信息化背景下翻轉(zhuǎn)課堂在生物化學中的應用實踐

張月杰 盧明鋒

摘要：“翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式已經(jīng)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(fā)學習興趣、如何高效組織教學、促進能力和素質(zhì)提升等方面進行教學設計和實踐，為翻轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(yè)基礎課，也是發(fā)展迅猛的前沿性學科，其理論知識及應用技術涉及醫(yī)藥、營養(yǎng)、食品、農(nóng)業(yè)等多個學科。作為核心課程，生物化學也是大多數(shù)相關專業(yè)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(yǎng)成。但是課堂互動少，學生大多處于被動學習狀態(tài)，學習主觀能動性得不到加強。另外生物化學具有內(nèi)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(nèi)容理解不深，掌握不透徹，專業(yè)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(zhuǎn)課堂的教學模式應用于生物化學的教學中，針對激發(fā)學生自主學習興趣、高效地組織教學和拓展教學內(nèi)容三個方面進行了探索性實踐。

一、選擇適合于翻轉(zhuǎn)課堂的教學內(nèi)容

生物化學是專業(yè)基礎課，部分內(nèi)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(nèi)容（知識點）進行翻轉(zhuǎn)。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(chǎn)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(zhì)代謝的重要內(nèi)容，講授本節(jié)內(nèi)容之前學生必須具備的知識點包括脂肪結(jié)構(gòu)、物質(zhì)分解代謝的一般規(guī)律和能量產(chǎn)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(chǎn)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(nèi)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(zhuǎn)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(fā)思考，激發(fā)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(nèi)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(fā)現(xiàn)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(zhuǎn)運、分解活化、胞內(nèi)轉(zhuǎn)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(chuàng)新性或拓展性學習，為學有余力的學生延展學習內(nèi)容，進行研討式或創(chuàng)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(xié)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(huán)節(jié)是翻轉(zhuǎn)課堂的關鍵，翻轉(zhuǎn)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(fā)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(nèi)源脂肪的分解”等，可以根據(jù)學生掌握的情況進行適當拓展。只有成功地激發(fā)了學生學習的熱情和思考，各種問題才可能會被“碰撞”涌現(xiàn)出來。經(jīng)過前一階段的學習，學生們逐漸學會了通過網(wǎng)絡資源、自主思考和討論交流來獲取答案，真正實現(xiàn)通過“課堂展示”環(huán)節(jié)點燃課堂、“小組討論”環(huán)節(jié)啟發(fā)課堂、“教師點評”環(huán)節(jié)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(xiàn)和落實。

課堂教學中教師要持續(xù)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(diào)重點和難點，最后讓學生進行知識點的總結(jié)，形成結(jié)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(xié)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(yōu)化教育環(huán)境，讓學生敢于質(zhì)疑、敢于探討、敢于表達，教師能夠接受質(zhì)疑、深度辨析和及時反饋，形成協(xié)助構(gòu)建、教學相長的教學氛圍[4]，幫助學生真正成為翻轉(zhuǎn)課堂教學中的學習主體，促進學生個體的全面發(fā)展。

四、課后拓展

課后學習包括課后作業(yè)、章節(jié)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(qū)發(fā)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(yǎng)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(xié)作能力等，激發(fā)了學習興趣和創(chuàng)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(chǎn)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(diào)節(jié)酶，2018年Nature上發(fā)表文章揭示了該酶分子結(jié)構(gòu)與功能之間相互關系[5]，闡明了一種全新的代謝調(diào)節(jié)機制，是對教材內(nèi)容的補充和延展。相對來說這部分拓展內(nèi)容對于大二的學生來說有些難度，但對于科研思維和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)以及開拓專業(yè)視野大有裨益。

五、教學效果

運轉(zhuǎn)良好的網(wǎng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)課堂成功的關鍵。傳統(tǒng)的“課堂講解+課后作業(yè)”模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤罢n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(diào)查問卷結(jié)果顯示經(jīng)過先導學習、課堂探究、課后鞏固和拓展這些教學環(huán)節(jié)，不僅僅是知識層面的內(nèi)化、深入、應用和創(chuàng)新，更重要的是專業(yè)能力的提升、專業(yè)興趣的激發(fā)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(nèi)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(xié)作能力。

參考文獻：

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

[2]楊鑫，趙雪松.翻轉(zhuǎn)課堂教學模式下教師角色重構(gòu)及實現(xiàn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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.