王來(lái) 趙海鵬 董薇 王淼 閆文義

[摘 要]分子生物學(xué)是現(xiàn)代生物學(xué)領(lǐng)域里發(fā)展最為活躍的學(xué)科，其實(shí)驗(yàn)課程的培養(yǎng)目標(biāo)是使學(xué)生掌握分子生物學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)技能。該研究在“微課—翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)理論的基礎(chǔ)上分別從教學(xué)內(nèi)容及其呈現(xiàn)方式、教學(xué)模式、教學(xué)方式和考核方法這幾個(gè)方面對(duì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行綜合改革。在教學(xué)內(nèi)容方面，不斷替換、更新重復(fù)與老舊的內(nèi)容并將內(nèi)容錄制為微課視頻，提前呈現(xiàn)給學(xué)生并對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行與時(shí)俱進(jìn)的改革。在教學(xué)模式方面，根據(jù)課堂教學(xué)進(jìn)度需要播放微課視頻。在教學(xué)方式方面，以實(shí)驗(yàn)小組為單位，結(jié)合集中答疑的形式開展翻轉(zhuǎn)課堂。在考核方法上，增加實(shí)驗(yàn)技能考核的比重，充分體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的課程特色。

[關(guān)鍵詞]分子生物學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；課程改革；“微課—翻轉(zhuǎn)課堂”

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2018）06-0084-03

微課是以視頻的形式將某個(gè)學(xué)科知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)短、完整地展現(xiàn)出來(lái)，具有時(shí)間短、主題清晰、指向明確以及可使學(xué)生隨時(shí)學(xué)習(xí)等優(yōu)點(diǎn)[1]。教師提前讓學(xué)生觀看教學(xué)視頻，課堂上針對(duì)學(xué)生在觀看視頻時(shí)提出的疑問(wèn)進(jìn)行答疑或組織學(xué)生進(jìn)行討論的教學(xué)模式稱為翻轉(zhuǎn)課堂。該教學(xué)模式將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，使學(xué)生學(xué)習(xí)方式由傳統(tǒng)的“接受性學(xué)習(xí)”變?yōu)樽灾鞯摹疤骄啃詫W(xué)習(xí)”，尤其適用于實(shí)踐性、實(shí)驗(yàn)性課程[2]。分子生物學(xué)是現(xiàn)代生物學(xué)領(lǐng)域里發(fā)展最為快速、知識(shí)更新最為頻繁、實(shí)驗(yàn)技術(shù)不斷創(chuàng)新的學(xué)科，也是國(guó)內(nèi)外高校生物科學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生目前必須學(xué)習(xí)掌握的核心主干課程[3]，由該課程的理論知識(shí)衍生的實(shí)驗(yàn)技術(shù)是其相關(guān)專業(yè)學(xué)生所必須掌握的重要操作技能。因此，分子生物學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能是當(dāng)今世界闡明生命現(xiàn)象和規(guī)律的基本方法和核心技能。由此可見，學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程不僅需要掌握扎實(shí)的理論知識(shí)，更重要的是掌握實(shí)驗(yàn)操作技能。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生掌握分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)技能的重要課程，是驗(yàn)證分子生物學(xué)理論的一門補(bǔ)充課程，是學(xué)生獲得理論知識(shí)的另一個(gè)途徑，更是一門操作性、實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程[4]。通過(guò)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅可以鍛煉、培養(yǎng)理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力，還有利于掌握基本的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和技能，提高科學(xué)分析思維能力和創(chuàng)新能力，從而促進(jìn)21世紀(jì)創(chuàng)新型高級(jí)人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[5]。

分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程目前由于授課方式、授課課時(shí)、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所、實(shí)驗(yàn)器材等的限制，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性差，不能完全保證學(xué)生都可以習(xí)得應(yīng)該掌握的實(shí)驗(yàn)技能和方法[6]?；诖?，我們開展了基于“微課—翻轉(zhuǎn)課堂”的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方式和考核方式這四個(gè)方面進(jìn)行探索，使學(xué)生提高了學(xué)習(xí)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)了實(shí)驗(yàn)技能、科學(xué)精神、科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)。

