信息化背景下翻轉課堂在生物化學中的應用實踐

張月杰 盧明鋒

摘要：“翻轉課堂”教學模式已經逐漸為大家所熟悉并實施應用。文章在信息化教學背景下以脂肪酸氧化分解為例，圍繞如何充分激發學習興趣、如何高效組織教學、促進能力和素質提升等方面進行教學設計和實踐，為翻轉課堂在課程教學中的有效應用和深入實施奠定基礎。

關鍵詞：翻轉課堂;生物化學;脂肪酸氧化;信息化

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）42-0137-02

生物化學是生命科學領域奠基性的專業基礎課，也是發展迅猛的前沿性學科，其理論知識及應用技術涉及醫藥、營養、食品、農業等多個學科。作為核心課程，生物化學也是大多數相關專業研究生入學考試的必考科目，因此學生必須在思想上高度重視，課堂上認真聽講，堅持做課堂筆記，促進良好學習習慣的養成。但是課堂互動少，學生大多處于被動學習狀態，學習主觀能動性得不到加強。另外生物化學具有內容多、抽象概念和機理多、知識理解和記憶較困難等特點，學生對于教學內容理解不深，掌握不透徹，專業能力得不到鍛煉，而且視野局限于教材和課堂。因此自2016年起我們嘗試將翻轉課堂的教學模式應用于生物化學的教學中，針對激發學生自主學習興趣、高效地組織教學和拓展教學內容三個方面進行了探索性實踐。

一、選擇適合于翻轉課堂的教學內容

生物化學是專業基礎課，部分內容難度較大，完全靠學生自學比較困難，因此必須選擇合適的教學內容（知識點）進行翻轉。一方面學生在已有知識的基礎上通過自主學習可以“學得會”，另一方面，通過設置與生產實踐、社會熱點、日常生活密切相關的問題作為課程引導，讓學生“有興趣去學”。脂類代謝是生物化學物質代謝的重要內容，講授本節內容之前學生必須具備的知識點包括脂肪結構、物質分解代謝的一般規律和能量產生的機制等。同時，脂肪代謝與生活實踐密切相關，圍繞各種減肥方式或產品等容易展開討論。學生通過查閱相關文獻和資料，將教學內容拓展至應用領域和前沿領域，有效地深化對知識的理解和應用。

二、課前準備

微視頻、課件和學習任務單是翻轉課堂的重要組成部分。視頻制作既不能太難，也不能太簡單;盡可能考慮學生的學習進程、學習時間和學習能力;明確給出教學目標和清晰的邏輯順序;盡量以問題或案例展開，引發思考，激發進一步學習的動機[1]。本知識點課件和視頻以“用左旋肉堿減肥真的有效嗎”、“有氧運動與健康減脂”以及當前全球肥胖的基本形勢分析作為課程導入。視頻和課件均包括前修知識、課程導入、內容展開、課堂練習或測試、知識應用及拓展等部分，教學設計的總思路是圍繞發現或提出問題、分析及解決問題進行展開。

學習任務單中教學目標、教學重點、教學難點及學習任務必須清晰明確，按照脂肪動員、組織轉運、分解活化、胞內轉運、分解過程及能量計算這樣的知識脈絡依次展開，編排整合形成科學、完整、邏輯性強的知識體系。任務單中還包括創新性或拓展性學習，為學有余力的學生延展學習內容，進行研討式或創造性學習。

三、課堂組織

課堂上一般先對學習任務完成情況進行檢測，包括學生課堂講授展示、教師提問循序展開、課堂在線測試等。在這個過程中對學生遇到困惑的問題進行分組討論，展開協作學習或探究，復雜的或者不明確的問題在討論中加以解決。這個環節是翻轉課堂的關鍵，翻轉課堂的成功取決于學生課前預習和掌握的程度、設置或提出的“好問題”，只有碰撞或激發出更多更好的思想火花，順利地解決學習中遇到的各種問題，才能達到預期的效果。諸如“載脂蛋白與相關疾病”、“什么情況下進行內源脂肪的分解”等，可以根據學生掌握的情況進行適當拓展。只有成功地激發了學生學習的熱情和思考，各種問題才可能會被“碰撞”涌現出來。經過前一階段的學習，學生們逐漸學會了通過網絡資源、自主思考和討論交流來獲取答案，真正實現通過“課堂展示”環節點燃課堂、“小組討論”環節啟發課堂、“教師點評”環節提升課堂[2]，“興趣引導”“學以致用”和“授之以漁”的教學理念也得以體現和落實。

