金課下的“生化分離分析技術與原理”混合式教學

蘇應娟 王艇

[摘 要] 混合式教學是線上和線下教學的有機結(jié)合，在凸顯兩種教學方式優(yōu)勢的同時又能彌補各自的不足。目前，它已成為打造“金課”的主流教學模式。為此，我們在“生化分離分析技術與原理”課程的教學過程中，成功地將線上線下兩種教學模式相結(jié)合，開展混合式教學，取得了良好的教學效果。線上構(gòu)建了精品課程網(wǎng)站、微課視頻和手機移動微課，線下采用包括專題討論會在內(nèi)的多種形式的教學方式，并且進一步完善評價體系。這些改革推動了教師的教學理念的革新，也增強學生學習的積極性和主動性，提高了學習效率和綜合應用知識的能力。

[關鍵詞] 金課;生化分離分析技術與原理;混合式教學

[基金項目] 2020年度中山大學本科教學質(zhì)量工程項目“金課建設背景下的‘生化分離分析技術與原理’混合式教學改革”（教務〔2020〕72號）;2020年度中山大學校外實踐教學基地建設項目“中山大學——廣東肇慶星湖生物科技股份有限公司實習教學基地”（教務〔2020〕93號）

[作者簡介] 蘇應娟（1965—），女，湖北武漢人，博士，中山大學生命科學學院教授，博士生導師（通信作者），主要從事適應性種群基因組學研究;王 艇（1969—），男，山西晉城人，博士，華南農(nóng)業(yè)大學生命科學學院教授，博士生導師（通信作者），主要從事進化葉綠體基因組學研究。

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）14-0064-04 [收稿日期] 2021-07-12

一、金課建設的背景

作為新概念，“金課”首次出現(xiàn)在2018年教育部印發(fā)的《關于狠抓新時代全國高等學校本科教育工作會議精神落實的通知》文件中。它具有“高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度”的“兩性一度”[1]?！案唠A性”強調(diào)知識、能力與素質(zhì)的有機融合，側(cè)重于培養(yǎng)學生的綜合能力和高級思維。“創(chuàng)新性”則強調(diào)課程內(nèi)容的前瞻性和時代性，呈現(xiàn)教學形式的先進性和互動性，以及學習結(jié)果的探究性和個性化。至于“挑戰(zhàn)度”則更強調(diào)課程的難度，學生需要付出努力才能過關，教師也需要花費更多的時間備課和準備。在國家傾力打造“金課”的大背景下，建設“金課”也成為一線教師努力和奮斗的方向。如何利用互聯(lián)網(wǎng)技術，建設更多更好的“金課”，是值得廣大教師思考的問題。

二、混合式教學模式

混合式教學是打造“金課”較好的改革模式，它將線上和線下教學有機地結(jié)合起來。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，混合式教學已成為當前的主流教學模式，它是課堂教學和線上教學的結(jié)合，在凸顯兩種教學方式優(yōu)勢的同時又能彌補各自的不足。傳統(tǒng)的課堂教學，教師能發(fā)揮引領作用，啟發(fā)學生思考，掌控教學過程;在教與學的過程中，學生也能充分發(fā)揮自己的主觀能動性，積極參與師生互動[2]。線上的學習則不受時間和地點的約束，還能充分利用碎片化的時間，起到了事半功倍的作用。這兩種教學方式的混合使用，學生能轉(zhuǎn)換角色，以積極的態(tài)度參與整個學習，真正成為學習活動的主體[3]。

混合式教學還有一個最大優(yōu)勢，就是能借助網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)教學內(nèi)容的實時更新，增加時效性、趣味性和挑戰(zhàn)性。它還能優(yōu)化組合教學模式和策略，達到改變傳統(tǒng)教學模式的目的。這些改革都能激發(fā)學生學習的積極性，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才[4]。混合式教學更加重視關注學生的個體差異，盡量讓每位學生能充分參與到教學活動過程中。教師在教學過程中，也極力提升自己的教學水平，使教學過程更加生動有趣，師生互動更通暢。因此，采用混合式教學模式，打造符合“金課”標準和時代發(fā)展需要的“生化分離分析技術與原理”課程勢在必行。

