生物化學混合式教學模式的效果評價*

王 偉 田克立 曾季平 朱德裕 劉志方 張鵬舉 畢文祥 任桂杰

（山東大學基礎(chǔ)醫(yī)學院，生物化學與分子生物學系，濟南 250012）

傳統(tǒng)課堂與翻轉(zhuǎn)課堂等新型教學模式之爭是近年來高等教育改革所面臨的重要課題。傳統(tǒng)課堂強調(diào)教師在課堂上的監(jiān)控、講授以及整個教學過程中的主導(dǎo)作用，體現(xiàn)了“以教師為中心”的教育理念［1］。課堂上的教學為教師與學生的直接交流與討論提供了其他方法無法比擬的獨特平臺，教師與學生在直觀互動中更容易達到心靈的默契［2］，使學生在潛移默化中得到知識與人格的雙重熏陶［3］，完美地演繹了“教”和“育”的過程。但傳統(tǒng)課堂也存在著不足，例如，學生作為課堂教學的受體，對課堂效果的控制和改變能力較弱［4］。部分教師在教學過程中缺乏足夠的主動性與創(chuàng)造性，照本宣科、滿堂灌等問題時有發(fā)生，容易導(dǎo)致課堂氣氛沉悶，學生“低頭族”現(xiàn)象嚴重，也容易忽略學生的差異，漠視學生的個性需求，學生課堂自主活動少，學生質(zhì)疑、批判、探索和創(chuàng)造能力得不到充分發(fā)展等［1］。為了彌補這些不足，高等教育的教學改革勢在必行。

近年來“翻轉(zhuǎn)課堂”（the flipped classroom）在國內(nèi)外教育界日益走紅［2］。所謂翻轉(zhuǎn)課堂，是指教師借助微型教學視頻讓學生在家里利用網(wǎng)絡(luò)平臺提前學習新課程，輔以在線作業(yè)、在線檢測、網(wǎng)上社區(qū)研討等來幫助學生發(fā)現(xiàn)學習問題，然后在課堂中師生共同研究學習問題，達到對教材內(nèi)容深入掌握的一種課堂教學模式［5］。翻轉(zhuǎn)課堂更加符合學生的學習規(guī)律，是先學后教的一種形式，視頻學習可以取代教師的知識講解，而學生最需要教師幫助的時候，是做作業(yè)遇到困難和迷惑的時候，翻轉(zhuǎn)課堂更能幫助學生克服困難［6］。翻轉(zhuǎn)課堂注重“知識學習”和“能力培養(yǎng)”，其基本要義是教學流程變革所帶來的知識傳授的提前和知識內(nèi)化的優(yōu)化［7］。教學評價也由傳統(tǒng)的考試評價，轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄻踊?、立體化的評價形式［5］。

與傳統(tǒng)課堂相比，翻轉(zhuǎn)課堂具有其自身的優(yōu)勢，但也存在局限性。在課前學習中，學生參與課前學習的自覺性和積極性的個體差異較大，部分學生未能積極開展課前學習或只能部分完成學習任務(wù)。在課堂活動中，學生參與課堂互動往往受學生課前自學效果、性格和學習能力強弱的影響，難以達到理想狀態(tài)或深度的課堂互動［8］。部分學生習慣于被動接受，不善于主動參與互動和交流；部分學生參與小組合作的角色定位不準確，分工合作的能力不強、職責不清，致使部分學生未能積極參與合作學習和問題探究。

作為兩種差異顯著的教學理念與模式，傳統(tǒng)課堂與翻轉(zhuǎn)課堂互有優(yōu)劣?？紤]到生物化學是醫(yī)學專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)課程，其課程發(fā)展歷史悠久、內(nèi)容較多而復(fù)雜，單純依靠傳統(tǒng)教學難以傳授所有知識點的學科特點，以及學生難以對前后知識點構(gòu)建緊密聯(lián)系、難以做到知識的融會貫通、難以實現(xiàn)學生高階培養(yǎng)目標的問題，本文提出一種基于傳統(tǒng)教學和翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的混合式教學模式，即在學生自學基礎(chǔ)知識教學視頻的基礎(chǔ)上，課堂上先采用傳統(tǒng)教學模式，由教師帶領(lǐng)學生將重要知識點進行密切聯(lián)系、融會貫通，構(gòu)建知識的整體框架；再用翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，引導(dǎo)學生自主討論知識點相關(guān)病例或其應(yīng)用，以實現(xiàn)高階培養(yǎng)目標。該教學模式兼顧傳統(tǒng)課堂和翻轉(zhuǎn)課堂的各自優(yōu)點，既包括“以教師為主導(dǎo)”的知識學習，也包括“以學生為中心”的能力培養(yǎng)，是一種均衡的教學模式。

