基于慕课的生物化学翻转课堂研究与实践

摘 要：“慕课+翻转课堂”是实现线上与线下教育结合的全新混合式教学模式。该研究以四川农业大学生物化学MOOC为基础，充分利用网络和视频的线上资源，通过慕课堂和QQ学习群进行教学管理，在生物化学线下教学中开展基于MOOC的翻转课堂实践，该教学模式能更好地发挥学生的自主学习能力，且对培养学生的综合能力和促进教师教学能力提高有积极的促进作用。

关键词：慕课；翻转课堂；生物化学；以“学”为中心；混合式教学模式

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2024）23-0043-04

Abstract： "MOOCs+Flipped classroom" is a new blended teaching mode to realize the combination of online and offline education. This study is based on Sichuan Agricultural University's Biochemistry MOOC and makes full use of the online resources. Through MOOCs and QQ learning groups，teaching management is carried out， and MOOC based flipped classroom practice is carried out in offline teaching of Biochemistry， students' autonomous learning ability can be improved， and it has a positive promoting effect on cultivating students' comprehensive abilities and promoting the improvement of teachers' teaching abilities.

Keywords： MOOCs; flipped classroom; Biochemistry; student-centered; blended teaching model

慕课（Massive Open Online Courses）——即“大规模在线开放课程”，是依托于现代化的数字信息平台，提供大量名校名师免费教育资源[1]，学员在网上完成视频观看、作业、讨论交流等，使得知识的获取不受时间和空间的限制，是信息时代背景下全新的教学模式，近几年已在教学改革实践中广泛应用[2-3]。但慕课仅是一种线上教学资源，作为高校课堂，要将线上与线下教育融合，开展混合式教学，加强学生的参与和师生互动，提高教学效果，最大程度上发挥出慕课的教学价值。

翻转课堂是一种教师创建学习视频，学生在家或课外观看，回到课堂师生面对面交流和完成作业的教学形态。翻转课堂与传统课堂教学的最大不同是实现了四个翻转，第一是翻转了教学方式，推动从“教”向“学”的转变。第二是翻转了教学内容，推动从知识为中心的“碎片化学习”向问题解决的“整体性学习”的转变。第三是翻转了教师角色，推动从“教学工作者”向“课程工作者”的转变。最后是翻转了教学管理，推动从“教的管理”向“学的管理”的转变。

慕课是线上学习资源，翻转课堂是线下教学组织模式，慕课实现了学习者的自主化学习，翻转课堂有利于知识的内化和提高学生的参与度和学习兴趣，而“慕课+翻转课堂”的结合，则使线上教育与线下教育优势互补，是提升“教”与“学”质量的有效路径[4]。本研究以慕课为基础，利用中国大学慕课平台资源、通过慕课堂和QQ学习群进行教学管理，在生物化学线下教学中开展基于慕课的翻转课堂实践，并对其教学效果进行评价。

一 基于慕课的生物化学翻转课堂教学设计

（一） 课程现状

生物化学课程是农业院校重要的专业基础课，在专业课程教学体系中处于承前启后的地位，对学生专业知识体系的构建、后续课程的学习以及综合素质的提高等具有十分重要的意义。由于生物化学课程存在知识体系庞大繁杂、概念抽象难懂、各种代谢过程复杂难记的特点，导致学生生物化学学习难度大，学习兴趣不高[5]。四川农业大学（以下简称“我校”）生物化学面向农学类、工学类、生物类共28个专业开设。各专业学生除了有普通高考生源外，还有面向贫困地区的专项计划生源，约占总招生数的10%。专项计划生源地教育条件相对落后，学生的生物学、化学基础较差，导致生物化学课程学习更加困难。

依托信息化的教学模式改革已铺天盖地而来，我校基础生物化学慕课已于2019年12月在中国大学慕课平台上线，2021年被认定为省级线上一流本科课程，已具备开展信息化教学的基础。2021年课程组通过构建“三环节+双主体+双提高”的教学模式，开展混合式教学的探索，所谓“三环节”是指教学过程的课前、课中和课后，学生作为教学主体，就是要强化课前、课中和课后学生的参与度，学生的参与贯穿“三环节”，做到环环相扣。“双主体”是指教师和学生都是教学活动的承担者和参与者，区别在于一个是教授的主体，一个是学习的主体，二者构成同一教学过程的“两翼”。教师的主体性主要表现在精心设计课前、课中、课后具体教学环节；学生作为课堂学习主体，主要是积极配合和主动参与到课堂学习活动中去。教的主体与学的主体两者互为主体与客体，相互依存，互动共振。“双提高”是指教师教学能力和学生学习能力的提高。由于学生的深度参与，深化和拓展了知识内容，提高了综合能力；教学过程中学生会给予教师灵感，弥补知识盲区与不足，实现教学相长。

