STEM理念指導下基于MOOC的藥物分析選論翻轉課堂教學模式構建與教學探討*

韋國兵 胡奇軍 廖夫生

摘? 要? STEM理念作為一種培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的教學理念，在培養(yǎng)學生自主學習能力方面具有重要意義。翻轉課堂作為一種先學后教的教學方式，是提高學生自主學習能力和學習主動性的有效方式。MOOC教學資源為翻轉課堂提供了必要的技術支持。構建STEM理念指導下基于MOOC平臺的翻轉課堂教學模式，并將其應用到研究生藥物分析選論課程教學中，可以為我國研究生教育教學改革提供借鑒。

關鍵詞? 教育信息化；STEM；MOOC；研究生；藥物分析選論；翻轉課堂；自主學習能力

中圖分類號：G643.2? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）17-0120-04

0? 引言

隨著教育信息化的不斷推進，各大高校都在根據(jù)自身實際進行教學改革與創(chuàng)新。如何高效地使用信息技術促進教育教學，構建新型教學模式提升教學效率，成為當下高等教育界關注的熱點問題[1]。MOOC可有效實現(xiàn)教與學之間的交流互動[2]。翻轉課堂是一種將課上與課下活動顛倒的教學模式，有利于提高學生學習主動性[3]。STEM作為一種現(xiàn)代化教育理念[4]，旨在“做中學”的過程中幫助學生將多學科的知識系統(tǒng)化，深入理解知識的本質，培養(yǎng)學生的自主探究能力與實踐操作能力。

如何構建MOOC教學平臺，融入現(xiàn)代化教學理念，成為影響翻轉課堂教學效果的關鍵因素。江西中醫(yī)藥大學研究生藥物分析選論課程2016年建設為校級研究生精品課程，2019年成為校級研究生金課課程及校級研究生課程思政示范課程，2020年完成MOOC平臺建設，2021年建設成為江西省研究生優(yōu)質課程。藥物分析選論優(yōu)質課程平臺的共享資源、多元評價等功能為翻轉課堂的實施提供了必要的技術支持。STEM教育理念作為開拓我國教學改革空間的現(xiàn)代化教育理念，在培養(yǎng)學習者自主學習能力、動手實踐能力等方面具有重要意義，但在研究生高等教育領域卻鮮有嘗試。因此，在教育教學數(shù)字化、網(wǎng)絡化背景下構建融入STEM教育理念的基于MOOC的翻轉課堂教學模式，在教育信息化時代顯得尤為重要。

構建STEM教育理念指導下的基于MOOC平臺的翻轉課堂教學模式，并應用到研究生藥物分析選論課程教學中，可以有效實現(xiàn)研究生網(wǎng)絡教學和傳統(tǒng)課堂教學的有機融合，推動研究生高等教育信息化進程，加快高等教育教學的改革進程，為我國教育信息化發(fā)展和教育公平提供強有力支持。

1? 藥物分析選論課程翻轉課堂教學模式構建原則探討

為了更有效地實現(xiàn)學生的內化學習，本教學模式以雙主性原則、開放性原則、實用性原則、本土化原則等為構建原則。通過教學模式的構建原則分析研究，從而盡可能結合學校的軟硬件優(yōu)勢，發(fā)揮STEM教育理念、MOOC和翻轉課堂教學模式的優(yōu)勢，提高翻轉課堂教學模式的可操作性，從而使構建的新教學模式更符合現(xiàn)代高等教育理念，提升研究生課程教育教學質量，培養(yǎng)具有信息素養(yǎng)的研究型中醫(yī)藥高級人才。

