翻轉課堂教學模式的設計與思考
——以《醫學細胞生物學實驗》課程為例

李鵬輝 鄭立紅 任曉旭 張明龍 呂瑩

翻轉課堂教學模式的設計與思考
——以《醫學細胞生物學實驗》課程為例

李鵬輝 鄭立紅 任曉旭 張明龍 呂瑩

隨著教育信息技術的快速發展，翻轉課堂作為一種新型教學模式，受到國內外越來越多的一線教師和教育研究者的關注。翻轉課堂教學模式通過課前知識傳授和課堂知識內化時間的顛倒安排，實現了在線學習與傳統課堂的有機融合，在一定程度上彌補了傳統教學模式的不足。本文以醫學細胞生物學實驗課程為例，提出了較為完善的翻轉課堂教學模式的教學設計方案，以期提高醫學細胞生物學實驗的教育教學質量，并為其他課程的翻轉課堂教學設計提供借鑒。

翻轉課堂教學模式（Flipped Classroom Model）的早期實踐來源于美國的林地公園學校的兩位化學教師喬納森·伯爾曼和亞倫·薩姆斯[1-2]，具體指擺脫傳統教學形式那種“課堂知識傳授+課下知識內化”的束縛，將二者實施的順序顛倒過來的教學模式，即學生根據個人具體學習情況，利用學習資源，自定步調，課前完成知識的傳授，課堂上不再過多進行知識講授，而是在教師的引導下，通過課堂活動，學生進行知識運用和實踐操作，完成知識的內化[3]。這一教學模式的突破性改變，極大提高教學效率。醫學細胞生物學實驗課程是醫學院校學生必修的主干課程之一，能夠培養學生科研思維，提高學生實驗技能，是使學生將醫學細胞生物學理論知識由感性認識向理性認識升華的重要途徑。目前，該課程主要以傳統教學模式為主，且存在著諸多弊端，而翻轉課堂教學模式無疑為醫學細胞生物學實驗教學提供了一個新思路。

1 傳統教學模式的不足

傳統的課堂模式是在工業革命背景下形成的，以傳授知識為主要過程，以班級授課制為主要形式的教學模式，其作為“常態的科學”有一定的穩定性，三百多年來一直是全球的主要教學模式[4]。傳統教學模式的最大弊端在于教師向所有學生傳遞幾乎同樣的信息，學生則因能力差異而呈現出不同的反應，從而無法滿足學生的個體差異和個性化發展的需求。此外，醫學細胞生物學實驗教學普遍存在著授課學時較少，實驗內容單一；教師常忙于指導學生操作，較少引導學生探究；學生注重實驗結果和實驗報告，忽視科學探究和實驗反思；以及評價方式缺乏科學性等問題。

2 翻轉課堂的優勢

2.1 確立學生在教學中的主體地位

翻轉課堂將學習的主動權歸還于學生本身，能夠充分調動學生的主觀能動性，增強了師生、學生之間平等的互動交流，使教師由原來課堂統治者轉變為學生學習的引導者和輔助者，使學生走上講臺，教師走到學生身邊，師生共同積極參與的開放性課堂。

2.2 注重學生個體差異和個性化發展的需求

基于問題和任務驅動的翻轉課堂課前自學，不再約束學生在規定的時間、地點被動的接受教師傳授的知識信息，而是利用教師提供的學習資源，自定步調，自主完成課前學習，獲得基礎知識，并驅動學生發現問題，提出問題，在課堂上通過教師引導和討論交流解決問題，促進知識內化。教學過程中，學生的學習過程由教師引導，卻沒有教師過多的干預，學習的壓力轉化為了學習動力，進而轉化為持續的學習意志力，對提高學生的學習效率、獨立思考能力、創新思維等都大有益處[5]。

3 翻轉課堂的教學設計

翻轉課堂的基本思想是采用“課外傳授知識，課中內化知識”的策略開展教學[6]。遵循以學生為中心、實現課堂有效互動、充分整合利用各種學習資源、注重培養學習能力和探索精神等翻轉課堂教學設計的基本原則。醫學細胞生物學實驗教學與一般的翻轉課堂教學設計類似，由課前學習資源準備與發布，學生自主學習，課堂互動交流，實踐操作，課后評價反饋，總結反思等幾個階段構成[7-8]，如圖1所示。同時，醫學細胞生物學實驗是一門實踐性較強的課程，既包括基本概念、實驗原理等理論知識，又注重實驗技能和科研素質的培養，所以課前學習資源和課堂活動的設計都以科研實驗為主線進行。

