任務驅動的翻轉課堂教學模式在生理學實驗中的應用與實踐

梁華敏 朱敏潔 鄭云潔 宋元龍 何西淼

[摘 要]在我校醫學生驗證性生理學實驗課中嘗試使用翻轉課堂教學模式，并通過縝密的形成性評價設計結合綜合性評價發現其與傳統教學模式之間的差別。結果發現，翻轉課堂教學模式顯著提高了實驗成績和生理學理論考試成績，對新教學模式的綜合評價也優于傳統教學模式。可見，翻轉課堂教學模式更好地契合了生理學實驗課對醫學生的基本培養目的，值得廣泛推廣用于其他機能學實驗課。

[關鍵詞]翻轉課堂;生理學實驗;任務驅動

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）03-0129-03

翻轉課堂教學模式（Flipped Classroom Model）將傳統的學習過程進行翻轉[1]，其實施全程是教師不斷設計學習目的、學習任務和學習過程，引導學生利用各種學習資源進行主動探索式學習[2]。生理學實驗的基本目的是培養學生的基本操作技能、分析解決問題的能力、科研思維和創新能力[3]。充分發揮學生在實驗課的主觀能動性，將全方位的實現生理學實驗教學的基本目的，提高醫學本科生的基本素質[4]。本研究在生理學實驗中引入翻轉課堂教學法，并嚴密追蹤評價整個教學過程，結合制定的成熟的評價體系，包括形成性評價體系、實驗課綜合性評價和生理學理論課綜合性評價等[5]，全面分析翻轉課堂教學法是否可以更好地實現生理學實驗教學對學生的培養目的。

一、對象與方法

生理學實驗在我校的開展以實驗室為單位進行。每個實驗室可容納20人，由一位教師授課。20位學生可分成4小組，每小組組員一起完成生理學實驗。學生按照學號結合性別分配實驗室。本次研究在經典的生理學驗證性實驗中執行，實驗內容包括：蛙神經干動作電位、蛙心灌流、家兔心血管活動的調節、家兔呼吸運動的調節和家兔尿生成的調節。研究進行過程中密切評價實驗課的實施過及效果，并結合實驗課結束后實驗課考核成績和生理學理論課綜合成績考核結果，全面剖析翻轉課堂教學法在生理實驗教學中的作用。

（一）研究對象

研究對象為2015級預防專業和2016級臨床專業學生。隨機選擇一組20位學生作為實驗組，隨機選擇另一組同年級同專業、同時進行實驗課的20位學生作為對照組。實驗組采用翻轉課堂教學法，對照組采用傳統教學法。

（二）研究方法

1.對照組授課采用傳統教學法授課。該教學法流程包括：（1）實驗課前學生自主預習;（2）實驗課實施：①教師15～30分鐘講授實驗目的、實驗原理、基本手術操作過程和實驗項目;②15～30分鐘教師示教手術操作過程;③60～90分鐘學生分組完成實驗，獲得實驗結果;④教師用30分鐘總結實驗結果并分析機制。實驗過程的追蹤評價、實驗課綜合評價、調查問卷和生理學理論課綜合性考試評估同實驗組。

