基于學習通的生科實驗翻轉課堂教學效果探討

張銳鋼 羅海兵 吳嫦麗

［摘 要］ 廣東醫科大學湛江校區生理學教研室自2018級本科生開始嘗試在生理科學實驗中運用翻轉課堂教學，學生操作完成情況顯著改善。近年來，多種線上教學平臺在教學中被大量運用，結合線上平臺的優勢并借鑒翻轉課堂的實踐經驗，生理學教研室自2019級起，在生理科學實驗中進一步運用超星學習通平臺進行線上線下混合式翻轉課堂教學，在保證了學生操作完成率的情況下，主要依賴實驗報告的平時成績同質化情況明顯改善。

［關鍵詞］ 生理科學實驗；超星學習通；混合式教學

［基金項目］ 2020年度廣東醫科大學教學應用課題項目“線上線下混合式教學在生理學實驗教學中的應用”（2JY20025）

［作者簡介］ 張銳鋼（1989—），男，山西臨汾人，博士，廣東醫科大學基礎醫學院生理學教研室講師，碩士生導師（通信作者），主要從事生理學和生理科學實驗研究；羅海兵（1976—），男，廣東湛江人，碩士，廣東醫科大學基礎醫學院生理學教研室講師，主要從事生理科學實驗改革研究；吳嫦麗（1980—），女，廣東湛江人，博士，廣東醫科大學基礎醫學院生理學教研室講師，主要從事卵母細胞發育研究。

［中圖分類號］ G642.0［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）20-0110-04［收稿日期］ 2022-05-20

機能學實驗是醫學相關專業學生必修的一門基礎性的實驗課程。在廣東醫科大學，生理科學實驗課程是一門融合了生理學實驗、病理生理學實驗和藥理學實驗三個模塊的機能學實驗課程［1］。該課程的設置為醫學生提供了大膽實踐操作、理論聯系實際的機會。通過該課程的培訓，醫學生得以掌握基本操作技能，為將來走向臨床奠定基礎。在傳統教學模式下，許多學生在未完全理解實驗目的、原理的情況下完成實驗課程，但由于缺乏基于結果的評估，自主學習的動力不足，無法在學習和實驗中取得較大的進步［2］。為了改變這一局面，更好地發揮生理學實驗的基礎作用，生理學教研室近年來持續推進實驗課教學改革，參考借鑒線上線下混合式教學的優秀經驗［3］，大膽嘗試新理念、新做法，在2018級醫學生中開展生理科學實驗翻轉課堂教學，學生的操作完成情況明顯改善，學習自主性顯著提高［4］。近幾年，大量課程采用線上教學方式，相關線上平臺在教學活動中得以引入和推廣。我們在2019級醫學生生理科學實驗課程中初步嘗試以超星學習通平臺為基礎的線上線下混合式教學。在此基礎上，我們對2018級（翻轉課堂教學）、2019級（基于超星學習通平臺的線上線下混合式教學）醫學生的生理科學實驗操作情況進行對比性研究，具體實施及教學效果如下所述。

一、對象和方法

1.2018級——翻轉課堂教學。

2.2019級——基于學習通平臺的線上線下混合式翻轉課堂教學。

二、教學組織

（一）2018級

1.提前發放教學視頻——我們采取一堂課結束后發放下一堂課操作視頻的方式，可以使學生在課前有相對充裕的時間（兩周）熟悉下一次課的內容。由于視頻比較大（2～5 Gb），我們鼓勵學生拷貝視頻后以操作小組為單位在筆記本電腦上一起預習、討論。

2.課堂上的翻轉問答——由學習委員主持問答環節，學生自由提問、討論和回答，最后由教師對學生的問題進行梳理和解答。教師會對提出新穎、有積極意義問題以及能夠做出很好回答的學生增加平時考核分數，引導并鼓勵學生針對本堂課相關內容提問。在該環節中，學生熱烈問答，專注度、參與度明顯提升。他們不僅在這個過程中討論了實驗中可能存在的問題，而且驅動學生在課前認真預習認真。

3.實驗操作——經過認真預習和對問題充分討論之后學生進行實驗操作。同傳統課堂上觀看視頻乃至邊操作邊觀看視頻的方式相比，采用這種方式，學生操作的時間更充分，過程更連貫。

4.小結——先由操作中出現問題的小組成員發言，總結本組操作情況和經驗教訓，之后由授課教師梳理總結操作中的問題，講解實驗現象出現的原理、機制。

5.課后——學生書寫實驗報告，教師批閱。

6.成績組成——以實驗報告成績為主，對問答、操作環節表現比較突出的學生在實驗報告的基礎上適當加分。

（二）2019級

1.課前預習檢測——事先在超星學習通上建課建班，上傳操作視頻和教學資料，其中包含課件講授方式下的所有元素（實驗目的、原理、操作流程、細節放大等），學生學習課件和視頻可以由學習通記錄并作為平時成績的一部分。建立題庫，每個實驗的題庫準備30～40道題，課前半小時發放預習檢測題（每個學生6道題，從題庫隨機抽取，打亂題目、選項順序）。預習檢測題的成績是平時成績的重要組成部分，有利于促進學生認真預習。

