嵌入式SPOC在醫學基礎課程中的實踐

李 姣，徐 磊，田海濱，徐國彤，呂立夏*

(同濟大學 醫學院 1.醫學與生命科學實驗教學中心； 2.生物化學教研室， 上海 200092)

隨著醫學與生命科學領域的快速發展，醫學教育同樣需要與時俱進。2012年由互聯網和移動智能技術催生的大規模在線課程(即慕課)(massive open online course, MOOC)席卷全球[1]，挑戰傳統教育模式，真正掀起了一場教育方法和理念的革命。“慕課”憑借其優質的在線教學視聽資源，對全球學生免費開放，沒有準入條件，受到了教育工作者的關注和學生的青睞，各行各業的教師們都開始積極的實踐“慕課”[2- 3]。但在將“慕課”應用于大學實體課程的改革和實踐中時，許多不足之處相繼暴露：對專業性強的課程適用性低，幾乎沒有師生互動，低完成率，評價問題和學術誠信問題[4]，由此可見，傳統面授教學有其獨特和不可替代的優勢。2013年又提出了小規模私有在線課程(small private online course, SPOC)的概念[5]。SPOC將“慕課”資源和傳統面授教學相結合，實現了真正意義上的翻轉課堂(flipped classroom)，針對高校內的專業課程和確定的學生群體，小規模的進行翻轉課堂教學，其基本教學流程是：教師把教學視頻材料和練習題發布在網上，當作家庭作業布置給學生，然后，在面對面的課堂教學中與學生互動，互相提出問題，共同回答問題進行討論，教師可以了解學生的學習狀況和掌握情況，進而使教師可以靈活地調控課程的進度和深度，從而更加客觀地對學生做出形成性評價[6]。

同濟大學醫學院于2010年啟動新課程體系的建設，包括臨床醫學專業各學制課程的培養計劃調整前5年統一并在內涵上與國際接軌。在基礎醫學學習階段，將“細胞生物學”“生物化學”“醫學遺傳學”“分子遺傳學”和“分子生物學”等5門課程整合為“生命科學綜合課程”[7]。其中，“細胞的生物化學”課程屬于“生命科學綜合課程”的 第1部分，主要涵蓋細胞生物學和生物化學的內容，是重要的專業基礎課之一；在“細胞的生物化學”課程中，同時改進教學內容和方法，側重以臨床和科研實際應用為導向的基礎知識的講授，引入基于問題的學習(problem based learning, PBL)教學方法[8]和美國執業醫師考試(United States Medical Licensing Examination, USMLE) 練習題，旨在提高學生理論聯系實際的能力。

在2014年，依托超星技術平臺，制作專業化的用于SPOC學習的教學視頻，由于多種生物化學的分子機制和臨床疾病的發病機制密切相關，授課教師先期完成了生物化學教學內容的錄制，錄制過程是在超星專業攝影棚的連續錄制，但在進行網站建設導入教學視頻時，對教學內容進行了微課模式的處理，設立知識點，同時對應不同的知識點，將教學視頻進行剪輯，便于學生的碎片化學習和短時間內高效率接收信息；同時將各種相關的學習材料(教學大綱，課件，基礎練習題，USMLE練習題)進行后臺錄入。在2015—2016學年的第2學期將SPOC翻轉課堂引入臨床醫學生課程“細胞的生物化學”中“生物化學”模塊的教學，進行初步的嘗試，下面就我們的實踐過程和與各兄弟院校同仁的分享感受。

同濟大學醫學院“細胞的生物化學”課程網址是：http://mooc1.chaoxing.com/course/81916666.html。

1 SPOC翻轉課堂教學過程

“細胞的生物化學”課程內容主要包括“細胞生物學”和“生物化學”兩部分內容，其教學方法主要采用傳統面對面理論課堂教學模式和PBL教學模式，共85學時。

在傳統面授理論課堂的基礎上，增設SPOC平行班，在 “生物化學”的教學模塊中引入SPOC翻轉課堂教學，本著自愿的原則，22名學生選擇了SPOC班進行“生物化學”內容的學習，主要學習3篇內容：“生物大分子結構與功能”“物質代謝”“遺傳信息的傳遞”，學習方式是在線學習和面授課堂相結合，報名參加SPOC班的學生在“細胞生物學”部分仍參加傳統面授課堂教學，同時參加PBL教學和定期的隨堂測驗考試。

1.1 課堂前

向學生布置需要完成的在線視頻內容，在線提交的練習題，學生需要在不同章節的時間節點前完成觀看視頻和提交作業，教師通過后臺能夠看到每個學生的視頻完成情況，作業完成的質量。同時，教師和學生可以在線進行互動，學生可以在討論區就視頻學習和練習過程中遇到的問題提問，教師和學生均可進行回復討論；另一方面，教師根據學生的學習情況，在線通知學生學習進度，針對某些錯答率高的習題進行解釋說明。

1.2 課堂中

整個“生物化學”模塊翻轉課堂的教學過程中，教師與學生見面5次，每次4個學時。第1次安排在“生物大分子結構與功能”結束時，第2次和第3次分別在“物質代謝”學習中期和結束時，第4次在“遺傳信息的傳遞”學習結束時，第5次為課程總結。

