分子生物學(xué)檢驗智慧教學(xué)模式的探索與實踐

郭亞飛，李晶晶，王婉至，胡淼，賀志安

（新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院三全學(xué)院 醫(yī)學(xué)檢驗學(xué)院，河南新鄉(xiāng) 453003）

臨床分子生物學(xué)檢驗技術(shù)主要是面向醫(yī)學(xué)類高等院校四年制醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)本科學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)核心課。該課程以含有核酸或蛋白質(zhì)等生物大分子的樣本作為診斷材料，運用分子生物學(xué)技術(shù)分析基因的存在、變異或表達，在分子水平分析疾病的產(chǎn)生原因和發(fā)展過程，具有內(nèi)容多、難度大、應(yīng)用強、發(fā)展快的特點。隨著分子檢驗的新技術(shù)和新方法不斷涌現(xiàn)，對本課程的教學(xué)也提出了更高的要求[1]。該課程是醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)和臨床檢驗的橋梁課程，涉及范圍從基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)到臨床醫(yī)學(xué)[2]，在醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)人才的理論和技能培養(yǎng)中起重要作用。但是，由于該課程知識點多且相對抽象，知識更新速度快，傳統(tǒng)的授課模式存在課堂互動較少、學(xué)生學(xué)習(xí)效果無法及時反饋、學(xué)生課堂參與度不高和難以實現(xiàn)分層教學(xué)等情況。因而，面對具有個性化和多樣化學(xué)習(xí)需求的“00后”學(xué)生，現(xiàn)階段傳統(tǒng)的教學(xué)模式很難滿足其學(xué)習(xí)需求[3]。為了更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，提升課程教學(xué)效果，課程組教師在傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的基礎(chǔ)上引入網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)模式，使二者有機結(jié)合，借助智能化教學(xué)工具和信息化技術(shù)，在教學(xué)全過程中開展基于長江雨課堂、醫(yī)學(xué)檢驗虛擬仿真系統(tǒng)和教學(xué)質(zhì)量管理系統(tǒng)等平臺的“教、測、考、論、操、練、創(chuàng)、賽”“八合一”多元化、情景化、互動化的智慧教學(xué)改革，圍繞“提素質(zhì)、重實踐、強能力、有潛力”的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，以期激發(fā)學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)興趣，促進其對課程知識的理解和掌握，進而不斷提升課程教學(xué)成效和人才培養(yǎng)水平。

1 臨床分子生物學(xué)檢驗技術(shù)課程的教學(xué)現(xiàn)狀

首先，在課程內(nèi)容方面，本課程的內(nèi)容主要包括：臨床分子生物學(xué)檢驗標(biāo)志物的概念和分類、臨床標(biāo)本處理與分離純化技術(shù)、DNA 重組技術(shù)、PCR 技術(shù)、核酸分子雜交技術(shù)、核酸序列分析、蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)、生物芯片技術(shù)等在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。本課程內(nèi)容涉及生物學(xué)、化學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)等多個學(xué)科的知識，知識面廣、抽象煩瑣且不易理解。加之分子生物學(xué)相關(guān)技術(shù)發(fā)展迅猛、知識更新速度快，該課程對學(xué)生多學(xué)科綜合學(xué)習(xí)能力要求較高。因此，學(xué)生普遍反映課程學(xué)習(xí)難度較大，學(xué)習(xí)興趣不足，課堂參與度和學(xué)習(xí)積極性不高。

其次，在教學(xué)模式方面，本課程以往多采用線下板書結(jié)合多媒體課件講授的傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式，教學(xué)模式較為單一、智慧化程度不高。傳統(tǒng)的授課模式下，授課教師占主導(dǎo)地位，學(xué)生被動學(xué)習(xí)知識，在課堂上缺乏參與感和獲得感。此外，由于分子生物學(xué)檢驗技術(shù)的發(fā)展迅速，該課程傳統(tǒng)的實驗教學(xué)未及時更新，與崗位勝任力要求不匹配。校內(nèi)實驗室一方面缺少全自動核酸提取儀、測序儀、核酸雜交儀器等新型檢驗設(shè)備，另一方面尚未建成標(biāo)準(zhǔn)化的分子診斷實驗室，不能很好地適應(yīng)檢驗行業(yè)發(fā)展的需求。因此，智慧程度較低的傳統(tǒng)教學(xué)模式，使學(xué)生對臨床分子生物學(xué)檢驗技術(shù)的基礎(chǔ)知識和基本技能的學(xué)習(xí)動力不足，未能滿足學(xué)生對本課程多樣化、個性化、互動化的學(xué)習(xí)需求。

