許亞楠 康亮 李新春 覃楊 郭宏偉 蘇志恒 朱丹
摘要:藥用植物生物技術(shù)應(yīng)用范圍寬,涉及領(lǐng)域多,已成為中藥類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必備的知識(shí)和技能。基于SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂為進(jìn)一步深化課程與教學(xué)改革提供了思路和方法,有助于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、解決問(wèn)題的能力,契合教學(xué)改革方向。在藥用植物生物技術(shù)課程教學(xué)中引入該教學(xué)方式,能夠強(qiáng)化學(xué)科理論與實(shí)踐的有效結(jié)合,提高教學(xué)質(zhì)量和效果。對(duì)該教學(xué)模式在中藥資源與開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)本科教育中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞:翻轉(zhuǎn)課堂;SPOC;藥用植物生物技術(shù);應(yīng)用
中圖分類(lèi)號(hào)S-01文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611(2021)08-0272-03
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2021.08.071
開(kāi)放科學(xué)(資源服務(wù))標(biāo)識(shí)碼(OSID):
ApplicationoftheFlippedClassroomBasedonSPOCinMedicinalPlantBiotechnologyCourse
XUYa-nan,KANGLiang,LIXin-chunetal
(StaffRoomofTraditionalChineseMedicine,PharmaceuticalCollegeofGuangxiMedicalUniversity,Nanning,Guangxi530021)
AbstractThebiotechnologyofmedicinalplanthasawideapplicationrangeandinvolvesmanyfields.IthasbecomethenecessaryknowledgeandskillsforstudentsmajoredintraditionalChinesemedicine.TheflippedclassroombasedonSPOChasprovidedideasandmethodstofurtherdeepenthereformofcurriculumandteaching,whichhelpstocultivatestudentsabilitiesofautonomouslearningandproblem-solving.Itisinlinewiththedirectionofteachingreform.Theintroductionofthisteachingmethodintheteachingofmedicinalplantbiotechnologycanstrengthentheeffectivecombinationoftheoryandpractice,andimprovetheteachingqualityandeffect.ThispapermainlyanalyzedtheapplicationofthisteachingmodelinundergraduateeducationinthespecialtyoftraditionalChinesemedicineresourcesandtheirdevelopment.
KeywordsFlippedclassroom;SPOC;Biotechnologyofmedicinalplant;Application
中藥資源與開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)培育的人才需適應(yīng)我國(guó)中醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展的需要,畢業(yè)后能夠在中藥制藥企業(yè),中藥材生產(chǎn)、加工、經(jīng)營(yíng)企業(yè)以及相關(guān)的科研院所工作,能夠勝任中藥資源調(diào)查、中藥材栽培、原料采購(gòu)、新藥研究開(kāi)發(fā)等相關(guān)工作[1-4]。如何將中藥資源與開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生培養(yǎng)成適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的高層次人才是當(dāng)今教師亟需思考的問(wèn)題。
SPOC(smallprivateonlinecourse)即小規(guī)模限制性在線課程,非常適合一個(gè)學(xué)校的一個(gè)班級(jí)進(jìn)行小規(guī)模教學(xué)。該課程于2013年由加州大學(xué)伯克利分校ArmandoFox教授提出[5-6],是一種整合了傳統(tǒng)課堂教學(xué)與在線教學(xué)的混合式教學(xué)模式,可以有效克服MOOC模式的弊端。此后,基于SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂混合教學(xué)模式在哈佛大學(xué)、加州大學(xué)、麻省理工學(xué)院、清華大學(xué)、浙江大學(xué)等院校中均有應(yīng)用,并且獲得一定的教學(xué)成效[7-8]。為了更好地探索新的教學(xué)模式在本科生教學(xué)中的應(yīng)用,筆者結(jié)合藥用植物生物技術(shù)課程的特點(diǎn),在廣西醫(yī)科大學(xué)中藥資源與開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)本科生教學(xué)中引入了基于SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂這一新的教學(xué)模式,并在實(shí)踐中取得了顯著的效果,為該課程提供了全新的教學(xué)思路,有效推動(dòng)了本科教育的課程改革。