一、教學(xué)內(nèi)容及其呈現(xiàn)方式的改革

教師在上分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)大都以文本或板書的形式呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，通過(guò)課堂講授讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這種方式忽略了一個(gè)最基本的問(wèn)題——開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程的目的是使學(xué)生將所學(xué)習(xí)的本學(xué)科理論知識(shí)內(nèi)化為實(shí)踐能力。在這個(gè)過(guò)程中，教師應(yīng)充分考慮學(xué)生對(duì)本學(xué)科理論知識(shí)的儲(chǔ)備情況、心理接受水平和知識(shí)轉(zhuǎn)化為技能的能力?；凇拔⒄n—翻轉(zhuǎn)課堂”的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革，注重將以文本呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改為錄制微課視頻，并在上課前將其上傳到虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)或班級(jí)QQ群、微信群等公共平臺(tái)，讓學(xué)生在課前觀看實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)操作視頻，給學(xué)生提出觀看視頻后需要解答和討論的問(wèn)題，比如該實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)的核心理論知識(shí)是什么，該實(shí)驗(yàn)需要注意的事項(xiàng)是什么，該實(shí)驗(yàn)還有什么改進(jìn)之處等，讓學(xué)生提前思考、查找答案、進(jìn)行總結(jié)，并在實(shí)驗(yàn)課上集中討論這些問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂，真正使學(xué)生在課堂上發(fā)揮主體性作用。

生物類相關(guān)專業(yè)學(xué)科的發(fā)展已進(jìn)入以分子生物學(xué)內(nèi)容和技術(shù)為核心闡明生命現(xiàn)象、生命機(jī)能的階段，分子生物學(xué)學(xué)科知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能滲透到各個(gè)相關(guān)學(xué)科中，這就促進(jìn)了分子生物學(xué)科理論體系和實(shí)驗(yàn)操作技能的大力發(fā)展，同時(shí)也造成不同課程存在知識(shí)點(diǎn)重復(fù)的現(xiàn)象。因此，分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革還涉及將原有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改為反映學(xué)科研究新進(jìn)展以及滿足社會(huì)新需求的教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)還將與其他實(shí)驗(yàn)課程重復(fù)的內(nèi)容更換為具有分子生物學(xué)學(xué)科特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如生物化學(xué)和分子遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程開展過(guò)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、紫外分光光度計(jì)檢測(cè)DNA濃度和純度等實(shí)驗(yàn)，而這些實(shí)驗(yàn)在前期的分子生物學(xué)課程內(nèi)容設(shè)置中是作為一節(jié)完整的實(shí)驗(yàn)課來(lái)學(xué)習(xí)和操作的，現(xiàn)在的改革就是將這些與其他課程重復(fù)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更換為新的教學(xué)內(nèi)容，或變更為某節(jié)實(shí)驗(yàn)課中的一個(gè)關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)步驟，弱化這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在現(xiàn)今分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課中的地位，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的針對(duì)性與效果。

二、教學(xué)模式改革

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式過(guò)多地強(qiáng)調(diào)對(duì)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的講授，并讓學(xué)生按照黑板或PPT上的實(shí)驗(yàn)步驟一步步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，至于具體應(yīng)該怎么操作、為什么要這樣操作、需要注意什么事項(xiàng)等學(xué)生事先并不知情，這就造成學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中不知其然也不知其所以然，因此，很難達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的目的?；凇拔⒄n—翻轉(zhuǎn)課堂”的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革就是以“小視頻”的微課形式將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容展現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生在課前就能對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)操作步驟等有個(gè)直觀的感性認(rèn)識(shí)，并讓學(xué)生思考該次實(shí)驗(yàn)課所涉及的問(wèn)題。教師在課堂上盡量省去講授理論知識(shí)的時(shí)間，而添加對(duì)觀看微課時(shí)所產(chǎn)生問(wèn)題的集中答疑時(shí)間，最后讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后教師再結(jié)合該次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題給學(xué)生總結(jié)需要注意的事項(xiàng)以及解決方法，爭(zhēng)取將大量的課堂時(shí)間交給學(xué)生，使所有學(xué)生都參與到實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中。建議學(xué)生在撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的時(shí)候，根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程并結(jié)合微課視頻回憶自己在本次實(shí)驗(yàn)課上的收獲、經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，強(qiáng)調(diào)一定要以自己操作的實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果為藍(lán)本撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，客觀認(rèn)真、實(shí)事求是地分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及完成本實(shí)驗(yàn)過(guò)程需要注意的事項(xiàng)。

