混合式教學在分子生物學課程中的實踐探索

司建萍，段瑞君，王改妮，李 萍

（青海大學生態(tài)環(huán)境工程學院 青海 西寧 810000）

所謂專業(yè)，《國際教育標準分類》稱之為課程計劃，廈門大學編的《高等教育學》中把專業(yè)解釋為“課程的一種組織形式”。學生學完所包含的全部課程，就可以形成一定的知識與能力結構，獲得該專業(yè)的畢業(yè)證書[1]。可見，專業(yè)是課程的組織形式，課程建設是專業(yè)建設的基礎和落腳點。

“分子生物學”課程作為生物類專業(yè)本科生最為重要的主干課程之一，其教學效果直接影響本專業(yè)的培養(yǎng)目標與學生的長遠發(fā)展。然而，在長期的教學實踐過程中，課程組成員發(fā)現以下幾個因素嚴重影響“分子生物學”課程的教學效果：①“分子生物學”課程大部分教學內容都比較微觀、抽象，對學生的理解與想象能力要求較高。②課程教學內容專業(yè)性很強，該課程是生物類專業(yè)的核心專業(yè)課，是在學生先修了“生物化學”“細胞生物學”等課程的基礎上進行學習的，學生前期基礎課程的學習掌握情況嚴重影響著本門課的學習效果。③課程前沿性非常強。分子生物學學科自1953年雙螺旋結構被提出才正式開啟，但發(fā)展極為迅速，特別是21世紀以來該領域發(fā)展更是日新月異。這就導致我們的教學內容更新速度飛快，同時教學中的知識量急劇增加，這對老師和學生來說都是一個巨大的挑戰(zhàn)。④在日常教學中，同一個班級內的學生基礎知識水平、學習能力等個體差異很大。這一問題相信在各高校中普遍存在，因為我們的學生大都來自全國諸多省市。然而，這一問題在青海大學更為突出，這里少數民族學生約占到37%，主要有回族、藏族、土族、蒙古族，這些同學中部分學生的母語并非漢語，這對他們的學習也帶來了一些障礙。

為了較好解決上述這些問題，本課程組自2003年以來不斷嘗試包括課堂教學、考試、實驗內容等多方面的教學改革[2]，但上述這些問題仍沒有得到較好的解決。近年來混合式教學等新興方式蓬勃發(fā)展。與傳統(tǒng)教學方式相比，混合式教學為學生創(chuàng)造了一種真正高度參與性的、個性化的學習體驗，達到“以學生為中心”的教學目的[3]；它通過“線上”和“線下”兩種模式互補實現教學活動的深入[4]；混合式教學更具針對性，教師有時間完成更高層次的教學目標，學生有更多機會參與學習，有利于激發(fā)學生的主體能動性與創(chuàng)造性[5]。混合式教學因其優(yōu)勢眾多而在獸醫(yī)免疫學、基因工程實驗等課程教學中已成功得到應用[6-7]。因此，本課程組成員嘗試將混合式教學理念運用到分子生物學教學中。通過系統(tǒng)分析了本課程內容，對其進行模塊劃分[8]，再根據各模塊教學內容的特點，采用差異性的混合式教學模式和靈活多樣的教學方式，實現教學時間和空間的拓展，有效提升學生學習的效果和深度。

1 教學內容的模塊劃分

目前“分子生物學”課程是青海大學生物類專業(yè)學生必修的專業(yè)核心課，開課時間為大三上學期，共48個課時。本項目組成員在教學實踐經驗的基礎上提出，“分子生物學”教學內容可劃分為四個模塊：遺傳信息的傳遞、分子生物學技術、基因的表達調控和分子生物學的應用[2]。針對不同模塊教學內容的特點，可采用不同的線上線下學時分配方案，實施差異性混合教學方式（圖1）。

