“翻轉(zhuǎn)課堂+對(duì)分課堂”混合教學(xué)模式在基因工程教學(xué)中的應(yīng)用

王桂華　劉偉　王景偉　張紅梅　余麗蕓

摘 要：文章介紹了目前基因工程課堂教學(xué)中所存在的主要問(wèn)題，介紹了翻轉(zhuǎn)課堂和對(duì)分課堂的模式，并分析了將它們應(yīng)用在基因工程課程教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)和不足，最后闡述了“翻轉(zhuǎn)課堂+對(duì)分課堂”混合教學(xué)模式在基因工程課程中的應(yīng)用方案，為課程改革提供有利依據(jù)。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂;對(duì)分課堂;混合教學(xué);基因工程

中圖分類號(hào)：Q78-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 收稿日期：2019-02-21 文章編號(hào)：1674-120X（2019）17-0111-02

一、引言

基因工程是生命科學(xué)專業(yè)的核心課程之一，目的是讓學(xué)生掌握基因工程的概念、原理和操作方法，以及先進(jìn)的分子操作技術(shù)的應(yīng)用，以便學(xué)生將來(lái)能夠很好地利用該技術(shù)進(jìn)行相關(guān)科學(xué)研究，或者為將來(lái)研究生學(xué)習(xí)儲(chǔ)備知識(shí)。總的來(lái)講，基因工程對(duì)生命學(xué)院的學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)具有重要的意義，是提升生命學(xué)院學(xué)生的理論知識(shí)素質(zhì)和實(shí)踐操作能力的保障。但是，該課程由于理論性和實(shí)踐操作性都很強(qiáng)，教學(xué)的過(guò)程中存在一些問(wèn)題，使教學(xué)效果不盡如人意。表現(xiàn)在：

（一）理論性強(qiáng)

基因工程指在基因DNA水平上，采用工程學(xué)原理設(shè)計(jì)十分類似的方法，按照人類的意愿進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后按設(shè)計(jì)方案創(chuàng)建出具有某種新的性狀的生物新品種或新品系，并能使其穩(wěn)定地遺傳給后代。它是以分子遺傳學(xué)為理論基礎(chǔ)，以分子生物學(xué)和微生物學(xué)的方法為手段。根據(jù)這個(gè)定義，我們能看出基因工程既有理學(xué)的特點(diǎn)，同時(shí)也具有工程學(xué)的特點(diǎn)。

（二）實(shí)踐性強(qiáng)

基因工程是一門實(shí)踐操作性和技術(shù)性都很強(qiáng)的課程，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)操作技能的訓(xùn)練有利于理論課程的教學(xué)，從基因組的提取、PCR擴(kuò)增、連接與轉(zhuǎn)化、篩選與鑒定以及誘導(dǎo)異源蛋白的表達(dá)等整個(gè)流程，使學(xué)生對(duì)基因工程操作流程有了一個(gè)整體性的、連續(xù)性的認(rèn)識(shí)。通過(guò)這些連續(xù)性實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生理論知識(shí)的適用性，提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力，初步培養(yǎng)學(xué)生的基因工程科學(xué)研究的基本能力。

（三）發(fā)展速度快

以基因工程為核心的現(xiàn)代生物技術(shù)是21世紀(jì)初期全球發(fā)展最快的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。由于其打破了不同物種之間的界限，定向地創(chuàng)造出生物新品種或新物種，因此近年來(lái)基因工程正以空前的速度發(fā)展和膨脹，顯著地推動(dòng)農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥與能源等方面向更加高效和環(huán)保的方向發(fā)展。因此理論教學(xué)中不斷更新補(bǔ)充新知識(shí)、新技術(shù)、新產(chǎn)品，同時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不斷引入新試驗(yàn)內(nèi)容、新技術(shù)，從而不斷更新實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)內(nèi)容。

二、“翻轉(zhuǎn)課堂+對(duì)分課堂”模式

文章將從理論和實(shí)踐兩個(gè)方面介紹和探討“翻轉(zhuǎn)課堂+對(duì)分課堂”兩種教學(xué)模式的結(jié)合，并運(yùn)用于基因工程教學(xué)中。通過(guò)基因工程網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)視頻、音頻、超星數(shù)據(jù)庫(kù)的電子教材等在線資料，能提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，使課堂中的師生互動(dòng)及生生互動(dòng)的時(shí)間更加充足，以解決學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)的層次不齊、課堂討論時(shí)間不充足、討論不徹底等問(wèn)題，最終達(dá)到高效課堂討論的實(shí)效性，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。

