“五位一體”助力醫(yī)用有機化學混合式教學實踐

張瓊瑤 羅倫 樊靚 張愛女

［摘 要］為落實“以學生為中心”的教育理念，培養(yǎng)具有高水平復合型的醫(yī)學人才，有機化學教學團隊以“學習通”為教學輔助平臺，從“線上、線下、理論、實驗、思政”五個方面將醫(yī)學與化學有機融合，開展醫(yī)用有機化學教學改革，調(diào)動了學生的學習興趣，提高了學生的綜合素養(yǎng)。

［關(guān)鍵詞］醫(yī)用有機化學；“五位一體”；教學改革；“學習通”

［中圖分類號］ G642 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）24-0080-04

當前傳統(tǒng)的線下填鴨式教學方式已無法適應學生的學習特點和專業(yè)需求。2020年，國務院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于加快醫(yī)學教育創(chuàng)新發(fā)展的指導意見》提出“以新醫(yī)科統(tǒng)領(lǐng)醫(yī)學教育創(chuàng)新”，加快高層次復合型醫(yī)學人才培養(yǎng)，健全以職業(yè)需求為導向的人才培養(yǎng)體系，設置交叉學科，促進醫(yī)工、醫(yī)理、醫(yī)文學科交叉融合，推進“醫(yī)學+X”多學科背景的復合型創(chuàng)新拔尖人才培養(yǎng)[1]。在此背景下，有機化學作為臨床醫(yī)學等醫(yī)學專業(yè)的一門公共基礎課，是鏈接基礎醫(yī)學課程體系的必要紐帶，其重要性尤為顯著。但現(xiàn)實情況是，有機化學課程內(nèi)容多，課時少，部分內(nèi)容比較抽象、難以理解；部分學生在高中階段并未學習有機化學模塊，教師在講授時很難把握難易尺度，難以滿足不同水平學生的學習要求，課堂教學效果不佳。為此，教學團隊自2021年春季起從本校臨床醫(yī)學專業(yè)中選擇2個班實行“五位一體”線上線下混合式教學模式，另外選擇2個班實行傳統(tǒng)教學，并對兩者進行對比教學實驗研究。

一、“五位一體”混合式教學模式的保障

（一）組建混合式教學模式的教師團隊

基于信息化教育技術(shù)的發(fā)展和混合式教學模式的要求，教研室自2018年開始有序組織骨干教師參加“微助教”“雨課堂”“學習通”等教學輔助平臺的使用、微課制作、創(chuàng)新教學法等培訓，并錄制了36個基礎化學微課視頻在“學習通”平臺初次上線供學生使用。經(jīng)過兩個學期的實踐，教學團隊熟練掌握了各個平臺的使用技巧，為后期有機化學課程混合式教學的推出奠定了堅實的基礎。2021年，根據(jù)醫(yī)學各專業(yè)的發(fā)展需求，教學團隊修訂了教學大綱，對教學內(nèi)容、教學方式、評價方式等提出了新的規(guī)定，并將思政要求融入新大綱中，旨在通過本課程的學習讓大一新生初步認識有機化學在醫(yī)學領(lǐng)域的應用。新大綱不僅強調(diào)專業(yè)知識的學習，還注重課程思政和思政課程的協(xié)同發(fā)展。

（二）開發(fā)教學案例庫和課程思政案例庫

高階性的課程教學目標把知識目標、能力目標和情感素質(zhì)與價值觀目標有機結(jié)合，以學生為中心，以立德樹人為根本任務，重在開闊學生視野，培養(yǎng)學生邏輯思維能力和科學素養(yǎng)。因此有必要建立與專業(yè)相適應的教學案例庫。教學團隊成員分工合作，深入挖掘每個章節(jié)中與醫(yī)學有關(guān)的教學案例，通過集體備課的方式在“討論—教學—再討論”中總結(jié)其中蘊含的哲學思維和社會主義核心價值觀；以化學課程專業(yè)化，專業(yè)知識化學化為原則，將經(jīng)典案例和科技發(fā)展前沿案例相結(jié)合，建立“案例切入—互動討論—遷移轉(zhuǎn)化—總結(jié)升華”的教學方式[2]，逐步形成醫(yī)學化學課程案例庫和課程思政案例庫，以提升課程的創(chuàng)新性、高階性和挑戰(zhàn)度。

