基于PBL 的翻轉課堂在獨立醫學院生物化學教學中的應用※
——以天津醫科大學臨床醫學院為例

廖玉鳳 李 彥 趙如靜 楊雪飛

（天津醫科大學臨床醫學院，天津 300000）

生物化學是一門研究生物大分子的結構與功能、三大營養物質的代謝，從分子水平探討生命本質的課程。該課程在醫學知識培養體系中占據著重要地位，是臨床執業醫師考核及醫學院校研究生招考的科目之一。但是該課程內容抽象、繁雜、比較枯燥、學習難度較大。在我院—天津醫科大學臨床醫學院中被認為是“生物化學必有一掛”的科目。筆者對我院2015 級、2016 級口腔專業30 名學生進行隨機開放問答，結果發現82%~85%的學生認為生物化學難度大，尤其是物質代謝方面，內容繁雜且抽象。64%~75% 的學生認為生物化學內容枯燥導致學習積極性不高。在新課程體系下，響應教育部關于大力推進高等學校創新創業教育的號召，我校積極開展生物化學教學改革，建立新的評價機制，增強學生學習的積極性，提高教學質量及減輕學生們在執業醫師考試及考研中的負擔。

在教育教學改革及互聯網的發展下，生物化學的教學方法不斷改善，除了采用單一的“滿堂灌”的教學方法，一些高校對生物化學課程的教學進行了改革，如微課、翻轉課堂、案例（PBL）、“互聯網+”教學模式、Seminar 教學模式等教學方法已初步應用到教學中［1-3］。但是，基于PBL 的翻轉課堂教學在獨立醫學院校生物化學課程中的應用鮮有報道。為了提高該課程的教學質量，筆者在天津醫科大學臨床醫學院生物化學課程中開展了基于PBL 的翻轉課堂教學方法研究，以探究基于PBL 的翻轉課堂教學方法在獨立醫學院校的應用效果，結果如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇天津醫科大學臨床醫學院2017 級口腔醫學專業93 名學生組成試驗組；對照組成員由我院2017級視光專業93 名學生組成。試驗組男46 人，女47 人；平均年齡18.3 歲。對照組男37 人，女56 人；平均年齡19 歲。2 組授課老師相同，學生在年齡、性別、入學高考生物成績、入學后有機化學成績等方面無統計學差異。1.2 研究方法 本研究采取試驗對照方法。試驗組采用基于PBL 的翻轉課堂教學方法進行授課，對照組采取傳統PPT 教學授課模式，課堂全過程均有教師授課，課堂教師提問3~4 次。授課過程均由同一名教師完成。

1.2.1 教學實施 在教學實施的過程中，筆者選取了糖代謝、脂質代謝、氨基酸代謝、核酸代謝、血液生化五章的內容進行教學改革，總共20 學時，下面以生物化學課程重點章節《糖代謝》的教學為例，共6 學時，介紹基于PBL 的翻轉課堂教學法應用于生物化學課程的實施過程，教學內容安排為2 個板塊，第一，學習糖代謝的過程；第二學習糖代謝的調控。

1.2.1.1 試驗組教學 （1） 課前設計：各班學委成立學習小組， 4 個同學為一組，小組成員可以是相同班級內組合或不同班級間交插組合。以“學習通”App 為教學輔助工具，教師在授課前2 周上傳《糖代謝》微課視頻，下發PBL（糖尿病）、本章學習的重點難點及相關問題。課前教師向同學們介紹可將教學內容反映出來的臨床PBL “糖尿病”的發病機制、類型、臨床表現、與生物化學知識相關的并發癥、治療方法，并提出問題，①針對課程內容“糖代謝的過程”問題：糖尿病患者治療除了進行藥物治療還需配合飲食控制及餐后適當運動，進行餐后運動的原因？機體活動所需的能量是如何產生的？目前已發現很多中藥及其活性成分通過作用于糖異生途徑或糖原代謝途徑中的關鍵酶，改變酶的活性，促進糖原合成、糖酵解，抑制糖原分解、糖異生而達到降血糖的目的，其機制是什么？②針對課程內容“糖代謝調控”提出問題：從酶調控角度討論機體如何根據能量需求調控有氧氧化和無氧氧化的代謝速度？注射胰島素可以治療糖尿病，治療慢性高血糖及糖代謝紊亂，試述激素如何維持血糖平衡？學生帶著問題觀看視頻預習糖代謝的內容，組員之間互相協作，查找相關資料，討論學習。