2.課堂上翻轉問答、實驗操作——同2018級。

3.小結——在與2018級相同內容的基礎上，對學生操作情況進行量化打分，每次操作滿分10分，未完成特定內容則相應扣除一部分操作分，做到透明給分、學生知情。

4.課后——學生書寫實驗報告，教師批閱。

5.課堂延伸——以剛進行完的實驗課操作內容為主題在學習通上發放討論帖，引導學生在討論區討論；針對實驗中常見的錯誤操作在學習通上以通知、討論等形式進行強調。學生在這個環節的參與度將作為平時成績的一部分。

6.成績組成——學習通課件（視頻）學習分鐘數+預習檢測+課堂問答+操作評分+實驗報告+討論回帖。

三、教學效果對比

我們記錄了2018級和2019級臨床醫學專業各12個班級學生的5次家兔實驗操作情況，定義粗完成為完成了實驗操作（如麻醉、頸部手術、動脈插管等）而實驗數據獲取不全［4］。例如，家兔呼吸運動的調節實驗有10項處理，其中1項為耳緣靜脈注射乳酸，有的家兔因耳緣腫脹無法施加這一處理。凈完成則表示動物實驗操作完成，數據獲取完全，它代表完成的質量。

對比學生5次生科實驗的平均完成率，2018級和2019級學生的粗完成率分別為87.78%和85.56%，凈完成率分別為80.56%和75.83%，組間無差異（見圖1A）。生科實驗——生理學模塊中，每個班級共有5次家兔實驗課，按照順序分別為操作基礎、影響紅細胞凝固的因素及紅細胞滲透脆性的測定、動脈血壓的神經體液調節、家兔呼吸運動的調節和影響尿生成的因素。將每次課的凈完成率拉開作圖（見圖1B），該趨勢圖顯示，2018級學生在前三次課上的操作情況均好于2019級，尤以第二次實驗為明顯（87.50% VS 73.61%）。在最后兩次課的操作中，2019級同2018級學生持平乃至超出。

通過對兩個年級各12個班學生的成績進行分析，我們發現，2018級和2019級學生的平均成績為（75.13±2.77）分和（75.82±2.54）分（平均值±標準差，Mean±sD），平均分和標準差均相當（見圖2A）。這說明在2018級12個班與2019級12個班之間，班均成績基本一致。然而，當我們將視線從班均成績轉移至生均成績時，可以發現2019級學生成績分布更加離散。我們選取2018級1班（35人）和2019級1班（30人）作為考察對象，統計分析發現，2018級1班35名學生的平均成績為77.24±4.91分（平均值±標準差，Mean±sD），2019級1班30名學生的成績則為（76.25±8.63）分（見圖2B）。盡管兩個班級學生成績的平均值相當（77.24 VS 76.25），但反映成績離散程度的標準差則有明顯差別（4.91 VS 8.63）。類似情況同樣發生在兩個年級的其他同名班級之間。這些數據表明，盡管2019級與2018級學生的平均成績相當，但在混合式教學之下，2019級學生之間的成績差別更大。

四、教學感受與思考

在傳統教學中，學生由于缺乏學習主動性，在來到教室前往往不知道本次課要上什么內容；課堂開始后，由教師講解課件、原理、注意事項，之后播放操作視頻現場學習，隨即開展操作。傳統教學的弊端突出體現在：①學生的學習缺乏主動性，來到教室前幾乎沒有任何準備和預習；②教師講解課件和操作視頻占用過多課堂總時間，學生操作時間往往不足；③短時間的大量內容（原理、流程、注意事項、操作視頻等）對學生的記憶力提出嚴峻挑戰，僅憑臨場學習內容操作難免出現細節記憶不牢固、注意事項顧此失彼等情況；④學生平時成績的組成單一，完全由實驗報告所決定，成績評價既不多樣化也不合理（存在較多實驗報告抄襲現象）。

我們從2018級醫學生的生理科學實驗課堂開始嘗試教學變革，先是拍攝高清操作視頻并在課前由學生拷貝、預習，將操作環節的學習前移，讓學生帶著問題、有準備來上課，實際上也是帶著心思來上課。之后，通過問答環節的獎勵等措施，進一步激發學生認真預習。筆者此時仍能夠想起2018級部分班級學生在翻轉問答環節激烈討論的場景和良好的操作完成情況。從圖1B可以看出，2018級學生操作的凈完成率甚至在第一節課時就好于2019級，第二次課時更是高出10個百分點以上。在圖1A中，雖然粗完成率和凈完成率在2018級和2019級學生中沒有差別，但是粗完成率與凈完成率的差值，2018級為7.22%（87.78%-80.56%），小于2019級的9.73%（85.56%-75.83%），顯示2018級學生的操作完整度更好。然而，在以實驗報告成績為平時成績主要依據的情況下，2018級學生的成績較2019級更加趨同化，未能更好地體現出學生之間在學習、完成該課程方面的差異。

