基于雨課堂的PBL翻轉課堂模式在生物化學實驗教學中的應用

吳明彩 呂俊 徐蕾 陳祥攀

摘要：為探討基于雨課堂的PBL翻轉課堂模式在生物化學實驗教學中的作用，選取2個班級為研究對象，分別采用翻轉課堂（實驗組）和傳統課堂（對照組），以測試和調查問卷評價學習效率與體驗。實驗組平均成績高于對照組，差異有統計學意義。因此，此翻轉課堂模式提高了學習效率和對深層次知識的理解能力。

關鍵詞：雨課堂;翻轉課堂;生物化學實驗

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9324（2020）21-0378-02

“基于問題的學習”（Problem-Based Learning，PBL），由美國神經病學教授Barrows于1969年首先提出[1]。PBL教學方法的引入在培養醫學生的思考能力等方面具有優勢。我們前期在生物化學實驗教學中采用PBL聯合案例教學法，教學效果有所提高[2]。然而也發現PBL的一些問題，如缺乏課前的知識傳遞，學生要占用較多的課堂時間思考問題，減少了學生實踐操作的時間;部分學生自我約束力差，跟不上節奏。翻轉課堂是混合式的學習，學生課前準備提高了學習活動的效率，學生的滿意度、學習成績以及上課出勤率也有所提高[3-4]。雨課堂是清華大學開發的智慧教育平臺，是微信平臺中的小插件，學生使用時無須另外下載App，操作簡單，功能豐富。本研究將PBL與翻轉課堂融合，以雨課堂為平臺，探討在生物化學實驗教學中的有效性。

一、研究對象

研究對象為2018級康復治療學學生。學生的基本知識水平相似，年齡相仿。我們隨機選取了一個班（31名學生）作為實驗組，接受以基于雨課堂的PBL翻轉課堂教學，另一班（30名學生）為對照組，接受傳統課堂教學。兩組學生使用相同的課程教學大綱以及時間安排。

二、兩種教學模式的設計、實施及評價

（一）基于雨課堂的PBL翻轉課堂教學模式的設計及實施

1.優化學習內容，錄制視頻。視頻種類分為課前預習、課堂實際操作以及課后復習三種類型，其中課前和課后視頻中設置的問題要求學生思考解決。以“SDS-堿裂解法提取質粒DNA”實驗為例，課前預習教學視頻設置的問題有：“質粒在哪些生物體中存在”“質粒提取常規方法有哪些？”等。

2.選擇合適的在線學習平臺。本研究以雨課堂為平臺，學生通過老師分享的二維碼或課堂暗號進入，找到教師推送的教學大綱、課件和視頻等。雨課堂為學生提供一個豐富的網上學習資料和清晰知識結構的自我學習平臺。

3.安排課前任務。教師提前2周推送教學大綱、計劃和PPT。班級分為4個小組，每小組完成課前預習后做一個簡單的PPT，介紹對課前資料學習的小結，對課前視頻中設置問題的思考。教師在課前3天內選擇約1小時的時間在雨課堂與學生交流，檢查預習情況，鼓勵提問并解答疑問。交流結束后各小組制作并完善課堂講解PPT。

4.開展課堂教學。各小組代表報告，課前設置的問題由小組內學生詳細講解，別組可提出疑問，由匯報小組成員負責解答。教師只是學習的組織者和指導者，負責引導學生自己發現問題的答案，鼓勵學生思考，激發學生信息探索的熱情。學生匯報及討論結束后由教師總結各組的亮點與不足，讓學生對整個實驗的設計、原理、操作等均有清晰的了解，掌握關鍵步驟，實驗成功率也較高。以質粒提取實驗為例，學生通過學習掌握了易混有基因組DNA片段，因此加入SDS等試劑后搖勻動作相對輕柔，提取純度較高的質粒DNA。實驗過程中教師在旁觀察指正并實時解惑。教師還可在實驗等待的間斷時間通過雨課堂隨機提問，提高課堂參與度;對一些問題回答邏輯性及拓展性較好的學生，可使用雨課堂發送小紅包，活躍課堂氣氛;開啟雨課堂彈幕功能供學生實時發送疑問，教師挑選共性問題予以解答。