（2） 課堂設計：①教師引導學生解決PBL 中提出的問題，學生以舉手搶答方式，或者以“學習通”附帶功能“搖一搖”點名方式進行答題，回答問題的同學給予加分作為課堂積分，由各組組長記錄得分。討論結束后由教師評價討論的結果，對同學們難以理解的知識點進行深入的引導，如討論糖尿病患者進行餐后運動的原因時，大部分同學總結出餐后適當運動，可以減少餐后高血糖，骨骼肌運動消耗葡萄糖。教師根據學生答案進一步引導學生思考什么是血糖，餐后為什么容易引起高血糖，骨骼肌運動消耗葡萄糖是為了提供能量，機體能量如何產生？②在前一次課學習的基礎下，同學們討論解決第二板塊內容“糖代謝調控”提出的問題，由匯報人將課下學習和討論的結果以PPT 的形式在課堂上分享，本組同學補充， 其他組同學補充、質疑、 討論、 辯論等。討論過程中教師進行適當的引導及評價；③課程結束后，借助“學習通”課上進行單元測試（20 道選擇題，總分100 分），測試時間為30 min。

（3） 考核：期末綜合成績由形成性成績（平時成績+實驗成績） 與終結性成績（期終卷面考試成績） 組成。平時成績包括課堂表現分（課堂積分+發現問題、解決問題，團隊合作精神得分+課前討論內容記錄、 文獻資料得分）、課上測試成績、出勤率組成。

1.2.1.2 對照組教學 學生不需要提前自學，課堂6 學時全部由教師授課，課堂教師提問2～3 次，沒有其他互動活動，單元測試練習題課后自主安排時間完成。期末綜合成績由平時成績（出勤率） 25%、實驗成績15%、期終卷面成績60%組成［4］。

1.3 統計學方法 采用SPSS Statistics 統計軟件進行分析，計量資料以（x±s）表示，采用t 檢驗，P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 2 組學生的教學效果比較 試驗組學生學習積極性、教學改革內容進行單元測式的平均成績、總成績均比對照組學生明顯提高，2 組差異顯著，有統計學意義（P＜0.001），見表1。

表1 2 組學生教學成績比較 （x±s，分）

2.2 2 組學生對教學方法滿意度比較 課程結束后對試驗組學生就基于PBL 的翻轉課堂教學的滿意度進行了問卷調查。結果表明，78.5%（73/93） 的學生認為基于PBL的翻轉課堂教學方法好，能調動學習的積極性，提高學習效果；8.6%（8/93） 的學生認為一般；12.9% （12/93）的學生認為其不如傳統教學。

2.3 2 組學生對傳統評價體系及形成性評價體系的滿意度調查 課程結束后以試驗組為調查對象，對傳統評價體系及形成性評價體系進行問卷調查。結果表明，81.2%的學生認為形成性評價體系相對更公平；11.6%的學生認為形成性評價體系不如傳統的評價方法，這種評價方法需要考核課堂表現，對于性格靦腆的同學不太公平；7.2% 學生認為兩種評價方法效果差不多。

3 討論

3.1 提高了教學質量、判斷思維及應用知識的能力PBL的特點是以“強調能力培養”代替“強調知識傳授”；以“綜合課程”代替以“學科為基礎的課程”；以“學生為中心”代替“教師為中心”；以“小組討論”代替“班級授課”［5］。翻轉課堂這種新興的教學模式是對傳統教學模式的“破壞式創新”，真正學習“以學習者為中心”的教學理念［6-7］。生物化學的教學中引入臨床病例，可以將生物化學知識與科研和臨床實踐相結合，在案例的基礎上，同學們相互學習討論進行翻轉課堂教學，能夠發揮學生在學習中的主體作用，提高學習興趣，加深學生對理論知識的理解和探究疾病發生發展的機理，培養學生科研思維和臨床實踐的能力［7］。通過此種方式，讓學生充分掌握生物化學的知識并和實際應用聯系起來，為臨床專業課程的學習做好充分的準備，所謂“強基礎才能強臨床”。二者的融合進行生物化學教學有助于提高學生學習積極性，培養學生的判斷思維和應用能力［8］。如學習過程中同學們發現糖異生是一個耗能過程，有同學發出疑問饑餓狀態下機體啟動糖異生，而糖異生是消耗ATP 的途徑，與機體處于饑餓狀態對ATP 的需求相矛盾，此途徑意義何在？針對此問題，教師可以引導學生討論并找出答案，如教師提示饑餓狀態下，其它組織（如肝） 以消耗葡萄糖供能為主轉為消耗脂肪供能，保證大腦葡萄糖的供應。最后同學們發散思維，提出糖異生通過消耗ATP 產生葡萄糖，葡萄糖通過血液運輸到達大腦，可以有效防止饑餓狀態的低血糖癥。通過這一問題的討論同時能讓學生認識到肝臟在物質代謝中作為“核心器官”的作用。