通過文獻檢索發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)的醫(yī)學院校在護理和臨床醫(yī)學專業(yè)的生物化學教學中，尚未開展混合式教學模式的探索。本研究以山東大學齊魯醫(yī)學院護理和臨床醫(yī)學專業(yè)生物化學教學為例，旨在評估傳統(tǒng)教學與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的混合式生物化學教學模式對學生學業(yè)成績及相關(guān)認知的影響，并比較該教學模式在小班和大班中的實施效果，為今后的相關(guān)教學研究提供參考。

1 對象與方法

1.1 生物化學課程及參與者描述

生物化學是醫(yī)學類專業(yè)二年級學生的專業(yè)基礎(chǔ)必修課程。山東大學齊魯醫(yī)學院有5個專業(yè)，其中臨床醫(yī)學是最大的專業(yè)，2020年秋季有245名學生，分為臨床醫(yī)學1和臨床醫(yī)學2兩個教學班，護理專業(yè)是最小的專業(yè)，1個班共有31名學生。這兩個專業(yè)的276名學生了解這項研究并簽署了同意書。以2019年秋季入學的247名采用傳統(tǒng)教學模式的學生為對照組。學生信息如表1所示。2019年和2020年所有的學生均在同一個校園，學習環(huán)境一致，均可以使用計算機和互聯(lián)網(wǎng)。本研究經(jīng)山東大學齊魯醫(yī)學院倫理委員會批準。

Table 1 Basic information of students

1.2 混合式生物化學教學模式的設(shè)計

學生需要學習的微課視頻、知識要點文檔、PPT和教學大綱等資料在授課前1周上傳至中國大學學校專屬SPOC平臺，學生在線學習，同時要求學生在論壇上討論教師所布置的主題以及完成在線單元測驗（學生可嘗試3次，以其中最高分計入成績）。討論和單元測驗都將計入成績，借以督促學生課前學習。

按照教學計劃，每章大約50%的課時用于學生在線自主學習，50%的課時安排師生見面課。見面課采用混合式教學模式，即每次見面課是2個學時，第1個學時以教師為中心，由教師對課程的重、難點進行講解，并對知識點進行系統(tǒng)梳理，構(gòu)建知識的整體框架。同時一邊講解一邊與學生進行互動，其中適當?shù)臋C會進行思政教育，引導(dǎo)學生樹立正確的人生觀、價值觀，提高學生的職業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的家國情懷和社會責任感等等。第2個學時的前10 min，利用雨課堂APP進行測驗，即時了解學生對教學內(nèi)容的掌握情況，剩下的時間（大約40 min）可根據(jù)課程內(nèi)容進行各種高階目標的教學活動，包括臨床病例分析和討論、知識的拓展及應(yīng)用，社會熱點問題的評價與解決等等。高階目標活動要求學生按照座位，就近隨機分成若干組，每組5～6人。任務(wù)完成后，教師隨機點名，要求幾個學生展示自己小組的學習討論結(jié)果，最后教師總結(jié)，并布置高階目標活動的作業(yè)，如讓學生查閱最新的相關(guān)文獻，制作針對某些醫(yī)學問題的社區(qū)宣傳海報等，服務(wù)于健康中國戰(zhàn)略。這些高階目標活動的設(shè)計都是以學生為中心進行的，體現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)課堂的教學特征。

1.3 以學業(yè)成績和學生認知情況作為教學效果評估的指標

教學效果評估是評價混合式教學模式的核心要素，考慮到教學效果反映在學生的不同能力上，教學效果評估設(shè)定學業(yè)成績評價和學生自我認知評價兩個方面。學生的學業(yè)成績評價是一個貫穿于教學全過程的多維度評價結(jié)果，采用總分100分評定，包含4個部分：在線自主學習30分（參加在線討論10分，完成在線單元測驗20分）；課堂上小組學習表現(xiàn)10分；雨課堂測驗10分；期末閉卷在線機考50分。學生自我認知評價設(shè)定6個維度：S1，我有主動學習的能力；S2，我有團隊合作的能力；S3，我有探究式學習的能力；S4，我有公開表達的能力；S5，我有合作學習的能力；S6，我有時間管理能力。在本研究項目開始前和結(jié)束后分別對所有參加混合式教學模式的學生進行一項由這6個維度組成的調(diào)查問卷，并根據(jù)5-Likert量表（5-Likert scale）對調(diào)查結(jié)果進行定量分析，以評價生物化學混合式教學模式對改善學生認知的影響。為了鼓勵學生參與調(diào)查問卷，給參與調(diào)查的學生在期末考試成績上增加2分。

