基于SPOC“酶工程”翻轉課堂的設計及其應用

鐘桂芳，楊雪鵬，王光路，郭法謀，馬科，陶靜

鄭州輕工業大學食品與生物工程學院（鄭州 450000）

近年來，尤其自2020年疫情以來，以慕課（MOOC）為代表的線上網絡課程數量猛增。在實際教學過程中，線上授課有其優點但同時也暴露出不足。在單純的線上教學過程中，學生的淺層學習現象較為明顯。單一教學模式在學生培養中仍以教師為中心，教學效果有待提升。在“人才發展、人才優先”的方針引導下，以學生為中心的SPOC將成為更受歡迎的教學模式。線下的翻轉課堂與線上的SPOC模式相結合，既能豐富教學內容，同時又能調動學生學習的主觀能動性，真正做到以學生為中心的產出式教學，充分培養學生自主學習、分析問題及解決問題的能力。

在新工科背景下，要求從品德、知識、能力、綜合4個維度對學生進行綜合培養，讓學生具備優秀的道德品質，擁有寬廣的知識背景，能深入專業知識，具備獨立的思維能力、良好的交流能力和持久的學習動力6個方面的素養與能力。基于SPOC的翻轉課堂的應用，既能培養學生自主學習、深入專業、持久學習以及獨立思考等能力，同時在課堂翻轉中也能培養學生團隊交流以及協作能力。新的教學模式更利于培養更符合時代要求的新型人才。

1 SPOC教學模式與翻轉課堂結合在實際教學中的意義

SPOC（Small Private Online Course）由加州大學伯克利分校的阿曼德·福克斯教授最早提出和使用的。Small和Private是相對于MOOC中的Massive和Open而言，Small是指學生規模一般在幾十人到幾百人，Private是指對學生設置限制性準入條件，達到要求的申請者才能被納入SPOC課程。SPOC強調“以學生為中心”，將MOOC的優秀網絡教學資源、線上學習記錄與線下授課相結合，將傳統課堂翻轉，教師由傳授者轉變為引路人，學生由客體變為主體，其應用效果與傳統面授課、MOOC相比有明顯的優勢。調研發現大部分學生能通過課題前MOOC等資源的學習掌握章節基本內容，課堂則通過翻轉課堂的形式讓學生匯報學習情況，呈現學習過程中的問題。由師生共同探討并解決問題，拓展思路，及時解決學習中遇到的問題，并對所學知識進行深度思考及展望。

翻轉課堂是基于現代教育理念產生的一種全新授課模式，相對于傳統教學方式，這一模式能夠帶給學生良好的課上體驗。翻轉課堂綜合線下和線上教學優勢，創造出一種更有利于教師教學和學生學習的教學環境，將教學模式由原來的以教師課堂講授為主的傳統填鴨式轉變為一種以學生為中心的新型教學模式。問題探究型翻轉課堂是以探究性學習的形式展開的翻轉課堂教學模式。學生探究性學習是在教師的指導下，從學科領域或現實生活的問題或任務出發，通過文獻查閱、匯報整理及提出關鍵問題等形式多樣的探究性活動，以獲得知識和技能、培養學生對深層知識的探究能力和新技能應用能力。翻轉課堂需要老師課前對課堂進行精心設計，對知識模塊進行設計，對學生提出不同層次的問題給出提示和參考答案。

翻轉式教學強調教師對學生SPOC課程線上學習進度的關注，不僅要了解學生對教學資源的學習情況，也要隨時查看學生交流學習的活躍度，這樣才能對學生課前自主學習部分進行客觀評價；課前學習任務的布置，要有拋磚引玉的作業，激活學生的學習興趣。課前線上學習資源可以追溯科學前沿，刺激學生的學習欲望。課后的線上資源則可以具體到課程的重點、難點內容的鞏固內化，讓學生在鞏固基本知識的前提下，培養探究本學科科學前沿欲望。在課堂教學過程中，教師也要加強對學生學習態度的關注，不僅要充分考慮到學生課堂活躍度，也要對學生的線上學習及討論狀況及時總結，以便及時有效地與學生進行溝通，并糾正學習誤區；學生在學習通平臺上完成作業，教師及時完成線上作業的批閱。線上作業的批閱過程中能了解學生的學習狀況，作業中出現的問題及時發布討論區，學生經討論后能對問題有更為深入、深刻的理解和掌握。在教學過程中，教師不僅要對學生學習的具體分數有了解，也要對學生擅長的方向和薄弱的方向有認知，這樣才能給學生提供綜合的學習意見，不斷提升學生自主學習能力和學習效率。