教師要用微課視頻貫穿在學(xué)生進(jìn)行分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告以及復(fù)習(xí)回顧的整個(gè)過(guò)程，時(shí)時(shí)提醒學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)過(guò)程體現(xiàn)了哪些理論知識(shí)，如何正確地開展實(shí)驗(yàn)操作以及對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行反思。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革的核心是采用學(xué)生最為喜歡的視頻方式講授實(shí)驗(yàn)過(guò)程，將學(xué)生觀摩實(shí)驗(yàn)技能的時(shí)間提前，同時(shí)將學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程延續(xù)到課后，且順應(yīng)目前高校移動(dòng)學(xué)習(xí)的趨勢(shì)，這樣有利于突破實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間、空間限制，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)技能的深度和廣度[7]。

三、教學(xué)方式改革

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重由教師在課堂上對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行講授，注重讓學(xué)生按板書的實(shí)驗(yàn)步驟亦步亦趨地重復(fù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，沒(méi)有充分體現(xiàn)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)課的主動(dòng)性和積極性，這就降低了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程的興趣?；凇拔⒄n—翻轉(zhuǎn)課堂”的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革就是要變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)生的參與意識(shí)和主體意識(shí)，從而達(dá)到使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)操作技能的教學(xué)目的。在學(xué)生預(yù)習(xí)和觀看微課視頻時(shí)給學(xué)生提供需要思考的問(wèn)題和實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中需要注意的事項(xiàng)，課堂上大量采用集中答疑、小組討論的方式解答學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)產(chǎn)生的各種疑問(wèn)，之后將大量的時(shí)間交給學(xué)生親自動(dòng)手添加實(shí)驗(yàn)試劑、操作實(shí)驗(yàn)儀器、觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)部分操作過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤的學(xué)生進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)，促使學(xué)生強(qiáng)化正確的實(shí)驗(yàn)操作方法，從而使學(xué)生更好地掌握分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能。

教師在翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)過(guò)程中，尤其需要注重建設(shè)好以實(shí)驗(yàn)小組為單位的“討論小組”，這些小組是實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂效果與課程教學(xué)目標(biāo)的基本核心單元，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)課堂上的所有表現(xiàn)和收獲直接決定實(shí)驗(yàn)課程的成功或失敗。由此可見，在實(shí)驗(yàn)開展過(guò)程中，教師雖然要將實(shí)驗(yàn)課的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，但仍然需要時(shí)刻關(guān)注每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的每個(gè)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中所出現(xiàn)的理論知識(shí)運(yùn)用和實(shí)驗(yàn)技能操作上的失誤或錯(cuò)誤，并及時(shí)給學(xué)生講明錯(cuò)誤的地方及糾正方法，以避免學(xué)生將這些失誤或錯(cuò)誤固化為實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。教師在實(shí)驗(yàn)課堂上將每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組最容易出現(xiàn)失誤和錯(cuò)誤的操作方法收集、匯總起來(lái)，在實(shí)驗(yàn)課程將要結(jié)束的時(shí)候重點(diǎn)給學(xué)生講解，使學(xué)生能從學(xué)科知識(shí)理論和實(shí)驗(yàn)操作技能兩個(gè)方面理解錯(cuò)誤的地方。對(duì)于關(guān)鍵的錯(cuò)誤還可以直接點(diǎn)名犯錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)小組以強(qiáng)化其成員對(duì)所犯錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，并要求他們將這些容易犯錯(cuò)的地方作為實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)寫在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上，從而督促他們養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和掌握相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技能。實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所犯錯(cuò)誤具有以下特點(diǎn)：①代表性。一般來(lái)講，每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)操作失誤或錯(cuò)誤是不太一樣的，這與本小組成員對(duì)理論知識(shí)的理解和實(shí)驗(yàn)習(xí)慣有關(guān)，因此單個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤很具有典型性、代表性。②整體性。全班所有小組的實(shí)驗(yàn)操作錯(cuò)誤匯總起來(lái)就是全班學(xué)生容易出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)失誤或錯(cuò)誤，具有整體性的特點(diǎn)。因此，將匯總起來(lái)的實(shí)驗(yàn)失誤或錯(cuò)誤進(jìn)行講評(píng)可以避免學(xué)生在分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中再次出現(xiàn)類似的失誤或錯(cuò)誤，從而使其習(xí)得正確的實(shí)驗(yàn)技能。以實(shí)驗(yàn)小組為單位進(jìn)行的基于“微課—翻轉(zhuǎn)課堂”的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，有利于使學(xué)生通過(guò)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)提高將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)的水平并掌握正確開展實(shí)驗(yàn)的技能。

