Moodle在4+4臨床醫學試點班生物化學教學中的應用體會

楊嘯林，張艷麗

(中國醫學科學院基礎醫學研究所 北京協和醫學院基礎學院 1.生物醫學工程學系；2.生物化學與分子生物學系，北京 100005)

21世紀生命科學飛速發展，人口、臨床實踐迅猛變化，促使醫學教育者探索醫學教育的新模式以應對挑戰。北京協和醫學院4+4臨床醫學試點班是探索培養醫學生新模式的醫學教育改革，從國內、外高水平大學招收優秀本科畢業生攻讀醫學博士學位，旨在培養復合型醫學人才。本文的目的是探討面向4+4學生如何開展《生物化學》教學。

1 學生狀況及Moodle支持的《生物化學》混合式課堂設計

《生物化學》是醫學院要求的醫預科必修課程，4+4學生必須在本科階段系統學習。與傳統的醫學院學生不同，4+4學生本科專業背景多樣，對生物化學的掌握程度差異大。在26份調查問卷中，只有不足半數學生本科階段進行了較長學時(60～100+)的生物化學學習，而部分學校學時短或未開設此課程，學生通過慕課自學完成入學所需學分。生物化學知識點繁多、難于記憶，多開設于本科低年級，學生對知識點遺忘率普遍較高，需要在醫學課程開始之前進行溫習與補齊。

不同院校生物化學的教學存在很大差異。普通院校強調生命體化學變化過程的基礎知識，不側重講解生物化學變化與疾病的關聯。然而從醫學的角度，所有疾病過程，最終都可以追溯到發生在生化和分子水平上的事件。近半個多世紀以來，生物化學突飛猛進，不僅使許多復雜疾病機制得以闡明，而且也成為認識和研究疾病的重要手段。然而，對于大部分4+4學生，之前學習生化的視角并未側重于疾病機制的解析與治療，生化知識點與疾病聯系的思維需加強。

基于上述背景，北京協和醫學院4+4醫學生教學體系在醫學總論中設立《生物化學》復習課程。教學目標設定為兩方面：一是提升學生基礎知識的掌握水平，測試掌握率達80%以上；二是幫助學生建立生物化學變化與疾病的關聯，提升將生物化學知識和方法應用于疾病診斷和治療的能力。然而，本課程作為醫預科生物化學的復習、進階課程，雖然同學們學習熱情高，但課時短(12學時)、任務重。因此，本課程采用線上與線下結合、多種現代教學方法交叉應用、調動學生課前、課堂和課后自主學習的混合式教學法，并充分利用教學管理系統Moodle，建設教學資源，支持教學方法實施過程中的流程管理、師生互動和學習引導。具體來講，利用Moodle進行自主學習環境的建設，幫助學生進行基礎知識的自主學習和提升；課堂中著眼于重點和難點的講授，并通過案例教學(case-based learning,CBL)幫助學生建立生物化學與疾病的關聯；建立個性化的形成性評價，作為督促學生學習和評價學習效果的依據。

2 通過Moodle建設《生物化學》自主學習環境

由于課時短，因此將基礎性知識設定為課前自主學習、復習的內容。課堂中對自主學習過程中反映出來的難點、重點，再進行深入講解和鞏固。課程設計策略為利用Moodle提供給學生可監督、可引導的學習資源，通過高頻率、低權重的考試促進學生基礎知識的掌握(圖1)。

在Moodle建設學習資源，購置Macmillan旗下Biochemistry(John L.Tymoczko,Jeremy M.Berg,Lubert Stryer等主編)的Sapling電子學習資源，利用Moodle平臺的學習工具互操作性 (Learning Tools Interoperability，LTI)接口實現兩者之間的整合。該教學資源包括了生物化學教程、測驗和Learning Curve學生自適應學習及評價等內容(圖1B,C)。電子教程利用生動的動畫及交互式代謝通路圖，顯示生物化學的復雜變化，對學生學習很有幫助。通過教程、測驗、對所考察知識點提示及Learning Curve評價的反復交互，幫助學生不斷加深學習印象，關注與反思自己在不同章節中表現出的不同學習能力，并自我調節、監控和評估學習過程，提升學生對自己學習的元認知能力[1-2]。

此外，該課程還以Moodle的題庫功能模塊為依托，按照生物化學主要章節建立Moodle課前測驗，限定學生完成時間，其主要目的是讓學生明確進入課堂學習前應掌握的知識，并對自己的水平做出評價(圖1A)。

通過上述操作，半數以上學生認為對于提高其醫預科生物化學水平有幫助，也學到了新的知識，尤其是對于本科階段生化基礎薄弱的學生幫助更為突出，達到了課前將學生水平基本拉齊的目標。

3 Moodle支持的案例教學

通過對前期學生自主學習評價的分析并根據教學大綱要求，歸納糖代謝過程，及機體在飽食、空腹、饑餓和疾病等不同情況下的代謝狀態及調節，是學生學習的重點和難點。課程設定將這部分基礎知識在課堂上進行不同角度的再講解，對知識體系進行前后聯系、歸納總結、融會貫通，改變傳統的知識單向灌輸，課堂穿插師生互動提問，并通過不同層次的案例將知識點進行串聯。例如，通過“砷中毒”講述糖酵解能量產生的底物水平磷酸化的知識點，通過“水果代餐減肥導致脂肪肝”講述糖酵解關鍵酶調控的知識點。果糖代謝因為繞過了糖酵解關鍵酶，導致其不受調控的合成脂肪。

A.Macmillan資源及按章節的課前測驗；B,C.Macmillan 電子學習資源中的交互式代謝通路圖(B)與學生自適應學習評價 (C)

