齊彥

[摘 要] 針對(duì)不同類型的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)，主要探討虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、問題式（PBL）、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法在不同類型生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不同組合的應(yīng)用效果，以學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的實(shí)驗(yàn)效率、動(dòng)手能力、自學(xué)能力、學(xué)習(xí)興趣、綜合能力作為考核依據(jù)，探索適合不同類型實(shí)驗(yàn)規(guī)律的實(shí)用教學(xué)方法。

[關(guān)鍵詞] 生物化學(xué);實(shí)驗(yàn)類型;教學(xué)探索

[中圖分類號(hào)]G642 ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 1008-2549（2020） 06-0088-02

生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為醫(yī)學(xué)專業(yè)重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課之一，培養(yǎng)方案要求學(xué)生在有限的資源和時(shí)間內(nèi)掌握實(shí)驗(yàn)探索技能，這就需要生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系與之相適應(yīng)。近幾年，本校生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室從實(shí)驗(yàn)課程體系的角度進(jìn)行了教學(xué)資源整合，教學(xué)方法和手段豐富、教學(xué)內(nèi)容更新、成績(jī)?cè)u(píng)估方式合理化等建設(shè)。通過持續(xù)改進(jìn)，學(xué)生自主分析與解決問題的能力得以強(qiáng)化，科研素質(zhì)得到了提升，希望為輸出高素質(zhì)醫(yī)學(xué)人才服務(wù)社會(huì)提供相應(yīng)支撐。

一 不同生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)

生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)主要涉及生命所需的重要物質(zhì)糖類、脂類、蛋白質(zhì)、核酸、酶和維生素及其新陳代謝等內(nèi)容[1]，一般呈現(xiàn)為三大類型。（1）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：對(duì)已有透徹的認(rèn)識(shí)的研究對(duì)象，通過相應(yīng)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證該研究對(duì)象的某種性質(zhì)，偏重于認(rèn)知。（2）綜合性實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容綜合了與臨床密切的多個(gè)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，其實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)知識(shí)的系統(tǒng)融合，實(shí)際意義較強(qiáng)。（3）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)：自主選題或給定實(shí)驗(yàn)選題、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)條件，學(xué)生自主按照課程知識(shí)體系的要求，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并加以實(shí)施的實(shí)驗(yàn)，側(cè)重于探索。

二 不同類型生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用不同教學(xué)法的探索

現(xiàn)實(shí)中基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然存在一些問題：先理論后實(shí)踐，導(dǎo)致理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)操作不連貫;醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)受標(biāo)本、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、生物安全等制約，致使大部分實(shí)驗(yàn)停留在驗(yàn)證性階段。需要進(jìn)行教學(xué)資源整合共享，教學(xué)方法創(chuàng)新性嘗試。

（一）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)類

應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)教學(xué)法學(xué)習(xí)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)會(huì)比實(shí)際操作有更好效果。

基于VMC-100 虛擬平臺(tái)搭建的學(xué)習(xí)環(huán)境，其功能包括用戶管理、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容管理、課件管理、考試管理、實(shí)驗(yàn)室管理、師生交流互動(dòng)等。其虛擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置了人體解剖學(xué)、顯微形態(tài)學(xué)、醫(yī)學(xué)機(jī)能學(xué)、生物化學(xué)與分子生物學(xué)、病原生物與免疫學(xué)五個(gè)模塊[2]。

生物化學(xué)與分子生物學(xué)模塊下設(shè)多個(gè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，包括蛋白質(zhì)濃度的測(cè)定、維生素C的性質(zhì)及含量測(cè)定、血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性的測(cè)定、酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用及輔酶對(duì)酶活性的影響、脂肪酸的β氧化、DNA的純化、RNA的提取和純化、熒光定量PCR等。學(xué)生通過虛擬平臺(tái)實(shí)驗(yàn)，可以學(xué)習(xí)相對(duì)復(fù)雜的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)了解平時(shí)很難見到或者較少操作使用的實(shí)驗(yàn)儀器。通過對(duì)多項(xiàng)技術(shù)的模擬訓(xùn)練再進(jìn)行有機(jī)組合，能使學(xué)生掌握分離、純化、測(cè)定某種物質(zhì)的技能、方法和過程，將實(shí)驗(yàn)探索與理論知識(shí)深度融合，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。

（二）綜合性實(shí)驗(yàn)類

虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與PBL教學(xué)法組合應(yīng)用于綜合性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)會(huì)收到比單一方法更好的效果。

