分子生物學檢驗智慧教學模式的探索與實踐

郭亞飛，李晶晶，王婉至，胡淼，賀志安

（新鄉醫學院三全學院 醫學檢驗學院，河南新鄉 453003）

臨床分子生物學檢驗技術主要是面向醫學類高等院校四年制醫學檢驗技術專業本科學生開設的一門專業核心課。該課程以含有核酸或蛋白質等生物大分子的樣本作為診斷材料，運用分子生物學技術分析基因的存在、變異或表達，在分子水平分析疾病的產生原因和發展過程，具有內容多、難度大、應用強、發展快的特點。隨著分子檢驗的新技術和新方法不斷涌現，對本課程的教學也提出了更高的要求[1]。該課程是醫學分子生物學和臨床檢驗的橋梁課程，涉及范圍從基礎醫學到臨床醫學[2]，在醫學檢驗技術人才的理論和技能培養中起重要作用。但是，由于該課程知識點多且相對抽象，知識更新速度快，傳統的授課模式存在課堂互動較少、學生學習效果無法及時反饋、學生課堂參與度不高和難以實現分層教學等情況。因而，面對具有個性化和多樣化學習需求的“00后”學生，現階段傳統的教學模式很難滿足其學習需求[3]。為了更好地滿足學生的學習需求，體現“以學生為中心”的教學理念，提升課程教學效果，課程組教師在傳統課堂教學模式的基礎上引入網絡學習模式，使二者有機結合，借助智能化教學工具和信息化技術，在教學全過程中開展基于長江雨課堂、醫學檢驗虛擬仿真系統和教學質量管理系統等平臺的“教、測、考、論、操、練、創、賽”“八合一”多元化、情景化、互動化的智慧教學改革，圍繞“提素質、重實踐、強能力、有潛力”的應用型人才培養目標，以期激發學生對該課程的學習興趣，促進其對課程知識的理解和掌握，進而不斷提升課程教學成效和人才培養水平。

1 臨床分子生物學檢驗技術課程的教學現狀

首先，在課程內容方面，本課程的內容主要包括：臨床分子生物學檢驗標志物的概念和分類、臨床標本處理與分離純化技術、DNA 重組技術、PCR 技術、核酸分子雜交技術、核酸序列分析、蛋白質組學技術、生物芯片技術等在醫學上的應用。本課程內容涉及生物學、化學、臨床醫學和基礎醫學等多個學科的知識，知識面廣、抽象煩瑣且不易理解。加之分子生物學相關技術發展迅猛、知識更新速度快，該課程對學生多學科綜合學習能力要求較高。因此，學生普遍反映課程學習難度較大，學習興趣不足，課堂參與度和學習積極性不高。

其次，在教學模式方面，本課程以往多采用線下板書結合多媒體課件講授的傳統課堂教學模式，教學模式較為單一、智慧化程度不高。傳統的授課模式下，授課教師占主導地位，學生被動學習知識，在課堂上缺乏參與感和獲得感。此外，由于分子生物學檢驗技術的發展迅速，該課程傳統的實驗教學未及時更新，與崗位勝任力要求不匹配。校內實驗室一方面缺少全自動核酸提取儀、測序儀、核酸雜交儀器等新型檢驗設備，另一方面尚未建成標準化的分子診斷實驗室，不能很好地適應檢驗行業發展的需求。因此，智慧程度較低的傳統教學模式，使學生對臨床分子生物學檢驗技術的基礎知識和基本技能的學習動力不足，未能滿足學生對本課程多樣化、個性化、互動化的學習需求。

最后，在學習效果監測和考核評價方面，由于理論課授課多以大班授課為主，難以實施分層教學。雖然在傳統模式下教師可以通過開展課堂提問、小組討論等環節進行課堂互動，但是由于課時限制且學生參與積極性不高，師生之間缺乏雙向互動，往往難以達到良好的互動效果。同時，由于每節課課程內容較多，為了達成教學目標，教師授課節奏較快、學生的課堂學習效果僅能通過教師在課堂上觀察學生的表情和反應來反饋，這不僅對教師的教學經驗要求較高，并且獲得的學生學習效果反饋不全面、不客觀、不具體、不及時，難以真正形成師生學習共同體。此外，在考核評價方面，傳統的以期末考試為主的考核評價方式單一且難以做到覆蓋教學全過程。學生一般選擇在考前突擊學習來通過考試，難以真正反映學生的知識掌握程度。另外，學生在對教師授課質量進行評價時，僅僅依賴學期初和學期中的師生座談會、教學信息員平時的反饋和期末評教數據，學生對教師授課期間的教學質量評價不夠及時全面。

