基于“卫生化学”线上课程的智慧课堂教学

何磊良，于 斐，熊亚敏

（郑州大学 a.公共卫生学院；b.生命科学学院，河南 郑州 450001）

近年来，国家高度重视现代信息技术与教育相融合的新时代教育信息化发展，推动了教育教学方式的改革。就目前而言，纯粹的线上教学或线下教学无法解决现有的教学问题。在“互联网+”信息技术的推动下，未来的教学将会以线上线下高度融合的智慧课堂作为主流，改变传统课堂的“灌输式”教学方式，提高教学效果。智慧课堂是现代信息技术与现代教育有机结合形成的全新课堂［1］，一方面，在智慧课堂中教师需要充分地、创新地运用信息技术，构建一个智能化、互动化的学习环境和情景；另一方面，学生可以利用智慧课堂发现、分析和解决问题，从而激发学生学习的积极性、主动性和创造性。与传统课堂相比，智慧课堂教学可实现即时化反馈，教学资料更加丰富，教学形式更灵活且更注重互动教学。鉴于此，在分析和总结传统教学模式不足的基础上，基于“卫生化学”线上课程，提出了智慧课堂教学模式的构建与创新应用。

一、传统“卫生化学”教学中存在的问题

“卫生化学”是面向预防医学专业本科生开设的一门重要基础课程，是把分析化学特别是仪器分析的基本理论和技术应用于公共卫生与预防医学领域的一门交叉学科［2］。其主要任务是为学生讲授预防医学领域涉及的卫生化学基本理论、实验方法和分析技术，培养学生思考、分析及解决问题的能力和进行科学实验的技能。卫生化学发挥着预防医学领域“眼睛”的作用，食品营养成分分析、环境卫生污染监测、职业中毒检验、生物样本中复杂成分分析等工作都离不开卫生化学方法和技术手段的密切配合。因此，“卫生化学”课程的高效开展对“食品卫生学”“环境卫生学”“劳动卫生学”及“流行病学”等专业课的学习具有重要意义。

然而，随着我国公共卫生与预防医学的发展，对“卫生化学”课程教学提出了新的挑战［3］。作为一门基础课程，目前“卫生化学”教学存在的主要问题如下：（1）教学模式单一，传统的课堂“灌输式”教学往往以教师为中心，借助多媒体和板书授课，无法有效地激发学生的学习兴趣，学生的学习主动性有待提高；（2）教学内容信息有限，不能及时让学生接触学科前沿知识，案例教学融入有待加强；（3）注重终结性考核方式，缺乏以能力考核为主的过程性评价。因此，丰富教学内容、多样化教学方法、完善课程评价体系，从而提高教学效率，激发学生的学习兴趣，提升其自主学习能力和综合素质，是当前亟须解决的重要问题。

二、基于“卫生化学”线上课程的智慧课堂教学模式构建与创新应用

基于智慧课堂教学模式，结合并完善已开设的“卫生化学”线上课程，深度融入经典案例和学科最新前沿进行启发式教学，注重学习的过程性评价，从而构建一个智能化、互动化的学习环境和情景，在发挥教师引导、启发和监控教学主导作用的同时，充分体现学生作为学习主体的主动性、积极性和创造性。

（一）构建和完善线上课程，丰富教学内容

由郑州大学卫生检验团队录制的“卫生化学”线上课程已经在中国大学MOOC平台上线（https://www.icourse163.org/course/ZZU-1207206803）。同时，经与多方合作和协商，为师生提供了三个开放的虚拟仿真实验平台：（1）卫生理化检验虚拟仿真实验平台；（2）医学魔课MOEC虚拟仿真实验平台（www.yxsypt.com）；（3）虚拟仿真实验项目。另外，教学团队在学习强国平台整合了大量可免费阅读的公开课和学习图书等资源，进一步建设和完善了“卫生化学”线上课程教学模块、互动模块和拓展模块，包括微课、线上作业、试题库、在线答疑、经典案例和学科最新进展等诸多内容，在丰富教学内容的同时，为学生提供了自主学习平台。