1藥用植物生物技術(shù)課程的教學(xué)現(xiàn)狀
藥用植物生物技術(shù)是廣西醫(yī)科大學(xué)面向中藥資源與開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)本科生開(kāi)放的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課程,是以藥用植物學(xué)、微生物學(xué)、生物化學(xué)、天然產(chǎn)物化學(xué)等現(xiàn)代生命科學(xué)為基礎(chǔ),結(jié)合先進(jìn)的工程技術(shù)手段和其他相關(guān)學(xué)科的科學(xué)原理,針對(duì)藥用植物和天然藥物及其活性成分研究、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)中存在的具體問(wèn)題,按照預(yù)先的設(shè)計(jì),進(jìn)行生物體改造或生物原料加工,使其符合中藥現(xiàn)代化和產(chǎn)業(yè)化要求的一門(mén)課程。傳統(tǒng)的教學(xué)模式存在學(xué)生積極主動(dòng)性不高、集中注意力差,較難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性等問(wèn)題?;赟POC的翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)行小班教學(xué),并對(duì)教學(xué)流程重新進(jìn)行構(gòu)建,實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳遞前移和知識(shí)內(nèi)化的加深,可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)模式的缺點(diǎn)。
目前,廣西醫(yī)科大學(xué)中藥資源與開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)每個(gè)年級(jí)只設(shè)一個(gè)班級(jí),非常適合小規(guī)模教學(xué)。翻轉(zhuǎn)課堂從不同環(huán)節(jié)出發(fā),逐漸提升學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和運(yùn)用程度,培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力,更加注重培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和教育的個(gè)性化[9]。2019年,廣西醫(yī)科大學(xué)在“藥用植物內(nèi)生真菌發(fā)酵研究”一節(jié)的教學(xué)中首次嘗試了“基于SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂”的混合式教學(xué)模式,試圖以此為切入點(diǎn)將數(shù)字化教學(xué)手段引入教學(xué)實(shí)踐中,并進(jìn)行了相關(guān)的教學(xué)設(shè)計(jì),取得了顯著的教學(xué)效果。
2基于SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂在藥用植物生物技術(shù)課程教學(xué)中的實(shí)踐過(guò)程
在“基于SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂”的混合式教學(xué)模式中,學(xué)生在課前利用SPOC課程進(jìn)行線上自學(xué)預(yù)習(xí),課上教師以翻轉(zhuǎn)課堂的形式開(kāi)展線下教學(xué),從而實(shí)現(xiàn)線上和線下學(xué)習(xí)的有機(jī)融合[10]。對(duì)藥用植物生物技術(shù)課程的教學(xué)資源進(jìn)行設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā),構(gòu)建新的教學(xué)模式,實(shí)現(xiàn)從關(guān)注“教”到關(guān)注“學(xué)”,從促進(jìn)“教”到促進(jìn)“學(xué)”的轉(zhuǎn)變。
2.1課程準(zhǔn)備和教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
根據(jù)中藥資源與開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)要求和藥用植物生物技術(shù)課程的教學(xué)大綱,教師提前進(jìn)行課程準(zhǔn)備和資源建設(shè)。明確每一章節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo),錄制微視頻,填寫(xiě)教學(xué)進(jìn)度表,收集教學(xué)用視頻的網(wǎng)絡(luò)資源,搭建SPOC課程平臺(tái),組建QQ交流群等。精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié),激發(fā)學(xué)生的興趣,提高學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)的參與性和主動(dòng)性。
授課教師要對(duì)公共平臺(tái)資源進(jìn)行剪裁和調(diào)整,保證學(xué)習(xí)難度、學(xué)時(shí)分配和章節(jié)順序和大綱相對(duì)應(yīng)。教師不僅可以有效利用中國(guó)MOOC資源和網(wǎng)上資源共享課來(lái)構(gòu)建供本校學(xué)生使用的SPOC教學(xué)資源,而且還可以根據(jù)自己的研究方向,錄制一些課程相關(guān)的教學(xué)視頻。同時(shí),授課教師還需根據(jù)實(shí)際情況,對(duì)課程信息和預(yù)習(xí)作業(yè)的相關(guān)發(fā)布時(shí)間進(jìn)行設(shè)定。
具體到“藥用植物內(nèi)生真菌發(fā)酵研究”這一節(jié)的教學(xué),首先根據(jù)知識(shí)體系的先后順序和難易程度,將本節(jié)劃分為既相互獨(dú)立又存在關(guān)聯(lián)的三部分:藥用植物內(nèi)生真菌發(fā)酵生產(chǎn)活性化合物(A)、微生物發(fā)酵技術(shù)(B)和微生物發(fā)酵紫杉醇的研究(C)。三部分關(guān)系如圖1所示。