PBL法以問題為導(dǎo)向，學(xué)生思維比較易于接受，是目前國(guó)內(nèi)醫(yī)學(xué)專業(yè)比較常用的教學(xué)模式之一。PBL教學(xué)法應(yīng)用在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，其具體實(shí)施過程分為四個(gè)階段[3]。以飽食/饑餓/激素對(duì)血糖濃度的影響為例：（1）在實(shí)驗(yàn)課前一周，教師設(shè)置科學(xué)合理的問題，實(shí)驗(yàn)小鼠分組規(guī)則？小鼠糖尿病模型（高血糖和低血糖模型）制備標(biāo)準(zhǔn)？制備糖尿病模型有哪些方法？如何換算藥物的用量？如何正確使用微量加樣器？采血如何操作才能避免溶血現(xiàn)象？應(yīng)選擇何種方法制備新鮮血清？用何種方法測(cè)定血糖含量更合理？然后，學(xué)生通過閱讀書籍或文獻(xiàn)解答這些問題，結(jié)合虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)適當(dāng)驗(yàn)證理解的正誤，做好準(zhǔn)備工作。問題設(shè)置的合理與否是能否達(dá)到預(yù)期效果的關(guān)鍵。（2）實(shí)驗(yàn)課中，操作前學(xué)生匯報(bào)對(duì)問題的理解，教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)并歸納總結(jié)這些問題的正確解答。（3）經(jīng)過前期思辨，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。（4）實(shí)驗(yàn)課后，要求學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)操作中遇到的問題或?qū)嶒?yàn)結(jié)果出現(xiàn)的異常，進(jìn)行反思、分析，給出合理解釋。

（三）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)類

虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、PBL與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法的組合應(yīng)用于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)會(huì)更具創(chuàng)造性。

翻轉(zhuǎn)課堂，通俗地講就是顛倒傳統(tǒng)授課課堂內(nèi)外的內(nèi)容及時(shí)間順序，將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)從教師轉(zhuǎn)移到學(xué)生[4-5]。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法的運(yùn)用如下。

第一，課前教學(xué)設(shè)計(jì)。課前要求學(xué)生通過線上觀看教師精心設(shè)計(jì)的視頻和做作業(yè)來(lái)完成知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。課前學(xué)習(xí)中，應(yīng)事先劃分學(xué)習(xí)小組，設(shè)立組長(zhǎng)，小組除了共同完成研討和PPT的制作，個(gè)體還有各自的學(xué)習(xí)任務(wù)，還要求組長(zhǎng)和組員互評(píng)。翻什么、怎么翻、想要達(dá)到什么目的是教學(xué)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。所以在教學(xué)中，對(duì)下述三個(gè)方面進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)。首先，視頻展示內(nèi)容上，可選擇培養(yǎng)方案教學(xué)大綱重、難點(diǎn)內(nèi)容、拓展性內(nèi)容。讓學(xué)生自主提出問題，自主尋求答案，自主通過虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)適當(dāng)驗(yàn)證，培養(yǎng)其學(xué)習(xí)的嚴(yán)謹(jǐn)性及查閱參考文獻(xiàn)的能力等。其次，視頻表現(xiàn)形式上，采用網(wǎng)絡(luò)上知名高等學(xué)校的精品課程的部分精彩片段，讓學(xué)生領(lǐng)略名師的風(fēng)格和知識(shí)背景;也可以教師精心制作微課凸顯知識(shí)的重難點(diǎn);還可提供有趣的動(dòng)畫吸引學(xué)生對(duì)過程的認(rèn)知。再次，視頻持續(xù)時(shí)間，一般控制在10分鐘左右，這樣有利于保持學(xué)生情趣飽滿，提高其學(xué)習(xí)效率。

第二，課內(nèi)知識(shí)內(nèi)化設(shè)計(jì)。教師課堂上適合采用啟發(fā)式、小組研討等形式與課前環(huán)節(jié)銜接。課堂上，學(xué)生按分組根據(jù)問題進(jìn)行陳述，不同組別允許選不同實(shí)驗(yàn)題。教師或?qū)W生提問、討論。這一環(huán)節(jié)教師的引導(dǎo)和點(diǎn)評(píng)是關(guān)鍵。教師針對(duì)匯報(bào)人制作的PPT的質(zhì)量，學(xué)習(xí)內(nèi)容重難點(diǎn)展現(xiàn)，案例邏輯推演的點(diǎn)評(píng)才是學(xué)生最感興趣的內(nèi)容。通過匯報(bào)和分析，學(xué)生許多知識(shí)得以鞏固內(nèi)化，各種能力逐步增強(qiáng)。此外，隨堂小測(cè)反饋也是這個(gè)環(huán)節(jié)中必不可少的內(nèi)容，能讓教師即時(shí)了解學(xué)生課內(nèi)知識(shí)的掌握情況。

