在線混合式教學模式提高醫學免疫學與微生物學課程學生學習效果的研究①

彭桂英 郝 鈺

(北京中醫藥大學生命科學學院，北京 100029)

隨著教育信息化的深入，混合式教學成為高等教育教學改革的熱點，其提倡將傳統教學方式和e-learning(即數字化或網絡化學習)的優勢相結合，既發揮教師引導、啟發、監控教學過程的主導作用，又充分體現學生作為學習主體的主動性、積極性與創造性[1]。此模式下，教師既可通過基于網絡的課堂進行教學，又可在課堂外通過網絡完成布置作業、批改作業、答疑等教學活動。學生除課堂學習外，課后可自主進行在線學習、完成作業、討論協作、在線答疑等學習活動。

由于所授課程類型不一，混合式教學方法種類繁多，關于混合式教學法對于提高學生學習效果的作用研究結果也不盡相同[2-4]。因此，本文根據教研室已有研究基礎，以醫學免疫學與微生物學課程為依托，以雨課堂為工具，構建基于翻轉課堂的在線混合式教學體系，研究在線混合式教學模式對提高學生學習效果的作用，為同類課程實施混合式教學模式提供參考。

1 概念界定與研究假設

1.1翻轉課堂與混合式教學 翻轉課堂的概念于2000年提出，受到高校教師高度關注。有研究認為翻轉課堂可顯著提高學生學習的積極性和主動性。翻轉課堂主要模式為教師布置學習任務，學生在家學習，并在課堂上深入討論學習內容，但翻轉課堂是否能提高學生學習成績有待進一步研究[5]。

混合式教學的定義尚未統一[6]。多數學者認為混合式教學是將在線教學和傳統教學優勢相結合的“線上+線下”教學，通過將兩種以上教學組織形式有機結合，促發學生深度學習。也有研究者認為混合式教學包括課堂內在線學習和課外的自主學習[4,7]。基于網絡的在線學習方式更注重以學生為中心，需要學生更加自律，但具有更大的靈活性。新冠疫情背景下，教研室嘗試建立依托于雨課堂在線直播，基于翻轉課堂的在線混合式教學模式。

1.2學習效果 學生學習效果(student learning outcomes,SLOs)是教育領域專用術語，指學生通過完成一個特殊任務、課程或項目后，最終獲得知識或技能，同時有助于幫助學生理解其用途。SLOs是可被觀察到的、可測量的或能夠被展示的學生行為，包括學生經過學習后，獲得知識、技能、態度和情感的能力，是具體、可測量的[8]。運用測量等方法獲取SLOs信息是評估學習成果的主要手段。學生成績是SLOs的直接客觀指標，利用學習成績進行SLOs評估要求評估者不斷收集和分析學生數據，解決問題，以達到改善學習效果的目的，具有動態性特點。

1.3研究假設 依托于雨課堂智慧工具，開展基于翻轉課堂的在線混合式教學法可提高學生學習效果。

2 研究過程

2.1研究設計 選擇我校2018級和2017級各2個本科班級學生為研究對象。4個班級由相同教師授課，教材、教學內容和教學進度基本一致。2017級2個本科班級為對照組，于2019年春季采用傳統課堂講授模式進行教學。2018級2個本科班作為實驗組，于2020年春季采用基于翻轉課堂的混合式教學法，通過雨課堂布置課前學習任務，利用雨課堂直播進行教學。

為檢驗教學方式對學生學習效果的影響，在課程前、中和后期分別對2組學生進行3次測驗進行量化研究。通過2次問卷調查，分析學生在接受混合式教學法后其接受態度、自主學習能力和學習效果等情況。其他數據和資料包括通過雨課堂和微信群收集的師生互動數據。研究自變量為不同的教學方法，即基于翻轉課堂的混合式教學法和傳統講授教學法，因變量為SLOs。

2.2研究工具

2.2.1自行設計的問卷調查表 考察基于雨課堂的直播教學，開展基于翻轉課堂的混合式教學法對學生學習態度、在線學習工具的掌握、自主學習能力及學生學習效果影響的調查。