最后，在學(xué)習(xí)效果監(jiān)測和考核評價方面，由于理論課授課多以大班授課為主，難以實施分層教學(xué)。雖然在傳統(tǒng)模式下教師可以通過開展課堂提問、小組討論等環(huán)節(jié)進行課堂互動，但是由于課時限制且學(xué)生參與積極性不高，師生之間缺乏雙向互動，往往難以達到良好的互動效果。同時，由于每節(jié)課課程內(nèi)容較多，為了達成教學(xué)目標(biāo)，教師授課節(jié)奏較快、學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效果僅能通過教師在課堂上觀察學(xué)生的表情和反應(yīng)來反饋，這不僅對教師的教學(xué)經(jīng)驗要求較高，并且獲得的學(xué)生學(xué)習(xí)效果反饋不全面、不客觀、不具體、不及時，難以真正形成師生學(xué)習(xí)共同體。此外，在考核評價方面，傳統(tǒng)的以期末考試為主的考核評價方式單一且難以做到覆蓋教學(xué)全過程。學(xué)生一般選擇在考前突擊學(xué)習(xí)來通過考試，難以真正反映學(xué)生的知識掌握程度。另外，學(xué)生在對教師授課質(zhì)量進行評價時，僅僅依賴學(xué)期初和學(xué)期中的師生座談會、教學(xué)信息員平時的反饋和期末評教數(shù)據(jù)，學(xué)生對教師授課期間的教學(xué)質(zhì)量評價不夠及時全面。

2 智慧教學(xué)模式的構(gòu)建思路

近年來，移動互聯(lián)網(wǎng)背景下的信息技術(shù)和人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，正在對高校教育教學(xué)模式等方面產(chǎn)生深刻的影響，不僅全方位推進教育領(lǐng)域變革創(chuàng)新，而且助力重塑和構(gòu)建智慧教育新生態(tài)[4]。隨著人工智能、虛擬現(xiàn)實、5G 等新興技術(shù)的不斷成熟，智慧課堂從技術(shù)與教學(xué)的“整合”向“深度融合”轉(zhuǎn)變[5]。多樣化教學(xué)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，有效增強了學(xué)生的科研思維能力[6]，并因此也誕生了許多智慧教學(xué)平臺，如雨課堂、優(yōu)慕課等平臺。采用智慧教學(xué)工具的教學(xué)模式不僅極大地改善了教學(xué)方式的可操作性，而且在人才培養(yǎng)質(zhì)量上正在發(fā)揮著越來越顯著的作用[7]。智慧教育是教育信息化進入新階段的必然要求[8]，因此，在課內(nèi)，課程組通過借助智能化教學(xué)工具和信息化技術(shù)，在本課程教學(xué)過程中利用長江雨課堂平臺探索將線上與線下教學(xué)相結(jié)合來解決理論教學(xué)和實驗操作中存在的教學(xué)模式單一、智慧程度不高等問題。在此基礎(chǔ)上，課程組還引入中國大學(xué)慕課和教學(xué)質(zhì)量評價系統(tǒng)等智慧教學(xué)平臺，借助智慧教室硬件教學(xué)設(shè)施，將多層次互動與學(xué)習(xí)效果監(jiān)測相結(jié)合，以期解決考核和測試不夠及時全面的問題。針對課堂討論效果不佳和實驗操作需要新型檢驗設(shè)備的問題，可通過長江雨課堂和虛擬仿真實驗教學(xué)平臺進行線上互動交流及虛擬檢驗設(shè)備操作訓(xùn)練，真正達到實時線上討論和設(shè)備操作反復(fù)練習(xí)的目標(biāo)。在課外，依托學(xué)堂云和虛擬仿真實驗教學(xué)平臺，課程組教師上傳課前導(dǎo)學(xué)、檢驗技能大賽項目考核標(biāo)準(zhǔn)、“雙創(chuàng)”融合案例等學(xué)習(xí)資源，積極開展檢驗技能大賽及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽培訓(xùn)，實現(xiàn)覆蓋課內(nèi)外全過程的智慧教學(xué)。以醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)學(xué)生作為具體實施對象，圍繞“提素質(zhì)、重實踐、強能力、有潛力”的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，課程組將臨床分子生物學(xué)檢驗技術(shù)課程作為改革對象，建立“八合一”的智慧教學(xué)模式，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)要求，更好地發(fā)揮專業(yè)課的育人功能，不斷提升課程教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