1.4 統(tǒng)計學分析方法

采用單因素方差分析和獨立性t檢驗分析方法，分析學生的學業(yè)成績，比較不同專業(yè)以及相同專業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)教學模式和混合式教學模式的總分差異。通過5-Likert量表對學生的認知結(jié)果進行定量統(tǒng)計，以平均值±標準差表示。采用單因素方差分析和非獨立性t檢驗分析不同專業(yè)以及同專業(yè)內(nèi)混合式教學模式前后學生認知的差異。統(tǒng)計分析均使用IBM SPSS 22.0版軟件進行，P<0.05或P<0.01為差異顯著或極顯著，具有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

2.1 學生學業(yè)成績分析

生物化學學科發(fā)展歷史悠久，知識點多而復(fù)雜，前后知識點的密切聯(lián)系、融會貫通是教學的難點，也是能綜合應(yīng)用所學知識對臨床病例進行分析的關(guān)鍵所在，更是學生在考試當中丟分的主要問題。對護理和臨床醫(yī)學專業(yè)的生物化學采用混合式教學模式之后，再次將病例分析的綜合性問題納入考核內(nèi)容，取得良好的教學效果（表2）。比較護理專業(yè)學生的成績發(fā)現(xiàn)，2020年混合式教學模式的生物化學平均成績是83.04，顯著高于2019年傳統(tǒng)式教學成績，差異具有極顯著統(tǒng)計學意義（P<0.01）（圖1）。比較臨床醫(yī)學專業(yè)學生的成績發(fā)現(xiàn)，2020年混合式教學模式的生物化學1班和2班的平均成績分別為86.23和84.66（表2），分別顯著高于相應(yīng)的2019年傳統(tǒng)式教學班級的成績，差異具有極顯著統(tǒng)計學意義（P<0.01）（圖1）?？梢娀旌鲜浇虒W模式可以顯著提高護理和臨床醫(yī)學專業(yè)學生的學業(yè)成績。

Table 2 Statistical results of academic performance of traditional teaching and blended teaching

Fig.1 Comparison of academic performance between traditional teaching and blended teaching

2.2 學生自我認知結(jié)果分析

為了評估混合式教學模式對護理專業(yè)和臨床醫(yī)學專業(yè)學生自我認知的影響，在開始混合式教學前、后，分別對這3個班的學生進行由6個認知指標（S1～S6）組成的5-Likert量表調(diào)查。通過單因素方差分析和獨立性t檢驗分析發(fā)現(xiàn)，在混合式教學前，護理專業(yè)和臨床醫(yī)學專業(yè)的學生對這6個認知指標的差異均沒有統(tǒng)計學意義（表3）。

Table 3 Statistical analysis of cognitive results of students majoring in nursing and clinical medicine before blended teaching

Table 4 Statistical analysis of cognitive results of students majoring in nursing and clinical medicine after blended teaching

在完成混合式教學課程后，盡管兩個專業(yè)學生的認知都有提高，但護理專業(yè)與臨床醫(yī)學專業(yè)相比，學生在某些認知上存在統(tǒng)計學上的顯著差異（表4）。經(jīng)過分析，認為班級規(guī)?？赡苁侵饕?，因為在混合式教學開始之前，兩個專業(yè)學生的認知并沒有顯著差異（表3）。護理班是一個小班，有31名學生，而臨床醫(yī)學專業(yè)1和臨床醫(yī)學專業(yè)2是大班，每個班有100多人。在翻轉(zhuǎn)課堂上，小班教學中學生更容易得到老師的幫助和指導(dǎo)，互動效果更好；學生在同伴學習、小組討論和表達觀點等方面獲得更大的收獲。因此，與大班（臨床專業(yè)）學生相比，學生的認知水平有了更顯著的提高，對混合式教學的滿意度更高。這與以往其他學科的研究是一致的［9-10］。在本研究的第二份問卷中，當被問及將來是喜歡混合式還是傳統(tǒng)式教學時，發(fā)現(xiàn)了明顯的差異：89%的護理專業(yè)學生喜歡混合式教學，而62%的臨床醫(yī)學專業(yè)學生喜歡混合式教學，因此認為在小班實施混合式教學模式優(yōu)于大班實施混合式教學模式。

另外，還分別分析了護理和臨床醫(yī)學專業(yè)的學生在混合式教學前、后的6個認知指標的變化，發(fā)現(xiàn)與混合式教學前相比，混合式教學后學生的認知均有顯著或極顯著的改善（圖2～4），差異均具有統(tǒng)計學意義。

