基于微课的翻转课堂在生物化学教学中的实践
[摘要] 物质代谢是医学生物化学课程中最复杂的内容。翻转课堂作为一种新颖的教学模式正在逐步推广。采用翻转课堂模式学习代谢章节，有效提高了教学效果和学生的综合素质。翻转课堂的设计应从微课制作设计、学习包设计和课堂教学设计3个方面进行。微课制作和课堂讨论应围绕生活实例和临床病例，着眼于培养学生的应用分析能力。
[关键词] 生物化学；翻转课堂；微课
[中图分类号] R19 [文献标识码] A [文章编号] 1672-5654（2017）10（b）-0102-03
The Practice of Flip Teaching Based on Micro-course in Biochemistry Class
—A Case Study of Lipid Metabolism
TAO Yi-ming， WEI Ri-ming， ZOU Xian-qiong， JIN Rong-zhong
Department of Biochemistry and Molecular Biology， Guilin Medical University， Guilin， Guangxi， 541004 China
[Abstract] Metabolism is the most complicated section in the medical biochemistry course. Flip teaching is a new type of teaching method and is gradually adopted. Both the teaching effect and overall quality of students were greatly enhanced by this teaching mode. Three aspects including designing of micro-lecture video， learning materials pack and classroom activity are involved in the designing of flip teaching. The designing of micro-class video and classroom discussion should focus on the examples from daily life or clinic cases， so as to cultivate the abilities of application and analysis of students.
[Key words] Biochemistry； Flipped classroom； Micro-lecture
生物化学是生命科学专业和医学专业的必修课，因其内容丰富，与多学科交叉，是一门较难掌握的基础课。近几年我们在运用传统教学模式讲授时发现存在着几个问题：①内容复杂抽象且枯燥，尤其是代谢部分，学生较难理解；②学生所要学习的知识多数是没有经过实践的间接知识，缺乏感性认识，学生难掌握、应用能力差；③学生在学完之后理不清头绪，对知识点印象不深刻。
翻转课堂作为一种新颖的教学模式，因其独特的教学方式和良好的学习效果已经逐步走入课堂，在中小学教育中逐步推广开，但是在高校教育应用较少。在2014—2017年，CNKI数据库中关于翻转课堂在生物化学教学中的报道不多[1-3]。
基于以上原因，从“改变传统的一味灌输的教学模式，提高学生的主观能动性”这一角度着手，尝试将翻转课堂的理念、策略和方式运用到在生物化学代谢部分的教学中，以提高教学效果和学生综合素质。该文介绍了翻转课堂在“脂代谢”一章教学中的初步实践，提出了一些见解和遇到的问题。
1 微课与翻转课堂简介
微课是伴随着多媒体技术普及发展起来的一种新的教学资源，它的主要体现形式是教学视频，通常只讲解1～2个知识点，时间在10 min以内，具有教学时间短、教学内容少、“情景化”等特点。它还包括与该教学视频配套的教学课件、教学设计、练习测试等辅助性教学资源。学生可以在课外，包括课前和课后，通过反复观看微课视频来掌握知识点。随着“互联网+”时代的到来以及移动终端设备和无线网络的发展与普及，基于微课的移动学习和远程学习等也将广泛运用到教学中，极大地拓宽学生自主学習或者探究性学习的途径[4]。
