[出处] 教育教学论坛_2022年第14期

苏应娟 王艇

[关键词] 金课;生化分离分析技术与原理;混合式教学

[基金项目] 2020年度中山大学本科教学质量工程项目“金课建设背景下的‘生化分離分析技术与原理’混合式教学改革”（教务〔2020〕72号）;2020年度中山大学校外实践教学基地建设项目“中山大学——广东肇庆星湖生物科技股份有限公司实习教学基地”（教务〔2020〕93号）

[作者简介] 苏应娟（1965—），女，湖北武汉人，博士，中山大学生命科学学院教授，博士生导师（通信作者），主要从事适应性种群基因组学研究;王 艇（1969—），男，山西晋城人，博士，华南农业大学生命科学学院教授，博士生导师（通信作者），主要从事进化叶绿体基因组学研究。

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）14-0064-04 [收稿日期] 2021-07-12

一、金课建设的背景

作为新概念，“金课”首次出现在2018年教育部印发的《关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知》文件中。它具有“高阶性、创新性和挑战度”的“两一性一一度”[1]。“高阶性”强调知识、能力与素质的有机融合，侧重于培养学生的综合能力和高级思维。“创新性”则强调课程内容的前瞻性和时代性，呈现教学形式的先进性和互动性，以及学习结果的探究性和个性化。至于“挑战度”则更强调课程的难度，学生需要付出努力才能过关，教师也需要花费更多的时间备课和准备。在国家倾力打造“金课”的大背景下，建设“金课”也成为一线教师努力和奋斗的方向。如何利用互联网技术，建设更多更好的“金课”，是值得广大教师思考的问题。

二、混合式教学模式

混合式教学是打造“金课”较好的改革模式，它将线上和线下教学有机地结合起来。随着互联网技术的发展，混合式教学已成为当前的主流教学模式，它是课堂教学和线上教学的结合，在凸显两种教学方式优势的同时又能弥补各自的不足。传统的课堂教学，教师能发挥引领作用，启发学生思考，掌控教学过程;在教与学的过程中，学生也能充分发挥自己的主观能动性，积极参与师生互动[2]。线上的学习则不受时间和地点的约束，还能充分利用碎片化的时间，起到了事半功倍的作用。这两种教学方式的混合使用，学生能转换角色，以积极的态度参与整个学习，真正成为学习活动的主体[3]。

混合式教学还有一个最大优势，就是能借助网络技术，实现教学内容的实时更新，增加时效性、趣味性和挑战性。它还能优化组合教学模式和策略，达到改变传统教学模式的目的。这些改革都能激发学生学习的积极性，培养创新型人才[4]。混合式教学更加重视关注学生的个体差异，尽量让每位学生能充分参与到教学活动过程中。教师在教学过程中，也极力提升自己的教学水平，使教学过程更加生动有趣，师生互动更通畅。因此，采用混合式教学模式，打造符合“金课”标准和时代发展需要的“生化分离分析技术与原理”课程势在必行。

三、“生化分离分析技术与原理”课程特点

“生化分离分析技术与原理”是生命科学学院本科专业课，是在完成“生物化学”学习后，为后续实验课奠定基础的课程。主要介绍各种技术方法的原理和应用，如亲和层析、聚焦层析等。每种技术都是相对独立的，但互相之间又存在着密切的联系。存在的问题有：第一，知识体系庞大且繁杂，知识点零散;第二，先学原理，后做实验，理论性强，缺乏主观认识;第三，学生串联知识的能力欠缺，分析和解决问题的能力较差。

针对以上问题，在教学过程中我们曾尝试过很多改进。比如用图示或动画展示教学内容等。但学生仍然无法构建完善的知识体系。为改善这种状况，我们在教学过程中，基于“金课”标准，开展线上线下混合的教学方式，旨在提高学生的学习积极性，重点增强他们解决实际问题的能力。

四、混合式教学模式的教学设计

在打造“金课”的时代大背景下，“生化分离分析技术与原理”的教学改革刻不容缓。基于“金课”及“两一性一一度”的标准，结合“生化分离分析技术与原理”课程的特点，我们进行了线上线下混合式教学改革模式。

