基于慕課的生物化學翻轉課堂研究與實踐

摘 要：“慕課+翻轉課堂”是實現線上與線下教育結合的全新混合式教學模式。該研究以四川農業大學生物化學MOOC為基礎，充分利用網絡和視頻的線上資源，通過慕課堂和QQ學習群進行教學管理，在生物化學線下教學中開展基于MOOC的翻轉課堂實踐，該教學模式能更好地發揮學生的自主學習能力，且對培養學生的綜合能力和促進教師教學能力提高有積極的促進作用。

關鍵詞：慕課；翻轉課堂；生物化學；以“學”為中心；混合式教學模式

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2024）23-0043-04

Abstract： "MOOCs+Flipped classroom" is a new blended teaching mode to realize the combination of online and offline education. This study is based on Sichuan Agricultural University's Biochemistry MOOC and makes full use of the online resources. Through MOOCs and QQ learning groups，teaching management is carried out， and MOOC based flipped classroom practice is carried out in offline teaching of Biochemistry， students' autonomous learning ability can be improved， and it has a positive promoting effect on cultivating students' comprehensive abilities and promoting the improvement of teachers' teaching abilities.

Keywords： MOOCs; flipped classroom; Biochemistry; student-centered; blended teaching model

慕課（Massive Open Online Courses）——即“大規模在線開放課程”，是依托于現代化的數字信息平臺，提供大量名校名師免費教育資源[1]，學員在網上完成視頻觀看、作業、討論交流等，使得知識的獲取不受時間和空間的限制，是信息時代背景下全新的教學模式，近幾年已在教學改革實踐中廣泛應用[2-3]。但慕課僅是一種線上教學資源，作為高校課堂，要將線上與線下教育融合，開展混合式教學，加強學生的參與和師生互動，提高教學效果，最大程度上發揮出慕課的教學價值。

翻轉課堂是一種教師創建學習視頻，學生在家或課外觀看，回到課堂師生面對面交流和完成作業的教學形態。翻轉課堂與傳統課堂教學的最大不同是實現了四個翻轉，第一是翻轉了教學方式，推動從“教”向“學”的轉變。第二是翻轉了教學內容，推動從知識為中心的“碎片化學習”向問題解決的“整體性學習”的轉變。第三是翻轉了教師角色，推動從“教學工作者”向“課程工作者”的轉變。最后是翻轉了教學管理，推動從“教的管理”向“學的管理”的轉變。

慕課是線上學習資源，翻轉課堂是線下教學組織模式，慕課實現了學習者的自主化學習，翻轉課堂有利于知識的內化和提高學生的參與度和學習興趣，而“慕課+翻轉課堂”的結合，則使線上教育與線下教育優勢互補，是提升“教”與“學”質量的有效路徑[4]。本研究以慕課為基礎，利用中國大學慕課平臺資源、通過慕課堂和QQ學習群進行教學管理，在生物化學線下教學中開展基于慕課的翻轉課堂實踐，并對其教學效果進行評價。

一 基于慕課的生物化學翻轉課堂教學設計

（一） 課程現狀

生物化學課程是農業院校重要的專業基礎課，在專業課程教學體系中處于承前啟后的地位，對學生專業知識體系的構建、后續課程的學習以及綜合素質的提高等具有十分重要的意義。由于生物化學課程存在知識體系龐大繁雜、概念抽象難懂、各種代謝過程復雜難記的特點，導致學生生物化學學習難度大，學習興趣不高[5]。四川農業大學（以下簡稱“我校”）生物化學面向農學類、工學類、生物類共28個專業開設。各專業學生除了有普通高考生源外，還有面向貧困地區的專項計劃生源，約占總招生數的10%。專項計劃生源地教育條件相對落后，學生的生物學、化學基礎較差，導致生物化學課程學習更加困難。

