基于翻轉課堂的高校普通生物學實驗教學實踐

畢佳佳 程彬峰 井長勤 閆清華

新鄉醫學院生命科學技術學院 河南新鄉 453003

近年來，翻轉課堂作為一種新的教學模式，在國內大學課堂中逐漸被應用[1-4]。與傳統教學模式不同，翻轉課堂真正踐行了“以學生為主體”的思想，由以往的“課堂教，課后學”變為“課前學，課堂教”[5]。得益于互聯網的發展，教師可以將所教授的內容制作成微視頻發布在網上學習平臺，學生利用課前碎片化時間觀看學習并討論，課堂則成了老師與學生互動、答疑解惑或知識運用的時間。翻轉課堂教學模式極大提升了學生的自學、合作交流、分析解決問題等綜合能力[6-7]。

目前，翻轉課堂主要應用于理論課教學中，而在實驗教學中的應用相對較少。然而，實驗課不僅對鞏固理論知識具有重要作用，還是將理論用于實踐、培養學生動手操作及科研思維能力的重要手段。在傳統的教師講、學生照著一步一步操作的實驗教學中存在一些弊端，如大多數學生不提前預習；對實驗原理一知半解，實驗操作按部就班進行，對學生實驗效果的評價較為單一，一般只依據實驗報告成績。總之，在傳統的實驗教學中，學生仍然是被動學習。如何在實驗課中開展翻轉課堂教學，培養學生的自主學習能力也是高校亟須解決的問題之一。

本文以本科高校生物學專業“普通生物學”實驗課中的一節為例，探討翻轉課堂在實驗教學中的應用效果，以期為翻轉課堂在大學實驗課中的廣泛應用奠定理論基礎。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象

我校2020級生物技術和生物工程專業各1個班，隨機分為傳統教學班(30人)和翻轉課堂教學班(30人)。

1.2 研究方法

1.2.1 傳統教學實施方法

傳統教學班按照課堂上教師講解、學生聽講后進行實驗操作的傳統模式授課。學生實驗操作結束后，教師對全班同學本次實驗的技能掌握情況進行隨堂測試，并給予學生充分的時間寫實驗報告。

1.2.2 翻轉課堂教學實施方法

1.2.2.1 課前

(1)教師錄制本次實驗課的教學視頻及實驗操作視頻，并針對本次實驗內容出4～5道測試題，上傳至學習通平臺。

(2)教師根據教學內容設計并制作自主學習任務單(圖1)。將學習內容進行分解，作為學生小組匯報內容，如本次實驗課主要包括2個知識點：細胞的制片與觀察和細胞大小的測量。除了將這兩個知識點作為學生匯報內容外，還設計了針對這2個知識點拓展出的3個問題。因此，本實驗共5項課堂匯報內容。

(3)提前一周給學生發放自主學習任務單。學習任務包括兩項：自主學習和小組學習。自主學習中要求每位同學在線觀看相應視頻后完成測試題。教師監測學生任務點完成情況，并根據學生答題情況歸納總結出難點。小組學習則是將學生分為5組，每組6人，各組選出小組長1名。每組通過抽簽形式認領一項匯報內容，組內自行分工查閱資料、制作PPT及板書設計等，并推選1位同學課上主講，其他同學進行實驗演示及課堂實驗輔導。

1.2.2.2 課中

(1)按照知識點將課堂分為兩大板塊：細胞的制片與觀察和細胞大小的測量。每一板塊中第一組主講同學首先匯報實驗原理及操作過程，實驗演示同學需配合主講同學進行實驗操作，時間控制在8min內；然后全班所有同學進入實驗操作，第一組同學進行課堂實驗輔導；最后全班實驗操作結束后，抽到針對該實驗拓展問題的組依次進行匯報，并進入回答問題環節。在這個過程中教師隨時進行總結和提問，并根據主講小組成員的表現進行記錄和評分。

(2)課堂實驗技能測試：實驗結束后，老師對全班同學本次實驗的技能掌握情況進行隨堂測試并評分。

1.2.2.3 課后

學生上交實驗報告，教師批改作業，并根據學生自主學習情況、課堂匯報表現和實驗報告對學生進行評價。最后，教師反思教學過程中存在的問題及需要進一步改進的地方。

1.3 評價方法

(1)成績評價。本次實驗課成績=實驗報告50%+實驗技能測試50%，共10分。其中，翻轉課堂教學組的實驗報告成績包括兩部分：翻轉教學活動占25%，繪圖作業占25%。翻轉教學活動主要由教師根據每組成員知識點掌握、PPT制作、語言表達能力等情況評分，各組小組長可根據組內成員參與情況和貢獻度給予每位成員加權系數1.0/0.9/0.8不等，每位同學翻轉教學活動最終得分=老師評分*加權系數。

