“微課”與“翻轉課堂”在生物化學教學中的應用初探

邵穎 陳宏偉 曹澤虹 董玉瑋 鄭義

摘要：生物化學作為生命科學領域的基礎學科在營養(yǎng)學、醫(yī)學、食品科學、生物工程、農學等多個專業(yè)具有重要作用。但是因為課程具有內容多、抽象概念和機理多、理論知識理解和記憶難、理論與實踐融合難的特點使學生在學習中缺乏興趣和熱情從而極大影響了教學效果，也給生物化學教學工作帶來了壓力。目前，基于“微課”的“翻轉課堂”教學模式已成為全球教育界關注的焦點。本文結合生物化學課程的特點，對“微課”與“翻轉課堂”進行了概述并提出了將基于“微課”的“翻轉課堂”教學模式應用于生物化學教學的具體方案。

關鍵詞：微課；翻轉課堂；生物化學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）39-0200-03

生物化學是生物學科中發(fā)展最為迅速的一門前沿性學科，作為生命科學領域最廣泛的基礎學科，其理論知識及其應用技術涉及醫(yī)學、營養(yǎng)學、食品科學、生物工程等多個專業(yè)，是進行科學研究的重要基礎性工具[1]。作為專業(yè)的核心課程，生物化學成為許多高校研究生入學考試的必考課程。但是，生物化學課程內容自身的教學知識點多、抽象概念及相關機理多、理論知識理解和記憶難、理論與實踐難以融和的特點使得學生在學習過程中難以有效理解并掌握課程的知識點[2]，從而使學生在生物化學課程學習中缺乏興趣與熱情。如何有效提高學生的學習積極性，發(fā)掘學生學習本課程的興趣，提高課堂教學的質量，尋求適合學生的學習新模式成為生物化學傳統(tǒng)教學方法改革的重中之重。將現代信息技術與生物化學教學過程深入融合，利用基于“微課”的翻轉教學模式可順應當前傳統(tǒng)教學方法改革的需求。

一、“微課”與“翻轉課堂”概述

“微課”又名微課程，主要用于講授單一知識點或突破某個教學問題，相對于常規(guī)課程較為短小的一種微小課程[3]。“微課”最早起源于1993年，美國北愛荷華大學的有機化學教授LeRoy A. McGrew為了使非科學專業(yè)人士在非正式場合能了解化學知識提出了“60秒有機化學課程”；隨后，英國納皮爾大學的Terence Kee教授又提出了特定主題的一分鐘演講，直到2008年美國新墨西哥州胡安學院的高級教學設計師、學院在線服務經理David Penrose才正式提出了微課的概念并將其應用于在線課程教學[4-6]。在國內，胡鐵生最先提出“微課”并將其定義為按照新課程標準及教學實踐要求，以教學視頻為主要載體，反映教師在課堂教學過程中針對某個知識點或教學環(huán)節(jié)而開展教與學活動的各種教學資源有機組合[7]。以教學視頻為核心的微課，因為短小、精練、教學目標明確、學習不受時間和地點限制等優(yōu)點得到廣大學生的喜愛，有利于學生對知識點特別是難點知識的理解，有效提高學習效率。“微課”這種教學形式正逐漸在中小學和大學課程的教學中被廣泛應用。

“翻轉課堂”又稱“顛倒課堂”，是傳統(tǒng)課堂教學模式的顛倒[8]。翻轉課堂起源于2007年美國科羅拉多州的“林地公園”高中，為了給請假的學生補課，化學教師使用屏錄軟件錄制了授課過程并上傳至網上，這種授課方式引起了學生的強烈反響。以此為契機提出了學生通過提前觀看教學視頻完成新知識傳遞，教師僅在課堂內解決問題以幫助學生消化和吸收所學知識的教學形式，即“學習在課外、內化在課堂”的新型教學模式[9]。目前，翻轉課堂作為傳統(tǒng)教學的重大變革已成為全球教育界關注的熱點并被眾多教師模仿。

“微課”與“翻轉課堂”之間，微課是一種視頻形式的教學資源，而翻轉課堂是一種教學模式。將微課與翻轉課堂結合不僅可以豐富教學資源，而且優(yōu)化了教學方法，二者相輔相成、相互促進。

二、基于“微課”的“翻轉課堂”在生物化學教學中的應用方案

微課之微在于短小、精悍，可以通過激發(fā)學習者的學習興趣以達到解惑的目的。翻轉課堂使傳統(tǒng)教學中教與學的角色進行了調整、互換，可以通過下發(fā)任務的形式調動學生的主觀能動性。基于微課的翻轉課堂教學模式應用于生物化學教學將有效調動學生的學習熱情，提高學生的學習效率。其具體的實施方案如下。