課堂教學中教師要持續對學生進行觀察，給予及時的幫助，對學習進程進行評估，把握疑難點，強調重點和難點，最后讓學生進行知識點的總結，形成結論分享給大家。學習金字塔理論認為，用耳朵聽講，用眼去閱讀，這種方式知識保留度為20%;協作學習和分組討論的知識保留度為50%;練習操作和實踐，知識保留度為75%;向別人講授出來，知識保留度為90%[3]。教師還需要進一步優化教育環境，讓學生敢于質疑、敢于探討、敢于表達，教師能夠接受質疑、深度辨析和及時反饋，形成協助構建、教學相長的教學氛圍[4]，幫助學生真正成為翻轉課堂教學中的學習主體，促進學生個體的全面發展。

四、課后拓展

課后學習包括課后作業、章節或模塊測試、學習筆記及反思等，在這個過程中遇到問題也可以在答疑討論區發帖討論。拓展性學習包括專題匯報、思維導圖繪制、SCI論文研讀及知識點相關的諾貝爾獎述評等活動。例如專題匯報有左旋肉堿探秘、反式脂肪酸的危害、認識減肥藥、多不飽和脂肪酸（PUFA）、瘦素（Leptin）是什么等。這個過程中培養了學生的文獻檢索能力、資料分析能力、溝通表達能力和團隊協作能力等，激發了學習興趣和創新精神，在應用生物學的原理解釋或解決實際問題、指導生活和生產實踐的體驗中獲得了成就感。乙酰輔酶A羧化酶（acetyl-CoA carboxylase，ACC）是脂肪酸合成的關鍵調節酶，2018年Nature上發表文章揭示了該酶分子結構與功能之間相互關系[5]，闡明了一種全新的代謝調節機制，是對教材內容的補充和延展。相對來說這部分拓展內容對于大二的學生來說有些難度，但對于科研思維和創新精神的培養以及開拓專業視野大有裨益。

五、教學效果

運轉良好的網絡教學平臺、引人入勝的教學微視頻和精心組織的教學設計是翻轉課堂實施的前提，促使學生主動求學和及時的輔導答疑是翻轉課堂成功的關鍵。傳統的“課堂講解+課后作業”模式轉變為“課前自主學習+課堂合作探究”，學生對課程學習的投入增加，學習負擔相對增大，收獲也更大。調查問卷結果顯示經過先導學習、課堂探究、課后鞏固和拓展這些教學環節，不僅僅是知識層面的內化、深入、應用和創新，更重要的是專業能力的提升、專業興趣的激發以及由此帶來的成就感和獲得感。這種教學模式提高了學習效率，能夠在較短的時間內掌握更多的知識，且印象深刻;這種教學模式促進了同學之間、師生之間的溝通和交流，增強了團隊協作能力。

參考文獻：

[1]劉銳，王海燕.基于微課的“翻轉課堂”教學模式設計和實踐[J].現代教育技術，2014，（5）：26-32.

[2]楊鑫，趙雪松.翻轉課堂教學模式下教師角色重構及實現路徑[J].當代教育與文化，2018，6（16）：29-35.

[3]姜艷玲，徐彤.學習成效金字塔理論在翻轉課堂中的應用與實踐[J].中國電化教學，2014，330（7）：133-135.

[4]劉英.基于“翻轉課堂”的課程教學改革[J].中國高等教育，2016，（18）：36-38.

[5]Hunkeler Moritz，Hagmann Anna，Stuttfeld Edward.Structural basis for regulation of human acetyl-CoA carboxylase[J].Nature，2018，（6）：470-474.