三、“生化分離分析技術與原理”課程特點

“生化分離分析技術與原理”是生命科學學院本科專業(yè)課，是在完成“生物化學”學習后，為后續(xù)實驗課奠定基礎的課程。主要介紹各種技術方法的原理和應用，如親和層析、聚焦層析等。每種技術都是相對獨立的，但互相之間又存在著密切的聯(lián)系。存在的問題有：第一，知識體系龐大且繁雜，知識點零散;第二，先學原理，后做實驗，理論性強，缺乏主觀認識;第三，學生串聯(lián)知識的能力欠缺，分析和解決問題的能力較差。

針對以上問題，在教學過程中我們曾嘗試過很多改進。比如用圖示或動畫展示教學內(nèi)容等。但學生仍然無法構(gòu)建完善的知識體系。為改善這種狀況，我們在教學過程中，基于“金課”標準，開展線上線下混合的教學方式，旨在提高學生的學習積極性，重點增強他們解決實際問題的能力。

四、混合式教學模式的教學設計

在打造“金課”的時代大背景下，“生化分離分析技術與原理”的教學改革刻不容緩。基于“金課”及“兩性一度”的標準，結(jié)合“生化分離分析技術與原理”課程的特點，我們進行了線上線下混合式教學改革模式。

（一）線上課程

線上課程混合式教學的重要組成部分，它的設置要既能保證學生跟上線上課程的教學進度，又能滿足他們個性化學習的需求，還可以充分提高學習效率和碎片化時間的利用率[5]。在“生物化學分離分析技術與原理”的教學過程中，線上教學主要體現(xiàn)在課前預習和課后復習。我們構(gòu)建了精品課程網(wǎng)站，有課堂教師授課實錄，能滿足學生需多次觀看老師授課視頻的要求;構(gòu)建的網(wǎng)站試題庫，還能同時滿足學生自我檢測的需求;為加深學生對生物技術原理的理解，我們還提供了規(guī)范的實驗視頻和動畫。我們要求學生每次上課前必須完成線上的預習和問題反饋。通過收集到的問題反饋，教師能明確教學重點及難點，為接下來的課堂教學做準備。課后，我們要求學生完成網(wǎng)上習題，并實時查看他們的學習進度及習題完成的準確度。另外，在師生互動板塊，開展文獻導讀與在線討論，幫助學生了解最新的技術發(fā)展。同時，解答學生疑問，幫助他們擴展知識體系。我們還制作了手機移動微課，方便學生在外隨時隨地地預習和復習。線上教學方式涉及聲音、動畫、視頻等多種方式，加之資源豐富，為學生構(gòu)建了良好的學習氛圍。它不僅可以幫助學生加深對知識的理解，還有助于教師對課程進行總結(jié)和改進，真正起到答疑解惑、雙向交流的作用。

我們還制作了三個微課，這些微課中，有兩個獲得過全國高校生命科學學類微課大賽二等獎，視頻制作精致，動畫新穎，內(nèi)容緊湊，能很好地幫助學生理解所學的內(nèi)容。

線上教學不受時間空間限制?！吧锘瘜W分離分析技術與原理”的精品課程網(wǎng)站、微課視頻以及手機移動微課，在2020年上半年疫情期間的教學中起到了重要的作用，為學生提供了優(yōu)質(zhì)的教學平臺。學生在上網(wǎng)課的同時，能有效地利用這些已有的網(wǎng)絡資源，開展個性化的學習，圓滿地完成了學習任務。特別是，有6位同學分兩組加入任課教師的科研項目中，參與數(shù)據(jù)分析，分別發(fā)表SCI論文各1篇。目前，我們即將完成“生物化學分離分析技術與原理”的慕課，準備在“智慧樹”平臺上線。我們把每章的知識點提升出來，借助視頻和動畫呈現(xiàn)出來，幫助學生更好地了解所學的生化技術的原理;設置了習題和測試單元，幫助學生自我檢測學習效果。同時，及時追蹤最新的技術動向，緊密聯(lián)系當今熱點與最新專業(yè)動態(tài)，提高教學內(nèi)容的創(chuàng)新性[6]。

（二）線下課程

線下教學是打造“金課”的另一個重要環(huán)節(jié)。線下教學的傳統(tǒng)教學模式是以教師傳授知識為主，難以激發(fā)學生的興趣。在“生化分離分析技術與原理”的教學過程中，我們極力打破這種“填鴨式”的教學模式，采用了多種形式相結(jié)合的教學方式，如引導學生構(gòu)建每個章節(jié)的思維導圖，引入PBL和翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的教學模式，增設專題討論，真正做到學生和老師均為主體的課堂教學模式。教學方式的改革增強了學生的學習熱情，提高了自主學習的興趣。