藥用植物內(nèi)生真菌發(fā)酵生產(chǎn)活性化合物屬于原理,教師通過(guò)課本、線上PPT并配合教學(xué)大綱,引導(dǎo)學(xué)生課外自主預(yù)習(xí),從而對(duì)藥用植物內(nèi)生真菌生產(chǎn)活性化合物的原理以及優(yōu)勢(shì)有所了解。微生物發(fā)酵技術(shù)是學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容,也是教學(xué)重點(diǎn)和需要掌握的部分。教師充分利用教材和網(wǎng)上視頻資源,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)微生物發(fā)酵的各個(gè)環(huán)節(jié)和注意事項(xiàng)。微生物發(fā)酵生產(chǎn)紫杉醇屬于藥用植物內(nèi)生真菌發(fā)酵生產(chǎn)活性化合物的典型案例,是對(duì)前兩部分內(nèi)容的應(yīng)用。教師通過(guò)網(wǎng)上MOOC的微課視頻引導(dǎo)學(xué)生分組討論、深入學(xué)習(xí),綜合分析微生物發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)活性化合物的優(yōu)缺點(diǎn),并發(fā)起討論,引導(dǎo)學(xué)生多視角、多層次、科學(xué)全面地認(rèn)識(shí)微生物發(fā)酵技術(shù),結(jié)合中藥資源與開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)探討微生物發(fā)酵技術(shù)對(duì)中藥產(chǎn)業(yè)的影響。
2.2學(xué)生自主學(xué)習(xí)
教師在課前14d安排學(xué)生在課堂外以個(gè)人和學(xué)習(xí)小組的形式,進(jìn)行自主學(xué)習(xí)藥用植物內(nèi)生真菌發(fā)酵的相關(guān)內(nèi)容。廣西醫(yī)科大學(xué)中藥資源與開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)目前每屆一個(gè)班級(jí),人數(shù)45人左右,可分為6~8個(gè)小組。
學(xué)生根據(jù)授課教師提前發(fā)布的學(xué)習(xí)任務(wù),在課前獨(dú)立完成課程對(duì)應(yīng)章節(jié)的學(xué)習(xí)。學(xué)生可充分利用網(wǎng)絡(luò)視頻資源導(dǎo)學(xué),既可以充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性,又能提高學(xué)習(xí)的趣味性。隨著AI+5G時(shí)代的到來(lái),阿里巴巴、超星、騰訊和百度等信息技術(shù)公司陸續(xù)研發(fā)推出了各種類(lèi)型的智能教學(xué)輔助軟件,筆記本電腦、平板電腦、智能手機(jī)、QQ、微信、校園網(wǎng)、博客等構(gòu)成了泛在的學(xué)習(xí)環(huán)境,為線上教學(xué)提供了硬件和軟件支持[11-12]。借助移動(dòng)泛在技術(shù),學(xué)生自主學(xué)習(xí)可以不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制[13]。自主學(xué)習(xí)完成后,學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)上針對(duì)“藥用植物內(nèi)生真菌發(fā)酵”一節(jié)設(shè)計(jì)的小測(cè)驗(yàn)檢查對(duì)所學(xué)內(nèi)容的掌握程度,找到自己學(xué)習(xí)的薄弱之處,并提出疑問(wèn)。此外,每個(gè)小組需要通過(guò)查閱資料、共同討論,完成一份藥用植物內(nèi)生真菌發(fā)酵相關(guān)內(nèi)容的主題報(bào)告,并在課堂上以PPT的形式向同學(xué)們展示。
2.3教師答疑解惑
課堂學(xué)習(xí)作為更深入的教學(xué)活動(dòng),是學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)的延伸,是學(xué)生能力的展示,也是教師和學(xué)生的互動(dòng)過(guò)程。翻轉(zhuǎn)課堂上,教師會(huì)花少量時(shí)間帶學(xué)生一起回顧知識(shí)要點(diǎn),然后以練代講,通過(guò)案例分析,組織小組討論,最后進(jìn)行總結(jié),并對(duì)學(xué)生進(jìn)行答疑解惑。真正做到尊重學(xué)生的主體學(xué)習(xí)地位,將更多的時(shí)間留給學(xué)生。
在“藥用植物內(nèi)生真菌發(fā)酵研究”這一節(jié)內(nèi)容中,教師共安排4個(gè)學(xué)時(shí)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)。流程安排如下:引言(教師)→課堂分組討論(學(xué)生)→點(diǎn)評(píng)和總結(jié)發(fā)言(教師)。
①課前檢查:上課前10~15min通過(guò)提問(wèn)或者問(wèn)卷檢查學(xué)生的課前學(xué)習(xí)效果。
②引言:教師通過(guò)介紹藥用植物活性成分生產(chǎn)的背景知識(shí),引導(dǎo)學(xué)生比較現(xiàn)有的幾種技術(shù)(全合成、半合成、發(fā)酵工程、基因工程、細(xì)胞工程、傳統(tǒng)的分離提?。┥a(chǎn)活性成分的優(yōu)缺點(diǎn),思考微生物發(fā)酵工程會(huì)引起關(guān)注的原因,指出該技術(shù)存在的局限性,并引導(dǎo)學(xué)生從不同角度分析微生物發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)活性成分的優(yōu)勢(shì),從而提出自己的見(jiàn)解。
③課堂討論:每組20~25min,包括10minPPT講解和15~20min討論。學(xué)生根據(jù)之前的準(zhǔn)備,分組進(jìn)行PPT講解,闡述觀點(diǎn)和認(rèn)識(shí)。鼓勵(lì)其他組同學(xué)提出質(zhì)疑,并與講述組同學(xué)進(jìn)行討論。