依托信息化的教學模式改革已鋪天蓋地而來，我校基礎生物化學慕課已于2019年12月在中國大學慕課平臺上線，2021年被認定為省級線上一流本科課程，已具備開展信息化教學的基礎。2021年課程組通過構建“三環節+雙主體+雙提高”的教學模式，開展混合式教學的探索，所謂“三環節”是指教學過程的課前、課中和課后，學生作為教學主體，就是要強化課前、課中和課后學生的參與度，學生的參與貫穿“三環節”，做到環環相扣。“雙主體”是指教師和學生都是教學活動的承擔者和參與者，區別在于一個是教授的主體，一個是學習的主體，二者構成同一教學過程的“兩翼”。教師的主體性主要表現在精心設計課前、課中、課后具體教學環節；學生作為課堂學習主體，主要是積極配合和主動參與到課堂學習活動中去。教的主體與學的主體兩者互為主體與客體，相互依存，互動共振。“雙提高”是指教師教學能力和學生學習能力的提高。由于學生的深度參與，深化和拓展了知識內容，提高了綜合能力；教學過程中學生會給予教師靈感，彌補知識盲區與不足，實現教學相長。

課程組構建的“三環節+雙主體+雙提高”的教學模式就是要構建以“學”為中心的課堂，該教學模式已推行五輪，教師由最開始的抗拒到現在的接受、駕輕就熟和百花齊放，體現了教學改革的魅力，同時，推動了教師的成長。

（二） “慕課+翻轉課堂”教學過程設計

翻轉課堂是一種比較有效的混合式教學方式，能充分體現混合式學習的優勢，本研究針對混合式教學中的翻轉課堂教學進行深入研究。翻轉課堂具體教學過程設計[6-7]要覆蓋課前-課中-課后“三環節”，學生通過課前預習完成自主學習，課中完成互動交流提升和知識內化，課后復習鞏固查缺補漏。教師和學生作為教學的“雙主體”全程參與，做到環環相扣，三環一體。

1 課前準備

1）教師準備教學視頻和導學案：視頻用于課前預習，可以直接使用慕課視頻或自己錄制微視頻，也可以下載網絡視頻進行剪輯。導學案就是學生的文本預習方案，是教師指導學生進行主動學習而編寫的有學習目標、學習內容、學習流程的學習活動方案[8-9]，是指引學生自主、高效學習的路線圖。

2）學生自主預習和學習（基于導學視頻的預習方案）：教師將導學方案、視頻鏈接、學習資料通過慕課堂提前推送給學生，讓學生自學、小組討論完成導學任務，不清楚的問題反饋給教師或帶到課堂交流。

3）教師了解學生預習、學習情況：收集各小組疑難問題，或查看預習練習題完成情況，了解學生對知識點的掌握情況，有針對性地進行課堂教學準備。

2 課中教學組織

課堂上主要采取分組討論、問題導向學習（PBL）、小組匯報及辯論實操等多種教學方法，主要包括以下幾步。

1）小組合作探究：組內不能解決的疑難問題，課堂上由組間互助合作解決。

2）教師釋疑拓展：全部學生都不能解決的學習問題，由教師在課堂上解決，根據本班學生的實際學習情況，教師進行適度拓展和延伸。

3）練習鞏固：進行課堂小測驗，檢測知識學習效果。

3 課后復習鞏固

學生課后復習課堂內容，進行歸納總結，繪制思維導圖；教師完成課后答疑、教學反思。也可以在管理平臺上發布測試題、討論題，檢測學習成果。

（三） 生物化學翻轉課堂的實踐：以蛋白質理化性質和分離純化為例

蛋白質是生物體最重要的有機大分子，是生命現象的體現者，生命功能的承載者，是人體干物質中占比最高的物質，也是大家生活中耳熟能詳的物質，選擇蛋白質一章就是因為蛋白質與生活貼合度高，易調動學生的學習興趣和探究欲望。試驗教學班人數55人，按5～6人一組，共分為9個小組。課前預習和課中翻轉課堂運用了分組討論、小組匯報、問題導向學習（PBL）等學習方法，讓學生帶著問題學習，鍛煉解決問題的能力。課后通過問題討論和測驗，復習鞏固知識點。學生的學習覆蓋“三環節”，學生與教師“雙主體”全程互動，各司其職。具體教學設計流程如圖1所示。

1 課前準備

1）提前1周發布導學案、學習視頻、PPT和學習資料，學生自主預習。學習視頻依托中國大學慕課平臺我校自制慕課蛋白質理化性質和華中農大慕課視頻蛋白質理化性質、蛋白質分離純化。通過慕課堂發布學習任務、測試題等。

2）提前3天收集預習問題：學生預習后需每個小組提出1個以上問題，可以是小組認為的重點或有意義的問題，也可以是自己不懂的問題。9個小組共收集11個問題，任課教師進行整理后再補充4個問題，共計15個問題。15個問題交叉分給9個小組，大的問題分配1個，小問題分配2個。小組需要進行任務分工，查閱資料、討論和完成PPT制作，同時要選派1名同學課堂上進行PPT匯報。任務分工見表1。