2.實驗組授課采用翻轉課堂教學法。課程開始前教師發放學習者特征問卷調查表，根據學習者特征有目的地引導學生認識翻轉課堂教學法。翻轉課堂教學基本流程包括：（1） 課前學習。①教師工作：拍攝高清手術操作視頻，依據每次實驗課的具體實驗內容制作微課;根據生理實驗教學大綱和基本學生培養目的制定課前學習任務;通過QQ交流平臺提前一周發布微課和學習任務給學生;發布針對課前學習任務進行的小測試（10分鐘）;根據學生自評和小測試分析可能的難點，針對學生提出的問題和疑惑進行必要指導。②學生完成學習任務：學生根據教師發布的微課和學習任務進行課前學習，明確實驗目的、原理、實驗基本操作、實驗項目和結果預測;發現問題并和同學進行討論學習或向教師反饋;完成教師發布的小測試;填寫《生理學實驗課前學習效果評價表》進行自我評價。（2）實驗課實施，實驗實施過程中教師記錄實驗實施基本情況，完成《生理學實驗課程實施過程教師記錄表》;學生對實施過程的現進行互評，完成《生理學實驗課程實施過程評價（互評）表》。①30分鐘小組討論學習：圍繞試驗目的、實驗原理、實驗實施步驟和實驗項目結果預測進行交流;教師針對每組討論有爭議性的環節進行指導。②60～90分鐘內以小組為單位分別完成實驗操作，獲得實驗結果。教師記錄實驗實施基本情況。③30分鐘小組討論：分析預期實驗結果和機制;針對真實結果和預期結果差異進行分析，尋找可能原因;教師針對討論有目的地進行指導。④ 30分鐘組間分享討論：討論圍繞實驗項目結果和分析進行。（3）所有實驗課結束后對生理學實驗課的翻轉課堂教學模式進行總體評價。以實驗操作技能考試和實驗報告書寫的評價作為實驗課的綜合性評價得分;學生填寫《生理學實驗翻轉課堂教學模式教學效果學生調查問卷表》;結合生理學理論課綜合性考試成績綜合評估翻轉課堂教學模式在生理學實驗課教學中的效果。

（三）評價指標

如上研究方法所述，實驗課前、課程中和課程后都需對實驗課進行評估，評價包括形成性評價和綜合性評價兩部分。形成性評價包括實驗課前學生自我評價《生理學實驗課前學習效果評價表》和小測驗評分、實驗過程中教師填寫的《生理學實驗課程實施過程教師記錄表》和學生填寫的《生理學實驗課程實施過程評價（互評）表》。綜合性評價包括實驗報告評分、實驗操作考試評分和生理學理論課綜合性考試得分。此外，學生填寫《生理學實驗翻轉課堂教學模式教學效果學生調查問卷表》，進一步綜合評估學生對課程的綜合認識和滿意度。

（四）統計分析

應用Sigmplot 10.0 軟件對本研究形成性評價評分和綜合性評價評分分別進行統計分析。實驗組與對照組的實驗考試成績和理論考試成績以均數± 標準差（x±s）表示，組間比較用t 檢驗，P <0. 05 具有統計學意義。

1.翻轉課堂教學模式提高學生手術操作技能

實驗組學生手術操作考試明顯高于對照組（見表1），手術操作時間縮短（見表2，以經典實驗“家兔心血管活動的調節”和“蛙神經干動作電位”為例）。實驗組學生間成績差異顯著低于對照組。

2.翻轉課堂教學模式提高實驗報告成績和生理學理論考試成績

實驗報告評分有顯著性差異但分值差異不大，實驗報告優秀率（實驗報告評分90～100分）實驗組顯著高于對照組（見表1）。 實驗組生理學理論考試綜合性筆試考試中成績顯著高于對照組（見表3）：記憶型題目得分無差別，理解型題目和應用型題目得分顯著提高。得分在對照組學生間差異明顯大于實驗組。

3.形成性評價結果

翻轉課堂教學模式明顯增加學生的參與度并積極推動學生的思考。師生互動的生理學及相關科學問題顯著提高（見表4）。傳統教學模式缺乏術操作前討論，所以不能提供完整的評分結果。

4.調查問卷結果

實驗組學生更加認可新教學模式，主觀上更喜歡翻轉課堂教學模式（見表5）。

二、討論

（一）翻轉課堂教學模式使學生成為生理實驗課真正的執行者

驗證性生理實驗課要求學生完成基本手術操作、實施實驗項目獲得實驗結果，并利用基礎生理學理論知識解釋實驗現象。實驗課全程學生參與度極高，看似學生是實驗課的主體，但由于實驗操作能力不足、基礎理論知識掌握不牢固以及實驗課學時相對有限等原因，傳統教學模式下，學生不得不花費很多的時間完成手術操作和實驗項目，沒有充分時間思考實驗結果，導致實驗報告書寫同質性很嚴重。而機械簡單地重復教師示教的手術操作，也導致學生實驗操作技能無法提高。翻轉課堂教學模式在課前任務學習單驅動下，針對實驗目的、實驗原理、實驗操作和實驗項目預測與分析引導學生進行有效的預習，在實驗課實施過程中完成小組討論、組間討論以及學實驗實施等教學活動，使得學生成為生理實驗課的真正執行者而不是簡單的重復教師的行為。小組討論和組間討論使得學生也成為學習過程深入進行的推動者。