3 基于長江雨課堂智慧教學(xué)模式的探索實踐

3.1 智慧教學(xué)開展的基礎(chǔ)

首先，在組建智慧型教學(xué)團隊方面，臨床分子生物學(xué)檢驗技術(shù)課程教學(xué)團隊的教師年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)歷層次、職稱等級和專業(yè)分布合理，并且均參加過高校教師智慧教學(xué)能力提升講座、智慧教學(xué)改革研討會和智慧教學(xué)模塊培訓(xùn)，具備開展智慧教學(xué)的能力和教學(xué)改革的經(jīng)驗。同時，團隊擁有多名“雙師型”教師[9]。教師能分別從臨床操作技能的角度、檢驗行業(yè)發(fā)展的角度、信息化融入教學(xué)的角度對課程教學(xué)內(nèi)容進行深入分析和探討。在教學(xué)改革經(jīng)驗方面，本團隊教師已持續(xù)開展智慧教學(xué)2 年以上，具有豐富的教學(xué)經(jīng)驗并積累了許多教學(xué)資源。教學(xué)團隊成員保持穩(wěn)定且均具有完成本課程教學(xué)的時間和精力，為本課程的改革實踐奠定了良好的基礎(chǔ)。

其次，在教學(xué)平臺和資源方面，新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院三全學(xué)院醫(yī)學(xué)檢驗學(xué)院具有開展混合式教學(xué)的智慧教室和供學(xué)生上機學(xué)習(xí)的機房，教室和學(xué)生生活區(qū)已實現(xiàn)校園無線網(wǎng)覆蓋，學(xué)生基本都擁有用于線上學(xué)習(xí)的智能手機等設(shè)備。實驗課程教學(xué)效果決定了學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)效果[10]，學(xué)校已成功搭建了虛擬仿真實驗系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅能應(yīng)用于臨床分子生物學(xué)檢驗技術(shù)課程教學(xué)，還可應(yīng)用到其他醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)課程體系中進行模擬操作。學(xué)校購置了長江雨課堂線上教學(xué)平臺，已穩(wěn)定運行一學(xué)年以上，具有包括學(xué)堂在線和中國大學(xué)慕課在內(nèi)的國家級精品課程資源，且配備有專門的工程師進行線上維護，具有良好的經(jīng)驗和技術(shù)支持。同時，學(xué)校開通了基于移動端實時操作的教學(xué)質(zhì)量管理平臺，可用于學(xué)生評教信息采集，也可開展同行互評和督導(dǎo)評價。

最后，在教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)和教學(xué)方法創(chuàng)新方面，由于臨床分子生物學(xué)檢驗是目前臨床檢驗診斷學(xué)各亞專業(yè)中知識和技術(shù)更新快、發(fā)展快的學(xué)科[11]，課程組教師要先對課程內(nèi)容進行整合重構(gòu)，在參考教材和教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上，精簡課程內(nèi)容、理清邏輯主線、融合思政元素，將知識點以微課或慕課精講的形式分布在各個章節(jié)；采用線上線下混合式教學(xué)，教學(xué)方法主要采用行業(yè)內(nèi)崗位勝任力考核、工作情境模擬、創(chuàng)新項目教學(xué)法等；在教學(xué)過程中，教師還應(yīng)靈活運用啟發(fā)式、探究式、討論式、案例式、項目驅(qū)動式等多樣化混合式教學(xué)模式。教師在以學(xué)生為中心的教學(xué)理念下進行教學(xué)設(shè)計，注重案例分析教學(xué)，加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)、質(zhì)量意識和創(chuàng)新精神。