四、考核方式改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)是使學(xué)生掌握本學(xué)科核心的實(shí)驗(yàn)技術(shù)、技能，能將本學(xué)科的理論知識(shí)運(yùn)用到科學(xué)實(shí)踐中，因此，引導(dǎo)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)技能，使其形成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，培養(yǎng)其科學(xué)思維和創(chuàng)新能力是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的落腳點(diǎn)與歸宿。對(duì)教學(xué)效果的評(píng)價(jià)，需要合理合適的考核方式，基于“微課—翻轉(zhuǎn)課堂”的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革也改進(jìn)了對(duì)實(shí)驗(yàn)的考核方式，增加學(xué)生是否初步掌握本學(xué)科實(shí)驗(yàn)技能這部分考核內(nèi)容的比重。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的考核分三部分：①平時(shí)成績(jī)，占總成績(jī)的20%，主要包括課前課后微課平臺(tái)上的留言討論情況、出勤情況、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)習(xí)慣等。②實(shí)驗(yàn)報(bào)告，占總成績(jī)的30%，包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告反映實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性、有效性，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理、分析等的合理性，實(shí)驗(yàn)心得的獨(dú)特性、適用性等。③綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，占總成績(jī)的50%，主要考核運(yùn)用所掌握的科學(xué)理論知識(shí)和習(xí)得的實(shí)驗(yàn)技能設(shè)計(jì)一個(gè)綜合性的實(shí)驗(yàn)，并撰寫一份類似基金申請(qǐng)的報(bào)告，內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)方法以及預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果等，判斷該綜合設(shè)計(jì)的可行性和合理性。通過(guò)這種考核方式，促使學(xué)生積極主動(dòng)投入到實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)中，認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，掌握實(shí)驗(yàn)技能，詳細(xì)撰寫綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到解決自己提出或遇到的科學(xué)問(wèn)題中，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力、創(chuàng)新能力以及科學(xué)精神、科學(xué)思維的培養(yǎng)目標(biāo)[8]。

五、教學(xué)改革效果

通過(guò)對(duì)參加“基于‘微課—翻轉(zhuǎn)課堂的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的學(xué)生進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生普遍認(rèn)為自己上實(shí)驗(yàn)課的主動(dòng)性提高了，能提前預(yù)習(xí)、觀看實(shí)驗(yàn)課將要學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)技能，在課堂上自己的精力更集中，課后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)能從微課視頻的觀摩中反思自己實(shí)驗(yàn)過(guò)程的錯(cuò)誤和不足之處，切實(shí)提高了實(shí)驗(yàn)操作能力，鍛煉了科學(xué)思維，培養(yǎng)了創(chuàng)新精神。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[責(zé)任編輯：龐丹丹]