“翻轉(zhuǎn)課堂”是指課前教師提供學(xué)習(xí)資源，學(xué)生自主學(xué)習(xí)新知識(shí)，并完成進(jìn)階作業(yè);課堂上學(xué)生參與同伴和老師的互動(dòng)活動(dòng)，并完成各種測(cè)試和練習(xí)，教師根據(jù)學(xué)生的測(cè)試結(jié)果有針對(duì)性地進(jìn)行答疑解惑，從而使學(xué)生更好地掌握所學(xué)知識(shí)。對(duì)分課堂教學(xué)模式由復(fù)旦大學(xué)教學(xué)發(fā)展中心特聘研究員、心理系博導(dǎo)張學(xué)新教授提出。該教學(xué)模式融合講授式課堂與討論式課堂的優(yōu)點(diǎn)，提出“對(duì)分課堂”新思路，對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)進(jìn)行根本性變革。培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣，主動(dòng)學(xué)習(xí)效率是被動(dòng)學(xué)習(xí)的四倍到十倍以上。對(duì)分課堂的核心理念是把課堂時(shí)間對(duì)半切分，一半時(shí)間分配給學(xué)生，另一半給教師講授，學(xué)生主要以討論的形式進(jìn)行交互式學(xué)習(xí)，師生將課堂時(shí)間“對(duì)分”。講授和討論在時(shí)間上錯(cuò)開，學(xué)生有一定時(shí)間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，對(duì)知識(shí)進(jìn)行個(gè)性化的內(nèi)化吸收。

對(duì)分課堂具體包括五個(gè)環(huán)節(jié)：講授（教師完成）、獨(dú)立學(xué)習(xí)（學(xué)生獨(dú)立完成）、獨(dú)立做作業(yè)（學(xué)生獨(dú)立完成）、小組討論（學(xué)生共同完成）和組間交流（教師、學(xué)生共同完成）。

三、“翻轉(zhuǎn)課堂+對(duì)分課堂”混合教學(xué)模式構(gòu)建及應(yīng)用

隨著在線教育的快速發(fā)展，各個(gè)高校教師正積極運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)工具和先進(jìn)教學(xué)理念開展智慧教學(xué)，本課題組也加入了教學(xué)改革的隊(duì)伍中，基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行了教育教學(xué)改革。以學(xué)校的人才培養(yǎng)目標(biāo)為指導(dǎo)方向，利用近兩年時(shí)間進(jìn)行了線上學(xué)習(xí)內(nèi)容的建設(shè)：知識(shí)點(diǎn)碎片化、測(cè)試題、討論話題、文檔、圖書、知識(shí)點(diǎn)等。同時(shí)進(jìn)行了課程的總體設(shè)計(jì)，知識(shí)點(diǎn)的碎片化設(shè)計(jì)、教學(xué)組織運(yùn)行設(shè)計(jì)（教學(xué)內(nèi)容的發(fā)布、教學(xué)進(jìn)度的控制、學(xué)生的分組討論、作業(yè)的發(fā)布和評(píng)判、學(xué)習(xí)成果的考核）等，選定了超星泛雅平臺(tái)進(jìn)行資源推送。

（一）翻轉(zhuǎn)課堂模式的應(yīng)用

（1）線上教學(xué)：導(dǎo)學(xué)方案和翻轉(zhuǎn)課堂的教案課前1～2周發(fā)布到超星學(xué)習(xí)通上，需要學(xué)生觀看視頻網(wǎng)課、線上回答的問(wèn)題以及學(xué)生的提問(wèn)等。

（2）線下教學(xué)即課堂教學(xué)組織：本課程中基因工程技術(shù)、酶學(xué)、載體、連接重組、轉(zhuǎn)化、篩選與鑒定等這些相對(duì)簡(jiǎn)單的內(nèi)容，采用翻轉(zhuǎn)課堂方式進(jìn)行開展教學(xué)。將班級(jí)的28名學(xué)生分為6個(gè)研究小組，有的5人，有的4人，成員輪流擔(dān)任組長(zhǎng)。

課前：將學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)任務(wù)單通過(guò)學(xué)習(xí)通APP推送給學(xué)生，讓學(xué)生提前學(xué)習(xí)，課上檢測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)效果，同時(shí)找學(xué)生講解要點(diǎn)（一般10分鐘左右）。在學(xué)生講解過(guò)程中，教師會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)生不理解的地方，找其他同學(xué)講解，教師發(fā)現(xiàn)“真問(wèn)題”。針對(duì)這些“真問(wèn)題”，教師進(jìn)行詳細(xì)講解，并布置問(wèn)題，小組內(nèi)共同討論，教師組織學(xué)生回答，鍛煉其歸納總結(jié)及口頭表達(dá)能力，引導(dǎo)學(xué)生內(nèi)化吸收線上學(xué)習(xí)內(nèi)容。

（3）翻轉(zhuǎn)課堂的關(guān)鍵之處不僅僅是視頻的制作，更重要的在于如何將課堂時(shí)間更好地分配和加以利用。課堂的組織和學(xué)生的互動(dòng)式討論，需要教師精心設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備，做到因材施教?！胺D(zhuǎn)課堂”之所以能夠成功，是因?yàn)檎n堂上學(xué)生間的互動(dòng)式討論提升了學(xué)生“內(nèi)化吸收”學(xué)習(xí)過(guò)程的效益。