（二）翻轉課堂教學模式完美契合生理學實驗教學對醫學生的基本培養目標

大學生自身已具備最基本的自主學習能力，在學習任務單等明確學習任務和學習目的的引導下，可進行更有效的實驗課前學習，熟悉基本手術操作理論知識，從而顯著減少實驗實施時學生手術操作時間，讓學生有時間進行深入思考實驗課程產生的科學問題，并有機會和同學及教師進行交流溝通，這可以讓學生更加透徹地掌握基礎理論知識，并利用基礎知識解釋實驗現象。這很好地培養了學生分析問題、解決問題的能力和科學思維能力。可見，轉課堂教學模式顯著提高了實驗報告書寫質量，學生的手術操作、考試成績也明顯提高。

更值得注意的是，實驗課實施過程中學生和教師互動的問題核心是科學問題，而不是手術操作如何進行。這在生理學實驗課中非常重要，極佳地體現了翻轉課堂教學模式可以更好地契合生理學實驗課對醫學生的基本培養目標：提高手術操作技能、提高分析問題及解決問題的能力、提高科學思維能力。學生問卷調查結果進一步說明了這一點。

（三）翻轉課堂教學模式能更好地激發學生自主學習熱情和團隊合作意識

翻轉課堂應用于生理學實驗，教師教授的內容提前出現在課程之前和教室之外，使學生有充足的時間來掌握自己學習的內容、學習的速度以及評估自己的學習效果。學習過程中學生之間互動和師生互動變得更加生動、更有意義，學生成為主動的學習者。

傳統教學模式下，接受能力強、主動和膽大心細的學生往往在手術操作過程中起到主導作用;而為了保證在有限的時間內完成實驗，其他學生僅起到輔助作用甚至只能圍觀。這使得學生在實驗課完成后手術操作技能的差異進一步擴大。翻轉課堂教學模式下，教師的任務是引導所有學生提前熟悉整個實驗操作過程，這提高了操作技能相對較弱的學生動手的決心。這樣在實驗進行過程中所有組員都可以參與到手術操作過程當中。加上實驗實施前后的小組討論和組間討論分享，翻轉課堂教學模式更好地促進了學生的團隊合作意識。

總之，翻轉課堂教學模式有效激發了學生自主學習的能力，更好地培養了學生的動手能力、發現問題及解決問題的能力、科學思維能力，解決了傳統教學的相對不足。調查問卷結果也顯示，學生對翻轉課堂教學方法、師生關系的滿意度以及學生的操作技能和思維能力的提高都優于傳統教學模式，這說明翻轉課堂教學模式教學法對于提高學生的能力素質有著重要的意義，能使學生更好地適應時代的發展。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 張其亮，王愛春. 基于“ 翻轉課堂”的新型混合式教學模式研究[J]. 現代教育技術，2014（4）：27-32.

[2] 鄭健英.計算機應用教學中采用“任務驅動”教學法效果探討[J].中國高等醫學教育，2013（10）：99-100.

[3] 王金紅. 驗證性實驗中培養醫學本科生科研能力的探索[J]. 中國高等醫學教育，2015（1）：13-14.

[4]劉文彥，武菲，辛青，等.活動教學法在生理學實驗教學中的應用[J].中國高等醫學教育，2016（10）：113-114.

[5]梁華敏，鄭云潔，宋元龍，等. 翻轉課堂教學模式在臨床醫學生生理學實驗教學的應用效果評價量表制作[J].世界最新醫學信息文摘，2019（78）：364-365.

[責任編輯：劉鳳華]