3.2 教學(xué)實施過程整體設(shè)計

在教學(xué)實施過程方面，具體步驟如下：

在每節(jié)課開始前，每位授課教師要提前做好講授內(nèi)容的調(diào)研和學(xué)情分析，通過課前交流群、問卷調(diào)查或者教學(xué)信息員反饋等途徑收集學(xué)生學(xué)習(xí)情況，結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和教學(xué)大綱以及人才培養(yǎng)方案要求，在教研室集體備課時共同討論并確定智慧教學(xué)目標(biāo)，完成通讀教材、教案撰寫、課件制作、準(zhǔn)備測試題目、課前導(dǎo)學(xué)等內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，開展教研室內(nèi)部預(yù)試講，并根據(jù)團隊成員所提建議設(shè)計教學(xué)方案和追蹤評價反饋以達到不斷優(yōu)化和改進的目的。“教”是指教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)設(shè)計確定后，主講教師要提前一周完成課前線上推送資料的制作，做好混合式教學(xué)準(zhǔn)備；“測”是指課前推送資料，主要用于學(xué)生的課前學(xué)習(xí)和測試，課前學(xué)習(xí)資源不宜過多，一般包括課前導(dǎo)學(xué)內(nèi)容、授課用教學(xué)課件、章節(jié)微課視頻、課前測試題、調(diào)查問卷等內(nèi)容。課前導(dǎo)學(xué)主要以任務(wù)驅(qū)動的形式協(xié)助學(xué)生完成課前重要內(nèi)容的預(yù)習(xí)，還可以案例討論的形式引導(dǎo)學(xué)生進行小組討論。通過線上方式進行課前預(yù)習(xí)，不僅能夠提高學(xué)生的參與感和獲得感、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)主動性，還可強化對章節(jié)重點知識的鞏固復(fù)習(xí)。在課前準(zhǔn)備階段，通過長江雨課堂和中國大學(xué)慕課視頻資源的運用，一方面實現(xiàn)了師生、生生之間的溝通交流互動，另一方面還完成了課前對所有學(xué)生的診斷性評價。

在課中，授課教師通過微信掃碼登錄長江雨課堂平臺開始授課，課件會在學(xué)生手機端同步顯示，師生可通過彈幕、答題等多種形式開展課堂互動。“考”是指系統(tǒng)會自動采集學(xué)生的使用數(shù)據(jù)，生成課堂報告，包括課堂活躍度、課堂平均分、優(yōu)秀學(xué)生和預(yù)警學(xué)生等內(nèi)容，這些數(shù)據(jù)可用于課程考核評價。基于長江雨課堂平臺的智慧教學(xué)模式的運用，實現(xiàn)了課堂教學(xué)教與學(xué)的雙向融合，達到了高效率、多維度、立體化的互動交流。此外，“論”是指課中可依托智慧教學(xué)平臺開展翻轉(zhuǎn)課堂、小組討論，不僅調(diào)動了學(xué)生參與課堂互動的積極性，還可以實時監(jiān)測學(xué)生的學(xué)習(xí)情況[12]。而且，長江雨課堂測試題目類型多樣、互動簡便高效且具備依托大數(shù)據(jù)進行全方位、多元化的分析評價功能，有利于教師及時調(diào)整教學(xué)進度，改進教學(xué)方式。“操”和“練”是指在實踐教學(xué)方面，通過虛擬仿真實驗教學(xué)平臺的使用，打破時間和場地限制，構(gòu)建以基礎(chǔ)實驗、專業(yè)實訓(xùn)、虛擬操作三位一體的實踐智慧教學(xué)體系，解決臨床分子生物學(xué)檢驗技術(shù)教學(xué)與檢驗行業(yè)發(fā)展脫節(jié)和實驗操作無法反復(fù)練習(xí)的問題。

在課后，學(xué)生可通過多種形式完成線上任務(wù)，如撰寫總結(jié)反思、繪制思維導(dǎo)圖、制作微課視頻等，將其上傳至線上平臺[13]。同時，學(xué)生使用教學(xué)質(zhì)量管理平臺對授課教師進行評價。“創(chuàng)”和“賽”是指教師可依托智慧教學(xué)平臺開展第二課堂，鼓勵學(xué)生積極參加檢驗技能大賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等競賽項目[14]，最大限度地發(fā)揮專業(yè)課的育人功能，提升學(xué)生的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)。

4 結(jié)語

通過對臨床分子生物學(xué)檢驗技術(shù)課程進行智慧教學(xué)模式改革，樹立了“以學(xué)生為中心、行業(yè)需求為導(dǎo)向、崗位勝任力為抓手、智慧教學(xué)模式為途徑”的教育理念，構(gòu)建了“八合一”的多元化、智能化、情景化、便捷化和互動化的智慧教學(xué)模式，授課教師運用信息化技術(shù)進行教學(xué)的能力得到了較大提升，學(xué)生參與課堂的積極性明顯增強，評價方式更加全面有效，教學(xué)更具個性化，促進了學(xué)生綜合素質(zhì)的全面提升。