為了提升學生應用生化知識分析、解決臨床問題的高階認知能力[3]，課程設置案例教學，幫助學生理解生物化學變化與臨床應用的關聯。教師廣泛參考各類原版書籍及網絡資源[4-6]，密切聯系臨床設計創新教學案例，針對性提出問題開展討論。其組織實施也在Moodle支持下完成，采用的是“Quiz”與“Workshop”兩種不同模塊，將Moodle與課堂深度整合。圖2，3顯示了為實現“糖代謝異常疾病與糖代謝知識相關聯”目標的案例教學實施情況。

3.1 隨堂“Quiz”方式

在課堂進行中，對重難點知識進行串聯講授，緊接著在Moodle以“Quiz”發布對應病例及問題，組織學生分組討論，并完成配套討論題目，之后教師講解與點評。具體實施流程如圖2。

圖2 以 “Quiz”形式組織實施的“糖酵解異常疾病”案例教學Fig 2 Case-based learning of “abnormal glycolysis disease”in the form of “Quiz”

本CBL案例提供了1例糖代謝異常病例的臨床表現與檢查結果，在Moodle設置遞進的問題展開討論，教師根據Moodle回答情況，引導學生思考患者代謝異常情況及其可能原因。結合臨床癥狀、異常的代謝物量表以及糖酵解過程的基礎知識點，大部分同學在Moodle選擇了第1題的正確答案，之后教師點評：患者糖酵解各代謝物異常，或升或降，其中6-磷酸果糖與1,6-二磷酸果糖分別為磷酸果糖激酶所催化糖酵解第三步反應的底物與產物，其一升一降提示該反應受阻，磷酸果糖激酶缺陷導致底物蓄積而產物降低。然后，在Moodle發布第2個問題，小組進一步分析患者貧血的原因。教師觀察、參與學生討論，并進行個別指導，引導學生結合紅細胞膜特點、膜上鈉鉀泵的作用及其對ATP的依賴進行分析。學生在Moodle提交答案，教師瀏覽、選擇較為全面的回答進行課堂分享與點評。

3.2 學生互動評價的 “Workshop”方式

在Moodle平臺發放糖代謝病例及思考題作為課后作業，學生分析病例并根據要求在論壇提交作業。教師利用Moodle中Workshop教學活動模塊中的4個階段控制進程，監督學生學習并實現師生互動(圖3)，完成同伴互評與教師評價，有效地提升學生的決策、批判性思維。

圖3 以 “Workshop”形式組織實施的“遺傳性果糖不耐癥”案例教學Fig 3 Case-based learning of “hereditary fructose intolerance”in the form of “Workshop”

在此案例中，學生需要結合患者此時的身體狀況及酶缺陷分析其代謝狀態：果糖耐量試驗在空腹狀態下進行，人體此時靠糖原分解維持血糖穩定；遺傳性果糖不耐癥缺乏醛縮酶B，導致果糖磷酸化生成的1-磷酸果糖不能裂解代謝。大量的1-磷酸果糖抑制糖原分解，導致低血糖。學生提交分析結果，并在Workshop進行互評，可以參考其他同學的解題思路與思考角度，進行對比與自我修正。在課堂上，繼續發布本病例后續的反轉進展，提醒學生應用新的線索結合激素調節血糖的知識點，來推測患者死亡的真正病因。

綜上所述，以Moodle平臺成功配合CBL提出密切聯系基礎知識的問題，引導學生為主體進行討論。學生主觀評價案例問題角度新穎獨特、有趣、記憶深刻，使他們領會了應用生化知識分析、解決臨床實際問題的方法與思路，激發了學習興趣，鍛煉了臨床思維。CBL教學促進學生認知水平從低階向高階轉換，實現理論知識的升華，為進入臨床階段的學習打下基礎。

4 利用Moodle組織和實施形成性評價

課程的Moodle評價體系將單一考試評價變為形成性評價與結果性評價相結合，加強了教學過程管理，促進了學生的主動學習和自我測評。Moodle記錄了對學生Sapling課程資源學習、課堂討論、案例教學參與狀況、作業互評、課后測驗、期末考試等行為的評價，在Moodle可設置權重并得到最后的總評成績。

5 討論

本課程以Moodle支撐了課程教學設計的實施，實現了線上資源和課堂的緊密融合及有序展開，基本達到預設目標。Learning Curve反映基本知識掌握的部分，平均正確率達到86%。今后可設計對照，對結果進行更好的量化評價。

更重要的是，Moodle的卓越價值在于增強了面對面課堂教學的教學效果。該平臺整合了支持各種教學方法實施的教學活動模塊，將傳統的面對面課堂教學中寶貴的師生互動以更有效、更生動的方式呈現。本課程中，以不同Moodle模塊組織的兩種不同模式的案例教學，不但減輕了組織案例教學活動的負擔，也對學生的參與情況進行了詳細記錄，對學生的評價比較翔實可靠，促進了學生積極參與，增強了教師對案例教學過程的掌控。

對于2020級4+4臨床醫學試點班學生，本課程在入學前提前啟動，學習資源于暑期順次在Moodle平臺發布，學生按規定完成，使學生在入學前達到更好的知識狀態。但是，Sapling內容量大，有同學反饋占用暑期多，學習壓力較大，今后宜提前公布暑期學習安排且精選Sapling題目，以達到更好效果。

經過一年多的推廣使用，Moodle不僅在本課程中取得良好效果，也得到北京協和醫學院師生的肯定，并有可能在更多課程的教學改革中大顯身手，是一個值得繼續探索與挖掘的學習管理系統。