圖1 醫學細胞生物學實驗翻轉課堂教學設計

3.1 課前階段

課前，根據“掌握”、“熟悉”和“了解”各級教學目標的要求，教師準備學生自主學習的資源，編制學習任務單，錄制教學和實驗操作視頻，提供參考書目、電子課件和教案，介紹課程相關的學習網站和師生互動交流平臺等。其中，學習任務單是課前自學資源的主體，能夠明確學習任務，激發學習興趣，是完成自學的驅動；微視頻資源是自學資源的核心內容，應短小精悍，重點突出，且符合教學對象的特點和實際教學的需求，能夠吸引學生完成自學活動；參考書籍和課件等資源是輔助材料，供學生深入探究和拓展學習使用；學習網站和交流平臺是自主學習的保障，學生既可以獲取更多的知識來源，又同時獲得教師的輔導和學生之間的交流，教師則可以有針對性的指導自學活動，收集學生自學中遇到的問題，調整課堂教學方案，以及側面了解學生的自學情況等。

教師將所有自學資源于開課前一周向學生發布，學生以獨立和小組相結合的方式開展自學活動，完成實驗報告的目的、原理、方法等內容的撰寫，針對自學的內容提出1～2個問題供課堂討論交流，僅留下實驗結果、分析和討論在課堂實驗操作后完成，并要求學生以“流程圖”的形式撰寫實驗方法，以此鍛煉學生的歸納總結和邏輯思維能力，培養學生的科研素質。

3.2 課中階段

課上，教師進行課程導入后，以小測驗或提問的方式，檢測學生的自主學習效果，其難度不宜過大，應以基礎知識為主，以不使學生產生挫敗感為宜，主要目的是幫助學生熱身，使學生進入學習狀態。各實驗小組協作探究，討論交流，互相提問，解決學習任務單布置的問題和課前自學提出的問題；教師把握學習方向，控制學習進程，并對學生的發言進行及時的評價，積極的引導和必要的拓展講解。經過課前自學，學生已經掌握了教學內容的基本知識，所以課堂上討論的問題多是學生自學中百思不得其解的疑惑，是具有一定深度的探究性問題。在教師的引導下，學生或通過獨立思考，或通過小組協作，在互相學習和啟發的過程中開拓思維，深度探究，解決問題，實現知識的內化。

“階段性學習整理”幫助學生梳理所有問題是否都被解決，對于理論內容是否還有困惑，實驗操作步驟是否明確等，所有問題都解決后，進入實驗操作階段。實驗操作階段，由于學生已經在視頻資源中了解了實驗操作的基本過程，所以教師不再重復進行基本操作步驟的實驗演示，直接對學生進行個性化的操作指導，學生則運用已經習得的理論知識指導實驗操作，隨時提出實驗中出現的問題，師生共同討論交流，拓展學習，鞏固理論。比如，在醫學細胞生物學實驗中常用的頸部斷髓法處死小鼠的實驗操作中，學生偶爾會遇到斷髓操作完成后，發現小鼠并未死亡，而是后肢和尾巴不能運動，但是前肢和頭部可以運動的情況。當某個實驗小組向教師反映這種可遇而不可求的實驗現象時，教師應不失時機的進行拓展教學，引申介紹關于“截癱”的相關知識，豐富學生的知識體系，而不是完全局限于本次實驗課程既定的教學目標。

在實驗操作后，教師引導學生推選出正反兩面具有代表性的實驗成果進行展示交流，最后指導學生完成實驗報告。比如，在動物細胞培養實驗中，常會出現“細胞數目較多，生長狀態良好，無細菌或霉菌污染”和“細胞存活較少，培養液渾濁，污染嚴重”兩種相對應的實驗結果。在有限的課堂教學時間中，教師應指導學生對這些具有代表性的實驗結果進行重點展示和交流，引導學生思考本組實驗操作的優點和不足，歸納總結決定實驗結果的關鍵操作和控制因素，使學生將實驗技能轉化為科研能力，提升教學層次。

