以疾病機(jī)制為核心的探究式課堂設(shè)計(jì)和應(yīng)用*
——以中醫(yī)專業(yè)本科生醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)課程為例

葉?杰 徐 偉 胡旭東 閆曉風(fēng) 孫祝美 李 華 王曉玲

（上海中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生物教研室，上海 201203）

伴隨我國(guó)新時(shí)代“一流本科”建設(shè)的熱潮，“一流課程”的建設(shè)作為改革基本單元引發(fā)廣泛熱議，如何打造“一流課程”成為教育工作者深度思考的命題[1，2]。課堂作為課程教學(xué)的核心元素，是打造“一流課程”的基礎(chǔ)。混合式教學(xué)模式的逐步普及將課堂的時(shí)空壁壘徹底打破，依托包括慕課（MOOC）平臺(tái)在內(nèi)的線上教學(xué)資源，學(xué)生學(xué)習(xí)課程知識(shí)的通道被極大地拓展，課程知識(shí)點(diǎn)的獲得不再局限課堂為主要來(lái)源，教師主導(dǎo)的課堂灌輸式教學(xué)模式被打破，這促使教師不得不思考：混合式教學(xué)模式下，怎樣的線下課堂教學(xué)才能更好地促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)課程知識(shí)點(diǎn)。

探究性學(xué)習(xí)，即Hands-on inquiry based learning（HIBL），是源于杜威“做中學(xué)”發(fā)展而成的一種學(xué)習(xí)的理念、方法、模式，其主要過(guò)程為針對(duì)問(wèn)題，學(xué)生開(kāi)展解決問(wèn)題的探究活動(dòng)，討論交流發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題進(jìn)一步深入探究[3]。依托于探究式學(xué)習(xí)策略，教師可將“發(fā)現(xiàn)”和“探究”因素融入教學(xué)設(shè)計(jì)中，促使學(xué)生自發(fā)進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，圍繞核心問(wèn)題自主構(gòu)建知識(shí)，最終達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)。本項(xiàng)目擬借鑒探究性學(xué)習(xí)理念，結(jié)合上海中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)專業(yè)本科生醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)課程，嘗試“探究式課堂”設(shè)計(jì)，以期改變?cè)姓n堂模式，適應(yīng)混合式教學(xué)模式，促進(jìn)學(xué)生更有效地學(xué)習(xí)。

1 探究式課堂設(shè)計(jì)

1.1 教學(xué)目標(biāo)認(rèn)知目標(biāo)：理解相關(guān)細(xì)胞結(jié)構(gòu)及功能知識(shí)點(diǎn)。技能目標(biāo)：鍛煉疾病病理現(xiàn)象與細(xì)胞學(xué)機(jī)制間聯(lián)系的邏輯思維；訓(xùn)練科學(xué)文獻(xiàn)的檢索和閱讀能力；認(rèn)識(shí)解決疾病問(wèn)題的科學(xué)方法。情感目標(biāo)：引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)同通過(guò)科學(xué)研究可以解決疾病問(wèn)題的觀點(diǎn)。

1.2 教學(xué)目的通過(guò)“探究式課堂”學(xué)習(xí)，學(xué)生達(dá)成知識(shí)點(diǎn)理解，邏輯思維鍛煉，文獻(xiàn)能力訓(xùn)練，科學(xué)方法認(rèn)識(shí)以及科學(xué)精神培養(yǎng)。

1.3 教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)：理解疾病相關(guān)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)功能。難點(diǎn)：鍛煉學(xué)生疾病病理變化→細(xì)胞學(xué)機(jī)制假說(shuō)→驗(yàn)證→解決病理變化的方案設(shè)計(jì)等邏輯思維和科學(xué)方法。

1.4 教學(xué)對(duì)象上海中醫(yī)藥大學(xué)經(jīng)高考入學(xué)的2020 級(jí)全日制中醫(yī)學(xué)專業(yè)本科生。

1.5 教學(xué)方法

1.5.1 課前準(zhǔn)備（1 學(xué)時(shí)）教師向?qū)W生詳細(xì)介紹“探究式課堂”的基本內(nèi)容，課時(shí)安排，基本知識(shí)點(diǎn)所覆蓋的教材章節(jié)，提供MOOC 資源信息（愛(ài)課程-國(guó)家精品課程-細(xì)胞生物學(xué)，中山大學(xué)王金發(fā)團(tuán)隊(duì)），教師的固定答疑時(shí)間以及學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方法和內(nèi)容。