课程组构建的“三环节+双主体+双提高”的教学模式就是要构建以“学”为中心的课堂，该教学模式已推行五轮，教师由最开始的抗拒到现在的接受、驾轻就熟和百花齐放，体现了教学改革的魅力，同时，推动了教师的成长。

（二） “慕课+翻转课堂”教学过程设计

翻转课堂是一种比较有效的混合式教学方式，能充分体现混合式学习的优势，本研究针对混合式教学中的翻转课堂教学进行深入研究。翻转课堂具体教学过程设计[6-7]要覆盖课前-课中-课后“三环节”，学生通过课前预习完成自主学习，课中完成互动交流提升和知识内化，课后复习巩固查缺补漏。教师和学生作为教学的“双主体”全程参与，做到环环相扣，三环一体。

1 课前准备

1）教师准备教学视频和导学案：视频用于课前预习，可以直接使用慕课视频或自己录制微视频，也可以下载网络视频进行剪辑。导学案就是学生的文本预习方案，是教师指导学生进行主动学习而编写的有学习目标、学习内容、学习流程的学习活动方案[8-9]，是指引学生自主、高效学习的路线图。

2）学生自主预习和学习（基于导学视频的预习方案）：教师将导学方案、视频链接、学习资料通过慕课堂提前推送给学生，让学生自学、小组讨论完成导学任务，不清楚的问题反馈给教师或带到课堂交流。

3）教师了解学生预习、学习情况：收集各小组疑难问题，或查看预习练习题完成情况，了解学生对知识点的掌握情况，有针对性地进行课堂教学准备。

2 课中教学组织

课堂上主要采取分组讨论、问题导向学习（PBL）、小组汇报及辩论实操等多种教学方法，主要包括以下几步。

1）小组合作探究：组内不能解决的疑难问题，课堂上由组间互助合作解决。

2）教师释疑拓展：全部学生都不能解决的学习问题，由教师在课堂上解决，根据本班学生的实际学习情况，教师进行适度拓展和延伸。

3）练习巩固：进行课堂小测验，检测知识学习效果。

3 课后复习巩固

学生课后复习课堂内容，进行归纳总结，绘制思维导图；教师完成课后答疑、教学反思。也可以在管理平台上发布测试题、讨论题，检测学习成果。

（三） 生物化学翻转课堂的实践：以蛋白质理化性质和分离纯化为例

蛋白质是生物体最重要的有机大分子，是生命现象的体现者，生命功能的承载者，是人体干物质中占比最高的物质，也是大家生活中耳熟能详的物质，选择蛋白质一章就是因为蛋白质与生活贴合度高，易调动学生的学习兴趣和探究欲望。试验教学班人数55人，按5～6人一组，共分为9个小组。课前预习和课中翻转课堂运用了分组讨论、小组汇报、问题导向学习（PBL）等学习方法，让学生带着问题学习，锻炼解决问题的能力。课后通过问题讨论和测验，复习巩固知识点。学生的学习覆盖“三环节”，学生与教师“双主体”全程互动，各司其职。具体教学设计流程如图1所示。

1 课前准备

1）提前1周发布导学案、学习视频、PPT和学习资料，学生自主预习。学习视频依托中国大学慕课平台我校自制慕课蛋白质理化性质和华中农大慕课视频蛋白质理化性质、蛋白质分离纯化。通过慕课堂发布学习任务、测试题等。

2）提前3天收集预习问题：学生预习后需每个小组提出1个以上问题，可以是小组认为的重点或有意义的问题，也可以是自己不懂的问题。9个小组共收集11个问题，任课教师进行整理后再补充4个问题，共计15个问题。15个问题交叉分给9个小组，大的问题分配1个，小问题分配2个。小组需要进行任务分工，查阅资料、讨论和完成PPT制作，同时要选派1名同学课堂上进行PPT汇报。任务分工见表1。