(2)問卷調查。分別從教學效果、自學能力、分析解決問題能力、溝通合作能力及動手操作能力五個方面設置問題，自制調查問卷，然后通過學習通平臺發放給兩組同學。問卷共發放60份，回收60份，有效率100%。

(3)學生反饋。以寫紙條的形式，匿名收集翻轉課堂教學班學生對本次實驗課所實施教學方法的意見和建議，教師進行分析整理和總結歸納，為下一次的教學模式改革提供參考。

1.4 統計分析

采用SPSS 19.0進行統計學分析。計數資料用(n，%)表示，采用t檢驗；計量資料用(x±s)表示，采用t檢驗。P<0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 成績評價

對兩個班級本次實驗成績進行匯總分析后，發現翻轉課堂教學班的成績高于傳統教學班，兩個班之間的成績差異具有統計學意義。

表1 兩個班級成績分析(分，x±s)

2.2 問卷調查

結果顯示，與傳統教學班相比，翻轉課堂教學班的學生對教學效果更為滿意。同學們認為翻轉課堂教學對于提高自學能力、分析解決問題能力、溝通合作能力和動手操作能力更有幫助。

表2 兩個班級調查問卷分析[學生數(所占比例%)]

2.3 學生反饋

對翻轉課堂班學生所提的意見和建議進行整理，發現學生普遍認同這種新的教學模式，認為對于提高他們的綜合能力有幫助。但也有學生認為課堂內容過多，時間緊張，建議將兩個內容分成兩次實驗課。另外，個別小組長反應部分學生在小組學習中表現不積極等。

3 討論

普通生物學是為我校生物技術、生物工程、生物制藥專業大一新生開設的專業基礎課。該課程涉及內容豐富，目的是幫助學生充分了解生命科學的全貌，為后續專業課程的學習奠定基礎。因此，本門課程的授課質量在很大程度上決定了學生對生物學方向的興趣。普通生物學實驗作為理論課的輔助和補充，對于加強理論知識的理解及提高學生的動手操作能力都起到了重要作用[8]。

在傳統的實驗教學中，采用的教學模式往往是教師講解、學生操作、教師輔導[9]。在這種模式中，學生的學習是被動的，在課堂中經常能看到有學生不動手操作。基于普通生物學課程在生物學中的重要性及傳統實驗教學的弊端，我們以普通生物學實驗課中的一節為例開展了翻轉課堂教學，內容包括課前任務發放和準備，課中小組匯報、實驗演示、實驗操作、問題討論、評分和技能測試，課后實驗報告等環節。然后，通過成績分析、調查問卷、收集學生意見等形式比較了傳統教學與翻轉課堂教學模式。結果顯示，翻轉課堂教學班學生的實驗成績高于傳統教學班(表1)。從調查問卷和學生反饋的結果來看，翻轉課堂教學對于提升學生的自學、合作交流、分析解決問題及實驗動手操作能力均有積極的促進作用(表2)。以上結果說明，在實驗課中翻轉課堂教學的效果明顯優于傳統教學，并且得到學生的認可和支持。

然而，在本次翻轉課堂教學過程中我們也發現了一些問題與不足：(1)部分學生不能較快地轉變角色，仍然依靠教師的課堂教學，自主學習能力差，不能按時完成課前學習，在小組分工合作中表現也不積極。如何使這部分學生適應教學模式的改變，形成自主學習的良好習慣。我認為一方面教師要積極引導學生改變思想，鼓勵學生探索思考，另一方面則是教師對于教學內容的深入挖掘以及課堂教學設計的優化，使學生所學內容結合實際，不枯燥，真正激發學生的學習興趣。(2)課中安排內容過多，每組一個主題匯報后進行實驗操作和答疑。盡管老師已經對匯報時間進行要求，但個別組對時間把握不準確，導致整節課拖堂。因此，教師提前對學生匯報內容進行把控，合理緊湊地安排課堂時間非常有必要。

盡管在翻轉課堂應用于實驗教學過程中存在一些問題，但較之傳統教學模式，翻轉課堂教學有明顯優勢，本研究將為翻轉課堂在其他實驗課中的應用提供借鑒和參考。