2 翻轉課堂組織

1）小組代表匯報和答疑：流程為小組代表PPT匯報—同學提問—小組答疑—教師引導總結。匯報同學的選擇很重要，小組匯報結束后需要師生互評，所以匯報效果直接影響小組成績。總的來看，女生匯報認真度普遍更高。在提問環節，與生活密切相關的問題大家更感興趣，問題比較多，也比較寬泛和開放，比如說：我的頭發為什么燙不卷？肉食動物會不會得壞血病？說明同學們是有了深入思考，也希望用所學知識解釋生活中的問題。小組回答問題時，全部組員站到講臺上，明顯看出小組同學的壓力，準備了書、打印的資料，還有手機。回答問題時，積極且分工明確，有主答，有補充，也發掘了一些總結能力和邏輯表達能力特別好的同學。對于回答不清的或需要強調的，任課教師適時引導，盡量讓學生自己解決。對于學生不清楚的或是錯誤回答的，任課教師及時糾正與補充。其實，在這15個問題中，有些是書上的知識點，但更多的是綜合題、延伸題，說明學生愿意動腦、有了思考和想法，的確能促進知識的內化。通過翻轉課堂，知識內容外延更寬，除了骨架之外，還有五顏六色的羽毛，課堂教學內容更加飽滿和絢麗，而學生成為課堂教學的主體，教學過程轉變為學生“學”的過程。

2）課堂練習和討論：課堂最后10分鐘進行課堂檢測，強化知識內化，檢測教學效果。通過慕課堂發布5個單選+5個判斷，正確率達到80%，說明大部分學生掌握了知識點。

3 課后復習鞏固

課后復習鞏固是非常重要的一個環節，進一步強化知識的記憶和總結，讓整個學習形成閉環。同時，教師要進行教學反思和通過QQ群完成課后答疑。蛋白質這一章的課后復習是在慕課堂上回答2道討論題和完成線上慕課平時測驗和單元作業。2道討論題是讓同學們舉例說明蛋白質的變性方法有哪些，以及蛋白酶在生活中的應用案例，考查學生的學以致用能力。有些同學直接用了課堂小組匯報討論的內容，比如，酒精殺菌就是有機溶劑使細菌蛋白變性、豆皮的產生是熱變性；部分同學結合生活進行舉例，比如，實驗室用滅菌鍋滅菌是加熱變性、蛋花湯是蛋白質熱變性；也有同學通過網絡搜索回答問題。每個同學關注的點不一樣，答案就會涉及各個領域。

教師的教學反思也很重要，一個教學循環結束后要重新對整個教學過程進行審視，教學方法的運用、教學過程的組織、課堂節奏的把握及學生的反饋等方面是否存在不足和需要改進的地方，以便及時調整下一階段教學策略，從而使教學更有針對性、實效性。

二 “慕課+翻轉課堂”教學效果

“慕課+翻轉課堂”的混合式教學模式以“以學生為中心”，將學生綜合素質提高、分析解決問題及學習能力的提升做為教學目標，注重學生學習過程中的感受、參與度和收獲，通過強化課前、課中和課后學生的參與度和課堂互動性，驅動學生學習動力和創新活力，促進學習效果的提高。

（一） 學生學習興趣提高

翻轉課堂在教學內容的選擇側重應用性強，與生活結合緊密或是較容易自學看懂的，增強了學生的興趣，激發學生的求知欲。翻轉課堂教學設計更多元，有小組學習、小組討論、小組匯報、提問、答疑和課堂測驗等多種形式，對學生不斷形成新的刺激，激發學習興趣。學生在學習過程種得到表揚和鼓勵，也會提高學習興趣和自信心。

（二） 學生學習參與度大幅度提高

翻轉課堂就是以“學”為中心的課堂，注重互動就是要強化課前、課中和課后學生的參與度。團隊的組建、任務分工、討論，都需要學生全程參與。在團隊中，組員既要高質量完成共同目標，又要完成自己的分配任務。在團隊里，讓每一位同學找到自己的位置，發揮自己的長處，讓善于表達的同學做匯報，讓善于總結的人牽頭文稿撰寫，讓計算機操作好的同學收集資料和制作PPT。在班級組隊時，平時不太積極的同學也有了危機感，擔心沒有小組加入，在課程群里發布應聘啟示，說明這樣的教學方法可以調動學生的主動性。另外，因為有了課前預習和導學，課堂上學生更有基礎和條件進行深度思考，學生課堂參與的機會增多，參與的愿望變強。