研究結果顯示，試驗組學生單元測試成績、總成績及對教學方法的滿意度均顯著高于對照組學生，2 組有統計學差異 （P＜0.001）。另外，78.5% （73/93） 的學生認為基于PBL 的翻轉課堂教學方法好，能調動學習的積極性，提高學習效果。由此可見基于PBL 的翻轉課堂教學對提高教學質量具有重要作用，值得借鑒和推廣。

3.2 可以構建和諧的課堂氛圍 美國心理學家羅杰斯說：“成功的教學依賴于一種真誠的理解和信任的師生關系，依賴于一種和諧安全的課堂氣氛［9］。傳統的授課方式，以教師講為主，課堂上融入提問環節，這種模式課堂上的提問少，缺乏熱烈的探討，不利于構建和諧的課堂環境。基于PBL 的翻轉課堂教學模式，需要設計案例和剖析案例，教師拋出問題，學生課前以小組為單位學習，課堂分組討論，進行知識內化，同時融入教師的知識補充，學生帶著問題聽講， 最后達到掌握所學內容的目的，同時開闊思路。此方式增加師生互動，生生互動的機會，利于構建和諧的課堂氛圍［10］。

3.3 可以構建相對公平的評價體系 獨立院校課程考核模式采取傳統的平時成績+卷面成績，平時成績的考核主要以出勤率及課后作業組成，這種方式缺乏科學性。其一，出勤率的考察主要通過點名的方式，但是對于大班授課，人數過多，課前都進行點名，占用課堂時間。其二，課后作業，同學們之間存在互相抄襲的現象，隨著互聯網的發展，同學們也可借助互聯網直接復制答案，不能真實反映學生掌握知識的程度。傳統的評價手段并不能完全做到平時成績給分公平、公正。本課程改革中，采用形成性評價體系，由課上測試成績、課堂表現分、出勤率、實驗成績、期末成績組成。首先課堂上同學們討論問題獲取課堂表現分這種方式比較直觀而公平，對于課上表現靦腆的同學，我們采取直接點名或“學習通”App“搖一搖”的方式提高他們回答問題的積極性，通過這一措施防止課上表現兩極分化的現象，其次課堂限時測試，可以防止同學抄襲的現象。這種模式起到公平公正的效果得到同學們的認可。

3.4 改革存在的不足與對策 開展基于PBL 的翻轉課堂教學應用于生物化學教學能顯著提高教學質量、增強學習積極性，構建相對公平的評價體系。但是在本次教學改革過程中仍存在一些不足：第一，案例選擇缺乏多樣性。教學過程中，進行教學改革的每一章內容只選取一個案例，比較單一。第二，課堂授課人數過多，不能保證學生課堂參與度達到100%。雖然采取直接點名或“學習通”App“搖一搖”的方式可以改善這一現象，由于是大班授課，學生人數多，這種方式不能兼顧到每一位學生。鑒于此，筆者建議生物化學教學開展基于PBL 的翻轉課堂，教師除了掌握本學科知識外，還需要積極學習其它學科的知識，并與其它專業學科的教師一起學習研討，制定高質量、科學的生物化學教學案例，建立生物化學教學案例庫。如糖代謝教學中，可選用糖尿病，蠶豆病，乳糖不耐癥等多個案例，脂質代謝中可選用肥胖癥，脂質異常引起的心腦血管疾病等多個案例，具備案例庫以后，課前案例選取工作中就可以做到“游刃有余”并能夠針對教學內容選擇多樣化的案例，這樣會達到更好的教學效果。另外，授課選擇小班授課，教學效果更理想。