根据主讲小组成员的表现进行记录和评分。

(2)课堂实验技能测试：实验结束后，老师对全班同学本次实验的技能掌握情况进行随堂测试并评分。

1.2.2.3 课后

学生上交实验报告，教师批改作业，并根据学生自主学习情况、课堂汇报表现和实验报告对学生进行评价。最后，教师反思教学过程中存在的问题及需要进一步改进的地方。

1.3 评价方法

(1)成绩评价。本次实验课成绩=实验报告50%+实验技能测试50%，共10分。其中，翻转课堂教学组的实验报告成绩包括两部分：翻转教学活动占25%，绘图作业占25%。翻转教学活动主要由教师根据每组成员知识点掌握、PPT制作、语言表达能力等情况评分，各组小组长可根据组内成员参与情况和贡献度给予每位成员加权系数1.0/0.9/0.8不等，每位同学翻转教学活动最终得分=老师评分*加权系数。

(2)问卷调查。分别从教学效果、自学能力、分析解决问题能力、沟通合作能力及动手操作能力五个方面设置问题，自制调查问卷，然后通过学习通平台发放给两组同学。问卷共发放60份，回收60份，有效率100%。

(3)学生反馈。以写纸条的形式，匿名收集翻转课堂教学班学生对本次实验课所实施教学方法的意见和建议，教师进行分析整理和总结归纳，为下一次的教学模式改革提供参考。

1.4 统计分析

采用SPSS 19.0进行统计学分析。计数资料用(n，%)表示，采用t检验；计量资料用(x±s)表示，采用t检验。P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 成绩评价

对两个班级本次实验成绩进行汇总分析后，发现翻转课堂教学班的成绩高于传统教学班，两个班之间的成绩差异具有统计学意义。

表1 两个班级成绩分析(分，x±s)

2.2 问卷调查

结果显示，与传统教学班相比，翻转课堂教学班的学生对教学效果更为满意。同学们认为翻转课堂教学对于提高自学能力、分析解决问题能力、沟通合作能力和动手操作能力更有帮助。

表2 两个班级调查问卷分析[学生数(所占比例%)]

2.3 学生反馈

对翻转课堂班学生所提的意见和建议进行整理，发现学生普遍认同这种新的教学模式，认为对于提高他们的综合能力有帮助。但也有学生认为课堂内容过多，时间紧张，建议将两个内容分成两次实验课。另外，个别小组长反应部分学生在小组学习中表现不积极等。

3 讨论

普通生物学是为我校生物技术、生物工程、生物制药专业大一新生开设的专业基础课。该课程涉及内容丰富，目的是帮助学生充分了解生命科学的全貌，为后续专业课程的学习奠定基础。因此，本门课程的授课质量在很大程度上决定了学生对生物学方向的兴趣。普通生物学实验作为理论课的辅助和补充，对于加强理论知识的理解及提高学生的动手操作能力都起到了重要作用[8]。

在传统的实验教学中，采用的教学模式往往是教师讲解、学生操作、教师辅导[9]。在这种模式中，学生的学习是被动的，在课堂中经常能看到有学生不动手操作。基于普通生物学课程在生物学中的重要性及传统实验教学的弊端，我们以普通生物学实验课中的一节为例开展了翻转课堂教学，内容包括课前任务发放和准备，课中小组汇报、实验演示、实验操作、问题讨论、评分和技能测试，课后实验报告等环节。然后，通过成绩分析、调查问卷、收集学生意见等形式比较了传统教学与翻转课堂教学模式。结果显示，翻转课堂教学班学生的实验成绩高于传统教学班(表1)。从调查问卷和学生反馈的结果来看，翻转课堂教学对于提升学生的自学、合作交流、分析解决问题及实验动手操作能力均有积极的促进作用(表2)。以上结果说明，在实验课中翻转课堂教学的效果明显优于传统教学，并且得到学生的认可和支持。

然而，在本次翻转课堂教学过程中我们也发现了一些问题与不足：(1)部分学生不能较快地转变角色，仍然依靠教师的课堂教学，自主学习能力差，不能按时完成课前学习，在小组分工合作中表现也不积极。如何使这部分学生适应教学模式的改变，形成自主学习的良好习惯。我认为一方面教师要积极引导学生改变思想，鼓励学生探索思考，另一方面则是教师对于教学内容的深入挖掘以及课堂教学设计的优化，使学生所学内容结合实际，不枯燥，真正激发学生的学习兴趣。(2)课中安排内容过多，每组一个主题汇报后进行实验操作和答疑。尽管老师已经对汇报时间进行要求，但个别组对时间把握不准确，导致整节课拖堂。因此，教师提前对学生汇报内容进行把控，合理紧凑地安排课堂时间非常有必要。

尽管在翻转课堂应用于实验教学过程中存在一些问题，但较之传统教学模式，翻转课堂教学有明显优势，本研究将为翻转课堂在其他实验课中的应用提供借鉴和参考。