2 智慧教學模式的構建思路

近年來，移動互聯網背景下的信息技術和人工智能產業發展迅速，正在對高校教育教學模式等方面產生深刻的影響，不僅全方位推進教育領域變革創新，而且助力重塑和構建智慧教育新生態[4]。隨著人工智能、虛擬現實、5G 等新興技術的不斷成熟，智慧課堂從技術與教學的“整合”向“深度融合”轉變[5]。多樣化教學技術的開發和應用，有效增強了學生的科研思維能力[6]，并因此也誕生了許多智慧教學平臺，如雨課堂、優慕課等平臺。采用智慧教學工具的教學模式不僅極大地改善了教學方式的可操作性，而且在人才培養質量上正在發揮著越來越顯著的作用[7]。智慧教育是教育信息化進入新階段的必然要求[8]，因此，在課內，課程組通過借助智能化教學工具和信息化技術，在本課程教學過程中利用長江雨課堂平臺探索將線上與線下教學相結合來解決理論教學和實驗操作中存在的教學模式單一、智慧程度不高等問題。在此基礎上，課程組還引入中國大學慕課和教學質量評價系統等智慧教學平臺，借助智慧教室硬件教學設施，將多層次互動與學習效果監測相結合，以期解決考核和測試不夠及時全面的問題。針對課堂討論效果不佳和實驗操作需要新型檢驗設備的問題，可通過長江雨課堂和虛擬仿真實驗教學平臺進行線上互動交流及虛擬檢驗設備操作訓練，真正達到實時線上討論和設備操作反復練習的目標。在課外，依托學堂云和虛擬仿真實驗教學平臺，課程組教師上傳課前導學、檢驗技能大賽項目考核標準、“雙創”融合案例等學習資源，積極開展檢驗技能大賽及創新創業大賽培訓，實現覆蓋課內外全過程的智慧教學。以醫學檢驗技術專業學生作為具體實施對象，圍繞“提素質、重實踐、強能力、有潛力”的應用型人才培養目標，課程組將臨床分子生物學檢驗技術課程作為改革對象，建立“八合一”的智慧教學模式，滿足學生學習要求，更好地發揮專業課的育人功能，不斷提升課程教學效果和人才培養質量。

3 基于長江雨課堂智慧教學模式的探索實踐

3.1 智慧教學開展的基礎

首先，在組建智慧型教學團隊方面，臨床分子生物學檢驗技術課程教學團隊的教師年齡結構、學歷層次、職稱等級和專業分布合理，并且均參加過高校教師智慧教學能力提升講座、智慧教學改革研討會和智慧教學模塊培訓，具備開展智慧教學的能力和教學改革的經驗。同時，團隊擁有多名“雙師型”教師[9]。教師能分別從臨床操作技能的角度、檢驗行業發展的角度、信息化融入教學的角度對課程教學內容進行深入分析和探討。在教學改革經驗方面，本團隊教師已持續開展智慧教學2 年以上，具有豐富的教學經驗并積累了許多教學資源。教學團隊成員保持穩定且均具有完成本課程教學的時間和精力，為本課程的改革實踐奠定了良好的基礎。

其次，在教學平臺和資源方面，新鄉醫學院三全學院醫學檢驗學院具有開展混合式教學的智慧教室和供學生上機學習的機房，教室和學生生活區已實現校園無線網覆蓋，學生基本都擁有用于線上學習的智能手機等設備。實驗課程教學效果決定了學生對本課程的學習效果[10]，學校已成功搭建了虛擬仿真實驗系統，該系統不僅能應用于臨床分子生物學檢驗技術課程教學，還可應用到其他醫學檢驗技術專業課程體系中進行模擬操作。學校購置了長江雨課堂線上教學平臺，已穩定運行一學年以上，具有包括學堂在線和中國大學慕課在內的國家級精品課程資源，且配備有專門的工程師進行線上維護，具有良好的經驗和技術支持。同時，學校開通了基于移動端實時操作的教學質量管理平臺，可用于學生評教信息采集，也可開展同行互評和督導評價。