第三，課后檢測(cè)鞏固設(shè)計(jì)。課后教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控能及時(shí)掌控學(xué)生學(xué)習(xí)效果的真實(shí)情況，是翻轉(zhuǎn)課堂得以推廣的重要一環(huán)。教師可以查詢學(xué)生網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)觀看視頻時(shí)間的記錄，討論區(qū)和QQ互動(dòng)，以及每個(gè)單元測(cè)試成績(jī)，再結(jié)合每個(gè)學(xué)生課堂對(duì)知識(shí)理解的表現(xiàn)來(lái)準(zhǔn)確地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，以便后期教學(xué)有針對(duì)性地調(diào)整。

三 采用匹配不同實(shí)驗(yàn)類型教學(xué)法的思考

（一）關(guān)于不同教學(xué)方法應(yīng)用效果的思考

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐環(huán)節(jié)貫穿了醫(yī)學(xué)教育的全過程，在醫(yī)學(xué)教育中占有非常重要的地位。探索過程雖不能精確地決定不同類型的實(shí)驗(yàn)所適用教學(xué)方法或組合的最優(yōu)方案，但能在一定程度上彰顯匹配不同實(shí)驗(yàn)類型教學(xué)方法的科學(xué)合理性。

1 虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)教學(xué)

醫(yī)學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是融合醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)、搭建的模塊式虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可二次開發(fā)。其在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域的應(yīng)用彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件的不足，打破了時(shí)空的限制，還可以消除真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作的各種危險(xiǎn)。讓學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中通過人機(jī)交互界面的方式進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真操作，完成各種預(yù)定的實(shí)驗(yàn)操作，這種模擬的實(shí)驗(yàn)操作，提高了實(shí)驗(yàn)成功率和學(xué)生分析解決問題的能力，有時(shí)甚至要優(yōu)于真實(shí)環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)操作?；诖?，可與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)匹配。

2 PBL 教學(xué)法

PBL 式教學(xué)法，通過事先設(shè)置科學(xué)合理的問題，引導(dǎo)學(xué)生尋求答案而自學(xué)、查閱資料、綜合分析思考，達(dá)到解決問題的目的。此法客觀上激活了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)尋求答案，并在探尋過程中學(xué)到更多專業(yè)知識(shí)與解決問題的技能。有助于學(xué)生收獲成就感與自信心，滋生其自主學(xué)習(xí)的樂趣，漸進(jìn)式提高教學(xué)質(zhì)量，值得推廣應(yīng)用。

若與虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組合會(huì)很好地融合相關(guān)聯(lián)的不同知識(shí)點(diǎn)，可與綜合性實(shí)驗(yàn)匹配。

3 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法

充分利用翻轉(zhuǎn)課堂多層次、多樣化教學(xué)的特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)，客觀上能提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力，加強(qiáng)知識(shí)的內(nèi)化過程。其突出的特點(diǎn)是：教學(xué)內(nèi)容以短而精的視頻形式清晰明確表達(dá);重新建構(gòu)更符合學(xué)生主體特點(diǎn)的學(xué)習(xí)流程;線上線下結(jié)合復(fù)習(xí)檢測(cè)方便快捷。

翻轉(zhuǎn)課堂是反傳統(tǒng)的教學(xué)方式，學(xué)生可自己發(fā)揮的空間更大，能滿足不同學(xué)生的口味，能夠?qū)W到更多東西、能夠更有針對(duì)性地解決問題、調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性及培養(yǎng)獨(dú)立思考能力等，有助于提升學(xué)習(xí)效果。

若能與虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、PBL方法組合使用，會(huì)激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性、創(chuàng)造性，更有益于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

（二）不同教學(xué)方法的共性思考

以上教學(xué)模式，都具有一定的自主學(xué)習(xí)特征，能從多方面更好地促進(jìn)新的教學(xué)理念開展，提高教育質(zhì)量。

學(xué)生有較多的自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。這可以鍛煉學(xué)生面對(duì)問題的應(yīng)變能力，對(duì)學(xué)生的未來(lái)發(fā)展具有重要意義。

突出學(xué)生發(fā)展為本的教育理念。設(shè)計(jì)每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)都以學(xué)生的內(nèi)在需要與發(fā)展為出發(fā)點(diǎn)。

師生間教學(xué)模式更和諧融洽。有助于學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、情緒、心理健康發(fā)展。

但也存在以下局限性。

教師的工作量增大。自主學(xué)習(xí)對(duì)教師來(lái)講并不是放任不管，而是既要關(guān)注學(xué)生群體又要關(guān)注學(xué)生個(gè)體的前期、中期、后期學(xué)習(xí)狀況。

教學(xué)形式結(jié)構(gòu)松散，不便于教師在實(shí)際教學(xué)中大規(guī)模使用。

需要具備一系列的前提條件。既需要提供精心設(shè)計(jì)的相關(guān)學(xué)習(xí)資源外，也需要學(xué)生具備一定的自學(xué)能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。

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（責(zé)任編輯： 姜海晶）