李美茹,李秋玲,侯志敏,齊 穎,樊雙虎
(廊坊師范學院,河北 廊坊 065000;河北省生物科學專業(yè)綜合改革試點,河北省生物學實驗教學示范中心,河北 廊坊 065000)
新冠疫情突如其來,國內(nèi)全部高校學生在春季學期都不能按時到校學習,教育部發(fā)出“利用網(wǎng)絡平臺,停課不停學”號召[1]。所有老師都面臨如何依靠互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開展線上教學的問題。本文以生物化學中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能一節(jié)內(nèi)容的網(wǎng)絡直播課為例,對網(wǎng)絡直播教學進行分析、總結(jié)和思考。
研究表明,教師的存在能夠提升學習者的參與度,并直接影響學習者的學習持久性,在線開放課程的參與度直接影響在線開放課程的持久性[2],互動是學習體驗的核心[3],也是影響學生學習動機、學生學習參與度及學習成果的重要因素[4],同步交互比異步交互更為及時有效,可見即時互動對學習效果有明顯影響。生物化學課程有些內(nèi)容抽象難懂,所以采用網(wǎng)絡直播教學方式。為了解決學生專注度和學習效果的問題,除了精心設計教學內(nèi)容之外,選擇合適的教學平臺和利用現(xiàn)有的技術(shù)手段成為解決這個問題的關(guān)鍵。在線直播平臺有很多:有QQ、釘釘這種非專業(yè)的在線教學平臺,也有騰訊會議、ZOOM這種視頻會議系統(tǒng),但對于教學直播平臺而言,應該滿足如下要求:以內(nèi)容為導向,可互動、可錄屏回放,教學環(huán)節(jié)有數(shù)據(jù)記錄、可追溯。生物化學課程選擇雨課堂+騰訊會議作為直播平臺,以雨課堂為主,騰訊會議為輔。
直播之前準備包括通過雨課堂發(fā)布課前學習任務和直播之前設備調(diào)試。上課之前發(fā)布學習指導,學習指導是以問題的方式提出本章各知識點的學習程度要求,如:生物體用于合成蛋白質(zhì)的氨基酸有多少種,有多少種是α-AA(amino acid),有多少種是亞氨基酸?有多少種具有旋光性?通過Blackboard 平臺發(fā)布學習資源,通過雨課堂發(fā)布學習任務及下次課PPT,學生先行自學簡單的內(nèi)容。由于線上教學師生互相看不到,需要有更多的時間用來互動,吸引學生注意力,在直播時只講授重點、難點;直播前15分鐘打開程序,進入平臺進行設置、調(diào)試,詢問學生是否能聽到看到,學生進入課堂。
雨課堂會員有錄屏直播功能,通過視頻直播選擇視頻來自屏幕實現(xiàn)屏幕共享功能。在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能這節(jié)內(nèi)容中有三種教學組織形式。第一種是提問法,通過學生彈幕回答以互動形式完成,逐步引導學生通過自己的觀察和思考得出結(jié)論,并由老師做出總結(jié);第二種是案例教學,注入人文情懷;第三種是講授法,講授與此知識點相關(guān)的技術(shù),并結(jié)合疫情情況進行課程思政教育。
導入。通過播放肌紅蛋白、血紅蛋白和抗體三維結(jié)構(gòu)圖導入本節(jié)課內(nèi)容,然后開始發(fā)布測試題(肌紅蛋白、血紅蛋白、抗體的結(jié)構(gòu)和功能),檢查自學效果,總結(jié)肌紅蛋白、血紅蛋白、抗體的結(jié)構(gòu)和功能。
提問法。利用數(shù)位板勾勒隨氧分壓變化肌紅蛋白和血紅蛋白氧飽和度變化圖,吸引學生注意力,依次提出如下問題:隨著氧分壓的變化,肌紅蛋白氧飽和度逐漸呈現(xiàn)什么變化?血紅蛋白的變化趨勢與肌紅蛋白完全一樣嗎?不一樣的原因是什么?相同氧分壓下,哪種蛋白的氧飽和度高?說明哪種蛋白對氧的親和力高?總結(jié):肌紅蛋白對氧氣高親和力使得肌紅蛋白像蓄電池一樣持續(xù)為肌肉提供氧氣供應。繼續(xù)提問:血紅蛋白的功能是轉(zhuǎn)運氧氣,什么過程才叫轉(zhuǎn)運?在什么部位裝載氧氣?什么部位卸載氧氣?血紅蛋白在什么情況下與氧氣親和力高?什么情況下低?總結(jié):由血紅蛋白的氧合曲線可知血紅蛋白在肺部氧分壓高,非常迅速結(jié)合氧氣,在組織間隙毛細管處卸載氧氣,非常適合轉(zhuǎn)運這個角色。再問:由血紅蛋白和肌紅蛋白結(jié)構(gòu)可知氧氣是與血紅素結(jié)合的,為什么血紅素還要與多肽鏈結(jié)合?