Fig.2 Statistical comparison of 6 cognitive indexes of Nursing students before and after blended teaching

Fig.3 Statistical comparison of 6 cognitive indexes of Clinical Medicine-1 students before and after blended teaching

Fig.4 Statistical comparison of 6 cognitive indexes of Clinical Medicine-2 students before and after blended teaching

在傳統(tǒng)教學課堂上，教師進行知識的傳授，通常有家庭作業(yè)留給學生。當學生做作業(yè)遇到困難需要教師的幫助和獲得更高階的學習目標時，由于沒有實際的幫助和指導(dǎo)，常使他們在學習上受到挫折。為此，本研究開展的混合式教學模式的學習活動的時間和地點是結(jié)合傳統(tǒng)式教學和翻轉(zhuǎn)課堂的長處，在見面課之前，學生可以在線上獲得較容易的學習目標和低階思維技能，而在課堂上進行有助于獲得高階思維技能的學習活動。因此，低階技能可以在課前獲得，而高階技能可以在課堂上發(fā)展，學生可以通過教師的授課和同伴協(xié)作學習活動獲得幫助，以克服學習中的困難。見面課前的準備和課堂上的教師授課，以及同學之間的互動等也可以培養(yǎng)學生的自律能力。這可能解釋了在本研究中，完成混合式生物化學課程后，學生的自我認知較混合式教學前有顯著或極顯著的改善（圖2～4）。

3 討 論

3.1 混合式教學模式的特點及優(yōu)勢

混合式教學模式采用約50%的授課時間用于學生在線自主學習，這一階段的教學設(shè)計目的是培養(yǎng)學生主動學習的習慣，并為面對面課堂教學活動儲備知識。在面對面教學中，首先由教師幫助學生梳理知識要點、構(gòu)建前后知識點的內(nèi)在聯(lián)系，并培育學生良好的人格和積極向上的價值觀，適當給予課程思政教育。例如在學習多巴胺的合成代謝途徑時，介紹毒品上癮的機制，引導(dǎo)學生遠離毒品、珍愛生命。雨課堂測驗之后即開始高階目標的學習活動，包括案例分析、問題討論、社會熱點問題的解決等等，這些活動體現(xiàn)了學科知識在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用，激發(fā)了學生的學習興趣和積極性。這種教學模式讓學生體驗了信息的輸入（碎片化知識的自主學習和教師幫助下的知識整體框架的構(gòu)建相結(jié)合）和輸出（用所學的知識解決實際問題）過程，利于學生掌握所學知識。見面課之后，學生可以回到線上重新完成在線單元測驗（可嘗試3次），給學生獲得更好學習成果和更高成績的機會，增加其學習動力，提高學習的積極性和主動性。加上考核維度具有多元化特點，因此，相比傳統(tǒng)教學，混合式教學模式下的學生取得了更好的學業(yè)成績（表2，圖1）。

混合式教學模式在生物化學教學中的應(yīng)用表現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢，很好地解決了以下幾個問題。a.傳統(tǒng)教學有限的課堂時間難以完成較多知識點傳授、更沒時間構(gòu)建知識的整體框架的問題?；旌鲜浇虒W通過教師課前拍攝教學視頻，讓學生自學完成基礎(chǔ)知識的學習，待師生見面課時，教師引導(dǎo)學生將各個知識點前后聯(lián)系、融會貫通，來構(gòu)建知識的整體框架。b.完全翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式中，由于部分學生自主學習能力不強，自我管理能力較差，課前對基礎(chǔ)知識的學習效果不好，直接影響了課堂上高階目標學習活動的進行?；旌鲜浇虒W模式通過教師課堂上對知識點的梳理、構(gòu)建知識點的內(nèi)在聯(lián)系和整體框架，能幫助這部分學生更好地參與到高階目標的學習活動中。c.傳統(tǒng)教學把高階目標培養(yǎng)的過程放在課下進行（課后作業(yè)），在缺乏教師指導(dǎo)的情況下難以達到理想的效果?；旌鲜浇虒W中，高階目標培養(yǎng)過程放在課堂進行，學生對臨床病例分析、問題討論等過程是在教師指導(dǎo)和同伴的互助競爭中完成的，提高了教學目標的達成效率。在學生討論、陳述觀點、互助競爭中，學生語言表達、合作能力得到提高，個性得到發(fā)展，創(chuàng)新精神得到培養(yǎng)［1］，各種認知能力都得到充分的發(fā)展。這在學生的學業(yè)成績和自我認知方面的研究中得到了體現(xiàn)。