2 與SPOC結合翻轉課堂在蛋白質與酶工程教學中的應用

2.1 與SPOC結合翻轉酶工程課堂設置

在酶工程的教學過程中，采用以學生為中心的“與SPOC結合翻轉課堂”。為提高教學效果，教師在學習通教學平臺提前發放章節學習目標、學習任務單及相關的教學視頻，并將教學內容分解成不同主題，讓學生分成不同小組分別圍繞不同的主題進行自主學習。學習過程中小組成員既有分工，又有合作，通過查閱文獻，就不同主題寫成小綜述，并制作PPT進行課堂匯報，每小組就本組匯報主題提出核心問題供學生進行思考。在教學模式中學生在課堂上能如傳統教學模式中的教師一樣提問其他學生。同時要求其他小組成員在傾聽匯報后務必提出問題請負責主題匯報的小組成員回答。這樣既能讓小組成員在匯報相關主題時能進行深入思考地提出問題，也能約束其他組員能認真聽匯報且深入思考并解決他組學生提出的問題。這種教學模式能促使學生深層次學習，加深對知識點的理解，又能了解本知識點在科研及工業生產中的應用，在一定程度上提高學生應用專業知識解決工程問題的能力。同時，匯報者為了把匯報內容嫻熟理解，條理清晰地講解出來，需要資料收集整理者的幫助。在學習過程中，學生之間必要的交流溝通能提高他們的協作溝通能力，這也是解決專業復雜工程問題所不可或缺的能力之一。

2.2 與SPOC結合翻轉酶工程課堂中教師的作用

教師在教學過程中起引導、督促作用。在“與SPOC結合翻轉課堂”教師的作用就好比是學生站在山頭看風景的那座山。有了山的堅實與高度，學生方能安然地看到遠處的風景。在此教學模式中教師的工作量遠大于傳統模式教學的工作量。教師需要構建好平臺，在平臺上鏈接相應的學習鏈接，不僅要有能“立足腳跟”基本知識點，還要有讓學生“能看到遠方”的拓展內容。將教學內容分解成不同的專題后，教師需對相應的專題做足功課，以防在學生提問的過程中出現難以應對的局面。因此，在課前，教師是課程資源的學習者和整合者。雖然他們不必是講座視頻中的主角，也不必準備每節的課程講座，但是要能夠根據學生需求整合各種線上和實體資源。課堂上，教師是指導者和促進者，組織學生分組研討，隨時提供個別化指導，共同解決遇到的難題。與SPOC結合的翻轉課堂教學模式，激發教師的教學熱情和課堂活力。同時真正實現以學生為中心的教學模式，培養學生分析問題和解決問題的能力。

2.3 與SPOC結合翻轉酶工程課堂的考核方式

“與SPOC結合的翻轉課堂教學”的教學模式與傳統的教學模式相比較，更注重學生的學習過程，因此課程考核也更注重對學生平時學習過程的考核，平時成績由原來的20%增加到40%，主要觀測點由課后作業、隨堂測試、線上學習狀況及課堂表現四部分組成。線上學習狀況主要考察任務點的完成狀況及學習的次數，主要起到督促學生自主學習的作用。有數據說明，線上學習狀況良好的學生，其課堂表現優秀，翻轉課堂上匯報主題明確，思路清晰。這說明通過深入的自主學習后，學生經深入思考后，才能在課堂上自如地提出問題和回答問題。課后作業和隨堂測試則能為教師監督學情提供參考，同時能通及時發現學生學習過程中的盲區，作業中的問題反貼至討論區，通過學生之間的討論以及教師的引導，徹底解決學習過程中遇到的困難和問題。課程考核方式增加線上學習考查權重，全面考查學生學習過程，形成全過程多主體學習評價體系。

3 “與SPOC結合的翻轉課堂教學”在酶工程教學過程中的應用舉例

教學中采用華南理工大學郭勇編著的《酶工程》第四版。該版本教材中關于“酶固定化”分為固定化酶制備技術和固定化酶的特性及固定化酶的應用三部分內容。在翻轉教學過程中，將教學內容進行適當補充后分為無載體固定化技術及其應用、磁性載體固定化酶技術及其應用、納米材料固定化酶技術及其應用、傳統固定化技術及應用舉例、固定化酶在酶傳感器中的應用舉例以及固定化酶的特性等6個部分的內容。其中，無載體固定化技術、磁性載體固定化酶技術、納米材料固定化酶技術為拓展內容。在學習通平臺上上傳相關教學視頻、MOOC平臺的相應教學視頻、相關參考文獻鏈接等學習資料；學生通過課前學習及自主文獻資料查詢后，以小組為單位分別就各組的主題制作匯報PPT，每組派一名代表進行課堂展示，并準備2個問題提問其他小組學生，同時其他每組的學生在聽完匯報后必須就所展示的專題提出自己的問題。小組展示時間為5~8 min，提問和回答問題3~5 min。從學生的提問情況來看，學生對拓展問題能進行深入思考，如有學生提出采用納米材料進行固定化相比傳統固定化材料有什么優點？還有學生提出如何用磁性材料進行酶的固定化？針對問題，展示組的學生能利用所查閱到的文獻資料內容予以回答，發生卡殼時，需要老師的疏導和補充，這就要求教師提前對所有的知識內容有所準備，而不只是教學PPT上的內容。通過章節測試表明，這種翻轉教學模式收獲良好的教學效果。這種以學生為中心的翻轉教學模式能夠通過教師的引導督促作用，將所學的知識充分內化。教師在此種教學模式中則起到修渠引水的作用。

4 結語

基于SPOC翻轉課堂能利用整合后的線上資源開展線上學習，培養學生自主學習能力。根據線上學習情況反饋，利用線下翻轉課堂教學活動，解決課程學習重點及難點問題，調動學生積極性。課后利用線上拓展學習資源，促進學生對所學知識的內化，提高課程學習的高階性。全面考查學生學習過程，形成全過程多主體學習評價體系，引導學生自主學習，加強學習效果。