2 教學改革方案與實踐

2.1 以線下教學為主的“遺傳信息的傳遞”模塊（20學時線下+6學時線上）

此模塊教學內容是以學生之前所學的“生物化學”和“細胞生物學”課程為基礎，而學生對這些基礎知識的掌握程度差異較大。因此，課前任課教師利用QQ群等在線方式引導學生做好基礎知識鞏固。在課堂教學時選擇雨課堂增強教學互動，提升學生的主動性和積極性。課后，在線指導學生運用X-Mind繪制思維導圖，幫助學生自主梳理課程基礎知識點，同時QQ群推送相關英文網站、最新書籍、文章等，從而拔高學有余力的同學。此外，利用雨課堂進行小測驗，掌握學生的學習效果。教學目標、過程和效果三者形成一個完整閉環(huán)，促進教學效果。

2.2 以線上教學為主的“分子生物學研究方法”模塊（4學時線下+6學時線上）

研究方法部分內容因知識點龐雜且難以理解，課上直接講解效果不佳，因此，任課老師在課前指導學生結合課程實驗、生產實踐或科研熱點等，自主設計綜合性實驗，以解決學生感興趣的實際問題。課堂教學時教師組織學生以小組為單位PPT展示所設計的實驗及其關鍵實驗方法，通過理論聯系實踐，提升學生對教學內容的掌握情況和知識的綜合應用能力。在此過程中，組內成員互相學習、取長補短，教師通過線上模式進行有針對性的輔導答疑，通過線下模式對學生的自學內容加以補充完善，從而有效地提高每一位同學的學習效果和綜合能力。

2.3 以線下教學為主的“基因表達調控”模塊（12學時線下+4學時線上）

這部分教學內容較為微觀、抽象，學生普遍較難理解。針對這一問題，任課教師利用互聯網時代的優(yōu)勢，深入挖掘MOOC、公眾號等線上資源。在課前，精選相關視頻資料供學生預習，在課堂教學中多加入動畫、模式圖等元素，變抽象為直觀生動。在課后，同樣通過雨課堂測試及時了解學生的學習效果。

2.4 以線上教學為主的“疾病與人類健康”模塊（6學時線下+8學時線上）

“疾病與人類健康”模塊涉及艾滋病、SARS、肝炎等眾多疾病，其內容綜合性、專業(yè)性和前沿性都很強，對學生基礎知識、融會貫通及理解能力都要求較高，而班里學生學習能力、知識水平等個體差異較大。針對這些問題，教學采用“翻轉課堂”的模式[9]。在此過程中，學生以小組形式自主查閱資料、交流討論，學習成果以PPT的形式輪流分享。教師通過QQ或微信進行課前引導、課中補充完善。此模式真正做到以學生中心、還課堂給學生，不僅能夠促進學生對課程內容的掌握和理解，還可以加強學生的表達能力、交際能力以及查閱整理資料的能力等。

3 教學效果評價

本次教學改革以生物技術專業(yè)2班學生為改革實踐樣本，1班繼續(xù)采用傳統(tǒng)的教學方式。學期結束時我們從以下兩個方面對教學模式改革的效果進行了深入分析：一是學生對教學方式的滿意度。我們采用不記名打分的方式征集了1班（33名）和2班（35名）所有學生對本學期授課情況的滿意度，結果發(fā)現與1班（90%）相比，2班學生滿意度更高（95%）；二是學生的學習效果。從期末成績來看，2班學生期末考試平均成績（70.66）明顯高于1班（65.40），同比提高了8%。同時，2班學生成績更符合正態(tài)分布，且不及格同學比例明顯降低（1班：26%；2班：16%）。

4 總結與展望

專業(yè)人才培養(yǎng)的關鍵是課程建設，“分子生物學”是生物類專業(yè)的核心課程，其作用不言而喻。為了進一步提高“分子生物學”課程教學效果，針對教學內容抽象、系統(tǒng)性強、難度大等特點，此次改革嘗試將混合式教學理念運用到“分子生物學”教學中。改革方案設計注重利用互聯網的優(yōu)勢和教師的引導性作用，并加強教學內容的趣味性，同時注意科學對待教學過程的完整性（課前、中、后全方位的學習）。通過此次改革探索，“分子生物學”課程的教學效果得到很大的改進，幫助學生實現了成績、能力雙提高。