（三） 學生自主學習能力增強、自我管理能力提升

傳統教學時課內知識傳遞，課外知識內化，而翻轉課堂是課外知識傳遞，課內知識內化。翻轉課堂中學生要分階段完成不同的任務，任務常常與成績掛鉤，學生只能認真對待。學生在老師的指導催促下被動完成任務，在完成過程中，也會體驗到完成任務的自豪感和解決問題的成就感，通過如此反復多次的訓練，學生會潛移默化由被動學習轉為主動學習，學習的目標感更強，自我學習主動性提高，從而提高自主學習和管理能力。

三 結束語

隨著教育改革的不斷深化和科技的發展，新的教學手段和教學模式不斷涌現，但混合式教學仍是未來教學模式的發展方向[10]。翻轉課堂的實施，讓學生真正成為了教學的主體，學習學習主動性明顯增加，課堂參與度大幅提高，學生自主學習能力明顯提高，大大激發了學生的潛能。而在教師與學生的互動中，老師能把學生由淺入深引導，學生也能給老師很多教學上的啟發，做到了教學相長，相互提高。翻轉課堂最關鍵的是要有面對面交流的過程，比較適合40人以內的小班教學。那對于大班課，可以嘗試抽簽制，讓幾個小組完成相同任務，匯報和回答問題的小組由現場抽簽決定，未被抽中的小組負責提問，可極大保證學生的參與度。教學改革是一項系統工程，基礎生物化學課程自開展翻轉課堂以來，一直在不斷調整和優化教學設計，未來也將持續推行以學生為中心的教學理念，不斷提高教師自身素質和能力，努力使教學工作開展得更有成效。

參考文獻：

[1] 張艷，王杰，鄒鵬，等.基于MOOC的混合式教+學模式生物化學教學改革與實踐[J].沈陽醫學院學報，2022，24（2）：222-224.

[2] 陳凌，駱盧佳，曹巧巧，等.基于SPOC高職“食品生物化學”混合式教學的實踐[J].農產品加工，2022（1）：105-107.

[3] 干苗苗，張楊，郭天宇.基于慕課、雨課堂及“釘釘”的混合式線上教學研究與實踐——以有機化學課程為例[J].創新教育研究，2022，10（5）：1167-1172.

[4] 于天貞，田愛麗.“慕課+翻轉課堂”教學模式的追求及實踐路徑——華師慕課在大數據時代下的探索[J].中小學信息技術教育，2014（11）：10-13.

[5] 初志戰，巫光宏，王聲斌，等.慕課在生物化學課程教學中的作用——華南農業大學《生物化學》“MOOC+線上見面課”課程教學實踐[J].中國生物化學與分子生物學報，2022，38（11）：1564-1570.

[6] 張少斌，呂淑霞.新農科背景下“生物化學”線上線下混合教學模式研究[J].高等農業教育，2022（1）：98-104.

[7] 田愛麗，吳志宏.翻轉課堂的特征及其有效實施——以理科教學為例[J].中國教育學刊，2014（8）：37-41.

[8] 孫瑤.“導學案-翻轉”教學模式構建及其實踐研究[D].長春：東北師范大學，2016.

[9] 竇瑤，王衛芳，孫聰，等.《生物化學》課程線上線下混合式（Ｏ２Ｏ）教學[J].新課程教學，2022（18）：90-92.

[10] 王晶心，馮雪松.基于慕課的混合式教學：模式、效果與趨勢——基于SSCI和ERIC數據庫的分析[J].中國大學教學，2019（10）：49-55.

基金項目：四川省教學改革項目“‘雙一流’背景下《基礎生物化學》‘金課’建設的研究與實踐”（JG2021-455）

第一作者簡介：吳琦（1973－），男，漢族，四川自貢人，博士，教授，博士研究生導師，系主任，四川省生物科學類專業教學指導委員會委員。研究方向為植物代謝與逆境生物學。

*通信作者：單志（1979－），男，漢族，山東濰坊人，博士，教授，碩士研究生導師，省級一流線上課程《生物化學》課程負責人。研究方向為納米生物技術。