④點(diǎn)評(píng)和總結(jié):教師用10min左右對(duì)學(xué)生的發(fā)言和討論進(jìn)行點(diǎn)評(píng),并指出應(yīng)當(dāng)合理運(yùn)用藥用植物內(nèi)生真菌發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)活性成分,從而解除許多中藥作為資源植物而被大量采伐引起的資源危機(jī)和生態(tài)危機(jī),有助于對(duì)瀕危藥用植物的資源保護(hù)。
2.4課后拓展學(xué)習(xí)
完成課堂學(xué)習(xí)后,學(xué)生還需要通過(guò)拓展性練習(xí)進(jìn)行知識(shí)的強(qiáng)化和吸收。教師可以根據(jù)學(xué)生的性格特征和學(xué)習(xí)能力,給學(xué)生進(jìn)行分組,每組以6人左右為宜。拓展性練習(xí)包括學(xué)生作業(yè)、小組討論等,可以幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí)的有機(jī)結(jié)合,是成功實(shí)施翻轉(zhuǎn)性課堂學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。教師也可以通過(guò)查閱文獻(xiàn),將發(fā)表在國(guó)內(nèi)外期刊雜志上的與藥用植物內(nèi)生真菌發(fā)酵生產(chǎn)活性化合物,為新藥研發(fā)提供先導(dǎo)化合物相關(guān)的文章推介給學(xué)生,讓同學(xué)們嘗試對(duì)選取文獻(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià),以實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的鞏固和拓展,提高學(xué)生利用、整理和分析文獻(xiàn)資料的能力,激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣,從而實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的內(nèi)化。與此同時(shí),基于SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式使得學(xué)生對(duì)藥用植物生物技術(shù)這門(mén)較抽象的課程有了清晰的認(rèn)識(shí),鍛煉了學(xué)生的邏輯思維能力、表達(dá)能力、演說(shuō)能力和辯證思考能力等。
3考核與評(píng)價(jià)
基于SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式旨在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,提高自主學(xué)習(xí)能力和辯證思考能力。為客觀公正地評(píng)價(jià)學(xué)生的課程學(xué)習(xí)情況,必須建立科學(xué)、合理的綜合性考核評(píng)價(jià)體系。針對(duì)藥用植物生物技術(shù)這門(mén)課,新的評(píng)價(jià)體系不僅包含對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià),而且包括對(duì)教師組織教學(xué)的評(píng)價(jià),更加注重過(guò)程考核。
新的評(píng)價(jià)體系主要包括課前、課堂和課后三部分,其所占比例分別為20%、60%和20%。課前部分主要是對(duì)自主學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)價(jià),包括對(duì)學(xué)生的課前測(cè)驗(yàn)和小組評(píng)議以及對(duì)教師學(xué)習(xí)資源和視頻制作的評(píng)價(jià)。課堂部分主要是對(duì)活動(dòng)任務(wù)進(jìn)行評(píng)價(jià),包括學(xué)生課內(nèi)PPT報(bào)告和問(wèn)題解答、討論交流以及對(duì)教師組織教學(xué)和學(xué)習(xí)指導(dǎo)的評(píng)價(jià)。課后部分主要是指拓展任務(wù)的評(píng)價(jià),包括對(duì)學(xué)生課后作業(yè)、小總結(jié)和課后檢測(cè)以及對(duì)教師教學(xué)效果、專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)的評(píng)價(jià)。課程結(jié)束后,還會(huì)通過(guò)設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷進(jìn)一步評(píng)價(jià)新模式下的教學(xué)效果,并對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。
4結(jié)語(yǔ)與展望
基于SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式體現(xiàn)了以學(xué)生為主、教師教學(xué)為輔的特點(diǎn),有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力,有利于師生互動(dòng)和提高學(xué)生對(duì)藥用植物生物技術(shù)的專(zhuān)業(yè)興趣,順應(yīng)普通高等院校專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)改革要求,促進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)和現(xiàn)代信息技術(shù)的有效融合。通過(guò)在藥用植物生物技術(shù)課程教學(xué)中的實(shí)踐,有效促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的質(zhì)量和效率,加強(qiáng)了師生互動(dòng),提高了專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)的質(zhì)量水平,取得了較好的教學(xué)效果。
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