《分子生物學(xué)》實驗教學(xué)設(shè)計研究_第1頁
《分子生物學(xué)》實驗教學(xué)設(shè)計研究_第2頁
《分子生物學(xué)》實驗教學(xué)設(shè)計研究_第3頁
《分子生物學(xué)》實驗教學(xué)設(shè)計研究_第4頁
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《分子生物學(xué)》實驗教學(xué)設(shè)計研究摘要:當(dāng)前,《分子生物學(xué)》實驗課教學(xué)存在教學(xué)方法僵化單一、教學(xué)內(nèi)容陳舊零散、教學(xué)評價結(jié)果至上等問題,不能很好地適應(yīng)學(xué)生綜合實踐能力的培養(yǎng)需要?;诜D(zhuǎn)課堂的《分子生物學(xué)》實驗課教學(xué)設(shè)計,是以建構(gòu)主義理論、掌握學(xué)習(xí)理論為理論支撐,以問題為導(dǎo)向,利用信息技術(shù)幫助學(xué)生消化課前材料和進(jìn)行線上討論,滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。翻轉(zhuǎn)課堂下的《分子生物學(xué)》實驗課混合式教學(xué)設(shè)計,學(xué)生學(xué)習(xí)方式更加多元,學(xué)習(xí)主動性和合作能力增強,課堂關(guān)注度提升。關(guān)鍵詞:翻轉(zhuǎn)課堂;分子生物學(xué);實驗課教學(xué);教學(xué)設(shè)計;混合式教學(xué)ADesignofMolecularBiologyExperimentalTeachingAbstract'.Atpresent,therearesomeproblemsintheexperimentalteachingofMolecularBiology,suchasrigidandsingleteachingmethods,outdatedandscatteredteachingcontents,andthesupremacyofteachingevaluationresults.TheteachingdesignofexperimentcourseofMolecularBiologybasedonflippedclassroomissupportedbyconstructivismtheoryandmasteringlearningtheory,andisproblem-oriented.Inthispaper,informationtechnologyisusedtohelpstudentsdigestpre一classmaterialsandconductonlinediscussionstomeetthelearningneedsofdifferentstudents.UndertheflippedclassroomteachingdesignofexperimentcourseofMolecularBiology,students)learningstylesaremorediversi-fied,learninginitiativeandcooperationabilityareenhanced,andclassroomattentionisenhanced.Keywords:flippedclassroom;MolecularBiology;experimentalteaching;teachingdesign;blendedteaching《分子生物學(xué)》在生命科學(xué)中居于核心地位,其基本理論和研究方法已經(jīng)滲透到遺傳學(xué)、生理學(xué)、微生物學(xué)等各個學(xué)科之中,因此高等院校中凡專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中包含掌握現(xiàn)代生物技術(shù),《分子生物學(xué)》都是其必備基礎(chǔ)課之一*實驗課教學(xué)是《分子生物學(xué)》課程教學(xué)中的重要組成部分,是基礎(chǔ)理論轉(zhuǎn)化為實踐力量的主渠道*高效的《分子生物學(xué)》實驗課教學(xué),不僅能讓學(xué)生對課程的應(yīng)用和意義有具體而全面的理解,還能提高學(xué)生的實踐操作技能,提出問題、分析問題、解決問題的能力以及創(chuàng)新性思維。“翻轉(zhuǎn)課堂”尊重學(xué)生的主體性地位,其核心是先學(xué)后教和以教促學(xué)E*2018年9月,教育部印發(fā)《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》,提出“要以學(xué)生發(fā)展為中心,通過教學(xué)改革促進(jìn)學(xué)習(xí)革命,積極推廣小班化教學(xué)、混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂”⑵*因此,結(jié)合自身教學(xué)改革實際情況,逐步探索出一套基于“翻轉(zhuǎn)課堂”的《分子生物學(xué)》實驗課混合式教學(xué)模式,對于提升課程教學(xué)效果,對于學(xué)生綜合實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)和理論知識的內(nèi)化至關(guān)重要。