翻转课堂译自“flipped classroom”。传统教学是学生先课堂学习，后家庭作业；而翻转课堂则是学生在课前充分利用教学课件PPT、微课、网络资源（例如麻省理工学院和耶鲁大学公开课、可汗学院微课系列）等自主学习，然后在课堂上完成作业，师生共同讨论重点难点，分享学习成果，或者说在课堂上完成知识的内化。在整个过程中，教师的主要任务不再是单纯地传授知识，而是指导和促进学生自主学习。学生由一名被动的听众转变为主动参与者。翻转课堂利用了微课、网络开放教育等资源，重新规划课前、课中、课后的教学安排，通过知识传递、知识内化、知识巩固的颠倒安排实现传统教学中师生角色的翻转[5]。
2 生物化学中“脂代谢”简介
“脂代谢”一章是生物化学课程中代谢部分重要的1个章节，主要包括脂类物质的结构与功能、甘油三酯的氧化分解、脂肪酸合成、胆固醇合成和血浆脂蛋白代谢等内容。其中甘油三酯的分解代谢、胆固醇的合成和血浆脂蛋白代谢这3节内容既是本章的重点又是难点。
这一章代谢途径繁多、信息量大、内容庞杂。在传统的教学模式中，发现学生对该章的学习表现一定的畏惧，对知识点难以理解，无法理清头绪，更谈不上运用，即使记住了也没法对相关问题做分析。但是该章内容又与后续课程病理学、内科学等中的高血脂症、动脉粥样硬化和冠心病等密切相关，所以学生必须要对这些知识点理解透彻。
首先选择了甘油三酯的氧化分解、胆固醇的合成和血浆脂蛋白代谢这3节内容作为翻转课堂的实验，主要是因为考虑到学生在现实生活中能接触到这部分内容，例如减肥和广告中的减肥药左旋肉碱，又如血脂化验单中的高/低密度脂蛋白。这部分内容进行翻转课堂的尝试可行性更强，更易于操作。
3 翻转课堂在“脂代谢”教学中的实施
课前给学生1个学习包，含有甘油三酯的氧化分解、胆固醇合成和血浆脂蛋白代谢3个微课视频（每个视频不超过10 min）、课件PPT、学习任务单和习题。课堂上主要采用分组讨论加教师梳理的方式来理清该节课的知识点。甘油三酯氧化分解的微课视频以减肥为导入，提出运动后甘油三酯转变成什么物质，脂肪酸如何转变为CO2、水和ATP，减肥药左旋肉碱是否能减肥等问题，让学生带着问题观看微课并寻找答案。胆固醇合成的微课视频以降胆固醇药物洛伐他汀为例，提出洛伐他汀为什么可以抑制胆固醇合成，胆固醇对人体是否百害无益等问题，讲解胆固醇合成的主要步骤以及胆固醇的去路。血浆脂蛋白代谢的微课视频则以一张血脂化验单为导入，提出你会看血脂化验单吗，血浆脂蛋白在化学组成上的特点，血浆脂蛋白的功能，冠心病和血浆脂蛋白的关系等问题，引导学生学习该节内容。
在甘油三酯分解代谢的翻转课堂教学中，要求学生在课前通过教学课件和教材了解脂类物质的化学组成、脂类物质的消化与吸收，掌握甘油三酯的结构式、脂肪动员等概念；通过观看视频了解脂肪酸β-氧化大致过程；通过习题巩固该节内容。在该节微课视频的结尾提出了2个课堂讨论问题：①18碳的硬脂酸如果被彻底氧化生成多少ATP；②从脂代谢的角度提出几点关于减肥的建议。在课堂上主要就是围绕这2个问题来进行分组讨论与师生互动。通过课堂讨论，以脂肪酸分解代谢为主线，完善概念学习，使学生对脂肪酸β-氧化的过程以及能量的产生有深刻的认识，使学生能够逐步理解代谢过程，不再对其感到畏惧和厌烦，并能分析实际问题。
在胆固醇代谢的翻转课堂教学中，要求学生通过课前观看微课视频，了解胆固醇合成的主要过程和胆固醇的代谢去路，并查阅资料了解高胆固醇食物和低胆固醇食物。该节内容的微课视频的结尾布置了2个课堂讨论问题：①2015 版《美国居民膳食指南》撤销了对胆固醇的摄入限制，其依据是什么，取消了限制是否意味着可以随便吃；②为了降低心脑血管疾病和中风的风险，老年人应该长期坚持服用降低胆固醇药物吗。通过这些贴近实际的问题设计，使学生学以致用，提高学生的学习兴趣和积极性。
在血浆脂蛋白代谢的翻转课堂教学中，由于这1节内容涉及到了该章的大多数内容，综合性强，所以要求学生在课前要熟悉前几节的内容，主要是甘油三酯和胆固醇的消化与吸收、主要合成途径和分解代谢途径。课前观看微课视频，思考视频结尾的2个课堂讨论题：①血脂化验单反映了哪些健康问题，指标不正常和冠心病有怎样的联系；②针对患者的健康情况提出几点建议，并给出理论依据。这一部分内容和临床的关系最密切，重点在于给临床症状和治疗给出生物化学的理论解释，为学习后续课程打下基础，使学生不再觉得这些理论知识是枯燥和无用的。