案例法。平原地區(qū)的人到高原后因為空氣含氧量減少,出現(xiàn)缺氧狀態(tài),機體做出的反應是增加2,3-二磷酸甘油酸(2,3-DPG)含量。2,3-DPG 生理條件下帶大量負電荷,可以結(jié)合在血紅蛋白兩個β 亞基間帶大量正電荷的裂縫處,通過鹽鍵穩(wěn)定脫氧血紅蛋白分子構(gòu)象,使血紅蛋白處于與氧氣低親和狀態(tài),促進氧氣釋放,這種情況是生理性缺氧。無論生理或病理性缺氧,都會使2,3-DPG 含量增加,利于缺氧組織獲得較多氧氣,從而改善或緩解機體缺氧癥狀。臨床上測定2,3-DPG 的水平已成為衡量體內(nèi)血紅蛋白氧親和力的重要指標之一。血紅蛋白從我們還是一顆胚胎的時候就存在了,但不同時期的成分不同。胚胎時期是胚胎血紅蛋白,10~12 周就變成了胎兒血紅蛋白。胎兒時期血紅蛋白無β 亞基,所以沒有2,3-DPG 結(jié)合位點,血紅蛋白與氧氣親和力高,使母親通過臍帶把血液中的氧氣供給胎兒,嬰兒出生后六個月左右,胎兒血紅蛋白又會被成人血紅蛋白替代。通過這個案例講授,讓學生理解母性的源頭,認識到生命是平等的,有正確的生命觀。
講授法。依據(jù)抗體與抗原的特異性結(jié)合特性,介紹蛋白質(zhì)印跡法(Western bolt)并結(jié)合當時疫情推出了檢測IgM 試劑盒,介紹酶聯(lián)免疫法(ELISA),這種技術(shù)實現(xiàn)了高通量定量檢測。
在線直播最后環(huán)節(jié)布置作業(yè),除了通過雨課堂發(fā)布針對知識點的客觀測試題之外,還有不同難度的思考題,如:一氧化碳中毒的原因是一氧化碳與血紅蛋白結(jié)合比氧牢固,請利用無機及分析化學相關(guān)知識解答為什么?還有哪些物質(zhì)具有與血紅素相似的結(jié)構(gòu),他們是用于什么的?為什么有這樣的區(qū)別?
教師可根據(jù)課程特點選擇合適的在線教學平臺,盡量選擇操作簡單不需要花太多時間學習使用的平臺,越簡單越實用。
課堂教學設計既要設計教師教的內(nèi)容,也要設計學生學的內(nèi)容。在教學內(nèi)容的設計上要牢牢抓住學生的眼球。教師教的內(nèi)容不僅僅是知識的傳授,更重要的是引導學生思考,讓學生及時表達思考的結(jié)果,彈幕是實時呈現(xiàn)的方式。教的內(nèi)容不僅要少而精,而且要超越學生課前學習內(nèi)容,學生在課堂上才有興趣;學生不僅要學習課堂上講的內(nèi)容,還需要讓學生根據(jù)新學的知識去解決問題,體現(xiàn)在課后作業(yè)的布置上,讓學生廣泛涉獵多方求知[5],除了教材之外,可以提供相關(guān)的學術(shù)期刊文獻,根據(jù)學生學習能力不同,甚至可以提供學術(shù)專著。
課堂教學不僅僅承擔培養(yǎng)學生學科素養(yǎng)的任務,還有立德樹人的任務。通過教授專業(yè)知識,引入人文情懷,把母愛的情感體驗深入到學科知識中;把新冠疫情案例中的檢測試劑盒與專業(yè)知識結(jié)合,讓學生感受到學以致用的真實案例,同時進行課程思政教育,引導學生認識到把知識轉(zhuǎn)化為技術(shù)服務社會,并內(nèi)化形成自身價值體系的重要性。總之,課堂教學需要新鮮、生動活潑的案例,需要教師在教學中不僅關(guān)注學科內(nèi)容,還需要結(jié)合社會時事開展教學。