1《分子生物學(xué)》實驗課教學(xué)現(xiàn)狀在《分子生物學(xué)》教學(xué)中,實驗課教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力的重要環(huán)節(jié)。通過實驗,除了驗證和鞏固分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識、培養(yǎng)實踐操作能力外,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生分析實驗現(xiàn)象、歸納綜合以及設(shè)計創(chuàng)新實驗的能力。然而,當(dāng)前《分子生物學(xué)》實驗課教學(xué)存在教學(xué)方法僵化單一、教學(xué)內(nèi)容陳舊零散、教學(xué)評價結(jié)果至上等問題,不能更好地滿足培養(yǎng)學(xué)生的動手操作和實驗創(chuàng)新能力的需要。1.1教學(xué)模式僵化單一,學(xué)生學(xué)習(xí)消極被動教學(xué)方法是教師在組織和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)活動的過程中,為達(dá)到教學(xué)目標(biāo)而采取的策略方法等。在教學(xué)方法上,教師要激勵學(xué)生自主、合作、探究,要引導(dǎo)學(xué)生積極發(fā)現(xiàn)問題、善于思考分析、敢于發(fā)表自己觀點。注入式、教師專制的“一言堂”式教學(xué)方法無形地剝奪了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,抑制了學(xué)生本應(yīng)該活躍的創(chuàng)新思維,使學(xué)生失去了學(xué)習(xí)的主動性,惰于深入思考和探究。沒有一種教學(xué)模式能適應(yīng)所有的學(xué)生,為此,教學(xué)模式不能固定不變,教學(xué)方法也不能抱殘守缺,否則,難以取得很好的教學(xué)效果。長期以來,教師在《分子生物學(xué)》實驗課按照傳統(tǒng)的實驗?zāi)康摹⒃?、實驗操作等程序進(jìn)行講授教學(xué),這種教學(xué)模式在給學(xué)生傳授學(xué)科知識方面有其積極的一面,但是在實際教學(xué)中也發(fā)現(xiàn)學(xué)生的積極主動性不高,參與度不夠等問題。學(xué)生只是被動地認(rèn)為“實驗課的主要目標(biāo)是對理論課知識點的驗證”,往往教師講授完畢,學(xué)生就開始按部就班的操作,缺乏對于實驗內(nèi)容、實驗設(shè)計方面的獨立思考,難以培養(yǎng)出學(xué)生對于科學(xué)研究的興趣。1.2課程內(nèi)容組織零散,學(xué)生體驗枯燥乏味課程內(nèi)容要考慮到各種課程要素,使之組織成課程結(jié)構(gòu),并使這些要素在動態(tài)運行中產(chǎn)生合力,以有效地實現(xiàn)課程目標(biāo)。為此泰勒提出三條基本原則:連續(xù)性、順序性和整合性⑶。課程組織過程中,首先要關(guān)注課程內(nèi)容本身的邏輯順序,即教學(xué)內(nèi)容是否符合學(xué)科體系;同時也要關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)課程內(nèi)容時的心理過程(心理順序),即教學(xué)內(nèi)容需為學(xué)生而設(shè)計,應(yīng)符合學(xué)生的心理認(rèn)知習(xí)慣,如若不然,學(xué)生理解有困難就容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒,教師就會事倍功半。當(dāng)前,《分子生物學(xué)》實驗課大多都是教師僅憑教材去教學(xué),而教材的內(nèi)容大多陳舊過時,沒有跟隨時代的變化而變化,實驗項目與實驗項目之間孤立且沒有關(guān)聯(lián),難以形成統(tǒng)一的教學(xué)體系。1.3評價結(jié)果至上,學(xué)生發(fā)展片面畸形一般而言,教學(xué)評價的范圍是較為寬泛的,它常常設(shè)計到對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)管理、教師、學(xué)生等因素的全面的評價,其中最主要是對教師的教和學(xué)生的學(xué)做出評價。其評價結(jié)果意在為總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗、改進(jìn)教學(xué)提供反饋信息。對著課程標(biāo)準(zhǔn),我們就會檢查出差距。在實際教學(xué)中,《分子生物學(xué)》實驗課教學(xué)對于學(xué)生的考核很少包括實驗準(zhǔn)備、實驗設(shè)計等方面,多以實驗報告為主,學(xué)生對實驗設(shè)計整體把握的努力沒有考核指標(biāo)的衡量。這種缺乏過程性的考核評價體系使得學(xué)生機械式地按照實驗操作流程去完成實驗,無法客觀反映學(xué)生對于理論知識的理解和實驗技能的掌握程度,更容易滋生應(yīng)付實驗、修正結(jié)果、抄襲報告等現(xiàn)象。