4 学生学习效果的评价
在尝试翻转课堂教学的2年来，共有约250名学生参加，有4个班级参与。另外有4个班级进行传统教学模式。在该章教学结束后进行了测试和调查问卷。测试内容为一病例分析题，设问包括基础知识点和应用分析。对测试成绩进行分析，发现实验班和对照班在基础知识得分率上并没有太大差异，但是在应用分析上得分率差异较大，实验班对问题的解释上描述更准确，或者说能更好地应用专业术语。这说明翻转课堂教学模式能提高学生对知识的分析能力，因为通过微课学习和课堂分组讨论，学生对知识的学习已经不是停留在简单的记忆这个层面，而上升到了理解和运用的更高层面。
调查问卷发现，在是否喜欢翻转课堂这个问题上，76%的学生喜欢，15%的学生表示无所谓，只有9%的学生表示不喜欢（主要原因是学生觉得课前任务多）。在学习效果这个问题上，认为翻转课堂利于知识的深入掌握和解决问题能力提高的占87%， 认为利于沟通能力和表达能力提高的占75%。
5 几个需要注意的问题
①微课制作：微课在整个翻转课堂教学中占有重要地位，学生可以用它预习和复习知识点。微课的导入要选取能吸引学生注意力和实用性较强的例子，例如本视频系列中引用的血脂化验单和减肥药的例子，目的在于提高学生观看视频的兴趣，创造形象鲜活的学习情景。在视频的开头提出几个问题，学生带着问题观看，整个视频围绕这些问题来展开，而在视频的结尾可以留思考题作为课堂讨论的内容。视频中教师不要出镜，讲解速度放慢，重要的地方特别是专业术语要有划线或文字提示。微课的制作对教师也提出了一些要求，不仅要求掌握基本的软件使用，还要求教师凝练知识，把知识讲解得通俗易懂甚至生动有趣。
②学习包的设计：学生在课堂讨论之前应该对本节的教学目标和基本概念有非常明确的认识，学习包中的课件、学习任务单和自我测试应该围绕基础知识来设计，课堂讨论不再解释这些基本概念，而把时间留给问题讨论。实践证明，这样的设计不仅可以改变翻转课堂教师的角色，降低教师讲授的比重，将学生转变为课堂的主体，还能提高学生的分析能力。
③学生参与的积极性：翻转课堂上学生是主体，需要积极发言讨论，虽然这种教学模式收益颇多，但是对大部分学生来说有一定的难度。由于从小学到中学，多数学生接受的是传统的填鸭式教学，以至于在大学课堂中不会清晰表达自己的观点甚至不愿意开口，这为翻转课堂的开展提出了一些挑战，尤其是在刚开始的头几次课。不愿意发言的另一个原因是对问题的回答不知所措。我们采取的策略是，把讨论的内容零碎成一个个小问题，降低讨论的难度，引导學生思考，鼓励学生发言，并且课堂讨论作为期评成绩的一部分。在经过两三次课之后，学生的参与积极性明显提高。
④教师对课堂的掌控：翻转课堂上学生自主学习和讨论占很大比例，学生出现的疑问、错误或者想法都是不可预见的，课堂互动具有一定的随机性。这就要求教师在问题设计上有所考虑，同时要求教师能很好地处理课堂发生的各种情况，掌握好时间。在实践中我们还发现学生的讨论内容会延伸到其它学科，这必然是好事，但是也对教师的知识储备提出了更高的要求。
通过教学实践我们发现，对生物化学课程的代谢内容实施翻转课堂，能够减少学生对代谢内容的厌恶和畏惧情绪，提高学生的学习兴趣和自主学习的能力，对培养学生的综合分析能力有明显效果。我们也注意到，尽管我们有丰富的教学资源来支持翻转课堂，但是如何将它们有机融合到教学中，如何扩大翻转课堂的受益面以及建立完善的评价机制，需要进一步的探究。
[参考文献]
[1] 郭红艳，孙晓杰，李淑艳，等.在生物化学教学中实施翻转课堂的探究和思考[J].中国卫生产业，2015（22）：33-34，37.
[2] 郑君芳，贺俊崎.“微课”与“翻转课堂”应用于生物化学教学的初步探析[J].继续医学教育，2014，28（11）：71-73.
[3] 杨建明.微课在生物化学理论教学中的应用研究[J].价值工程，2017（12）：248-250.
[4] 郭宏伟.“互联网+”高等教育环境下微课资源建设研究-以中医学专业系列微课为例[J].中国电化教育，2017（4）：141-145.
[5] 张金磊，王颖，张宝辉.翻转课堂教学模式研究，远程教育杂志，2012（4）：46-51.
（收稿日期：2017-00-00）
