翻轉(zhuǎn)課堂在輕化工程專業(yè)基礎(chǔ)課程《生物質(zhì)資源與蛋白質(zhì)化學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)中的應(yīng)用探析

鹿文慧　祝德義　李彥春

翻轉(zhuǎn)課堂是近年來興起的一種新型的教學(xué)組織形式，不同于傳統(tǒng)的以教師為中心、學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，翻轉(zhuǎn)課堂中教師既是傳授者也是引導(dǎo)者，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心、自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的主動(dòng)學(xué)習(xí)模式。自2007年被首次提出后，我國翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)應(yīng)用多集中在中小學(xué)教育。隨著教育部《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》的提出和推進(jìn)，翻轉(zhuǎn)課堂作為信息化與教學(xué)創(chuàng)新結(jié)合的教學(xué)模式，逐步應(yīng)用于高等學(xué)校教育且研究成果頗豐。在CNKI數(shù)據(jù)庫中，以“翻轉(zhuǎn)課堂”為主題并包括“高校”或“大學(xué)”進(jìn)行檢索，近五年（2016～2020年）發(fā)表的CSSCI論文量為264篇，全部期刊總發(fā)文量為6540篇;分析高校教學(xué)應(yīng)用的文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，主題分布較多的課程包括大學(xué)英語、思想政治、大學(xué)物理、計(jì)算機(jī)、體育等。總結(jié)已有研究發(fā)現(xiàn)，翻轉(zhuǎn)課堂通常的教學(xué)過程是，學(xué)生上課前通過觀看教師制作的課程教學(xué)視頻、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源、閱讀學(xué)習(xí)資料等多種方式進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，課堂上通過教師講授、教師與學(xué)生間的互動(dòng)交流、學(xué)生與學(xué)生間的分組討論等形式進(jìn)行重難點(diǎn)的探究和知識(shí)的內(nèi)化，課后通過習(xí)題、測試或總結(jié)等形式，進(jìn)一步鞏固和拓展知識(shí)。

為保證翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的順利實(shí)施，需從課程開發(fā)、課前知識(shí)傳遞、課堂知識(shí)內(nèi)化、課后效果評(píng)價(jià)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)出發(fā)，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢、調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、產(chǎn)生良好的學(xué)習(xí)效果。同時(shí)，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式對教師和學(xué)生也提出了更高的要求，教師要更新教育理念，勇于嘗試將新的教育研究成果應(yīng)用于教學(xué)改革中，需要提高對所授課程的基礎(chǔ)知識(shí)、重難點(diǎn)和前沿科學(xué)知識(shí)的把握能力，掌握新的信息技術(shù)工具和軟件等;學(xué)生要改變學(xué)習(xí)方式，提高自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的能力。本文結(jié)合輕化工程專業(yè)的課程特點(diǎn)，將翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式應(yīng)用于皮革方向?qū)I(yè)基礎(chǔ)課程《生物質(zhì)資源與蛋白質(zhì)化學(xué)基礎(chǔ)》的教學(xué)中，從翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的設(shè)計(jì)、實(shí)施等方面進(jìn)行總結(jié)，為提高輕化工程專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)效果提供一定的參考依據(jù)。

1翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的設(shè)計(jì)

1.1課程內(nèi)容的選擇

《生物質(zhì)資源與蛋白質(zhì)化學(xué)基礎(chǔ)學(xué)》為輕化工程皮革方向的專業(yè)基礎(chǔ)課程，知識(shí)內(nèi)容涵蓋生物質(zhì)資源、蛋白質(zhì)化學(xué)、酶學(xué)、動(dòng)物皮組織學(xué)等多個(gè)知識(shí)模塊。完全依靠傳統(tǒng)課堂教學(xué)，授課工作量較大，大量知識(shí)點(diǎn)的輸出和接收，易使學(xué)生出現(xiàn)倦怠狀態(tài)，影響學(xué)習(xí)效果。通過對課程內(nèi)容進(jìn)行梳理，選擇需要學(xué)生記憶、理解和簡單應(yīng)用的概念性知識(shí)、程序性知識(shí)等，錄制成教學(xué)視頻，供學(xué)生課前學(xué)習(xí)。

以蛋白質(zhì)基礎(chǔ)模塊教學(xué)內(nèi)容為例，錄制的教學(xué)視頻主要包括蛋白質(zhì)基本概念、氨基酸、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)性質(zhì)四部分。蛋白質(zhì)基本概念部分，錄制蛋白質(zhì)分類及蛋白質(zhì)分子大小，蛋白質(zhì)的元素組成2個(gè)視頻;氨基酸部分，錄制氨基酸的名稱、分類及結(jié)構(gòu)，氨基酸的物理性質(zhì)，氨基酸的化學(xué)反應(yīng)，肽鍵的結(jié)構(gòu)，肽和活性肽5個(gè)視頻;蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)部分，錄制蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)概念，a螺旋，β折疊，β轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲，蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)的立體結(jié)構(gòu)7個(gè)視頻;蛋白質(zhì)的性質(zhì)部分，錄制蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)和蛋白質(zhì)的沉淀2個(gè)視頻。