2分子生物學(xué)實驗課的翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)的講授法不同,旨在借助現(xiàn)在普及的信息技術(shù),讓學(xué)生在課前完成基礎(chǔ)知識的精學(xué),課堂上通過師生合作進(jìn)行知識應(yīng)用與問題解決,是一種教學(xué)流程的“翻轉(zhuǎn)”。同時,這種翻轉(zhuǎn)也會帶來師生角色、教育理念、課程內(nèi)容、授課方式與教學(xué)評價等產(chǎn)生變革,進(jìn)而帶動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更強,學(xué)習(xí)參與感和主動性增加以及知識的應(yīng)用效果提升⑴。它以建構(gòu)主義理論、掌握學(xué)習(xí)理論為理論支撐,以問題為導(dǎo)向,利用信息技術(shù)幫助學(xué)生消化課前材料和進(jìn)行線上討論,滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,能有效地擺脫傳統(tǒng)的“課上傳授知識+課下內(nèi)化知識”的教學(xué)模式的束縛,是一種全新的、深層次的混合學(xué)習(xí)模式血。結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)優(yōu)勢,對《分子生物學(xué)》實驗課的教學(xué)設(shè)計進(jìn)行探索,主要步驟包括以下幾個方面:2.1整合課程內(nèi)容,搭建雙線平臺《分子生物學(xué)》實驗課教學(xué)是《分子生物學(xué)》課程教學(xué)中的重要內(nèi)容,主要包括:實驗一、植物DNA的提取和質(zhì)量檢測;實驗二、目的基因的PCR擴增及產(chǎn)物純化;實驗三、質(zhì)粒DNA的提取和瓊脂糖凝膠電泳檢測;實驗四、重組質(zhì)粒的構(gòu)建和大腸桿菌感受態(tài)的轉(zhuǎn)化;實驗五、陽性重組子的篩選和鑒定;實驗六、PCR產(chǎn)物測序結(jié)果的生信分析;實驗七、植物總蛋白提取;實驗八'Westernblot檢測蛋白表達(dá)量。結(jié)合實驗課教學(xué)內(nèi)容,首先充分挖掘和整合了線上與線下的實驗課素材,搭建雙線教學(xué)平臺。對分子生物學(xué)實驗教學(xué)中涉及的諸多知識點和操作要點視頻進(jìn)行了收集和整理,來源包括中國MOOC(慕課)平臺中北京師范大學(xué)《分子生物學(xué)實驗》、中山大學(xué)《生物化學(xué)與基礎(chǔ)分子生物學(xué)實驗》、廈門大學(xué)《遺傳與分子生物學(xué)實驗》等。還有國外優(yōu)秀生物實驗操作視頻欄目如BiologywithAnimations#MrSimpleScience#ShomusBiology等。其次,合并和刪減重復(fù)內(nèi)容,對網(wǎng)絡(luò)資源如瓊脂糖凝膠制備、SDS-PAGE凝膠制備、PCR擴增儀程序設(shè)計輸入指南等進(jìn)行記錄、比較、合并、刪減和整合。再次,對學(xué)生需要但網(wǎng)絡(luò)資源中沒有的,我們就利用實驗室自有設(shè)備對未覆蓋的重難點進(jìn)行講解并錄制短視頻微課予以補充。最后,將其中與實驗課程內(nèi)容緊密相關(guān)的部分剪輯整理成一套完整視頻,視頻中加入中英文雙語字幕方便學(xué)生觀看學(xué)習(xí)。2.2改變傳統(tǒng)模式,活用翻轉(zhuǎn)策略講授式的教學(xué)模式利于傳授系統(tǒng)化的知識,但其僵化死板的課堂教學(xué)形式,不利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性,學(xué)生處于被動接受狀態(tài),久而久之形成了填鴨式的教學(xué)。為了克服這一劣勢,首先將原有的大量需要在課堂上講授的板書或PPT內(nèi)容替換為制作后的慕課和微課視頻,并在課前發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、QQ群或微信群等公共網(wǎng)絡(luò)平臺,同時在作業(yè)區(qū)或發(fā)帖討論區(qū)布置觀看慕課視頻后需要解答或討論的問題。其次,結(jié)合學(xué)生對觀看視頻的接受程度,形成常見問題回答表(frequentlyaskedquestions)并利用課程平臺監(jiān)測學(xué)生學(xué)習(xí)行為并計入過程性評價。最后,著重解答預(yù)習(xí)報告中的開放性問題和學(xué)生觀看視頻后自主提出的問題,并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論。一些常見和學(xué)生可以自學(xué)理解的問題,自學(xué)即可。這些問題內(nèi)容涵蓋實驗核心理論知識、實驗操作需注意的細(xì)節(jié)、實驗設(shè)計可改進(jìn)部分。2.3采用多元評價,兼顧過程結(jié)果實驗教學(xué)深層目標(biāo)是讓學(xué)生能夠掌握本學(xué)科核心實驗技術(shù)、技能,學(xué)會將理論知識應(yīng)用到科研活動中,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和創(chuàng)新能力,并且通過嚴(yán)格的實驗操作訓(xùn)練幫助學(xué)生形成良好的實驗習(xí)慣⑸。