此次改革經驗可直接用于存在類似問題（如教學內容抽象難懂、學生知識水平差異大等）的課程教學中，并不局限于某個專業(yè)、學院或學校。因為改革所用的工具、資源等幾乎都是免費、公開、簡單易學的，所有的教育工作者都可以快速掌握并應用。具體來說：①雨課堂由學堂在線與清華大學在線教育辦公室共同開發(fā)，它結合了PowerPoint和微信的優(yōu)點，使用方便，且覆蓋了課前、中、后每一個環(huán)節(jié)，幫助教師采集課前預習、課堂互動、作業(yè)等層面的各項數據，分析課程數據和學生學習情況，從而實現精準教學[10]。②MOOC（Massive Open Online Courses，大規(guī)模在線開放課程），近年來作為一種新型的在線學習模式在世界范圍內迅速崛起，給學習者帶來了全新的開放、共享的學習體驗，打破了學習空間限制和時間限制[11]。在我國，由“愛課程”網與網易云課堂于2014年合作推出的“中國大學MOOC”平臺，隨后迅速成為國內MOOC平臺的引領者[12]。此共享平臺上傳了國內各大院校的優(yōu)勢課程，教育部評選出的“國家精品在線開放課程”目前已有七百門。在我們的教學中，教學組織者既可以引導學生參加MOOC課程的部分或全部內容的自主學習，也可以在授課過程中插入必要的視頻資料選段。③翻轉課堂（Flipped Classroom）的理念較新、發(fā)展也較為迅速。2000年，邁阿密大學的莫里·拉吉和格蘭率先在“經濟學入門”課程教學中實踐“翻轉”課堂[13]。隨后，翻轉課堂教學流程的逆序創(chuàng)新理念（由“先教后學”轉變?yōu)椤跋葘W后教”）得到進一步發(fā)展。2011年后“翻轉”理念開始在國內探索、實踐并快速傳播。翻轉課堂的教學理念是讓學生課前自主學習，而在課堂上完成內化吸收。這一理念突破了教學的時空限制，增加了學生的自主選擇性，滿足了學生個性化學習的需要[14]。

如何根據課程的特點更好地實施教學過程是教育工作者永恒的課題。盡管通過此次改革探索，“分子生物學”課程的教學效果取得了很大程度的改進，但在以下幾個方面仍需未來進一步加強：①優(yōu)質教學資源的積累和完善。針對不同模塊，設計了差異性的教學方案，也積累了一些比較好的教學資料，比如說“疾病與人類健康”，目前在SARS、艾滋病、糖尿病、乙肝等疾病的致病機理與治療方面積累了一些資料，還有更多疾病與健康相關資料我們并未涉及，需要在以后教學過程中逐步積累。②優(yōu)質教學資源的篩選。互聯網時代，知識、信息快速膨脹，僅中國大學MOOC平臺上僅與分子生物學相關的課程就有上百門次，各有特色、各有優(yōu)勢。盡管點擊量、選課人數抑或是教育部評選結果可以作為重要參考，但任課教師很難選擇其中一門或幾門通過SPOC（Small Private Online Course）的形式推送給學生進行線上學習，所以，工作中要努力確保每個知識點都能夠找到最佳的教學資源。③理論到實踐的轉化。“分子生物學”是一門理論與實踐并重的課程，但受限于實驗的難度、實驗的安全性、實驗課時及實驗經費的限制等因素，諸多實驗不能開展，目前解決方案主要有以下三個：一是充分運用“國家虛擬仿真實驗教學項目共享平臺”（http://www.ilab-x.com/）等在線資源；二是及時摒棄陳舊過時的實驗、優(yōu)化課程實驗安排；三是積極引導學有余力的本科生早日加入科研創(chuàng)新項目團隊。在下一步的教學改革中，教學團隊成員將以上述這些不足之處作為改進目標，不斷提升“分子生物學”教學效果，從而推進我國生命科學教育的發(fā)展。