1.2課前知識(shí)傳遞

將選擇的課程內(nèi)容，通過屏幕錄制軟件，將ppt內(nèi)容、知識(shí)點(diǎn)講解、練習(xí)題和思考題等課程作業(yè)錄制成教學(xué)視頻。本課程教學(xué)視頻總時(shí)長約300分鐘，單個(gè)視頻時(shí)長不超過15分鐘。按照教學(xué)安排，在課堂授課開始前一周，將課程視頻通過班級(jí)QQ群、U盤拷貝等形式發(fā)送給學(xué)生，每次發(fā)送視頻總時(shí)長不超過30分鐘。如第一章蛋白質(zhì)基礎(chǔ)部分，安排課堂授課8學(xué)時(shí)，分四部分錄制教學(xué)視頻，四次發(fā)送給學(xué)生，單個(gè)視頻時(shí)長6～8分鐘。第二章膠原蛋白部分，安排課堂授課6學(xué)時(shí)，分三部分錄制教學(xué)視頻，三次發(fā)送給學(xué)生，單個(gè)視頻時(shí)長6～14分鐘。

學(xué)生可根據(jù)自身學(xué)習(xí)能力，通過對視頻進(jìn)行快進(jìn)、退后、暫停、重復(fù)播放等操作，自由控制學(xué)習(xí)進(jìn)度。另外，本課程已完成線上教學(xué)資源的錄制，進(jìn)入后期制作階段，待課程上線后，學(xué)生可通過自己的賬號(hào)登陸網(wǎng)站平臺(tái)，自由觀看課程教學(xué)視頻。學(xué)生在學(xué)習(xí)教學(xué)視頻后，應(yīng)及時(shí)完成練習(xí)題測試對知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，對于沒有掌握的知識(shí)點(diǎn)，可重復(fù)觀看教學(xué)視頻加深理解。對于不能完全理解的知識(shí)點(diǎn)，應(yīng)做好記錄，在課堂授課時(shí)請教師進(jìn)行詳細(xì)講授。對于教學(xué)視頻中布置的思考題，學(xué)生需查閱文獻(xiàn)資料并整理答題思路，便于在課堂授課時(shí)，與教師和同學(xué)進(jìn)行交流和討論。

1.3課堂知識(shí)內(nèi)化

課堂授課過程，先對教學(xué)視頻中的重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行簡單介紹和總結(jié)，再由學(xué)生提出問題，講授學(xué)生提出的難點(diǎn)、解決問題。對教學(xué)視頻中的思考題，鼓勵(lì)學(xué)生自主探究、各抒己見，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性;通過交流討論，既可以了解學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況，也可以考察學(xué)生的獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力等。最后，教師對知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展，結(jié)合已發(fā)表的最新文獻(xiàn)資料、行業(yè)新聞等，使學(xué)生及時(shí)了解科學(xué)前沿和行業(yè)動(dòng)態(tài)，幫助學(xué)生拓展知識(shí)面，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)。

1.4課后效果評(píng)價(jià)

教學(xué)視頻和課堂授課結(jié)束后，分別布置練習(xí)題和思考題，通過學(xué)生作答情況，了解學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的掌握;通過與學(xué)生進(jìn)行課后交流，充分判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)能力和對知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，對課堂授課內(nèi)容做出相應(yīng)調(diào)整。

2翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)施

選擇輕化工程皮革方向18級(jí)學(xué)生，實(shí)施《生物質(zhì)資源與蛋白質(zhì)化學(xué)基礎(chǔ)》的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。本課程課堂授課學(xué)時(shí)為24學(xué)時(shí)，按照上述教學(xué)模式的設(shè)計(jì)，將課程分為5章，重點(diǎn)章節(jié)如蛋白質(zhì)基礎(chǔ)、膠原蛋白、酶學(xué)分別設(shè)置10學(xué)時(shí)、6學(xué)時(shí)和4學(xué)時(shí)，組織學(xué)、微生物學(xué)分別設(shè)置2學(xué)時(shí)。

