互聯網+背景下的生物化學實驗改革初探

倪志華 楊麗坤 張晗 葛欣

摘要：生物化學實驗是生命科學的基礎實驗，其分析技術手段發展很快。“互聯網+教育”是近年來提出的基于信息技術的教育理念。如何運用現代化手段提高生物化學實驗的教學質量，加強學生學習的自主性，是互聯網+時代對教師提出的新挑戰。本文以河北大學生命科學學院生物化學實驗課程的“微量凱氏定氮法測定蛋白質的含量”為例，構建“微課+翻轉課堂”的多元混合教學模式，將微課與翻轉課堂相結合，并建立網絡互動平臺，探討“互聯網+教育”的改革模式，以期推進生物化學實驗課程的改革，為高等學校實驗教學改革提供新思路。

關鍵詞：互聯網+；教學；生物化學實驗；微課；翻轉課堂

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）38-0086-02

生命科學的各個學科均是實驗性很強的學科。生物化學實驗是配合《生物化學》理論課教學的基礎實驗課程，是學習遺傳學、微生物學、生理學、細胞學、分子生物學等學科的基礎。生物化學分析技術手段發展很快。根據本院的實際實驗條件，本課程涉及生物大分子的制備、純化，定性、定量測定等基本實驗，其目的是使學生掌握研究蛋白質、酶、核酸等生物大分子的生物化學性質及某些代謝過程研究的方法，鍛煉學生的實驗動手能力，培養學生的科學探究能力，樹立嚴謹的科學態度，進一步加深對理論課中基本理論的感性認識。傳統的生物化學實驗課主要由課堂講述、示范操作和實驗操作等環節。雖然啟發式授課、示范性教學和課堂討論等多種形式使課堂盡量的生動活潑，突出重點和難點，仍存在學生學習主動性不強、參與性不強的弊端。

隨著信息技術的發展，人們可以隨時隨地利用智能終端訪問互聯網。這不僅改變了人們獲取知識和信息的方式，也改變了學生的學習觀念和學習方式。2015年“互聯網+”計劃寫入總理的政府工作報告，成為國家經濟社會發展的重要戰略。教育是“互聯網+”時代里備受關注的領域，為教育的改革帶來了新契機[1，2]。本文將以河北大生物化學實驗課程為例，探討將“互聯網+教育”理念引入生物化學實驗教學過程中，旨在提升教學效果。

一、以互聯網為載體，構建“微課+翻轉課堂”的多元混合教學模式[3]

“微課”是指教師在課堂內外教育教學過程中圍繞某個知識點（重點難點疑點）或技能等單一教學任務進行教學的一種教學方式，具有目標明確、針對性強和教學時間短的特點。微課的核心組成內容是課堂教學視頻，它與該教學主題相關的教學設計、素材課件、教學反思、練習測試及學生反饋、教師點評等輔助性教學資源組成微課體系，并以一定的組織關系和呈現方式共同“營造”了一個半結構化、主題式的資源單元應用“小環境”。因此，“微課”是傳統單一資源類型的教學課例、教學課件、教學設計、教學反思等教學資源的繼承和發展，是一種新型教學資源。

“翻轉課堂”（Flipped Classroom或Inverted Classroom），是利用信息技術手段，利用基于信息傳播的教學環境，重新規劃和組織教學內容的課前、課內、課后三個階段的教學形式，通過知識傳遞、知識內化、知識鞏固的顛倒安排，實現傳統教學中師生角色的翻轉[4]。基于翻轉課堂理念的教學活動成為了學生提出問題、解決問題、合作學習的過程，教師和學生之間互動明顯加強，學生的積極主動性得到激發也使教師的角色從傳統的知識傳授者轉變成了學習的促進者和指導者，學生從知識的接納者轉變成了學習的探求者和思考者，教學效果得到極大提高[5]。

以定量實驗“微量凱氏定氮法測定蛋白質中的含氮量”為例。首先，教師根據生物化學實驗的教學大綱和本次實驗的具體教學目的將本實驗的重點內容分離出來，確定微課的內容是分成“微量凱氏定氮”的原理和實驗操作兩部分，然后分別完成這兩部分微課視頻和課件的設計與制作。第二，教師在河北大學Blackboard網絡教學平臺（BB平臺），發布“微量凱氏定氮法測定牛奶中的含氮量”的教學大綱、教學目的及微課內容，以備學生進行課前學習。同時，有針對性地設置學習任務，對學生進行分組，細化任務并落實到人。要求學生分工合作，通過微課學習列出實驗的基本原理和技術路線及注意事項。具體是，要求每個教學班的學生分成“原理組”和“操作組”兩個大組，自由結組。對于“原理組”，布置學生依實驗原理的“消化、蒸餾、吸收、滴定”四部分，學習實驗原理；對于“操作組”，布置學生從實驗材料、實驗器材、操作步驟和技術路線、實驗的預期結果和數據分析等方面進行學習。第三，課堂上讓學生按照自己的理解進行實際的實驗操作。期間，教師就實驗的重點和難點及學生操作中遇到的問題組織學生進行討論。通過教師演示和學生動手操作相合切實提高學生的動手能力[6]。第四，課堂實踐結束時，教師針對學生的掌握情況，繼續布置新的“基礎性”和“拔高型”任務，供基本掌握實驗和希望進一步提升自己的學生通過自主探究或者小組合作的方式完成。最后，教師根據課堂的教學情況進行點評總結，將相關的學習資源及教學重點內容再次以“微課”的形式發布到網絡教學平臺，供學生課后復習。同時將與本堂實驗課程相關的技術的原理、延伸及技術的應用發布到網絡上，供有特殊需求的同學或者學習小組進行拓展和拔高。