通過線上課程的預習，學生對生化技術原理有了初步的認識。再借助傳統(tǒng)的線下教學方式，以提問的方式引入課程內(nèi)容，如“高壓液相色譜是在什么樣的情況下發(fā)展起來的”“大家知道吸附層析法獲得過諾貝爾獎嗎”，吸引學生的興趣，激發(fā)他們的求知欲，促進引導式教學。特別是，對于課前匯總的重點和難點，教師利用更多的時間進行解析，保證每位學生都能理解，并結(jié)合最新的前沿進行適當?shù)耐卣购脱由臁Ｍ瑫r，將PBL（Problem Based Learning）教學法引入課堂，設置思考題，分組討論。每組根據(jù)討論的結(jié)果，選派學生在全班介紹，最后由教師進行總結(jié)點評。在課堂教學中，會預留專門的時間開展專題討論會，就最新的生物技術進行討論，如“單分子測序技術”等。學生在查閱國內(nèi)外文獻的基礎上，再在課堂上進行展示匯報。同時，增設提問環(huán)節(jié)，這樣既活躍了課堂氣氛，又提升了學生的應變能力。

（三）線上線下混合式教學

結(jié)合已有的線上資源，開展線上線下混合式教學，取得了良好的教學效果。在課堂傳授知識的同時，教師結(jié)合生活中的實例，使學生將抽象的生化技術與實際應用聯(lián)系起來，激發(fā)學生的學習興趣。再推送自制的微課教學資源，幫助學生快速理解。例如，免疫分析一章中“雙抗體夾心免疫層析法”是教學的重點和難點。為幫助學生理解，我們選擇以早孕試紙為切入點，制作了微課視頻。我們充分利用多媒體教學手段，廣泛收集資料，精心安排講課內(nèi)容，盡力用圖示或動畫展示教學內(nèi)容，幫助學生了解和掌握相關知識點，構(gòu)建完善的知識體系。通過采用早孕試紙的檢測，引出絨毛膜促性腺激素（HCG）及其結(jié)構(gòu)和功能，進而引入免疫層析雙抗體夾心法和早孕試紙中采用的不同抗體。結(jié)合早孕試紙的結(jié)構(gòu)，導入不同抗體所在的位置。然后，引出HCG是如何與不同位置的抗體發(fā)生作用，最后達到檢測早孕的目的。微課采用了二維與三維動畫演示的形式。特別是采用擬人化的3D動畫，生動形象地說明了“三明治”式的雙抗體夾心膠體金復合物是如何產(chǎn)生的，并在檢測中如何起作用的，淺顯易懂地把早孕試紙的檢測原理呈現(xiàn)出來，有助于學生對相關原理的理解。這就是其中一個線上線下完美結(jié)合的教學案例。

再如，“凝膠過濾”是重要的分離純化技術。但由于它的原理中涉及數(shù)學推導，學生學習有難度。面對這種狀況，我們充分利用多媒體教學手段，廣泛收集資料，精心安排講課內(nèi)容，盡力用圖示或動畫展示教學內(nèi)容，幫助學生掌握相關知識點。為此，我們制作了微課視頻，圍繞“為什么凝膠過濾能有效分離不同大小的分子”而展開。通過教師提問，激發(fā)學生主動思考。再通過引出篩分原理，結(jié)合凝膠過濾分子篩的結(jié)構(gòu)特點，讓學生先從定性的角度理解凝膠過濾的原理。然后引入床體積、外水體積、內(nèi)水體積、洗脫體積以及分配系數(shù)這幾個重要概念，引導學生利用公式計算推導，從而從定量的角度理解凝膠過濾的原理。微課采用了3D與2D動畫演示的形式。通過3D建模形象地呈現(xiàn)分子篩的結(jié)構(gòu)特點，再通過2D動畫直觀地呈現(xiàn)凝膠過濾中不同大小分子運動的過程與特點，幫助學生理解幾個重要的體積及分配系數(shù)概念;還結(jié)合2D動畫演示呈現(xiàn)了凝膠過濾對蛋白質(zhì)脫鹽的過程。通過生動的動畫演示，實現(xiàn)了知識的可視化，提高了學生的學習效率。更重要的是，對于可延伸探索的知識點，在微課中以二維碼的形式出現(xiàn)，學生可自主選擇暫停視頻并掃描，進行延伸學習。學生還能通過掃描二維碼在線完成課后習題，自我檢測學習效果。最后，教師設置了一道開放性問題，鼓勵學生進行課后研討，并在線下課堂做簡單的展示和討論，實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂，達成學習內(nèi)容的深化。