（二）對(duì)分課堂模式的應(yīng)用

在課堂上采用隔堂對(duì)分的教學(xué)模式，構(gòu)建了混合式教學(xué)模式（見下圖），同時(shí)對(duì)理論性強(qiáng)、難以自學(xué)明白的知識(shí)（例如構(gòu)建cDNA文庫(kù)），學(xué)生提前預(yù)習(xí)很難學(xué)明白，該知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)采用“隔堂對(duì)分”教學(xué)模式。

以課堂45分鐘為例，教師進(jìn)行15分鐘講授，之后8分鐘學(xué)生進(jìn)行獨(dú)自內(nèi)化吸收，然后小組討論8分鐘，然后進(jìn)入班級(jí)交流8分鐘（小組提問(wèn)，其他小組同學(xué)解答或者教師解答），最后教師總結(jié)6分鐘。提前將講授方式告知大家，讓學(xué)生了解在講授理論知識(shí)和學(xué)生討論之間引入一個(gè)學(xué)生對(duì)知識(shí)的內(nèi)化環(huán)節(jié)，讓學(xué)生有備而來(lái)地參與討論。通過(guò)對(duì)內(nèi)化吸收過(guò)程的強(qiáng)調(diào)，對(duì)分課堂實(shí)現(xiàn)了講授法和討論法的整合。這樣既保證了知識(shí)體系傳遞的效率，也充分發(fā)揮了學(xué)生的積極性，學(xué)生開始動(dòng)腦思考了，問(wèn)題增多了，而且有興趣了。

（三）成績(jī)考核

教學(xué)過(guò)程中，采用過(guò)程性評(píng)價(jià)為主的評(píng)價(jià)機(jī)制。成績(jī)具體由期末閉卷成績(jī)和平時(shí)成績(jī)兩部分構(gòu)成，線上成績(jī)占30%，平時(shí)出勤和實(shí)驗(yàn)成績(jī)占40%，期末卷面成績(jī)占30%。線上成績(jī)包括視頻觀看30分、必讀書目30分、發(fā)帖及回帖互動(dòng)40分。平時(shí)成績(jī)具體構(gòu)成：9次作業(yè)，每次5分，共45分，階段性測(cè)驗(yàn)30分，課堂表現(xiàn)20分，出勤5分。期末成績(jī)是閉卷考試，試題均是綜合分析題。

四、學(xué)生對(duì)授課方式的評(píng)價(jià)和學(xué)習(xí)效果的反饋

在課程結(jié)束時(shí)，利用超星學(xué)習(xí)通APP進(jìn)行了學(xué)生對(duì)本門課的評(píng)價(jià)，學(xué)生普遍反映該課程授課方式新穎。

84%的學(xué)生表示喜歡使用學(xué)習(xí)通進(jìn)行學(xué)習(xí)，74%的學(xué)生表示對(duì)教師推送的學(xué)習(xí)資源基本都看，100%的學(xué)生表示教師布置的作業(yè)適中，89%的學(xué)生表示通過(guò)看學(xué)習(xí)資源中的視頻和PPT基本都能看懂，且收獲很大，89%的學(xué)生表示每次測(cè)驗(yàn)后會(huì)認(rèn)真分析錯(cuò)題，100%的學(xué)生表示非常喜歡這種混合式學(xué)習(xí)方式，100%的學(xué)生認(rèn)為這種教學(xué)方式很好，95%的學(xué)生表示接受在其他科目中應(yīng)用此方法，95%的學(xué)生認(rèn)為本課程最終的試卷題型很好。

五、結(jié)語(yǔ)

“翻轉(zhuǎn)課堂+對(duì)分課堂”混合式教學(xué)模式改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程均以學(xué)生為中心，讓學(xué)生自由選擇課下學(xué)習(xí)時(shí)間和學(xué)習(xí)內(nèi)容，教師僅僅是一個(gè)引導(dǎo)者，作用是啟發(fā)學(xué)生。課程進(jìn)行過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)這種教學(xué)模式可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

在線開放課程拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)空，激發(fā)了學(xué)生的自主性和學(xué)習(xí)積極性，拓展了優(yōu)秀教育資源的受益面，促進(jìn)了教學(xué)模式、教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容的形式變化，促使教學(xué)管理機(jī)制發(fā)生了變革，給高校教育的教學(xué)改革帶來(lái)新的機(jī)遇。為了使對(duì)分課堂的教學(xué)效果更好地顯現(xiàn)出來(lái)，從而幫助學(xué)生在各自不同的水平上有所提高，而且在有限的課堂內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，因此將翻轉(zhuǎn)課堂融入對(duì)分課堂中，結(jié)合二者的優(yōu)勢(shì)，共同作用于教學(xué)過(guò)程，使教有所長(zhǎng)，學(xué)有所得，達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王桂華，唐彥君，張冰冰，等.混合式教學(xué)模式在《基因工程》教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用效果分析[J].教育教學(xué)論壇，2018（20）：206-207.