2.2.23次測驗的試卷 教學前第一次測試為兩組間專業知識背景差異比較，第二次測試為期中考試，第三次測驗主要圍繞微生物學總論知識進行考察。以量化指標考察2種教學法對SLOs的影響。

2.2.3線上師生、生生互動的統計資料 收集實驗組師生間通過雨課堂、微信群等工具進行線上互動的記錄，以反映學生學習的投入程度及對所學知識思考的深入程度。

2.3實驗組教學設計與實施 基于翻轉課堂在線混合式教學模式的構建見圖1，分為課前學習、在線課堂及課后學習3個階段，通過任務驅動實現知識技能傳遞、內化和鞏固拓展，依托雨課堂智慧教學工具，保證學生學習活動的順利開展，為學生創建個性化協作式學習環境。

考慮到本次課堂教學活動采取網絡直播方式，而學生學習高度集中時間一般為20～30 min，將90 min 課時拆分3個20～30 min的在線教學環節，每個教學環節間設置5 min休息時間，如對前一個教學環節有疑問可發彈幕或投稿進行師生互動。在開課前兩周，課題組按照記憶性、理解性、運用性等對教學內容重新梳理。將記憶性且容易理解的知識點作為課外自學內容，課堂對自學內容進行翻轉教學。難點及綜合運用性知識點作為課堂教學內容。

基于翻轉課堂的混合式教學法注重培養學生的批判性思維，將教學知識點和臨床實踐相結合，教學設計中針對學生關注的熱點開展小組討論式翻轉課堂學習。如在學習抗原章節時，課前學習任務以2020年3月6日“中國新冠疫苗第一針問世，世界沸騰了”的網絡報道為背景知識，要求學生觀看醫學免疫學原理課程抗原的基本概念和種類相關視頻，并理解抗原的特性及異物性，針對自學內容制作雨課堂課前測試。提前3天于雨課堂發布課前學習任務單及課前測試，要求學生在課堂教學前一天完成雨課堂學習任務。教師通過雨課堂學生完成課前測試的情況，適當調整課堂教學內容。對于50%以上學生未答對的知識點，在課堂上統一講解，并再次進行課堂考核，作為第一個教學環節。第二個教學環節為影響免疫應答的因素，結合新冠疫苗當前的研發策略，依托Zoom直播開展分組討論，啟發學生思考影響抗原免疫原性的因素及其在疫苗研發中的實際應用，引導學生正確認識事物的雙面性。第三個教學環節為醫學上重要抗原與非特異性免疫刺激劑，采用結合實例的啟發式教學法講授。課堂最后5 min通過雨課堂發布在線習題，了解學生第二、三個教學環節知識點的掌握情況。課后布置開放性思考題“請查閱相關文獻，思考超抗原是否可能導致COVID-19重癥患者產生細胞因子風暴”，使學生深入理解超抗原的生物學意義。

圖1 基于翻轉課堂在線混合式教學模式的構建Fig.1 Construction of online blended learning mode via flipped classroom

此外，基于翻轉課堂在線混合式教學，注重融入思政元素。如在講述單克隆抗體時，引入中科大最新研究成果“托珠單抗有望阻斷新冠肺炎炎癥風暴”；講述疫苗時，引入陳薇院士團隊新冠疫苗研制的最新進展，激勵學生學習科學家鍥而不舍的鉆研精神和甘于奉獻的精神。在課程學習后期，組織學生聽取田志剛教授“人工操縱免疫系統：夢想與探索”網絡直播講座，講座后要求學生結合免疫學知識至少從3個方面闡述中醫藥研究的前景與可能方向，啟發學生熱愛免疫學，堅定中醫藥自信。

3 研究結果與討論

3.1一般資料比較 4個班級總學生人數為240，其中男性69人(28.75%)，女性171人(71.25%)，平均年齡20歲。兩組學生年齡和性別差異無統計學意義(表1)，具有可比性。