教学模块主要包括微课、视频公开课、PPT课件等内容，呈现了卫生化学的主要知识点和专题。线上专题视频《样品的采集与处理》是“卫生化学”课程的重要组成部分，重点讲述了样品采集的原则和一般要求、不同样品类型的采集方法、样品的预处理与保存等，能够形象直观地帮助学生理解和掌握样品的采集及处理过程，可供学生自主学习。线上专题视频《电导的测量和应用》，以水质污染造成鱼类等大量死亡为例，从水质监测、水中溶解氧的测定阐述电导检测的重要意义，引出电导的测量和应用，污染治理、检测先行，从而为“绿水青山就是金山银山”的新时代发展理念提供有力的技术保障。教师可以进一步从实际的联用技术、微型化、智能化等电导测量发展趋势，引申出创新驱动发展战略，并引导学生思考何谓“创新”，进而提出创新即“看到、想到、做到别人不会看、不会想、不会做的东西”。

互动模块主要是提供师生互动、学生自主学习与评测的即时线上反馈平台。其中在线答疑、分组任务、课程专题论坛栏目可实现师生在线互动以及学生间的信息交互；线上章节作业、试题库栏目则辅助学生进行学习效果的评测。利用现代信息技术的便捷性，教师和学生可随时利用手机、电脑等工具进行有效的交流互动，打破“教”与“学”的时空限制。同时，通过互动模块的即时反馈，优化和引导教学模块与拓展模块二者之间的融合及转换。

拓展模块主要以康维钧教授主编的《卫生化学》教材为基础，融合经典案例、学科最新进展、学术期刊论文、报告、会议论文和科研项目等先进性、创新性内容，及时将最新科技成果转化为教学内容，从深度和广度上拓展课程内涵以培养学生科学的思维方式。如融入课题组科研项目、成果和专利等，阐述其遵循的原理及与教材知识点的对应关系。分子探针技术已广泛应用于核酸、蛋白质和小分子检测中，其检测原理包括：（1）特异性识别，用以保证所识别的分子是我们需要检测的目标物。（2）信号转导，用以将特异性识别分子事件转化为可识别的光电信号等。其检测原理可有效地映射卫生化学中荧光分析法和电化学分析法的相关知识点，所述知识既源于课本又高于课本。将课程内容多维度呈现给学生，可以丰富和深化学生对知识的认知与理解，更好地培养其创新能力。

（二）优化教学流程，实施智慧课堂教学模式

改变传统课堂的单一教学模式，实行现代信息技术与现代教育有机结合、线上线下高度融合的智慧课堂。基于教材的重要理论知识和应用场景，结合经典案例和学科前沿进展，以问题导向的讨论式教学为主，按照“课前—课中—课后”三个环节有序开展教学，不断优化教学流程。

课前，一方面，教师将制作的PPT或者微课、电子版参考文献、网络资料等整理后上传至“卫生化学”线上课程平台或发送至微信班级群供学生自学，同时向学生推送教学大纲和教学章节重点及难点内容，以便学生对课程有整体的认识和把握；另一方面，教师要根据重要知识点设计若干问题，鼓励学生通过电脑或手机在线上讨论区留言，便于教师依据线上学习完成情况分析存在的问题，从而适时调整课堂设计和教学进度安排。

课中，授课时学生可以发弹幕提问或举手发言与教师进行即时互动。教师讲解知识点后发布问题，通过随堂测试及时了解学生的知识盲点，有针对性地进行差异化引导。另外，教师应针对学生课前在线学习讨论区存在的问题进行课堂解答，并将课中和线上讨论答疑存在的共性问题进行及时总结，统一放置在线上常见问题栏目中，拓宽知识传播的受众群体。通过教学互动、学生反馈及随堂测试，教师可以及时了解学生的学习情况，调整教学方式和内容，解析重点及难点，引导学生进行探究式学习，培养其创新思维和创新能力。

课后，一方面，教师在章节内容或专题学习结束后，可以针对重要知识点发布试题进行线上测试（题型包括选择题、判断题和问答题等），让学生巩固所学并便于教师对学习效果进行定量分析；另一方面，将卫生化学、卫生检验等学科前沿知识和最新研究进展，以学术论文、科研进展报告、视频等方式上传于线上平台，供学生拓展学习，扩宽其知识面和学术视野。

