翻轉課堂融合SBT在《分子細胞生物學》課程教學中的應用

葉守東 朱雨晴 黃 蓓

分子細胞生物學是生物學相關專業本科生和碩士生的一門專業課程，從顯微、亞顯微和分子等層面探究生命活動的基本規律，與多門課程存在交叉，如生物化學和發育生物學等[1]。目前，我國分子細胞生物學的教學大多采用以教師為中心的知識灌輸模式，但在教學中存在一些問題，如教學內容更新不及時、教學方法單一、師生互動較少等，學生在有限的課堂時間內很難領會課本上描述的知識點，學習興趣不高，教學效果不佳[2]。專題研討教學（Seminar-based Teaching，SBT）是指在教師的引導下，學生對專題深入研究和討論，進行知識建構。SBT能夠在有限的教學時間中拓展知識點的廣度和深度[3]，但在生物類課程中的應用報道較少。翻轉課堂（Flipped Classroom）是指教師于課前發布教學資料，學生自發組織學習并在課堂上開展師生、生生互動討論，提高了學生的參與度[4]。兩者結合時，SBT能夠增強翻轉課程的教學效果，使授課方式更加完善，可以有效地提高學生使用專業知識的能力。本研究初步評估兩種教學模式的融合對分子細胞生物學課程教學效果的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取安徽大學生命科學學院2022 級12 名生物學專業的碩士研究生作為教改組，16 名生物與醫藥專業的碩士研究生作為對照組，他們均未接受過SBT和翻轉課堂教學法。首先培訓分子細胞的相關知識，根據學生的理論考試成績明確兩個班級學生成績無差異，然后通過開設平行班的形式進行分組教學。以陳曄光等編寫的《分子細胞生物學（第3 版）》為教材，系統學習其中的3 個章節：細胞信號轉導、細胞增殖與調控、干細胞與細胞分化。

1.2 方法

1.2.1 對照組 學生的教學采用傳統講授模式。統一采用幻燈片面授，教師在課堂上回答學生提出的問題，課后布置思考題。

1.2.2 教改組 采用SBT結合翻轉課堂教學法，具體設計如下：①教改組12 名學員根據性別和年齡分為3 小組，每組4 人，并由隊員選出一個組長，負責組織開展學習活動。②課前準備：教師根據教學大綱，整理知識點，根據相關科研進展、案例和社會熱點問題等設置專題和作業，以視頻、PPT等形式通過微信或QQ群等發給學生，并與學生交流預習的情況，記錄典型的問題；學生通過查找資料自學，合作分析問題，制作PPT，列出碰到的難題。③教學實施：課堂上采用經典的翻轉課堂實施手段開展教學活動，每組中的學生代表逐個匯報預習情況，組內學員進行補充，回答其他組人員的提問。針對學生理解有偏差的知識點、討論不充分或有代表性的問題，教師答疑和總結，鼓勵學生發表自己的見解，公開辯論。④課后鞏固升華：教師在網絡平臺上發布課后練習題，批閱后針對學生的疑惑點以及課上未解決的問題及時講解，并在線解答學生在溫習過程中遇到的難題，根據學生的反饋，優化教學方案。

1.3 教學效果評估

1.3.1 滿意度調查 試驗結束后，利用問卷星軟件編制調查問卷發給學生，對教學效果和滿意度評分，主要包括自主學習熱情、團隊合作能力、溝通交流能力、分析問題能力、獲得知識能力、知識應用能力以及對教師的滿意度等7 個方面。實發28 份問卷，回收28 份。

1.3.2 考核 教學完成后，一方面利用閉卷理論考試考核授課內容（100 分）；另一方面選擇經典案例，將教改組和對照組學生分別按照3～4 人分組，每組隨機挑選一個案例現場討論5 分鐘，由其代表在10 分鐘內作答，考核兩組學生靈活運用所學知識的能力。得分項目主要是評估知識點的運用情況，包括數目多少、相互聯系以及延伸擴展等（100 分）。考核及格分為60 分以上。

1.4 統計學方法 利用GraphPad Prism 8 軟件分析數據；計量資料以均數±標準差表示（±s），兩組比較用非配對t檢驗；計數資料以例數表示（n），組間比較用Fisher確切概率法。P＜0.05 表示差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 兩組學生分子細胞基礎知識的考核比較 試驗前基礎知識培訓隨堂考核，其中教改組學生的平均考核成績略低于對照組，但差異無統計學意義（P＞0.05），消除了學生的分子細胞生物學知識背景的差異，見表1。