3.2 混合式教學模式發(fā)展應(yīng)用的思考

近幾年翻轉(zhuǎn)課堂教學的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，并在應(yīng)用過程中不斷改進，混合式教學模式的嘗試，為教學模式的改革增加了多樣性，在這個過程中最主要的影響因素體現(xiàn)在以下兩個方面。

3.2.1保留傳統(tǒng)教學優(yōu)勢，與時俱進，創(chuàng)新發(fā)展教育理念

時代的發(fā)展要求教育要與時俱進。目前仍然有部分教師秉持以教為主的教育觀念，將教師、教材和課堂作為教學的中心，填鴨式灌輸知識給學生，以學為主的教學理念還不被他們接受。也有一些教師在選擇嘗試新的教學模式時，受到教育傳統(tǒng)觀念和功利主義等方面的影響，往往會放棄或消極應(yīng)對。隨著現(xiàn)代科技和教學理念的發(fā)展，翻轉(zhuǎn)課堂已經(jīng)引入中國教育實踐，其帶來的“以學生為中心”的教學理念有其合理性和優(yōu)越性，但其自身也存在著一定的不足。因此，教師既要考慮“以教師為中心”的育人思想，又要結(jié)合“以學生為中心”的教育理念，做好教育變革的心里準備，不斷創(chuàng)新發(fā)展多樣化的教學模式，以順應(yīng)時代發(fā)展潮流。

3.2.2提升教師教學設(shè)計能力與學科發(fā)展能力

混合式教學模式成功應(yīng)用的關(guān)鍵在于教師對課內(nèi)和課外教學的設(shè)計，至少包括對教學內(nèi)容、課堂對話、師生交流、生生合作學習等方面，如視頻的錄制要求短小精練和主題突出等，這對教師的視頻錄制和處理能力有了相對于傳統(tǒng)教學更高的要求。同時學生在課外自主學習時，教師應(yīng)能在線答疑并能提供自主學習的幫助。課堂上將知識系統(tǒng)化、重點難點突出、兼顧成績好和差的學生對知識的掌握，同時適當畫龍點睛的思政和育人教育。這些都對教師的知識、能力等提出了更高的要求。另一方面，教師應(yīng)具有較強的學科發(fā)展意識和動力，主動思考學科發(fā)展的方向、對學科發(fā)展進行設(shè)計和大膽探索，實現(xiàn)學科發(fā)展和自我提升［1］?；旌鲜浇虒W模式在教學設(shè)計中也要考慮到如何吸引學生學習的興趣，對醫(yī)學院的學生來說，患者的病例往往能夠引起學生的高度關(guān)注，巧妙設(shè)計學生課堂活動的主題，使學生能用所學知識對患者案例進行解釋，指導(dǎo)學生的自主、合作學習和其他課堂活動，學以致用，這必然要求教師準確掌握學科的發(fā)展方向，不斷推動學科向前發(fā)展。

4 結(jié) 論

混合式教學模式集中了傳統(tǒng)教學和翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢，是對高校生物化學教學模式改革的有益探索。利用混合式教學模式對護理和臨床醫(yī)學專業(yè)的學生授課，并與傳統(tǒng)課堂的教學效果進行對比，分析了學生的學業(yè)成績和6個認知指標在混合式教學實施前后的差異。結(jié)果表明，混合式教學的學業(yè)成績和學生認知能力都得到顯著提高。同時混合式教學模式也考慮了對學生進行課程思政方面的培育，將“教”和“育”有機統(tǒng)一，符合時代發(fā)展的要求。目前，該授課方式對大班教學的效果不及對小班的教學效果，后續(xù)的工作重點是研究如何提高混合式教學模式在大班教學的效果。

傳統(tǒng)教學和翻轉(zhuǎn)課堂各有其顯著的優(yōu)勢與不足。固守傳統(tǒng)教學方式不愿做出任何創(chuàng)新與改革，終將落后于時代潮流的發(fā)展，而一味追求翻轉(zhuǎn)課堂教學的新形式，忽視對傳統(tǒng)課堂的傳承與融合，難免會曲解高等教育的初衷，最終傷害的還是學生［11］。無論教學形式與方法如何改變，教書育人是高等教育的核心價值，也是聯(lián)系傳統(tǒng)教學與翻轉(zhuǎn)課堂教學的紐帶，只有堅持這一思想，才能實現(xiàn)傳統(tǒng)教學與翻轉(zhuǎn)課堂的有機融合，在傳承的基礎(chǔ)上實現(xiàn)高等教育的健康持續(xù)發(fā)展。