（一）明確教學目的，精選“微課”素材

生物化學作為徐州工程學院食品專業(yè)的基礎課程，為后續(xù)食品微生物學、食品化學、食品工藝學等課程的學習及學生綜合素質的提高打下了基礎。生物化學的學習需要良好的有機化學基礎，但是現在學生的化學知識水平良莠不齊，再有生物化學課程抽象的理論知識、枯燥雜多的內容、分散的知識點、容易混淆的概念和反復交叉的物質代謝路徑等使大多學生跟不上課堂教學節(jié)奏，大大消磨了學生的學習熱情。基于此，在選擇微課素材時課題組主要針對性地選取教學重點中學生難以理解、教師在課堂上難以講明的晦澀知識點。比如在蛋白質化學一章中，蛋白質的空間構象較為抽象，剛開始學習時學生難以想象其具體的空間構象并區(qū)分各高級結構特別是三級和四級結構，所以課題組專門制作微課“蛋白質高級結構間的關系”以幫助學生理解并區(qū)分蛋白質的各種高級結構并明確各高級結構間的關系；酶化學是聯(lián)系靜態(tài)生物化學和動態(tài)生物化學的過渡章節(jié)，在酶促反應動力學一節(jié)中有許多難點內容，而且講授時教師難以講述清楚學生也難以理解。微課“米氏方程”、“酶的抑制作用之可逆抑制”、“溫度、pH如何影響酶促反應速率”、“土豆中過氧化物酶活力測定”等的制作不僅幫助學生細化了知識點而且還搭建了知識點框架，使得原本感覺上散亂的知識點在本節(jié)知識內容體系中找到了具體的定位。除此以外，課題組還制作了“呼吸鏈與ATP”、“氧化磷酸化的解偶聯(lián)與抑制”、“丙酮酸能去哪兒”、“甘油的轉化”等微課內容，這些微課視頻的制作及應用有效地幫助學生梳理了知識點，在很大程度上提高了學習效率。為了深入融合生物化學理論與實踐，增強學生的學習興趣，許多具有生產生活實踐應用價值的知識點及應用實際也成為優(yōu)秀的微課制作資源。如在蛋白質膠體與沉淀反應部分制作了“啤酒花的作用”、“豆腐的生產”、“重金屬中毒了怎么辦”等。

（二）構建網絡教學平臺，把握翻轉原則

微課是翻轉課堂的重要組成部分，將翻轉課堂應用于生物化學教學過程的前提是要搭建完善的網絡微課教學平臺。網絡教學平臺中除了核心地位的“微視頻”之外，還要輔以“微案例”、“章節(jié)測試”、“章節(jié)作業(yè)”等內容，同時還要建立“在線答疑”、“在線測試”、“問題反饋”環(huán)節(jié)在內的反饋體系。另外，教師還應根據日常教學具體情況及時補充、完善微課資源以滿足學生的學習需要，做好網絡平臺的日常維護工作。

在網絡教學平臺的基礎之上，教師在實際應用中還應把握翻轉原則。首先，教師在翻轉課堂教學方法的應用過程中應注意自身角色的轉變。教師在教學過程中僅是教學的指導者，教學舞臺的主角要由學生擔當，教師在促進學生自主學習的同時應增加師生間的協(xié)作互動；其次，翻轉課堂教學過程中將傳統(tǒng)教學中分量最重的課堂講授、知識傳遞放在課前完成，課堂上教師僅通過引導、案例分析、討論等方式在師生、生生間的相互協(xié)作中完成知識點的內化，所以翻轉課堂應強調學生在課堂中的主體地位并強化學生對知識點的掌握；再次，課堂教學過程之前學生已經通過微視頻的觀看對教學內容有了一定程度的掌握，所以教師在課堂上應靈活運用多種教學方法實現知識點的拓展。

（三）以“微課”為基礎，實現課前、課內、課后整合式的翻轉教學

為了優(yōu)化教學效果，將“翻轉課堂”應用于實際教學過程應強化課前、課內、課后三個教學階段間的聯(lián)系。

1.課前——知識傳遞階段。首先教師應完善網絡平臺上的教學資源，學生通過知識點微視頻的觀看自主學習新知識，使得知識傳授部分提前完成。其次，學生可以通過完成在線測試、知識點作業(yè)等任務單檢驗自己的學習的效果并及時發(fā)現問題、反饋問題。教師可以通過查看學生任務單完成情況和學生反饋的問題發(fā)現學生在學習過程中遇到的困難并提前設計合理的教學方案幫助學生在課堂中理解并掌握。學生在課前發(fā)現的問題可使學生在課堂中針對性地學習，提高了學習效果。

2.課內——知識內化階段。針對學生提出的問題教師可以通過選擇小組討論、問題探究等多種靈活多變的方式引導學生解決。學生自主解決問題的過程也是學習過程，學生親自參與重難點問題的解決可有效提高學生自主思考和解決問題的能力。問題解決后，教師還可發(fā)布知識點的拓展性任務并觀察學生解決情況，對于部分難度較大的問題進行及時集中講解或個別指導。最后教師對教學內容進行總結，強化知識點的內化。

3.課后——知識鞏固階段。教師根據教學情況進行點評、總結，將一些拓展型教學資源或與教學內容相關的前瞻性學習資源進行網絡發(fā)布供學生進行拓展學習，幫助學生鞏固教學內容，完成知識點的有效掌握。

三、結語

翻轉課堂教學方法的應用強化了學生在學習中的主體地位，極大提高了學生的學習主動性，激發(fā)了學生的學習活力，使學生能更有效地進行知識構建和內化。教師在翻轉課堂教學模式下轉變成學生學習的指導者，看似削弱了教師的功能，實則對教師的教學綜合素質提出了更高的要求。教師在教學過程中不僅要進行微課資源的設計、錄制還要保障網絡教學平臺的運行和設計安排合理的教學方法，任何一個教學環(huán)節(jié)都將影響教學效果。翻轉課堂過程中，學生可以根據自身的基礎自由選擇學習資源和學習時間而不用考慮其他同學的學習進度問題，使得教學過程更加“公平”，有利于實現真正的“分層教學”；另外，網絡教學平臺上教學資源的發(fā)布使學生的學習和復習不再受時間和空間的限制，更有利于學生對知識點的掌握和鞏固；翻轉教學過程中，學生解決難點問題的過程大大增加了師生、生生間的互動與交流，培養(yǎng)了學生發(fā)現問題、分析問題和解決問題的能力。將基于“微課”的“翻轉課堂”教學模式引入生物化學教學過程將是傳統(tǒng)生物化學教學改革的新方向和必然趨勢。

參考文獻：

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