1.5.2 教學(xué)過(guò)程（11 學(xué)時(shí)）每周平均2 學(xué)時(shí)線下探究課堂，進(jìn)行4 周，期間學(xué)生線上學(xué)習(xí)需要書(shū)寫(xiě)學(xué)習(xí)筆記并以思維導(dǎo)圖形式總結(jié)上交，教師每周固定2 d 輔導(dǎo)答疑。

基本流程：提出阿爾茲海默癥（AD）為主要探究對(duì)象（簡(jiǎn)介AD 概況以及主要病理變化，1 學(xué)時(shí)）→結(jié)合教師提示，學(xué)生自主學(xué)習(xí)（教師提示與病理變化1 有關(guān)的細(xì)胞學(xué)知識(shí)）→線下課堂探究討論（就病理變化1 相關(guān)細(xì)胞學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行討論，2 學(xué)時(shí)）→課余查閱資料（教師要求查閱教材中涉及AD 論述的文獻(xiàn)出處并簡(jiǎn)單閱讀）→線下課堂探究討論（查閱資料的相關(guān)討論，2 學(xué)時(shí)）→學(xué)生自主學(xué)習(xí)（教師提示與病理變化2 有關(guān)的細(xì)胞學(xué)知識(shí)）→線下課堂探究討論（就病理變化2 相關(guān)細(xì)胞學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行討論，2 學(xué)時(shí)）→學(xué)生課余拓展性自學(xué)并完成作業(yè)（教師提供科學(xué)文獻(xiàn)2，1 學(xué)時(shí)）→線下課堂探究討論（就拓展性學(xué)習(xí)交流探討，1 學(xué)時(shí)）→教師小結(jié)（1 學(xué)時(shí)）→1 周后課堂小測(cè)試（1 學(xué)時(shí)）。見(jiàn)圖1。

圖1 探究式課堂實(shí)施示意圖

1.5.3 課堂觀察表設(shè)計(jì)課堂觀察表設(shè)計(jì)主要通過(guò)學(xué)生討論交流人數(shù)以及課堂探討熱度時(shí)長(zhǎng)來(lái)觀察學(xué)生的參與度情況；通過(guò)討論知識(shí)關(guān)聯(lián)程度、專業(yè)名詞出現(xiàn)頻次以及專業(yè)文獻(xiàn)利用頻次來(lái)觀察學(xué)生獲得度情況。見(jiàn)表1。

表1 課堂觀察5 分表計(jì)分方法

1.5.4 作業(yè)設(shè)計(jì)依據(jù)阿爾茨海默病的病理變化，教材中已提及2 種細(xì)胞學(xué)機(jī)制假說(shuō)，請(qǐng)簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證其中一種假說(shuō)。

1.5.5 教學(xué)評(píng)價(jià)依據(jù)以下項(xiàng)目形成教評(píng)：（1）課堂觀察情況。（2）自制問(wèn)卷調(diào)查學(xué)生反饋。依據(jù)以下項(xiàng)目形成學(xué)評(píng)：（1）學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖情況。（2）學(xué)生作業(yè)的完成情況。（3）學(xué)生專業(yè)文獻(xiàn)的檢索情況。（4）學(xué)生課堂測(cè)試（涵蓋部分認(rèn)知目標(biāo)知識(shí)點(diǎn)）。

1.6 教學(xué)實(shí)施2020 年11 月—2020 年12 月，于中醫(yī)專業(yè)本科生醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)課程班實(shí)施“探究式課堂”，共12 學(xué)時(shí)。

2 教學(xué)實(shí)施情況

2.1 一般情況共27 名本科生參與了探究式課堂，其中男生7 名，女生20 名。全部學(xué)生均自覺(jué)完整參加了12 學(xué)時(shí)課堂教學(xué)。

2.2 課時(shí)比較依據(jù)教學(xué)目標(biāo)中認(rèn)知目標(biāo)，原有課堂教學(xué)課時(shí)12 學(xué)時(shí)；“探究式課堂”課時(shí)12 學(xué)時(shí)。

2.3 課堂總體觀察請(qǐng)同教研室教師協(xié)同，對(duì)課堂做觀察表打分。

初中數(shù)學(xué)“動(dòng)點(diǎn)路線問(wèn)題”中的“路線”分為兩類：一類是直線型(直線、線段、射線)，另一類是曲線型(圓或圓弧、雙曲線、拋物線).