（三）改革評價方式

在“學習通”教學平臺的輔助下，可以實現(xiàn)學生的作業(yè)形式多樣化，由此也帶來了學習評價的多樣化。在每章作業(yè)中除了安排基本的選擇題、判斷題，還可設置開放式題型，如：提交視頻、思維導圖、小組實驗設計等。這些題型有助于培養(yǎng)學生的總結(jié)歸納能力、綜合應用能力和主動學習意識。并通過生生互評、師生互評的方式將這些作業(yè)成績計入期末考試總成績，這既能做好形成性評價，也能督促學生在學完章節(jié)內(nèi)容后及時查漏補缺，避免出現(xiàn)期末考試前突擊復習、死記硬背的情況。

二、“五位一體”混合式教學模式的實施

（一）線上

教師在“學習通”中提前一周發(fā)布課件、微視頻和學習提示等。對于一些在高中學過的章節(jié)，諸如：緒論、烷烴和環(huán)烷烴、烯烴和炔烴、芳香烴、醇酚醚等，課前發(fā)布基礎知識問卷調(diào)查，在其中包含低階、中階和高階題目，調(diào)查學生知識儲備，然后根據(jù)學生得分情況，找出基礎相對較差的學生組成小組，以便于后期跟蹤指導；對于學有余力的學生則引導他們在線上通過討論的方式分享自己的學習經(jīng)驗，方便學生相互學習。

作為一門傳統(tǒng)的理科課程，大量的練習有助于學生鞏固和檢驗學習成果，線上教學有利于教師布置作業(yè)、批改作業(yè)，并根據(jù)作業(yè)完成情況調(diào)整下一步線下教學的側(cè)重點。有機化學課程的教材大多以官能團為主線展開，每章內(nèi)容看似不同，實則其中的原理和反應都有共同點，比如：誘導效應和共軛效應。將這兩種基本理論的應用貫穿于整本教材中，正確理解這兩種電子效應有助于學生分析有機化學的反應結(jié)果。因此教師將這部分設置為特殊作業(yè)，讓學生根據(jù)自己的理解以短視頻的形式呈現(xiàn)出來。對于章節(jié)的共性部分則讓學生在課后進行總結(jié)和歸納，制成思維導圖，最后以作業(yè)的形式提交。經(jīng)過三年的建設，“學習通”中提供的資料如表1所示。

（二）線下

教師根據(jù)章節(jié)的不同內(nèi)容，采用翻轉(zhuǎn)課堂和啟發(fā)案例式的教學方式，并將每章知識點模塊化，分成簡單、中等、難三個等級。對于簡單知識點，可以采用翻轉(zhuǎn)課堂的形式展開。教師提前將任務分給小組，學生課前自學，課上小組選擇代表講解，其他學生做輔助工作；然后全體學生對此知識點進行討論和練習，加深對其的掌握；最后依據(jù)小組的表現(xiàn)，在“學習通”中由學生和教師共同給出評分并進行總結(jié)[3]。對于中等和較難的知識點，教師可設計啟發(fā)式問題，激發(fā)學生的學習欲望，再通過講解的方式抽絲剝繭解開難題，最后在課堂練習中通過“大家來找碴”的方式找出易錯點，并逐一分析產(chǎn)生錯誤的原因[4]。為進一步鞏固學生對于此類知識點的學習，教師可在“學習通”中安排單獨的專項練習。根據(jù)教學目標，目前已歸納出烷烴和環(huán)烷烴的穩(wěn)定構(gòu)象、碳正離子和自由基穩(wěn)定性、Fisher投影式、次序規(guī)則、定位效應、親電加成反應、親電取代反應、親核加成反應、親核取代反應、消除反應、氧化反應和有機物酸堿性（誘導效應）等主題的專項練習。