二、充分利用互聯網，構建互動網絡平臺，完善討論組管理

“互聯網+”時代強調互聯網的普遍性、移動性。“互聯網+”概念的提出，加速了“互聯網+教育”的新生態，創新高等學校教育教學模式，助力校園信息化建設[7]。互聯網的發展使得，移動設備可以隨時隨地登錄網絡平臺，這也為教師與學生交流提供了便利。生物化學實驗課程教學中教師建立了BB平臺討論組、qq群和微信群3個實驗教學和討論的平臺，方便不同的學生進行討論和交流，使教師與學生的互動由傳統線下教學向線上線下混合式教學。任課教師將傳統的線下面授和知識點詳解，敦促學生更好學習，轉移到互聯網，在線與學生溝通交流，針對學生的學習情況針對性地進行教學內容和疑難解答、知識點回顧等，更加及時快捷。為了掌握網絡討論平臺的動向，對平臺實行實名制管理。同時，教師和民主選舉的學生作為討論組的管理員。

三、教學效果評測

在“微量凱氏定氮法測定牛奶中的含氮量”的實驗課程中，學生的積極性明顯增強。實驗材料由原來的教師選定的一種純牛奶商品，變成了學生感興趣的市場上常見的6種純牛奶商品；實驗過程中學生的主動性增強，由原來的“應付、交差”轉變成“自己是一名質檢員”，積極分析實驗數據和實驗結果，分析誤差原因，向教師提問的學生明顯增多，學生之間的討論也有所增加。

“微量凱氏定氮法測定牛奶中的含氮量”實驗課結束后，我們采取了調查問卷的形式，一方面考察學生對實驗改進的意見，另一方面調查學生對基本原理和操作的掌握情況。結果表明，95%的學生接受這種改革形式，認為通過這種模式使得自己的知識掌握得更牢固；5%的學生認為“微課+翻轉課堂”的模式需要學生自己在課下花費更多的時間去學習，會影響其學習計劃。90%以上的學生對實驗的原理和操作掌握較牢固，10%左右的學生基本掌握實驗原理。

總之，“微量凱氏定氮法測定牛奶中的含氮量”實驗的教學改革嘗試基本達到了預期目標。

四、結束語

生物化學是我國高校生物科學及相關學科中的基礎課程。傳統的生物化學實驗教學注重教師課堂講授過程中理論知識灌輸，而忽視了學生學習能力的培養和學習主動性的培養[8]。“互聯網+”時代，教師應該與時俱進，不斷提升自己，利用互聯網提供的平臺改革教學模式和教學環境，豐富、拓展教育手段和教學內容，助力傳統教育的發展。高校教師應遵循以學生為本的教學方式，提高學生實踐動手能力，真正理論結合實踐，培養新時代的人才。

參考文獻：

[1]鐘秉林.互聯網教學與高校人才培養[J].中國大學教學，2015，（9）：4-8.

[2]王亞丹.“互聯網+”時代教師教學方式的改革[J].科教導刊，2015，12（下）：69-70.

[3]陳一明.“互聯網+”時代課程教學環境與教學模式研究[J].西南師范大學學報：自然科學版，2016，41（3）：228-23.

[4]張金磊，王穎，張寶輝.翻轉課堂教學模式研究[J].遠程教育雜志，2012，30（4）：46-51.

[5]龍寶新.翻轉課堂對教學本質的突破與變革[J].當代教育科學，2015，（11）：13-18，25.

[6]李大玉.改革生物化學實驗教學，培養學生實踐能力[J].山西醫科大學學報：基礎醫學教育版，2010，12（5）：493-494.

[7]劉駿飛.淺談互聯網+背景下的課堂教學改革[J].赤峰學院學報：自然科學版，2016，32（3）：243-244.

[8]舒樂新，苗戎，楊琳，等.改革生物化學實驗教學提高實驗教學質量[J].實驗室科學，2013，16（5）：53-55.