3.2問卷結果評價 課題組對實驗組在課程前后進行了2次問卷調查，意見結果顯示，在開課前，對此教學模式持贊同的學生僅占46.9%，課程結束時95%的學生認為此教學模式能提高其自主學習和分析解決問題的綜合能力，58%的學生對課程教學效果很滿意，36.4%學生滿意，5.6%學生一般滿意。90%的學生認為新的教學模式改變了其學習方式，創新了學習方法，培養了自主探究能力。85.3%學生認為雨課堂直播的回放功能對于學習幫助很大。77.3%學生認為課堂彈幕和彈幕的“詞云”可調動學生思考、回答問題的積極性。學生認為此教學方式面臨的困難主要為網絡平臺不穩定、缺乏與同學的交流、無法與教師面對面交流。

3.3學習成績形式的評價 基于翻轉課堂的混合式教學模式的定量評價，主要來自教學過程中的3次測試。課程前測試檢測高中生物中免疫學相關內容，比較兩組學生的學習背景差異。另外2次測試分別安排于免疫學課程學習結束時及微生物學總論學習結束時。因本學期期末考試采用開放式試題組織開卷考核，與對照無法進行比較，故未列入本研究評價指標。結果顯示，第1次測試兩組學生成績差異無統計學意義，說明兩組學生學習背景相似，可納入比較。此外，實驗組學生的第二和第三次測驗成績均明顯高于對照組學生(P<0.01)。第二次測驗時實驗組有1名同學未能在規定時間內參加雨課堂限時測驗，表明依托于雨課堂開展基于翻轉課堂的在線混合式教學能顯著提高學生學習成績，見表2。

3.4雨課堂平臺教學數據結果與分析

3.4.1實驗組學生到課率顯著提高 除因網絡問題無法進入課堂，或請假的學生外，實驗組學生整個學期全部全勤，說明實驗組學生學習主動性和積極性明顯提高。醫學免疫學與微生物學屬于西醫基礎醫學學科，在中醫藥高校學生中重視不夠。研究者課堂講授這門課程十余年，課堂總有學生缺勤，推測到課率提高的可能原因為：①平時成績在課程成績中占比提高為30%；②雨課堂可自動收集出勤率；③學生主動參與課前學習任務，有疑問需在課上解答。

3.4.2實驗組師生和生生互動明顯增加 雨課堂后臺統計數據顯示，每堂課每名學生平均發送2.34次彈幕，課中限時練習題學生參與度達96.3%。不受教室課堂的膽怯心理限制，學生敢于發彈幕提問，而班級其他學生也勇于積極解答。課外通過班級微信群開展熱點討論也較對照組明顯增加。

表1 兩組性別和年齡比較

表2 兩組3次測驗成績的比較

4 結論與反思

本研究解答得出以下結論：依托于雨課堂直播教學，開展基于翻轉課堂的在線混合式教學，對學生學習效果具有顯著促進作用。盡管如此，研究者還應注意以下問題。

4.1混合式教學對學習效果評價指標體系的實證研究仍需更為合理、科學和可操作。不同課程有不同的成績組成方案，指標選擇不同，量化方法也不同。建議考慮指標對混合式教學效果的各影響因素進行賦權，讓權重和指標成績相乘得到總成績。

4.2實驗組采用的3次測驗方式為雨課堂限時在線考核，盡管考試內容和對照組相同，但和對照組的課堂閉卷考試成績進行統計分析時，需排除學生是否誠信答題以及網絡通暢性等因素的影響。

4.3通過雨課堂在線直播開展基于翻轉課堂的混合式教學應加強小組討論式學習，以克服在線課堂缺乏生生互動的情感交流問題。研究者圍繞新冠肺炎的防治策略，在翻轉課堂上通過小組討論式學習，揭開“抗體免疫”的面紗，激發了學生學習這門課程的興趣，個別學生甚至立下今后圍繞免疫學開展中醫藥防治疾病研究的志向。

4.4教師需提升個人的教育信息化水平，充分利用信息技術輔助在線教學。此外，教師應了解當代大學生關注的社會熱點，與學科的知識點相聯系，保證教學內容的趣味性，激發學生學習主動性。

最后，教研室擬在秋季學期開學后，在實體課堂繼續利用雨課堂智慧教學工具，將在線混合式教學轉變為線上線下混合式教學，持續推動教育教學改革。