2 翻转课堂组织

1）小组代表汇报和答疑：流程为小组代表PPT汇报—同学提问—小组答疑—教师引导总结。汇报同学的选择很重要，小组汇报结束后需要师生互评，所以汇报效果直接影响小组成绩。总的来看，女生汇报认真度普遍更高。在提问环节，与生活密切相关的问题大家更感兴趣，问题比较多，也比较宽泛和开放，比如说：我的头发为什么烫不卷？肉食动物会不会得坏血病？说明同学们是有了深入思考，也希望用所学知识解释生活中的问题。小组回答问题时，全部组员站到讲台上，明显看出小组同学的压力，准备了书、打印的资料，还有手机。回答问题时，积极且分工明确，有主答，有补充，也发掘了一些总结能力和逻辑表达能力特别好的同学。对于回答不清的或需要强调的，任课教师适时引导，尽量让学生自己解决。对于学生不清楚的或是错误回答的，任课教师及时纠正与补充。其实，在这15个问题中，有些是书上的知识点，但更多的是综合题、延伸题，说明学生愿意动脑、有了思考和想法，的确能促进知识的内化。通过翻转课堂，知识内容外延更宽，除了骨架之外，还有五颜六色的羽毛，课堂教学内容更加饱满和绚丽，而学生成为课堂教学的主体，教学过程转变为学生“学”的过程。

2）课堂练习和讨论：课堂最后10分钟进行课堂检测，强化知识内化，检测教学效果。通过慕课堂发布5个单选+5个判断，正确率达到80%，说明大部分学生掌握了知识点。

3 课后复习巩固

课后复习巩固是非常重要的一个环节，进一步强化知识的记忆和总结，让整个学习形成闭环。同时，教师要进行教学反思和通过QQ群完成课后答疑。蛋白质这一章的课后复习是在慕课堂上回答2道讨论题和完成线上慕课平时测验和单元作业。2道讨论题是让同学们举例说明蛋白质的变性方法有哪些，以及蛋白酶在生活中的应用案例，考查学生的学以致用能力。有些同学直接用了课堂小组汇报讨论的内容，比如，酒精杀菌就是有机溶剂使细菌蛋白变性、豆皮的产生是热变性；部分同学结合生活进行举例，比如，实验室用灭菌锅灭菌是加热变性、蛋花汤是蛋白质热变性；也有同学通过网络搜索回答问题。每个同学关注的点不一样，答案就会涉及各个领域。

教师的教学反思也很重要，一个教学循环结束后要重新对整个教学过程进行审视，教学方法的运用、教学过程的组织、课堂节奏的把握及学生的反馈等方面是否存在不足和需要改进的地方，以便及时调整下一阶段教学策略，从而使教学更有针对性、实效性。

二 “慕课+翻转课堂”教学效果

“慕课+翻转课堂”的混合式教学模式以“以学生为中心”，将学生综合素质提高、分析解决问题及学习能力的提升做为教学目标，注重学生学习过程中的感受、参与度和收获，通过强化课前、课中和课后学生的参与度和课堂互动性，驱动学生学习动力和创新活力，促进学习效果的提高。

（一） 学生学习兴趣提高

翻转课堂在教学内容的选择侧重应用性强，与生活结合紧密或是较容易自学看懂的，增强了学生的兴趣，激发学生的求知欲。翻转课堂教学设计更多元，有小组学习、小组讨论、小组汇报、提问、答疑和课堂测验等多种形式，对学生不断形成新的刺激，激发学习兴趣。学生在学习过程种得到表扬和鼓励，也会提高学习兴趣和自信心。

（二） 学生学习参与度大幅度提高

翻转课堂就是以“学”为中心的课堂，注重互动就是要强化课前、课中和课后学生的参与度。团队的组建、任务分工、讨论，都需要学生全程参与。在团队中，组员既要高质量完成共同目标，又要完成自己的分配任务。在团队里，让每一位同学找到自己的位置，发挥自己的长处，让善于表达的同学做汇报，让善于总结的人牵头文稿撰写，让计算机操作好的同学收集资料和制作PPT。在班级组队时，平时不太积极的同学也有了危机感，担心没有小组加入，在课程群里发布应聘启示，说明这样的教学方法可以调动学生的主动性。另外，因为有了课前预习和导学，课堂上学生更有基础和条件进行深度思考，学生课堂参与的机会增多，参与的愿望变强。