（三）理論

課程的線上自學有12個學時，線下課堂有28個學時，教材內(nèi)容共有12章。我們將教學內(nèi)容沿結(jié)構(gòu)、命名、化學性質(zhì)、應用這條主線展開。例如：在講糖類時引導學生思考當多個官能團在同一分子上時，可根據(jù)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，推測單糖本來應有的化學性質(zhì)，進而通過其實際具有的化學反應思考為什么糖類會出現(xiàn)五元和六元的環(huán)狀結(jié)構(gòu)[5]；在講解雙糖時，可通過展示麥芽糖和纖維二糖的立體結(jié)構(gòu)，讓學生比較他們的結(jié)構(gòu)差異，發(fā)現(xiàn)其唯一差別就在于糖苷鍵的不同，也就是這一細微差別造成它們?nèi)S構(gòu)象的明顯差別。隨后教師進行講解，兩者同為手性分子，在酶催化水解時存在巨大的差別，麥芽糖酶可以催化水解麥芽糖中的α-糖苷鍵，而不能水解纖維二糖的β-糖苷鍵。每一個酶對特定糖苷鍵的催化作用是確定的，由此推廣到多糖——淀粉和纖維素。在課堂上通過提問的方式考查學生預習情況，如：“哪些食物中含有淀粉和纖維素？”然后給出兩者立體結(jié)構(gòu)，讓學生自行通過比較解釋為什么淀粉可以被人體所分解，而纖維素則不能。最后提供線上知識拓展，纖維素雖然難以在人體內(nèi)生物降解[6]，但是它具有優(yōu)異的吸水性和抗拉強度高的優(yōu)點，在止血材料及創(chuàng)傷領(lǐng)域擁有廣闊的發(fā)展前景 [7]。

（四）實驗

實驗課程由兩部分構(gòu)成：一是有機化學基本操作和安全事項，二是綜合創(chuàng)新性化學實驗。教師將實驗安全知識、突發(fā)事故應急處理、分餾、萃取、重結(jié)晶、升華等有機化學基本操作的相關(guān)視頻和文檔發(fā)布于“學習通”，供學生預習，課中通過課前檢測的方式檢驗學生的預習情況。實驗過程的常見錯誤由教師錄制成視頻，讓學生在課堂中通過搶答的方式找出錯誤的操作，有助于進一步加深學生的印象。錯誤的操作通過壓縮學生基本操作的訓練時間，增加綜合設計性實驗的操作機會[8]。如：鮮花皂的制備，在傳統(tǒng)實驗“肥皂的制備”基礎上加以改進，增加鮮花色素和精油的提取，利用學校百草園中當季藥材開出的花朵為原料，讓學生體驗天然產(chǎn)物的提取，再經(jīng)過皂化反應制成日用的鮮花香皂產(chǎn)品。在提取前需要學生查閱文獻、匯總資料，然后根據(jù)實際鮮花的特點判斷最合適的實驗條件，再經(jīng)過小組討論后提前2周在“學習通”提交設計實驗過程，由教師從實驗藥品、儀器設備、安全操作等方面做出評估后才能形成具體步驟，最后由學生自行完成實驗。

（五）思政

思政是“五位一體”混合式教學模式中其他四個方面的銜接點，貫穿于線上、線下、理論、實踐教學環(huán)節(jié)。課程思政案例庫涵蓋了科學發(fā)展史、科學家史、藥物發(fā)展、綠色化學等內(nèi)容，針對每個知識點的特點，在教學環(huán)節(jié)將教學內(nèi)容以潤物細無聲的方式呈現(xiàn)，實現(xiàn)了專業(yè)課學習與思想政治教育的有機融合，將德育貫穿于教學全過程。如：反應停事件，其作為課程思政的經(jīng)典案例，在課堂中展示沙利度胺的結(jié)構(gòu)和造成的后果，可將社會責任感與職業(yè)道德根植于學生內(nèi)心深處[9-10]。而后，沙利度胺再度“逆襲”，成為治療結(jié)節(jié)性紅斑麻風病、多發(fā)骨髓瘤的有效藥物，并通過線上“沙利度胺”專題材料的展示，讓學生認識到藥品的獲益與風險是并存的。而隨著科技的不斷發(fā)展和認知的不斷更新，在采取有效的風險控制措施的前提下，可以回歸藥品身份繼續(xù)使特殊患者獲益[11]。因此，我們應學會辯證看待事物的發(fā)展和變化，努力提高專業(yè)知識，樹立嚴謹治學和醫(yī)者仁心的理念。