2? 藥物分析選論課程翻轉課堂教學模式設計

通過文獻調研和對國內外關于STEM教育理念、MOOC及翻轉課堂和基于MOOC的翻轉課堂教學模式的總結，本課程組設計的在STEM教育理念指導下的基于MOOC平臺的藥物分析選論課程翻轉課堂教學模式，主要由課前活動、課上活動、課后部分三部分組成，具體內容包括學生專業(yè)基礎情況分析、教學內容體系設計、教學資源設計與制作、課程教學目標設計、課程學習策略設計、課程平臺設計、課程教學活動設計和課程教學評價體系設計等幾個部分。通過教學模式組成部分設計，全面優(yōu)化基于MOOC平臺的翻轉課堂教學模式，為后期的課堂教學實施奠定技術基礎。

3? 藥物分析選論課程翻轉課堂教學模式構建

在模式設計的基礎上，結合翻轉課堂教學模型及STEM教育理念，將本教學模式具體分為課前線上自學、課中線下教學、課后總結反思三個環(huán)節(jié)[5]。

3.1? 課前線上自學

本環(huán)節(jié)主要是課程教師在對課程教學內容、教學目標、學生等元素分析的基礎上，收集整理相關學習資料并設計學習任務和課程學習資源以及章節(jié)自測題，發(fā)布到課程MOOC平臺，通過發(fā)布學習任務、學習資源和章節(jié)自測題激發(fā)學生的學習興趣，引導學生開展自主學習。

3.2? 課中線下教學

本環(huán)節(jié)主要包括解惑、知識內化和學習評價。教師根據(jù)章節(jié)在線測驗情況和學生在線提問等對章節(jié)知識開展針對性講解、問題討論和學習任務的完成評價，幫助學生自查、鞏固新概念和知識點，實現(xiàn)知識的內化和遷移。

3.3? 課后總結反思

本環(huán)節(jié)主要是任課教師在章節(jié)教學任務結束后，根據(jù)學生課后提出的問題、學生在線學習資源自學情況、在線測試成績等開展學學習任務和教學策略調整，并從認知維度、教學方法維度、情感維度三個方面開展以形成性考核為主的多元化教學評價，以進一步優(yōu)化教學模式。

4? 藥物分析選論課程翻轉課堂教學實施

課程教學實施以藥物分析選輪課程第四章“藥物定量分析”為例，實施STEM教育理念指導下的翻轉課堂教學模式，共三課時。在開課前課程組教師對學生進行隨機分組，每組五人，每組設置一名組長，將整個教學環(huán)節(jié)分為課前線上自主學習、課中線下教學和課后總結反思三個環(huán)節(jié)[6]。

4.1? 課前線上自主學習活動

在新章節(jié)內容開課之前，課程組教師先在MOOC平臺上傳課程學習資料并發(fā)布學習任務供學生自主學習使用，同時限時開放在線章節(jié)測試題。課程學習資料包括教案、講稿、教學微視頻、PPT以及有關教學內容的輔導資料。課程學習任務主要包括章節(jié)學習指南和具體學習任務與學習目標以及學習建議。課前學生線上閱讀本章講稿與教案、課程PPT與教學微視頻，了解藥物定量分析方法及其原理，掌握藥物定量分析方法的驗證、藥物多成分定量分析與一測多評法及定量分析的測量不確定度評定，完成STEM理念指導下的課程教學目標，在自主學習中提交問題并完成本章在線測試題，并針對測試題的答題情況進行提問或根據(jù)教學資料開展重新學習。教師在學生自主學習過程中對學生自主學習狀態(tài)開展監(jiān)督，包括課程微視頻觀看情況及教學資源觀看次數(shù)等。課程組教師通過認真分析章節(jié)測試題的完成情況，為課中線下教學做準備。