另外，線下課堂的考勤，主要采用對分易，它每堂課會隨機生成二維碼。在3分鐘時間內(nèi)，學生只需用手機掃描二維碼，替代了傳統(tǒng)的點名方式，簡單易行，節(jié)省了課堂點名時間，也避免了學生間相互替代簽到的情況，提高了學生的出勤率。

線上線下相結(jié)合的新型教學模式有助于提高學生的學習熱情。學生積極參與，教師努力引導，既增強了師生的互動性，也體現(xiàn)了教學的多樣性。課下，引導學生以項目為導向參與各類科研活動，鼓勵他們早日加入不同的實驗團隊。特別是，借助各類校外教學實習基地的建設，開展校企合作，針對企業(yè)生產(chǎn)和研發(fā)過程中存在的問題，鼓勵學生自己進行實驗設計和實施，加強學生的實踐能力、創(chuàng)新能力和合作精神的培養(yǎng)。另外，還鼓勵學生積極參與各種競賽活動，為學生實踐開辟了第二課堂。

（四）評價體系改革

打造“金課”不是一蹴而就的，需要在教學過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題，解決問題[6]。教學評價是其中的重要環(huán)節(jié)，它既能幫助教師優(yōu)化教學方法和提升教學質(zhì)量，還能幫助學生改進學習方法。為此，我們建立了一套全方位的綜合評價體系。

首先是學習過程評價，記錄學生全程參與教學活動和自我學習的情況和成績。主要包括：課前預習、出勤率、課堂活躍度、小組合作、小測試、課后作業(yè)等方面。其作用不僅能幫助學生克服學習的惰性，還能激發(fā)他們的積極性和主動性。同時，教師可以通過線上記錄，了解學生學習的完成情況，不斷改進教學方法，提高教學質(zhì)量。

其次是完成性評價，是指課程結(jié)束后，對學生的學習效果進行定量測試的評價體系?！吧治龇蛛x技術與原理”的完成性評價成績僅占40%，和占60%的過程性評價一起構(gòu)成課程的最終成績。加大過程性評價的比重，能多維度地考核學生，更加全面客觀地反映學生的學習效果[7]。

過程性和完成性評價方式的結(jié)合，與混合式教學模式相得益彰。既能督促學生的線上自主學習，又能激發(fā)學生線下學習的動力。兩者的有機結(jié)合，對學生的考核更加全面、客觀，也有助于教師根據(jù)評價結(jié)果調(diào)整教學方法，大力推動了“生化分離分析技術與原理”混合式教學的開展。

結(jié)語

“金課”中“兩性一度”的標準是衡量教師教學質(zhì)量和學生學習效果的尺子，在此背景下，“生化分離分析技術與原理”采用線上和線下相結(jié)合的混合式教學模式，對教師“教”和學生“學”進行了全面改革，對提高教學質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新人才和完善教學體系起著極大的推動作用。線上自主學習和線下課堂教學的有機結(jié)合，解決了線上學習自主性不強和線下學習個性化不足的問題，有助于培養(yǎng)更加優(yōu)秀的專業(yè)人才，為實現(xiàn)建設“金課”的奮斗目標而努力。

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Blended Teaching in the Course of Principles and Applications of Biochemical Separation and Analysis under the Background of “Gold Course” Construction

SU Ying-juan1， WANG Ting2

（1. School of Life Sciences， Sun Yat-sen University， Guangzhou， Guangdong 510275， China; 2. College of Life Sciences， South China Agricultural University， Guangzhou， Guangdong 510642， China）

Abstract： Blended teaching is an organic combination of online and offline teaching， which can not only highlight the advantages of the two methods， but also complement each other. At present， it has become the main model in “gold course” construction. During the teaching of the course of Principles and Applications of Biochemical Separation and Analysis， we successfully carry out blended teaching and have achieved good teaching results. We have built on line high-quality course website， micro-course video and mobile micro-courses. We have adopted various offline teaching forms such as symposiums， and the evaluation system has also been improved. The reform has promoted the innovation of teaching ideas， enhanced students’ enthusiasm and initiative in learning， and improved the learning efficiency and the comprehensive knowledge application ability of the students.

Key words： “gold course”; Principles and Applications of Biochemical Separation and Analysis; blended teaching