三、“五位一體”混合式教學模式的成果

課程成績由“學習通”平時成績（20%）、實驗成績（20%）和期末成績（60%）構(gòu)成。為有效衡量改革成果，對照班（采用混合式教學）和傳統(tǒng)班“學習通”中的成績均由每章作業(yè)成績平均分和階段性測試構(gòu)成。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：采用混合式教學的班級共126人，平均分為80.38；傳統(tǒng)班級共116人，平均分為74.31，具體結(jié)果如表2所示。從“學習通”調(diào)取數(shù)據(jù)并進行統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，對照班的視頻和文檔閱讀量要顯著高于傳統(tǒng)班，這進一步說明混合式教學模式不僅能引發(fā)學生學習興趣，而且極大提高了學生的學習效果。教學團隊及時總結(jié)經(jīng)驗，于2021年成功獲批校級線上線下混合一流課程和校級優(yōu)秀課程思政項目，并參加省級一流課程的評選。

四、“五位一體”混合式教學模式的評價

為評估“五位一體”混合式教學模式改革的效果，教學團隊在期末通過問卷調(diào)查的方式進行匿名調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：93.13%的學生認為在線學習有助于自我學習能力的培養(yǎng)，96.56%的學生更愿意觀看本校教師在“學習通”中的提供的微課視頻，83.02%的學生更喜歡線上線下混合式學習模式，70.3%的學生認為思政教育有積極的思想引導作用；在課程思政的呈現(xiàn)方式上，40.8%的學生喜歡思政內(nèi)容與專業(yè)知識融合的方式，27.4%的學生喜歡講故事的方式，31.8%的學生喜歡短視頻、動畫等形式；在線上教學效果的影響因素方面，學習的積極性和自律性為主要因素，其次是各類資源的配套更加重要，再次是成績的評價方式，最后是線上師生的交流；對于實驗教學，98.52%的學生認為實驗內(nèi)容非常有教育意義，既能鍛煉自己的動手能力，還能引起學生的學習興趣，希望以后開設更多的創(chuàng)新型實驗；96.83%的學生認為通過線上線下結(jié)合的方式體會到學好本門課程的必要性和學科交叉融合的重要性。

五、結(jié)語

通過近三年的“五位一體”混合式教學改革，其結(jié)果表明，學生的學習興趣顯著提高，學習目的更加明確，實踐應用能力和分析問題能力有顯著的提升，學生學會了從化學視角分析生活和醫(yī)學中的問題。在落實“五位一體”各個教學環(huán)節(jié)時發(fā)現(xiàn)，對學生來說，需要在課堂外付出更多時間和精力投入線上學習中，這對學生學習的主動性提出了更高的要求；學生的最終成績和實驗能力與線上學習的投入成正比關(guān)系，如何有效引導學習能動性較差的學生投入學習將是下一步需要思考的問題。對教師而言，線上學習資料應與學科發(fā)展前沿、教師科研成果緊密聯(lián)系，及時更新和調(diào)整學習素材是保持本課程高階性和創(chuàng)新性的重要體現(xiàn)，這就需要教學團隊的各位教師分工合作，進一步完善教學案例庫。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 國務院辦公廳. 國務院辦公廳關(guān)于加快醫(yī)學教育創(chuàng)新發(fā)展的指導意見.（2020-9-17）[2023-07-07]https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-09/23/content_5546373.htm.

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［責任編輯：雷 艷］