4.2? 課中線下教學活動

STEM教育理念指導下的基于MOOC平臺的翻轉課堂教學模式的線下教學活動以線上自主學習問題為引導，教師在教學過程中就學生自學過程中遇到的問題和學生學習小組相互交流中產生的問題以及測試中學生測試題的完成情況開展師生探討交流與答疑，尋求解決問題的方法。通過線下師生探討實現(xiàn)知識的內化和遷移，幫助學生理解藥物定量分析的方法學原理及定量分析的方法學驗證內容，掌握藥物制劑及中藥多成分定量分析的一測多評法的原理與適用范圍，以及測量不確定度的概念、來源分類及其評估步驟等知識。教師通過MOOC平臺后臺實時了解學生的線上自主學習情況及章節(jié)測試題的完成狀況，從而實現(xiàn)在線下師生探討交流環(huán)節(jié)隨時把握課堂教學進程，完成課堂教學任務；同時真正實現(xiàn)引導學生運用課程平臺資源開展線下自主學習活動，激發(fā)學生的自主學習興趣，提升學生的創(chuàng)新思維能力。

4.3? 課后總結反思過程

課后教學總結反思是本教學模式實施過程中的一個重要環(huán)節(jié)。教師針對線上學生自主學習情況及課中線下教學活動實施過程的教學效果，開展總結反思：

1）課程平臺上教學資源的設計與提供是否能夠滿足學生多樣化學習的需求，是否能夠滿足不同層次學生的學習需要；

2）學生學習小組成員的分配是否合理，能否做到小組成員人員的合理搭配；

3）線下師生交流活動環(huán)節(jié)時間的分配是否合理，從而真正實現(xiàn)在交流探討過程中幫助學生發(fā)現(xiàn)并解決問題，最終達到知識的內化和遷移；

4）線上學生參與自主學習狀況及線下交流探討環(huán)節(jié)，教師對學生參與學習過程及自己保持線下教學過程的流暢性的把握情況；

5）線下答疑能否真正實現(xiàn)對學生的個性化指導，幫助學生真正實現(xiàn)知識的內化。

總之，通過課后總結反思找到本教學模式教學過程中的不足之處，從而對教學模式進行進一步優(yōu)化設計，真正實現(xiàn)STEM教學理念的5E（Engagement，吸引；Exploration，探究；Explanation，解釋；Elaboration，遷移；Evaluation，評價）教學功能。

5? 藥物分析選論課程翻轉課堂教學效果分析

本教學模式的教學效果分析積極利用MOOC平臺所具有的數(shù)據(jù)保存功能，對第四章“藥物定量分析”的教學效果進行分析。

5.1? 學生自主學習過程效果分析

MOOC平臺的后臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，在本章開展線下教學的前一周，學生已全部登錄課程平臺并對MOOC平臺所提供的教學資源開展線上自主學習，同時完成章節(jié)測試題。具體情況如圖1所示，且沒有不及格的學生。

5.2? 學生課程教學資源下載次數(shù)

較本科藥物分析課程藥物的含量測定與分析方法的驗證而言，第四章“藥物定量分析”部分知識在本科教材中基本沒有涉及，如藥物多成分定量與一測多評法以及測量不確定度，知識面更寬且難度更大。因此，根據(jù)平臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，學生對MOOC平臺上本章課程教學資源的觀看情況和資源下載較多，充分表明學生在自主學習過程中遇到問題時，已經(jīng)習慣通過課程資源探尋問題的解決方法。全班31人課程資源下載情況如表1所示。

5.3? 學生對自主學習問題的解決方法分析

為深入了解STEM教育理念指導下的翻轉課堂教學模式的教學效果，課程組教師從學生自主學習能力提升、課程資源對自主學習的滿足程度、對本翻轉課堂教學模式的滿意度及以后采取本教學模式的意愿度等方面開展問卷調查，調查結果如圖2～圖5所示。

通過調查問卷分析，在運用STEM教育理念指導下的翻轉課堂教教學模式開展教學后，學生的學習方式變?yōu)樽灾魈骄渴綄W習模式，學生的自主學習能力得到顯著提升，他們喜歡且愿意教師使用本教學模式開展教學，而且學習成績得到顯著提升。

