基于布魯姆教育目標分類法的天然藥物化學翻轉課堂設計探析

于浩飛 張蘭春 譚邦銀 丁彩鳳 胡煒彥 張榮平，*

1.昆明醫科大學藥學院暨省天然藥物藥理重點實驗室，云南 昆明 650500；2.云南中醫藥大學中藥學院暨云南省南藥可持續利用重點實驗室，云南 昆明 650500

天然藥物化學是研究天然藥物中藥理活性成分的一門藥學類專業課程[1]，主要借助于現代分離技術及緊密相關的波譜解析方法將課程內容應用于植物藥提取分離的實踐，需要通過相應的專業課程實驗內容實現基礎理論教學與實踐操作教學的有機融合。其理論內容繁雜且學習枯燥無味，目前對于天然藥物化學課程學習主要強調了學生對知識的記憶能力，學生被動的單邊接受，故而課堂教學常常僅滿足對學生的低階思維培養，對于高階思維的培養主要依靠學生課外學習或測試。然而，教師在課堂后往往難以監督到學生的課堂外學習，學生學習相對自由，且學習自覺性主動性常常較差，致使學生很難自我完成低階思維向高階思維的目標跨越，進而影響學生深度理解掌握天然藥物化學這本課程。鑒于此，本文擬借助翻轉課堂的教學形式，結合布魯姆教育目標分類法，對天然藥物化學課程教學進行合理科學的設計，初步探索出一種能夠實現學生對天然藥物化學進行深度學習的授課模式。

1 布魯姆目標分類與翻轉課堂原理

1.1 布魯姆目標分類 美國著名教育家、心理學家布魯姆(Bloom BS)在1956年根據教育學和心理學的基本規律，把教學目標分為認知、情感和動作技能，其中還將認知領域的目標由低階到高階分為知識、領會、運用、分析、綜合及評價六個層次[2-3]。本文以天然藥物化學課程中生物堿章節的學習為例將布魯姆教育目標分類法歸類，如圖1所示。從圖中可知，布魯姆對認知領域目標層次的細分，不僅要求學生對生物堿的基礎知識和基本概念進行記憶、領會和運用，還格外注重對學生分析問題、解決問題能力的培養，從而系統、全面的掌握有關生物堿的結構分類、堿性大小影響因素、鑒別方法及生物堿的提取分離等主要知識內容，達到學習要求。

圖1 布魯姆教育分類圖(生物堿課程為例)

1.2 翻轉課堂 翻轉課堂是與傳統課堂教學相互對立的一種課堂模式，是近幾年國內外教育領域都十分關注的一種教學模式[4]。在“翻轉課堂”教學方法中，課堂上不再以教師為中心，而是以學生作為課堂的中心，教師僅起到引導作用，充分發揮學生的主觀能動性、自主學習能力。不僅便于學生理解，還有助于讓學生養成良好的學習習慣，對激發學生的學習熱情有很大作用。翻轉課堂在教學中將學習過程中的知識傳授與知識內化兩個階段顛倒過來，教學流程的逆序創新帶來了知識傳授的提前和知識內化的變化[5]。基于布魯姆教育理論，兩種課堂的基本樣態如圖2所示。從圖中可以看出，傳統課堂中，老師授課目標側重點在于對學生低階思維“知識和理解”的培養，對高階的思維“應用、分析、綜合、評價”的培養主要靠學生在課外通過練習或測試進行鞏固。但天然藥物化學作為一門實驗性學科，理論課與實驗課緊密聯系，若沒有豐富的實驗操作經驗，單靠課堂中基礎知識的灌輸性學習，學生很難依靠自我學習實現從低階思維到高階思維的跨越，而翻轉課堂則可以有效解決這一問題。翻轉課堂要求學生通過在線微視頻或家庭作業自主學習，先完成屬于低階的學習目標。高層次的學習目標則是通過具有豐富實驗經驗的老師在課堂中通過精心設計的引導性問題、3D實驗動畫演示、習題解答、小組討論等信息化資料與學生互動完成，從而實現對傳統課堂的主動“翻轉”，推動學生對課程教學內容的深入理解和掌握，以便達到對頂端思維能力的鍛造[6]。

圖2 布魯姆教育理論在傳統和

2 基于布魯姆教育目標分類法的天然藥物化學翻轉課堂設計

2.1 設計注意事項 布魯姆認為對學生的培養，應具有全面性和系統化。而傳統的天然藥物化學教學側重于對基礎理論知識的傳授。如生物堿章節在傳統教學中的授課，主要是在課堂上由教師以多媒體教學的形式，演示課本上已有的生物堿概念、分類、鑒別及提取分離等相關的基礎知識，適當提問，請個別同學回答。整個學習過程，大多數學生參與度不是很高，盡管課后有相關的復習資料和課后作業，但因缺乏有效監督，學生的學習自覺性差，且實驗基礎薄弱，致使學生對知識的鞏固和課后作業的完成情況較差，難以達到布魯姆教育理論中高層次的思維培養。故而在進行天然藥物化學翻轉課堂設計時應注意加強以下兩個方面。