最后，在教學內容重構和教學方法創新方面，由于臨床分子生物學檢驗是目前臨床檢驗診斷學各亞專業中知識和技術更新快、發展快的學科[11]，課程組教師要先對課程內容進行整合重構，在參考教材和教學大綱的基礎上，精簡課程內容、理清邏輯主線、融合思政元素，將知識點以微課或慕課精講的形式分布在各個章節；采用線上線下混合式教學，教學方法主要采用行業內崗位勝任力考核、工作情境模擬、創新項目教學法等；在教學過程中，教師還應靈活運用啟發式、探究式、討論式、案例式、項目驅動式等多樣化混合式教學模式。教師在以學生為中心的教學理念下進行教學設計，注重案例分析教學，加強實踐教學環節，培養學生的職業素養、質量意識和創新精神。

3.2 教學實施過程整體設計

在教學實施過程方面，具體步驟如下：

在每節課開始前，每位授課教師要提前做好講授內容的調研和學情分析，通過課前交流群、問卷調查或者教學信息員反饋等途徑收集學生學習情況，結合學生的學習需求和教學大綱以及人才培養方案要求，在教研室集體備課時共同討論并確定智慧教學目標，完成通讀教材、教案撰寫、課件制作、準備測試題目、課前導學等內容。在此基礎上，開展教研室內部預試講，并根據團隊成員所提建議設計教學方案和追蹤評價反饋以達到不斷優化和改進的目的。“教”是指教學目標和教學設計確定后，主講教師要提前一周完成課前線上推送資料的制作，做好混合式教學準備；“測”是指課前推送資料，主要用于學生的課前學習和測試，課前學習資源不宜過多，一般包括課前導學內容、授課用教學課件、章節微課視頻、課前測試題、調查問卷等內容。課前導學主要以任務驅動的形式協助學生完成課前重要內容的預習，還可以案例討論的形式引導學生進行小組討論。通過線上方式進行課前預習，不僅能夠提高學生的參與感和獲得感、激發學生學習興趣，提高學習主動性，還可強化對章節重點知識的鞏固復習。在課前準備階段，通過長江雨課堂和中國大學慕課視頻資源的運用，一方面實現了師生、生生之間的溝通交流互動，另一方面還完成了課前對所有學生的診斷性評價。

在課中，授課教師通過微信掃碼登錄長江雨課堂平臺開始授課，課件會在學生手機端同步顯示，師生可通過彈幕、答題等多種形式開展課堂互動。“考”是指系統會自動采集學生的使用數據，生成課堂報告，包括課堂活躍度、課堂平均分、優秀學生和預警學生等內容，這些數據可用于課程考核評價。基于長江雨課堂平臺的智慧教學模式的運用，實現了課堂教學教與學的雙向融合，達到了高效率、多維度、立體化的互動交流。此外，“論”是指課中可依托智慧教學平臺開展翻轉課堂、小組討論，不僅調動了學生參與課堂互動的積極性，還可以實時監測學生的學習情況[12]。而且，長江雨課堂測試題目類型多樣、互動簡便高效且具備依托大數據進行全方位、多元化的分析評價功能，有利于教師及時調整教學進度，改進教學方式。“操”和“練”是指在實踐教學方面，通過虛擬仿真實驗教學平臺的使用，打破時間和場地限制，構建以基礎實驗、專業實訓、虛擬操作三位一體的實踐智慧教學體系，解決臨床分子生物學檢驗技術教學與檢驗行業發展脫節和實驗操作無法反復練習的問題。

在課后，學生可通過多種形式完成線上任務，如撰寫總結反思、繪制思維導圖、制作微課視頻等，將其上傳至線上平臺[13]。同時，學生使用教學質量管理平臺對授課教師進行評價。“創”和“賽”是指教師可依托智慧教學平臺開展第二課堂，鼓勵學生積極參加檢驗技能大賽、創新創業大賽等競賽項目[14]，最大限度地發揮專業課的育人功能，提升學生的專業技能和綜合素質。

4 結語

通過對臨床分子生物學檢驗技術課程進行智慧教學模式改革，樹立了“以學生為中心、行業需求為導向、崗位勝任力為抓手、智慧教學模式為途徑”的教育理念，構建了“八合一”的多元化、智能化、情景化、便捷化和互動化的智慧教學模式，授課教師運用信息化技術進行教學的能力得到了較大提升，學生參與課堂的積極性明顯增強，評價方式更加全面有效，教學更具個性化，促進了學生綜合素質的全面提升。