6? 藥物分析選論課程翻轉課堂教學反思

結合本教學模式在研究生藥物分析選論課程教學中的實施情況和學生問卷調查及訪談分析，在以后的翻轉課堂教學中，要從以下幾個方面進一步對本教學模式進行優(yōu)化和改進。

1）在教學過程中要實施多元化的課程教學模式，從而根據(jù)教學內容和學生特征為學生提供個性化、分層化和多元化的教學指導，增強學生的教學體驗。

2）構建基于“課前線上自主學習—課堂線下師生交流互動—課后線上訓練拓展”的研究生藥物分析選論層遞式MOOC課程平臺，以構建課程平臺系統(tǒng)化、課程資源可用性強、課程平臺用戶體驗度高的MOOC課程平臺，從而更有效地開展翻轉課堂教學。

3）進一步加強對課程組教師的團隊合作能力和信息技術運用技能的培訓，以滿足信息化技術背景下課程教師的個性化學習指導能力、團隊協(xié)作能力、信息技術能力的提升，從而適應后MOOC時代翻轉課堂教學變革的教學需要。

4）充分利用移動互聯(lián)思維與藥物分析選論層遞式課程平臺資源，以課程設計為重點，注重課程教學活動的交流互動設計，打造人性化和多元化的課程交互環(huán)境，通過設計靈活的師生、生生交流互動活動，從而為學生提供層次化、人性化和多元化的學習環(huán)境，真正提高學生的學習興趣和創(chuàng)新思維能力。

總而言之，本教學模式以STEM教育理念、MOOC、翻轉課堂為切入點，構建STEM教學理念指導下基于MOOC的翻轉課堂教學模式，提高學生自主學習能力和自主學習參與度，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維能力，降低教師的工作強度，提高教師的授課能力，同時增強教師的信息技術運用能力，并有效改善師生關系，也為信息化教育條件下高校研究生課程教學模式改革提供借鑒范本。

參考文獻

[1] 教育信息化“十三五”規(guī)劃[J].中國信息技術教育，2016（Z3）：2-3.

[2] 曾明星，李桂平，周清平，等.MOOC與翻轉課堂融合的深度學習場域建構[J].現(xiàn)代遠程教育研究，2016（1）：41-49.

[3] 林冬梅，李智濤.國內外翻轉課堂研究述評[J].湖北工程學院學報，2019，39（1）：76-79.

[4] 余勝泉，胡翔.STEM教育理念與跨學科整合模式[J].開放教育研究，2015，21（4）：13-22.

[5] 韋國兵，胡奇軍，廖夫生.基于微課的研究生天然化合物結構研究法課程翻轉課堂教學模式探討[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2020（21）：81-83.

[6] 韋國兵，胡奇軍，廖夫生，等.后MOOC時代翻轉課堂教學模式在研究生課堂教學中的實踐探索[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2020（5）：44-46，49.

*項目來源：江西省學位與研究生教育教學改革研究項目“融入STEM教育理念的基于MOOC平臺的《藥物分析選論》課程翻轉課堂教學模式的構建與教學實踐研究”（JXYJG-2021-176）；江西省教改課題“融入STEM教育理念的《分析化學》課程翻轉課堂教學模式的構建研究”（JXJG-20-12-13）；江西中醫(yī)藥大學校級學位與研究生教改課題“基于微課的《天然化合物結構研究法》課程翻轉課堂教學模式的構建研究”（jzyjg-2019-06）；江西中醫(yī)藥大學2020年教育專項研究課題“‘互聯(lián)網(wǎng)+背景下基于慕課與翻轉課堂相結合的分析化學課程教學模式改革實踐研究”（2020-07）。

作者：韋國兵，江西中醫(yī)藥大學，教授，碩士研究生導師，研究方向為中藥質量控制及分析化學教學；胡奇軍，江西中醫(yī)藥大學，副教授，研究方向為課程教學法；廖夫生，江西中醫(yī)藥大學，副教授，碩士研究生導師，研究方向為藥物質量標準及分析化學教學（330004）。