表1 兩組學生基礎知識考試成績的比較（±s，分）

表1 兩組學生基礎知識考試成績的比較（±s，分）

組別n考核成績tP教改組1273.42±2.240.1195 0.9058對照組1673.75±1.74

2.2 兩組學生的考核成績比較 教學試驗完成后隨堂考核，教改組學生的隨堂理論考試分數、案例分析成績均高于對照組學生，差異有統計學意義（P＜0.05），說明教改組學生在掌握和靈活運用知識方面的能力優于對照組學生，見表2。

表2 理論考試和案例分析成績比較（±s，分）

表2 理論考試和案例分析成績比較（±s，分）

考核項目教改組對照組tP理論考試 84.58±1.91 79.69±1.47 2.0630.0493案例分析 90.83±0.56 86.88±0.63 4.5420.0001

2.3 兩組學生對教學效果滿意度的比較 教學試驗結束，發放問卷，Fisher確切概率法統計分析結果顯示：教改組學生認為SBT結合翻轉課堂的教學模式可以提高他們“自主學習熱情、團隊合作能力、溝通交流能力、分析問題能力、獲得知識能力和知識應用能力”，而且教改組學生對老師的滿意度也高于對照組（P＜0.05），見表3。

表3 兩組學生對教學效果的評價情況比較（例）

3 討 論

如何打造支撐學科發展的一流課程，保障人才培養的質量，現已成為各個高校重點關注的教學改革研究熱點[5]。安徽大學生命科學學院目前招收“生物學”與“生物與醫藥”專業的碩士研究生，分子細胞生物學作為兩個專業學生的專業選修課程，對提高學生專業素養、塑造學生的品格很重要。該課程目前的教學模式主要以教師為主，采用PPT授課，輔以多媒體教學，雖然細胞的微觀結構和復雜的分子信號傳導可以通過圖像和視頻的方式呈現，以便學生理解，但是由于上課學生人數較多，教師在有限的課堂時間內無法開展充分的互動，學生只能被動接收知識，幾乎沒有參與度，學習積極性不高，嚴重時可能產生厭學情緒[6]。因此，改革分子細胞生物學的課程教學勢在必行。

分子細胞生物學是理論性較強的課程之一，不僅要求學生掌握抽象的分子和細胞生物學基本原理，更重要的是要指導學生運用所學知識和技術解決生活中的相關問題。SBT以設置專題研討為驅動，一方面基于教材內容，另一方面緊扣現實工作中存在的問題以及前沿科學研究，教師轉化傳統的教學模式，拋出專題，學生通過查找資料、論證問題、歸納結論等步驟，有效激發學生學習的主動性，提高他們對分子細胞生物學知識的掌握，實現知識的有效內化[7]；但我們也應認識到對不同學生，SBT發揮的作用并不相同。翻轉課堂要求學生預習教學內容，在課堂上與老師和其他學生之間充分互動，提高課堂利用效率[4]。但剛學習分子細胞生物學新課時，涉及的原理和技術較多且比較抽象，導致許多學生在課下的預習無方向，費時費力，學習效果無法保障。而SBT和翻轉課堂的結合可以有效彌補彼此的缺點，有效提高該門課程的教學效果。首先，二者都是以學生為中心，學生通過自學將分子細胞生物學的知識內化，進而在實踐中靈活應用它們，實現理論與實踐的相互統一；其次，SBT教學法以專題為導向，不僅為學生進行翻轉課堂的預習提供抓手，也可以增進學生在課堂討論時對知識點的認識；另外，案例分析與討論的問題融合，能延伸學生知識學習的廣度，引導學生深入探討，開拓他們的視野，培養創新思維[7]。本研究的試驗結果驗證了這一教學效果，結果顯示教改組學生的理論考試優于對照組，對這種教學模式也比較滿意。原因是該模式也增強了學生自主學習、合作溝通和分析解決問題等能力，綜合素質得到了明顯提高，堅定了他們學習本專業的信心。

綜上所述，翻轉課堂融合SBT教學法迎合學生自主學習的需求，有助于培養學生的團隊合作能力和創新能力，已在多門高校課程中成功實施[3，8]，師生反響熱烈，符合專業建設的要求。但是為了保證SBT翻轉課堂的教學效果，教師提出的專題需具備創新性和適用性，這就要求教師緊盯科技前沿，不斷地增加知識儲備，同時要根據教學過程中暴露的缺點，及時調整教學方案。此外，學生們學習的自覺性和能力差異較大，有些學生僅機械性地完成教師布置的作業，與他人互動交流較少，教師需要特別關注這個群體，減少教學效果的差異化[9]。本研究也存在不足之處，首先，參與本試驗的學生數量不夠多，未來研究應該納入更多學生，設置更合理的教學環節；其次，本研究選擇的3 個章節的教學內容之間緊密相聯，如何將整個分子細胞生物學課堂的教學環節緊密相扣？未來需要不斷地充實、更新經典問題和案例。