3.3 課后階段

課后，教師針對教學內容進行課后測驗，檢驗教學效果，根據測驗成績、實驗報告和課堂表現等對學生進行綜合評價，并向學生及時反饋，進一步促進知識內化。翻轉課堂教學模式不僅注重對實驗報告和課后測驗的學習結果評價，同時強調對討論發言和實驗操作等課堂表現的學習過程評價，注重教師對個人學習的評價和小組協作的評價，學習小組內成員之間進行互評以及各小組間的評價等，并且要制定出相應的評價標準。對翻轉課堂學習結果的評價可用來了解學習者對概念類與技能類等知識的掌握情況，對翻轉課堂過程的評價可用來分析學習者在學習過程中的表現情況[9]。翻轉課堂的學習評價可以由課前自主學習評價、課堂活動表現評價和課后學習成果評價構成。課前自主學習評價主要包括課前實驗報告完成情況，自學問題的提出情況等。課堂表現由課堂出勤、課堂活動參與程度和對實驗小組的貢獻等組成，其評分由教師和學生的評價共同構成。在教師引導下，客觀的學習過程評價能夠激發學生積極參與課堂活動的熱情，有利于學習者更好地參與到小組學習活動中，對提高教學效果能起到事半功倍的作用。課后學習結果評價則主要由實驗結果、報告和課后測驗組成。

最后，教師對學生進行問卷調查和訪談，調查學生對翻轉課堂教學實施的認可程度，了解學生的切實需求和意見反饋，總結反思翻轉教學的各個環節，進一步優化教學設計。

4 結語

翻轉課堂是一種符合教學規律，適應教學發展需要的新型教學模式，以醫學細胞生物學實驗課程為例的翻轉課堂教學設計，較為合理的設計了課前學習資源的準備、學習活動的安排和課后學習效果的評價，較傳統的教學模式更注重學生個體差異和個性化發展的需求，更能激發學生學習的積極主動性，有利于確立學生在教學中的主體地位，但該教學設計具體實施效果的實證研究，還有待于進一步驗證。

[1]王興紅，許詩． 基于虛擬實訓平臺的翻轉課堂在機能實驗學中的應用與評價[J]． 中國醫學教育技術，2015，29（1）：56-58．

[2]李從德． 加強學科融合促進機能實驗教學改革[J]． 教育教學論壇，2013，4（52）：45-46．

[3]鄭瑞強，盧宇． 高校翻轉課堂教學模式優化設計與實踐反思[J]．高校教育管理，2017，11（01）：1-7．

[4]王鑒． 論翻轉課堂的本質[J]． 高等教育研究，2016，37（8）：53-59．

[5]潘沛沛． 基于微課的翻轉課堂在實驗教學中的模式構建——以“現代教育技術”實驗課程為例[J]． 軟件導刊：教育技術，2015，7（9）：71-73．

[6]張金磊． “翻轉課堂”教學模式的關鍵因素探析[J]． 中國遠程教育，2013，32（10）：59-64．

[7]徐妲，鐘紹春， 馬相春．基于翻轉課堂的化學實驗教學模式及支撐系統研究[J]． 遠程教育雜志，2013，31（5）：107-112．

[8]王建芬，劉衛平，馬寧，等． 基于翻轉課堂的藥學專業實驗教學設計與成績評價體系的構建[J]． 中國醫院藥學， 2016，36（8）：386-387．

[9]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（04）：46-51．

An Instructional Design and Thoughts Based on the Flipped Classroom Model: A Case Study on the Experiment Course of Medical Cell Biology

LI Penghui ZHENG Lihong REN Xiaoxu ZHANG Minglong LV Ying Department of Biology, Qiqihar Medical University, Qiqihar Heilongjiang 161006, China

With the advancement of education informatization, as a new model of instruction, Flipped Classroom is attracting more and more attention and research. By inverting the timeline of the imparting of knowledge before class and the internalization of knowledge in the class, flipped classroom model achieved a high degree of integration of online learning and traditional classroom learning, and make up for the lack of the traditional teaching model. According to the proposed model based on the flipping classroom, this paper put forward a complete instructional design, in order to improve the quality of experimental teaching in medical cell biology and provides reference to the reform of other courses.

flipped classroom; instructional design; experimental teaching in medical cell biology

G642

A

1674-9308（2017）02-0020-04

10．3969/j．issn．1674-9308．2017．02．011

齊齊哈爾醫學院教育科學研究課題《翻轉課堂在醫學細胞生物學實驗教學中的應用研究》（QYJY20160018）

齊齊哈爾醫學院基礎醫學院生物教研室，黑龍江 齊齊哈爾161006

鄭立紅，E-mail：zlhqy@sina．com

【關鍵詞】翻轉課堂；教學設計；醫學細胞生物學實驗