第1 次課堂討論交流人數(shù)很少，交流時(shí)長(zhǎng)較短，這可能與學(xué)生尚不能適應(yīng)這種課堂教學(xué)有關(guān)；從第2次課堂起，討論交流人數(shù)及交流時(shí)長(zhǎng)明顯增加，隨之討論中課程專業(yè)名詞出現(xiàn)頻次也有所增加。見(jiàn)表2。

表2 課堂總體觀察計(jì)分表 (分)

2.4 學(xué)習(xí)過(guò)程的記錄27 名參與探究式課堂的學(xué)生中，有26 名學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中完成了思維導(dǎo)圖的繪制任務(wù)；探究式課堂實(shí)施過(guò)程中，每周答疑7 人次。

2.5 作業(yè)完成情況27 名參與探究式課堂的學(xué)生全部完成并上交了作業(yè)，經(jīng)多名教師共同評(píng)價(jià)，其中50%的學(xué)生作業(yè)設(shè)計(jì)相對(duì)完整，10%的學(xué)生作業(yè)設(shè)計(jì)不理想。

2.6 專業(yè)文獻(xiàn)檢索情況課堂教學(xué)結(jié)束為止，統(tǒng)計(jì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中共檢索專業(yè)文獻(xiàn)約10 篇，人均0.37 篇。

2.7 課堂測(cè)試情況27 名學(xué)生參加并完成了課堂測(cè)試，其中6 名學(xué)生獲得滿分，12 名學(xué)生獲得70%～90%正確率，6 名學(xué)生獲得60%～69%正確率，3 名學(xué)生正確率低于60%。

自制調(diào)查問(wèn)卷（二），從學(xué)生興趣、完成的難易度以及獲得度3 個(gè)方面進(jìn)行調(diào)查，共25 名學(xué)生參與調(diào)查，回收25 份問(wèn)卷。結(jié)果顯示，絕大多數(shù)學(xué)生（22 名）認(rèn)為探究式課堂“有趣”，全部學(xué)生認(rèn)為探究式課堂學(xué)習(xí)難度“高”，18 名學(xué)生認(rèn)為“學(xué)到了更多知識(shí)”。

3 討論

圍繞“以學(xué)生發(fā)展為中心”的導(dǎo)向，課堂作為課程最基本元素，已成為教學(xué)改革的前沿陣地。以往教學(xué)模式下，課堂作為學(xué)生獲取課程教學(xué)資源的主要方式，決定了教師在課堂的主導(dǎo)地位。然而，伴隨信息技術(shù)的日新月異，教學(xué)資源的獲取途徑已極大地多元化，分流了以往課堂教學(xué)中教學(xué)資源的傳遞，這意味著課堂教學(xué)必須重組教學(xué)資源，改變以往模式，以更好地促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。

探究性學(xué)習(xí)以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)，模擬科學(xué)研究解決問(wèn)題的模式，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探究問(wèn)題、解決問(wèn)題的循環(huán)中不斷將學(xué)習(xí)深入推進(jìn)。這種學(xué)習(xí)方式已被國(guó)內(nèi)外許多教育工作者應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐[4，5]，是重組教學(xué)資源的有效方法。近年來(lái)，一些中醫(yī)藥教育者已探索了探究性學(xué)習(xí)的課程應(yīng)用[6，7]，本研究則借鑒探究性學(xué)習(xí)理念，結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂模式，將原有課堂教學(xué)內(nèi)容整體搬遷至MOOC 平臺(tái)，通過(guò)輔導(dǎo)和答疑形式，教師利用線上優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源引導(dǎo)學(xué)生自主和系統(tǒng)地學(xué)習(xí)細(xì)胞生物學(xué)理論；同時(shí)，教師在線下設(shè)計(jì)“探究式課堂”，以阿爾茲海默癥作為問(wèn)題載體，將細(xì)胞生物學(xué)理論碎片化（涉及理論分布于系統(tǒng)理論的不同章節(jié)），引導(dǎo)學(xué)生在探究疾病發(fā)病機(jī)制過(guò)程中，反思線上系統(tǒng)學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，再通過(guò)師生以及生生交流、教材探討、理論延伸、文獻(xiàn)佐證等方式，主動(dòng)參與完成教學(xué)資源的重組。從實(shí)施情況看，12 學(xué)時(shí)“探究式課堂”，教師講授占2 學(xué)時(shí)，而學(xué)生探究和討論占10 學(xué)時(shí)，課堂教學(xué)模式基本轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生學(xué)”。課堂觀察中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)學(xué)生逐漸適應(yīng)了“探究式課堂”形式后，探究和討論的參與度明顯增加，而專業(yè)名詞出現(xiàn)頻次也隨之增加，表明學(xué)生在“參與探究”的壓力下可自主學(xué)習(xí)細(xì)胞生物學(xué)理論。知識(shí)關(guān)聯(lián)度的增加也反映了學(xué)生經(jīng)“探究”和教師引導(dǎo)后，能將疾病病理現(xiàn)象與細(xì)胞學(xué)機(jī)制相關(guān)聯(lián)，通過(guò)思維導(dǎo)圖的繪制和作業(yè)的完成情況體現(xiàn)出學(xué)生可進(jìn)行一定的邏輯性思考，課堂測(cè)驗(yàn)則證實(shí)多數(shù)學(xué)生能達(dá)到教學(xué)目標(biāo)中認(rèn)知目標(biāo)的要求。

醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)是應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)理論解釋和解決醫(yī)學(xué)問(wèn)題的交叉學(xué)科，就課程組成上分為2 部分：細(xì)胞生物學(xué)和醫(yī)學(xué)。在以往的課堂教學(xué)中，因授課對(duì)象多為上海中醫(yī)藥大學(xué)低年級(jí)中醫(yī)專業(yè)學(xué)生，教師始終無(wú)法兼顧平衡細(xì)胞生物學(xué)和醫(yī)學(xué)這2 部分內(nèi)容，常顧此失彼。本研究重組教學(xué)資源后，將線下課堂設(shè)計(jì)為細(xì)胞生物學(xué)和醫(yī)學(xué)關(guān)聯(lián)的“橋梁”，引導(dǎo)學(xué)生將細(xì)胞生物學(xué)知識(shí)與醫(yī)學(xué)相關(guān)聯(lián)，以期啟蒙學(xué)生的醫(yī)學(xué)思維。從期末平行班統(tǒng)一考試結(jié)果分析，參加探究性學(xué)習(xí)的學(xué)生整體成績(jī)與平行班無(wú)明顯差異，與往年同課程同教師教學(xué)班級(jí)比較，整體成績(jī)無(wú)下降，而探究式課堂問(wèn)卷結(jié)果顯示探究性學(xué)習(xí)班學(xué)生普遍認(rèn)為自己學(xué)到了“更多知識(shí)”，這其中應(yīng)包括醫(yī)學(xué)知識(shí)。可見(jiàn)，在一定程度上，“探究式課堂”可起到啟蒙學(xué)生醫(yī)學(xué)理論的作用。

本研究也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題：（1）利用MOOC 平臺(tái)，雖然學(xué)生可自由支配學(xué)習(xí)時(shí)間，但相較于傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)明顯占用學(xué)生課余時(shí)間，實(shí)際學(xué)習(xí)總時(shí)長(zhǎng)有所增加，出現(xiàn)了許多學(xué)生發(fā)出“不堪重負(fù)”的感慨，而由《線上學(xué)習(xí)問(wèn)卷》調(diào)查的結(jié)果看，學(xué)生MOOC 資源的利用率顯然不夠理想，學(xué)生更多地仍是利用教材進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。（2）已有研究[8，9]表明，探究性學(xué)習(xí)有助于學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的方法、技能、思維方式，形成科學(xué)觀點(diǎn)和科學(xué)精神。在實(shí)施過(guò)程中，本研究發(fā)現(xiàn)學(xué)生的專業(yè)文獻(xiàn)檢索量總體仍較少，學(xué)生將專業(yè)文獻(xiàn)應(yīng)用于探究問(wèn)題中更為罕見(jiàn)，這可能與參加學(xué)習(xí)的學(xué)生為大學(xué)一年級(jí)，專業(yè)文獻(xiàn)檢索應(yīng)用能力還在學(xué)習(xí)中有關(guān)。此外，學(xué)生在交流討論中普遍依據(jù)教材已有觀點(diǎn)展開(kāi)，無(wú)質(zhì)疑并體現(xiàn)批判性思考，這可能與沒(méi)有相關(guān)的課程設(shè)計(jì)有關(guān)，值得后續(xù)改進(jìn)。