（三）经典案例和学科前沿融合，开展启发式教学和讨论

案例教学法起源于美国哈佛大学法学院，近年来备受推崇。在采用案例教学法进行教学时，教师可以通过案例引导学生进行分析总结，将经典案例或学科前沿案例解析成若干个小的问题和可接纳的知识点，以培养了学生理论联系实际的能力，提高其思考、分析和解决问题的能力［4］。在围绕案例进行探究和互动教学时，要营造良好的探讨实际问题解决的情境和氛围，促使学生积极踊跃地表达自己的意见和看法，激发学生的学习主动性与学习激情，同时培养学生资源整合、团队协作和综合运用知识的能力，进而提升学生的综合素养。

以教材的重要理论知识和应用场景为基础，结合经典案例和学科最新研究进展，实施问题导向的启发式教学和讨论，使学生从被动的接受者转变为主动的知识建构者。根据课程大纲的重点及难点，设置一个略高于学生知识水平的案例。如搜集黄河流域或其他环境污染、重大突发公共卫生事件等典型案例，引导学生进行思考：污染或事故的原因是什么？污染物有哪些？针对可能存在的污染物类型，应如何科学地选用检测方法？引导学生从采样、前处理、检测方法选择和评价等方面进行贯通式思考，解决实际问题。同时，在课堂教学中讲授学科前沿案例，有助于学生丰富并加深理解所学知识，形成科学的思维方式［5-6］。在选择学科前沿案例时应遵循以下几点：（1）学科前沿案例应与教学密切相关，以激发学生的学习兴趣，引导学生进行知识重构和逻辑重建；（2）学科前沿案例应与预防医学关联密切，以激发学生思考、讨论和迁移创新；（3）可重点突出我国科学家的研究成就，以坚定学生的民族自信。如北京大学开发了新型胰岛素分泌监测荧光探针，将该分子探针的设计原理和应用（糖尿病的诊断与治疗）关联“卫生化学”课程的《荧光分析法》《生物传感器》等章节，进行启发式教学和讨论，可以更好地培养学生的创新思维和创新能力。

（四）引入过程性评价，构建多元化评价体系

以往“卫生化学”课程的考核方式过于注重终结性考试，期末考核权重过高，往往期末考试成绩就决定了学生课程的成绩，缺乏以能力考核为主的过程性评价。因此，亟须改革考核方式，引入过程性评价，并采用线上线下相结合的方式构建多元评价体系［7］。课程总成绩采用百分制，具体分配如下：（1）过程性评价占总成绩的30%，包括中国大学MOOC平台线上习题、章节测试、讨论次数、随堂测试、平时课后作业完成情况。（2）实践操作占总成绩的20%，重点突出综合性设计实验，如“化妆品中禁用性激素检验方法设计与评价”，要求学生根据所学的“卫生化学”理论知识和实践操作技能，自主选择采样方式、前处理技术、检测方法和评价指标等，培养学生自主学习和综合运用知识的能力［8-9］。（3）期末闭卷考试占总成绩的50%。基于过程性评价的多元化考核体系更为契合智慧课堂教学模式，可有效引导学生在掌握理论知识的同时，形成科学和创新思维，提升综合运用学科知识解决实际问题的专业能力。

结语

在现代信息技术的推动下，未来的教学将会以线上线下高度融合的智慧课堂为主流，改变传统课堂教学方式的局限，优化课堂教学效果和质量。高校应基于较为充足的线上课程资源，按一定课时比例实行智慧课堂教学模式改革，在发挥教师引导、启发和监控教学主导作用的同时，体现以学生为中心的“教”和“学”按照“课前—课中—课后”三个环节优化教学流程，结合线上线下教学、自主学习和探究式学习的互补性原则，融入经典案例和学科前沿引导的启发式讨论，同时，采用多元化评价体系对学习效果进行全面评价，注重对学生知识、思维（素质）和能力的考核，从而实现智慧课堂教学创新模式的有效应用，为预防医学专业复合型创新人才培养服务。