課堂授課開始前一周，將教學(xué)視頻發(fā)送給學(xué)生，每次發(fā)送視頻總時(shí)長不超過30分鐘。課堂授課時(shí)，首先對重點(diǎn)難點(diǎn)知識(shí)、學(xué)生提出的問題進(jìn)行詳細(xì)講授。其次，與學(xué)生交流討論課程思考題，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，如在膠原蛋白章節(jié)內(nèi)容的講解中，針對“口服膠原蛋白是否對人體有益”展開討論，學(xué)生通過課下查閱資料，課堂上提出自己的觀點(diǎn)。根據(jù)觀點(diǎn)持方進(jìn)行分組，每組學(xué)生分別討論并整理所有的支持信息，再與持不同觀點(diǎn)的學(xué)生進(jìn)行交流討論。學(xué)生討論過程中，教師對各觀點(diǎn)進(jìn)行解析，及時(shí)糾正明顯無科學(xué)依據(jù)或科學(xué)原理錯(cuò)誤的觀點(diǎn)，提出學(xué)生未列出的觀點(diǎn)。然后，結(jié)合國內(nèi)外發(fā)表的文獻(xiàn)資料，拓展知識(shí)面，如在酶抑制劑的講授時(shí)，舉例介紹Philipp Mews及其同事2017年發(fā)表在nature上的研究工作，該研究工作證明，乙酰輔酶A合成酶2（ACSS2）能夠直接調(diào)節(jié)哺乳動(dòng)物神經(jīng)元中的組蛋白乙酰化，并且因此調(diào)節(jié)與認(rèn)知和記憶有關(guān)的基因的表達(dá)，從而影響空間記憶能力。通過該研究工作的介紹，提出思考題，是否可以通過抑制劑的加入，調(diào)控乙酰輔酶A合成酶2，起到阻斷或消除部分記憶的功能？最后，通過練習(xí)題考察學(xué)生對本次課堂授課內(nèi)容的掌握情況，布置課后習(xí)題作業(yè)。課后，對授課情況進(jìn)行總結(jié)，通過作業(yè)批改與學(xué)生交流等，評(píng)價(jià)學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，并對授課方法和授課內(nèi)容做出調(diào)整。

3教學(xué)效果分析與討論

通過練習(xí)題、課后作業(yè)等的答題情況和考試情況，對《生物質(zhì)資源與蛋白質(zhì)化學(xué)基礎(chǔ)》翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)施效果進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析。學(xué)生不及格率較低（約4%），學(xué)生成績集中在70～85分，85分以上學(xué)生約占25%，總體成績較理想。通過與不同成績段的學(xué)生進(jìn)行交流討論，對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的認(rèn)可度較高，普遍反映自主學(xué)習(xí)能力得到提高，能夠有意識(shí)的關(guān)注國內(nèi)外研究進(jìn)展和行業(yè)動(dòng)態(tài)。與不及格學(xué)生交流發(fā)現(xiàn)，由于各地高考政策，部分省份學(xué)生在綜合科目考試中，未選擇生物、化學(xué)等學(xué)科，相對基礎(chǔ)較為薄弱，對于課程知識(shí)點(diǎn)的理解難度較大。為解決上述問題，在后續(xù)教學(xué)中，除將教學(xué)視頻發(fā)送給學(xué)生外，將生物、化學(xué)基礎(chǔ)課程的優(yōu)秀線上資源分享給學(xué)生，學(xué)生可根據(jù)自身情況進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

綜上所述，在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)施過程中，通過課堂討論、前沿知識(shí)拓展等形式，課堂氣氛更為活躍，學(xué)生的參與度增加，能夠充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新思維。學(xué)生對《生物質(zhì)資源與蛋白質(zhì)化學(xué)基礎(chǔ)》課程內(nèi)容的掌握情況較為理想，教學(xué)質(zhì)量得到明顯提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]王艷麗，程云.高校翻轉(zhuǎn)課堂模式下的教學(xué)行為分析及優(yōu)化策略研究——以黃岡師范學(xué)院翻轉(zhuǎn)課堂競賽為例[J].中國教育信息化，2019（03）：75-78.

[2]楊君茹，李婷，孫一文.翻轉(zhuǎn)課堂在高校教學(xué)中的應(yīng)用探析[J].湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院學(xué)報(bào)（人文社會(huì)科學(xué)版），2019，16（03）：141-143.

[3]張萍， DING Lin，張文碩.翻轉(zhuǎn)課堂的理念、演變與有效性研究[J].教育學(xué)報(bào)，2017，13（01）：46-55.

作者簡介：

鹿文慧，女（1985.12—），漢族，籍貫山東濟(jì)南，博士，講師，研究方向：皮革分析檢測。

祝德義，男（1976.12—），漢族，籍貫?山東巨野，博士，副教授，研究方向：生物質(zhì)資源化。

李彥春，女（1964，4—），漢族，籍貫?河北張家口，博士，教授，研究方向：綠色制革技術(shù)與固廢物資源化。