在面對面的課堂中，教師首先對已學內容進行高度概括，接下來就在線練習題和USMLE練習題進行討論，討論的內容不局限于練習題本身的正確答案，而是主要圍繞臨床疾病發生的生化機制進行深度的學習和解析，例如“瘋牛病”案例的學習，不僅要知道“瘋牛病”的主要臨床表現是情緒失常和運動障礙，發病的生化機制是蛋白質空間結構的改變，同時需要認識到朊病毒蛋白結構改變的分子機制是其內部的α螺旋構象轉變成了β折疊構象，進一步鞏固復習α螺旋和β折疊兩種蛋白質二級結構的特點、區別以及這種改變可能產生的生物學效應，從而聯系瘋牛病導致臨床癥狀的生化分子機制，并由“瘋牛病”衍生到人的蛋白質空間構象病如阿爾茨海默病和克雅氏病的發病機制。再如，另一案例“糖尿病”為目前臨床上的高發病，通過深入討論學習，不僅要知道臨床常見的Ⅱ型糖尿病的發病機制是胰島素的相對不足，同時需要進一步明確胰島素作為激素作用于細胞降低血糖的分子機制，血糖自身的調節機制，血糖升高之后所引起的一系列代謝紊亂的機制，如高血糖之后繼發的高血脂，消瘦和酮癥酸中毒的機制與相應的脂類代謝的紊亂密切相關，從而使學生將物質代謝內容通過臨床應用進行融會貫通，加強理解和記憶。相似地，進一步選擇“Case fileTMbiochemistry”[9]作為輔助教材，依照不同章節的內容，從中選取病例用于相關內容的討論，如“Acute Fatty Liver in Pregnancy(糖代謝與脂代謝)”“Vegetarian Diet(必需氨基酸)”“Carbon Monoxide Poisoning (線粒體呼吸鏈)”“Hemolytic Anemia (丙酮酸脫氫酶缺乏)”和“Gout (嘌呤核苷酸代謝)”等，這些病例均提出基礎的醫學問題，涉及疾病的各種生化發生機制，能夠看到基礎醫學知識與臨床問題的聯系，最后學生對于還有疑惑的地方進行提問，教師進行解答，從而結束一次面對面的課堂教學過程。

1.3 課堂后

每次面授課堂結束后，教師根據學生的反饋(哪些知識點提出的問題比較多)和對學生課堂表現的觀察(提出問題的數量、質量、參與討論的積極性)，發現學生掌握的薄弱環節，課后在線上傳相關學習的補充資料(如針對某一知識點的動畫視頻和參考資料)，便于學生加強記憶和理解，如USLME習題均為全英文試題，有些學生專業英文的自學能力有限，教師便整理出專業詞匯表發送給大家。除了網絡在線的師生討論交流外，同時建立微信群，便于學生和教師進行實時的交流，以彌補網絡平臺交流的滯后性，對于學生的形成性學習和教師的形成性評價都大有裨益。

1.4 考核

順利完成網上教學視頻的學習和在線試題的提交，給予滿分的SPOC平時成績，但報名參加SPOC班的學生在“細胞生物學”部分仍參加傳統面授課堂教學，同時參加PBL教學和理論課堂的定期隨堂測驗考試。

SPOC班學生的最終成績包括SPOC平時成績(20%)，隨堂測驗成績(10%)，PBL成績(20%)和期末筆試成績(50%)。在本學期的教學中，由于引入了如SPOC和PBL這兩種以學生為中心的互動式教學方法，因此，在期末總評中，考核均采用形成性評價，學生的每部分成績都融合了其在平時的表現，行為以及改進。最終以學生評價表(圖1)的形式反饋給每一位學生，學生可以看到自己在本學期的考試成績，整個年級的平均成績，教師對他的評價及建議。

2 SPOC翻轉課堂教學實踐的啟示

在醫學生基礎知識學習階段，貫穿 “臨床問題為導向的生命綜合課程的學習”這一教學理念，重點培養學生聯系臨床實際問題理解基礎知識，記憶基礎知識和應用基礎知識的能力。“生物化學”內容涉及多種分子的微觀結構、功能和龐雜的代謝反應，依賴傳統面授教學只能達到初步學習專業知識的效果，而通過SPOC翻轉課堂[10- 11]，將初步學習過程拋給學生自學，一方面使學生利用碎片化的時間進行第一階段的專業認知，另一方面學生同時可以進行初步的思考提問；在接下來的面授課堂中，教師和學生就一起進入了高級學習階段，不僅理解記憶知識而且要聯系臨床問題應用所學知識，同時就學生在初步學習過程中所產生的問題進行深層次的討論；這些對培養學生的批判性思維，創新性提問和聯系實際解決問題的能力都大有裨益。

圖1 學生個人“細胞的生物化學”課程成績總表Fig 1 Transcript of “cellular biochemistry”for individual student

在期末總評成績中，雖然參加SPOC翻轉課堂教學學生的筆試成績并沒有明顯高出平行班，但其隨堂測驗的平均分(98.4)和PBL平均分(93.4)均高于平行班的平均分89和90。同時從學生的反饋中可以看到，22名學生均對于SPOC面授課堂的深度學習給予了肯定，同時認為從病例的深度學習和討論中收獲良多。

作為教師也需要在今后的SPOC翻轉課堂中不斷提高自己，不僅在專業知識方面提高，而且需要在教學互動過程中進行更多的思考，思考作為一個教育工作者如何引領學生，激發學生主動學習、主動思考和進行深層次思考的能力。

3 結語

傳統面對面課堂教學方式以其不可替代的優勢延續至今，同時科技的發展衍生出的新事物，帶動了行業的進步，SPOC作為后“慕課”時代的在線教育模式，很好地融合了優質的在線資源和傳統教學方式，引領學生從初級學習進入到高級學習，將更多的課堂時間進行深入的討論，可以最大限度地發揮教師的專業技能，同時又極大地激發了學生的學習潛能，培養了學生專業解決問題的能力。