近年來，線上平臺在高校教學中發揮著越來越重要的作用。我們在2019級醫學生生理科學實驗課程的建設中初次嘗試使用超星學習通作為線上平臺，結合2018級翻轉課堂教學實踐，嘗試應用線上線下混合式教學方式。預習檢測題的推出，明顯使學生在預習時更加細致，且注意結合理論課所學。此外，由于線上載體為手機軟件，學生可以隨時隨地播放操作視頻進行學習，學習頻率增加，學習過程更加自主化、多樣化。通過對每節課不同小組的操作情況分別給出操作分，不同組學生之間的成績有了較大差別，在此基礎上，根據預習檢測、討論、問答等環節表現，讓不同學生的平時成績呈現分化，評價更加合理。

由于2018級學生是拷貝高清視頻在電腦端觀看，這客觀上推動了若干學生在一起學習場景的出現，如舍友或同小組成員一起學習、觀看、討論。同時，電腦端的高清視頻對操作細節的顯示也好于手機端。這些因素的影響使得2018級學生在操作環節的表現更為優異。即便現在代課教師回顧這兩個年級學生的操作時，仍然對2018級學生印象深刻。其中涌現出多個優秀班級，無論是生科實驗還是生理學理論課，無論在操作上還是討論問答中，均呈現出超強的積極性和優異的表現。

將手機軟件作為線上平臺后，原先格式過大的視頻必然面臨被壓縮以適應手機端播放，加之手機屏幕遠小于電腦，可能會在一定程度上影響對細節的把握。從數據上看，前三次課的操作凈完成率，2019級學生的確落后于2018級，之后逐漸趨于一致，最后一次課上2019級學生的完成率超過2018級（見圖1B）。

平時成績的合理評價一直是師生共同關心的焦點問題。以往的平時成績主要依賴實驗報告的書寫，進而出現大量實驗報告抄襲的情況。而且，學生對于認真書寫實驗報告并不積極，實驗報告分數與學生的真實表現并不匹配，一些獨立思考、認真書寫實驗報告的學生積極性因而受到打擊。運用線上線下混合式教學，學生平時成績的組成多元化、全程化，使得形成性評價得以真正落實。在線上線下綜合評價指標中，2019級學生的平時成績較之以實驗報告為主要依據的2018級學生來說體現出更大的差異性和合理性（見圖2）。更為重要的是，這一實踐給學生傳遞了積極信號，即認真參與課程和完成要求的任務，系統必然會記錄到更好的成績。客觀、公正的平時成績良好地回應了學生的關切，學生的全程教學參與度和對平時成績的滿意度明顯提升。因此，可以說，我們運用線上線下混合式教學在生科實驗中的實踐是有效果的。

總體來說，自2018級學生的生科實驗開始使用翻轉課堂，學生的預習動力、操作水平得到提升，然而對預習效果缺乏評價、以實驗報告為主要依據的平時成績則難以有效體現學生的實際差異。在翻轉課堂實踐基礎上，我們在2019級生科實驗中使用以超星學習通為基礎的線上線下混合式教學方式，增加了對學生在課前、課中、課后全教學環節表現的記錄，在保證操作完成度的情況下實現了對學生平時成績的合理評價。

作者貢獻：羅海兵、吳嫦麗、徐明鋒提出線上線下混合式教學；羅海兵在學習通上完成生理科學實驗課程的創建；張秀娟、羅海兵、徐明鋒把關和監督本課程改革；張銳鋼獲取數據、撰寫論文。

參考文獻

［1］吳嫦麗，羅海兵，徐明鋒，等.淺談生理科學實驗課程改革的利弊［J］.教育教學論壇，2019（9）：272-273.

［2］周華.線上線下混合式教學在機能實驗學中的應用［J］.現代職業教育，2021（43）：88-89.

［3］羅自強，馮丹丹，向陽，等.生理學國家級線上線下混合式一流課程建設的實踐［J］.基礎醫學教育，2021，23（4）：265-269.

［4］張銳鋼，羅海兵，吳嫦麗，等.翻轉課堂在生理科學實驗中的運用效果初探［J］.教育教學論壇，2022（4）：160-163.

The Application of Xue Xi Tong-based Online-and-offline Blended Flipped Classroom of Physiological Science Experiment Course

ZHANG Rui-gang， LUO Hai-bing， WU Chang-li

（School of Basic Medical Sciences， Guangdong Medical University， Zhanjiang，

Guangdong 524023， China）

Abstract： Flipped classroom has been in use in physiological science experiment in Guang Dong Medical University since 2019， and significant elevation in students operating skills is observed. In recent years， online platforms are used more and more. By combing the advantages of online teaching and the flipped classroom， the department of physiology further tries the online-and-offline blended teaching based on Superstar Xue Xi Tong platform， which brings high percentage of completion and the homogenization of grades has changed.

Key words： blended teaching; physiological science; teaching reform