5.課后知識鞏固和能力延伸。課程結束后教師通過雨課堂發布針對本次實驗的相關復習題，復習之前設置分析的問題及相關基礎知識。學生在課后遇到疑難可在討論區留言，復習PPT不解之處點擊“不懂”，教師以PPT配音等方式解答，保存在雨課堂平臺以增加學習的機動性。為加強課后的能力延伸，針對每次實驗發布一兩個難度較高的任務給學生以加強他們的學習。如質粒提取實驗后，設置“如何設計類似的質粒DNA提取實驗？”“質粒DNA應用于基因工程的具體案例”等較高難度問題。

（二）傳統教學模式的設計及實施

對照組采取傳統多媒體教學法，不推送課前學習資料，只要求學生利用實驗教程做簡單預習。課堂上由教師講解實驗原理、關鍵步驟及實驗結果分析，課后作業僅布置實驗報告。

（三）兩種教學模式效果的評價

采用課程結束測試及問卷調查評價兩種模式。課程結束測試包括實驗理論知識測試和操作考核。問卷于課程結束后發放，學生填寫問卷并提交。測試成績數據以均數±SD表示，使用SPSS軟件分析，P<0.05差異具有統計學意義。

三、結果

（一）課后測試成績

實驗組及對照組的理論測試的平均成績分別為81.68±7.14和73.61±7.87;兩組實驗操作考核的平均成績分別為84.26±6.19和70.97±8.58。實驗組的理論和操作考核成績均顯著高于對照組（P<0.05），說明基于雨課堂的PBL翻轉課堂教學模式能有效地提高學生成績，特別是兩組實驗考核成績差異說明PBL與翻轉課堂教學相結合，雨課堂課前推送學習資料節約了課堂時間，實驗操作能力得以提升。

（二）問卷調查

問卷調查結果顯示，對基于雨課堂的PBL翻轉課堂90.3%的學生非常滿意或滿意，同意比傳統教學更能提高溝通能力的學生比率為80.6%，綜合能力的比率為87.1%。

四、結論

康復治療學專業學生畢業后其從事的工作可能會增加對團隊合作能力的要求，康復治療師在實踐操作能力的入職要求通常相對較高，因此學生的動手能力培養尤為重要。除此之外，與病患的溝通能力對所有醫學生來說也是必備的。

本研究設計了基于雨課堂的PBL翻轉課堂混合學習活動，通過課前資料的發放及師生之間的互動達到良好的課前準備效果，節省了課堂時間，為基礎較差的學生提供充足的時間消化課前設置問題。課程中利用雨課堂豐富的功能調動學生的積極性，同時起到監督的作用。課后復習及能力延伸促進學生掌握并鞏固知識理解。課程結束測試結果證實此模式提高了學生成績，尤其提高了實驗操作能力。調查問卷也表明此模式提升了學生的協作、溝通等綜合能力。因此，此模式應用于醫學基礎教學是行之有效的，值得進一步推廣。

參考文獻：

[1]Kaufman DM. Problem-based learning-time to step back[J].Med Educ，2000，34（7）：510-511.

[2]吳明彩，畢富勇.PBL聯合案例教學法在生物化學實驗教學中的應用[J].中華醫學教育探索雜志，2011，10（3）：309-311.

[3]張淑苗，王躍民，劉亞莉，等.“翻轉課堂”的教學模式在生理學實驗課教學中的初步應用與評價[J].心臟雜志，2017，29（1）：127-129.

[4]Langdorf MI . Anderson CL . Navarro RE et al. Comparing the Results of Written Testing for Advanced Cardiac Life Support Teaching Using Team-based Learning and the "Flipped Classroom" Strategy[J].Cureus，2018，10（5）：e2574.

Abstract： To explore the effect of PBL and flipped class mode based on Rain Classroom in the experimental lessons of Biochemistry， two classes were selected as the research subjects in the flipped classroom teaching （experimental group） and the traditional classroom teaching （control group） respectively. Learning efficiency and experience were evaluated by testing and questionnaire. The average score of the experimental group was higher than that of the control group， and the difference was statistically significant. Results show that the flipped classroom mode improves learning efficiency and the students' ability to understand deep knowledge.

Key words： Rain Classroom; flipped classroom; Biochemistry experiment