（三） 学生自主学习能力增强、自我管理能力提升

传统教学时课内知识传递，课外知识内化，而翻转课堂是课外知识传递，课内知识内化。翻转课堂中学生要分阶段完成不同的任务，任务常常与成绩挂钩，学生只能认真对待。学生在老师的指导催促下被动完成任务，在完成过程中，也会体验到完成任务的自豪感和解决问题的成就感，通过如此反复多次的训练，学生会潜移默化由被动学习转为主动学习，学习的目标感更强，自我学习主动性提高，从而提高自主学习和管理能力。

三 结束语

随着教育改革的不断深化和科技的发展，新的教学手段和教学模式不断涌现，但混合式教学仍是未来教学模式的发展方向[10]。翻转课堂的实施，让学生真正成为了教学的主体，学习学习主动性明显增加，课堂参与度大幅提高，学生自主学习能力明显提高，大大激发了学生的潜能。而在教师与学生的互动中，老师能把学生由浅入深引导，学生也能给老师很多教学上的启发，做到了教学相长，相互提高。翻转课堂最关键的是要有面对面交流的过程，比较适合40人以内的小班教学。那对于大班课，可以尝试抽签制，让几个小组完成相同任务，汇报和回答问题的小组由现场抽签决定，未被抽中的小组负责提问，可极大保证学生的参与度。教学改革是一项系统工程，基础生物化学课程自开展翻转课堂以来，一直在不断调整和优化教学设计，未来也将持续推行以学生为中心的教学理念，不断提高教师自身素质和能力，努力使教学工作开展得更有成效。

参考文献：

[1] 张艳，王杰，邹鹏，等.基于MOOC的混合式教+学模式生物化学教学改革与实践[J].沈阳医学院学报，2022，24（2）：222-224.

[2] 陈凌，骆卢佳，曹巧巧，等.基于SPOC高职“食品生物化学”混合式教学的实践[J].农产品加工，2022（1）：105-107.

[3] 干苗苗，张杨，郭天宇.基于慕课、雨课堂及“钉钉”的混合式线上教学研究与实践——以有机化学课程为例[J].创新教育研究，2022，10（5）：1167-1172.

[4] 于天贞，田爱丽.“慕课+翻转课堂”教学模式的追求及实践路径——华师慕课在大数据时代下的探索[J].中小学信息技术教育，2014（11）：10-13.

[5] 初志战，巫光宏，王声斌，等.慕课在生物化学课程教学中的作用——华南农业大学《生物化学》“MOOC+线上见面课”课程教学实践[J].中国生物化学与分子生物学报，2022，38（11）：1564-1570.

[6] 张少斌，吕淑霞.新农科背景下“生物化学”线上线下混合教学模式研究[J].高等农业教育，2022（1）：98-104.

[7] 田爱丽，吴志宏.翻转课堂的特征及其有效实施——以理科教学为例[J].中国教育学刊，2014（8）：37-41.

[8] 孙瑶.“导学案-翻转”教学模式构建及其实践研究[D].长春：东北师范大学，2016.

[9] 窦瑶，王卫芳，孙聪，等.《生物化学》课程线上线下混合式（Ｏ２Ｏ）教学[J].新课程教学，2022（18）：90-92.

[10] 王晶心，冯雪松.基于慕课的混合式教学：模式、效果与趋势——基于SSCI和ERIC数据库的分析[J].中国大学教学，2019（10）：49-55.

基金项目：四川省教学改革项目“‘双一流’背景下《基础生物化学》‘金课’建设的研究与实践”（JG2021-455）

第一作者简介：吴琦（1973－），男，汉族，四川自贡人，博士，教授，博士研究生导师，系主任，四川省生物科学类专业教学指导委员会委员。研究方向为植物代谢与逆境生物学。

*通信作者：单志（1979－），男，汉族，山东潍坊人，博士，教授，硕士研究生导师，省级一流线上课程《生物化学》课程负责人。研究方向为纳米生物技术。