2.1.1 豐富教學資料呈現形式 傳統課堂中使用的教學大綱、課堂PPT及課后練習題等教學資料是開展翻轉課堂的關鍵[7]。因為這些內容涵蓋了天然藥物化學的主要知識點，故可用于翻轉課堂學生課外學習的輔助資料，以幫助同學更好的達到布魯姆理論中的低層次教學目標。然而，這些教學資料多以文檔形式通過微信或QQ等電子文稿形式發送給學生，學生尚需自行主動學習，這種學習模式需要學生具有高度的學習自覺性。長期的傳統教育使得學生主動學習自覺性較差，對于枯燥的文字資料很難使學生長時間集中注意力，此外該模式也不利于監督學生的學習和了解學生實際掌握情況。故需將現有教學資源與智能終端設備進行融合，從而豐富教學資料呈現形式的多樣性。如在生物堿章節授課時，對于一些基本概念采用微視頻形式進行講解，結合在線練習進行鞏固和檢測。對于生物堿的結構如馬錢子堿等化學結構的掌握可讓學生使用藥物化學常用的ChemBioDraw軟件進行實踐操作，從而使學生主動融入到化學結構教學活動中，達到進一步鞏固知識點的目的。同時，天然藥物化學作為實驗性學科，涉及很多的鑒別反應和堿性大小影響因素，而課本中生物堿的相關鑒別和堿性影響因素多為文字描述。傳統教學中主要要求學生靠背誦記憶，這種理論與實驗相互脫離的教學模式往往收效甚微。然而，大多數的鑒別反應多具有明顯的可視變化，如顏色或沉淀反應。堿性大小影響因素則可制作總結和練習題微視頻，故此過程采用動畫演示的方式將化學鑒別反應和堿性大小影響因素進行動態化、可視化，學生有了更為直觀的感受，將有助于更好的理解和記憶生物堿的顏色鑒別。表1為生物堿章節授課時，翻轉課堂較傳統課堂授課的相關資料呈現形式差異。

表1 傳統課堂及翻轉課堂資資料呈現形式差異表(以生物堿章節為例)

2.1.2 加強天然藥物化學教學團隊建設 翻轉課堂使得教師的教學重點由原來的低階學習轉向高階學習。雖然翻轉課堂教學以學生為主，但要讓學生實現高階思維培養的目標，老師在課堂中的主觀引導也至關重要。然而長時間的傳統課堂教學，會在一定程度上影響教師的授課思維。因此在開始翻轉課堂前，首先需要教師轉變思維，加快教學活動中角色轉換。同時，翻轉課堂需要將大量的知識點以智能方式(微視頻、3D動畫等)展現，在新的團隊組成上應該吸納精通視頻制作且具有一定天然藥物化學知識的成員。故而實現教學資料與終端智能設備完美整合，達成高層次教學目標。

2.2 翻轉課堂設計要素

2.2.1 明確教學目標 基于布魯姆教育分類法設計的翻轉課堂與傳統課堂相比，教學側重點發生變化，故教師的教學目標也應隨之做出調整。天然藥物化學知識點多且分散，而翻轉課堂需將這些知識點納入微視頻中，為便于學生能更快的捕捉并理解主要內容，微視頻設計應盡可能簡短。這就要求教師需對眾多知識點進行篩選凝練。如根據布魯姆教育理論的高層次能力培養，對生物堿章節翻轉課堂設計的教學目標應包括：①準確記憶生物堿的概念；②通過學習生物堿，能夠輕松判斷化合物所屬生物堿類別；③能自我總結生物堿知識內容要點。

2.2.2 設計授課計劃 基于布魯姆教育理論，天然藥物化學翻轉課堂的實踐本質是要幫助學習者實現深度學習，即從被動學習轉變為主動學習，由學習知識點轉向解決問題。在學習過程中逐步加深理解，不斷反思學習目的和策略以達成知識內化[5]。天然藥物化學授課在傳統課堂教學中基本是教師借助多媒體進行講解，學生參與度低。在翻轉課堂授課中以學生為主，教師在課堂教學中強調核心知識點、引出實踐問題，并通過分組形式讓學生參與到教學討論、隨堂練習及課后總結中。進一步借助3D動畫演示將文字視覺化，讓學生對核心知識點進行鞏固，最后對知識點進行系統梳理和總結。翻轉課堂的具體授課計劃詳見表2。

表2 翻轉課堂與傳統課堂授課計劃對比表

3 結果

天然藥物化學課程是藥學專業核心課程，本課程的教學弱點是理論知識抽象難理解、實驗操作存在一定安全隱患等。如采用傳統教學，學生可能出現對理論知識理解薄弱，對操作技能一知半解的尷尬局面[8]。基于布魯姆教育目標分類法設計的天然藥物化學翻轉課堂有助于學習者深度學習天然藥物化學理論知識，但該模式對學生自主學習要求較高。翻轉課堂以學習者為主，主要的核心知識點都依靠學生在課外通過相關資料學習完成，課堂則是在教師引導下實現低階思維到高階思維跨越，所以這就要求學生具有高度的學習自覺性和責任感。故如何加強學生的學習自覺性和責任感培育是不可忽視的一環。同時，應用“基于布魯姆教育目標分類法的翻轉課堂”教學后，學生在課后開展自主學習和完成課后作業時，轉化為以解決疑難問題為目標，鍛煉了學生獨立自主學習的能力，對于不懂、難懂的地方提出問題并反饋給任課教師，可以方便教師在課堂中進行針對性的深入講解。學生根據自己需要的理論知識進行有選擇性的深入學習，學習主動性和針對性將有望大大提升。在這樣的學習環境和氛圍下，學生學習效率和自主性會進一步得到提高，創新意識和思辨能力也都能夠得到提高。通過基于布魯姆教育目標分類法的天然藥物化學翻轉課堂設計，全程記錄學生的學習過程，借助形成性評價、過程性評價與終極性評價對學生進行全面的學業評價。這樣的評價方式有助于學生養成良好的學習習慣，形成良好的學習態度，為以后的學習打下基礎。科學、合理的應用新型教學模式，可以有效的提高教學質量，充分發揮學生的自主學習意識。教師則可以將更多的精力放在與教學相關的科研工作中，與教學相輔相成，符合現階段對高素質人才培養的要求。本文基于布魯姆教育理論方法，旨在設計出能夠加深學生對天然藥物化學知識學習的翻轉課堂教學模式。