改進(jìn)后的《分子生物學(xué)》實驗考核增加對學(xué)生是否掌握本學(xué)科實驗技能、獨立思考解決科學(xué)問題能力和總結(jié)分析科研實驗?zāi)芰Φ炔糠值目己吮戎亍>唧w分為三部分:過程性考核成績(50%)主要包含線上學(xué)習(xí)行為成績(10%)、慕課自學(xué)成績(10%)、課堂討論成績(10%)、實驗操作成績(20%)。其中,線上學(xué)習(xí)行為成績主要考察后臺統(tǒng)計的視頻觀看完整度、在線時長等指標(biāo);慕課自學(xué)成績主要指學(xué)生線上報告。實驗報告成績(30%)主要包含實驗原理理解(10%)、實驗結(jié)果真實性(10%)、實驗數(shù)據(jù)處理、分析和討論(10%)。自主實驗設(shè)計成績(20%)主要指學(xué)生基于已掌握的理論知識和實驗技能撰寫綜合性實驗設(shè)計的成績。實驗設(shè)計內(nèi)容包括實驗?zāi)繕?biāo)、實驗原理、實驗方法、實驗操作流程、預(yù)期結(jié)果等內(nèi)容。教師在根據(jù)實驗設(shè)計的可行性、完整性、科學(xué)性進(jìn)行批改并及時將問題反饋學(xué)生,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促使學(xué)生積極思考,增強學(xué)生對科學(xué)發(fā)現(xiàn)的敏銳性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。3翻轉(zhuǎn)課堂下的《分子生物學(xué)》實驗課教學(xué)設(shè)計的成效為了驗證教學(xué)設(shè)計的成效,選取了對照組和實驗組各30人(性別和年齡無統(tǒng)計學(xué)差異,P>0.05)對《分子生物學(xué)》實驗課同一教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行對比,翻轉(zhuǎn)課堂改變了常規(guī)的以“教師為中心”的傳統(tǒng)教學(xué)模式,激發(fā)了學(xué)生的主觀能動性,利于學(xué)生自主探究和創(chuàng)新(表1和表2)#表1兩組學(xué)生一般情況比較分組性別年齡男性女性對照組(n;30)191122.03±0.89實驗組(n=30)161421.60±0.86x2(t)值1.6171.923P值0.4320.929表2兩組學(xué)生的教學(xué)評價比較對照組實驗組調(diào)杳項目(n;30)(n;30)x2值P值是否對課程很感興趣121820104.2860.038課程成績達(dá)到良好及以上12182194.3440.037小組協(xié)作效果較好2215154.2860.038學(xué)習(xí)熱情較高111919114.2670.039主動與教師互動討論72316145.7110.0173.1學(xué)生學(xué)習(xí)方式更加多元,學(xué)習(xí)主動性增強翻轉(zhuǎn)課堂對傳統(tǒng)教學(xué)觀念進(jìn)行了顛覆,使課堂成為師生答疑解惑、討論交流的場域,課外變成了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主陣地⑹。傳統(tǒng)的教學(xué)模式中,教師在課堂上無法實施針對不同學(xué)生的個性化教學(xué),沒有時間組織學(xué)生討論,不能為學(xué)生解惑答疑。而翻轉(zhuǎn)課堂則能更大程度上實現(xiàn)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)「刃*學(xué)生可以選擇自己喜歡的方式去觀看教學(xué)視頻,他們可以對視頻進(jìn)行暫停、慢放和重播等操作*學(xué)生還可以獨立地,隨時、隨地、隨意地,一遍又一遍地訪問課程內(nèi)容,根據(jù)自身情況調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)計劃、學(xué)習(xí)環(huán)境等,真正實現(xiàn)了“按自己的步驟學(xué)習(xí)”。調(diào)研結(jié)果顯示,對照組和實驗組在“課程興趣”上有顯著性差異,實驗組學(xué)習(xí)興趣更濃(P<0.05,表2)#在“翻轉(zhuǎn)課堂”里,實驗知識的初步講授過程在課下完成*學(xué)生通過學(xué)習(xí)視頻資料、在線課程等途徑實現(xiàn)對實驗知識的初步接受與建構(gòu)過程,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更為濃厚*而在傳統(tǒng)課堂上,學(xué)生在老師的指導(dǎo)下通過生生互助來達(dá)到對知識深層次的理解和能力的提升,學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)積極性*3.2學(xué)生合作能力增強,課堂專注度提高與傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式相比,翻轉(zhuǎn)課堂提升了學(xué)習(xí)者之間的交流和溝通能力以及協(xié)作能力*調(diào)研結(jié)果顯示,實驗組學(xué)生的小組協(xié)作效果顯著優(yōu)于對照組;從學(xué)生的課堂測試成績可以看出,實驗

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