（一）线上课程

线上课程混合式教学的重要组成部分，它的设置要既能保证学生跟上线上课程的教学进度，又能满足他们个性化学习的需求，还可以充分提高学习效率和碎片化时间的利用率[5]。在“生物化学分离分析技术与原理”的教学过程中，线上教学主要体现在课前预习和课后复习。我们构建了精品课程网站，有课堂教师授课实录，能满足学生需多次观看老师授课视频的要求;构建的网站试题库，还能同时满足学生自我检测的需求;为加深学生对生物技术原理的理解，我们还提供了规范的实验视频和动画。我们要求学生每次上课前必须完成线上的预习和问题反馈。通过收集到的问题反馈，教师能明确教学重点及难点，为接下来的课堂教学做准备。课后，我们要求学生完成网上习题，并实时查看他们的学习进度及习题完成的准确度。另外，在师生互动板块，开展文献导读与在线讨论，帮助学生了解最新的技术发展。同时，解答学生疑问，帮助他们扩展知识体系。我们还制作了手机移动微课，方便学生在外随时随地地预习和复习。线上教学方式涉及声音、动画、视频等多种方式，加之资源丰富，为学生构建了良好的学习氛围。它不仅可以帮助学生加深对知识的理解，还有助于教师对课程进行总结和改进，真正起到答疑解惑、双向交流的作用。

我们还制作了三个微课，这些微课中，有两个获得过全国高校生命科学学类微课大赛二等奖，视频制作精致，动画新颖，内容紧凑，能很好地帮助学生理解所学的内容。

线上教学不受时间空间限制。“生物化学分离分析技术与原理”的精品课程网站、微课视频以及手机移动微课，在2020年上半年疫情期间的教学中起到了重要的作用，为学生提供了优质的教学平台。学生在上网课的同时，能有效地利用这些已有的网络资源，开展个性化的学习，圆满地完成了学习任务。特别是，有6位同学分两组加入任课教师的科研项目中，参与数据分析，分别发表SCI论文各1篇。目前，我们即将完成“生物化学分离分析技术与原理”的慕课，准备在“智慧树”平台上线。我们把每章的知识点提升出来，借助视频和动画呈现出来，帮助学生更好地了解所學的生化技术的原理;设置了习题和测试单元，帮助学生自我检测学习效果。同时，及时追踪最新的技术动向，紧密联系当今热点与最新专业动态，提高教学内容的创新性[6]。

（二）线下课程

线下教学是打造“金课”的另一个重要环节。线下教学的传统教学模式是以教师传授知识为主，难以激发学生的兴趣。在“生化分离分析技术与原理”的教学过程中，我们极力打破这种“填鸭式”的教学模式，采用了多种形式相结合的教学方式，如引导学生构建每个章节的思维导图，引入PBL和翻转课堂相结合的教学模式，增设专题讨论，真正做到学生和老师均为主体的课堂教学模式。教学方式的改革增强了学生的学习热情，提高了自主学习的兴趣。

通过线上课程的预习，学生对生化技术原理有了初步的认识。再借助传统的线下教学方式，以提问的方式引入课程内容，如“高压液相色谱是在什么样的情况下发展起来的”“大家知道吸附层析法获得过诺贝尔奖吗”，吸引学生的兴趣，激发他们的求知欲，促进引导式教学。特别是，对于课前汇总的重点和难点，教师利用更多的时间进行解析，保证每位学生都能理解，并结合最新的前沿进行适当的拓展和延伸。同时，将PBL（Problem Based Learning）教学法引入课堂，设置思考题，分组讨论。每组根据讨论的结果，选派学生在全班介绍，最后由教师进行总结点评。在课堂教学中，会预留专门的时间开展专题讨论会，就最新的生物技术进行讨论，如“单分子测序技术”等。学生在查阅国内外文献的基础上，再在课堂上进行展示汇报。同时，增设提问环节，这样既活跃了课堂气氛，又提升了学生的应变能力。

（三）线上线下混合式教学

结合已有的线上资源，开展线上线下混合式教学，取得了良好的教学效果。在课堂传授知识的同时，教师结合生活中的实例，使学生将抽象的生化技术与实际应用联系起来，激发学生的学习兴趣。再推送自制的微课教学资源，帮助学生快速理解。例如，免疫分析一章中“双抗体夹心免疫层析法”是教学的重点和难点。为帮助学生理解，我们选择以早孕试纸为切入点，制作了微课视频。我们充分利用多媒体教学手段，广泛收集资料，精心安排讲课内容，尽力用图示或动画展示教学内容，帮助学生了解和掌握相关知识点，构建完善的知识体系。通过采用早孕试纸的检测，引出绒毛膜促性腺激素（HCG）及其结构和功能，进而引入免疫层析双抗体夹心法和早孕试纸中采用的不同抗体。结合早孕试纸的结构，导入不同抗体所在的位置。然后，引出HCG是如何与不同位置的抗体发生作用，最后达到检测早孕的目的。微课采用了二维与三维动画演示的形式。特别是采用拟人化的3D动画，生动形象地说明了“三明治”式的双抗体夹心胶体金复合物是如何产生的，并在检测中如何起作用的，浅显易懂地把早孕试纸的检测原理呈现出来，有助于学生对相关原理的理解。这就是其中一个线上线下完美结合的教学案例。

再如，“凝胶过滤”是重要的分离纯化技术。但由于它的原理中涉及数学推导，学生学习有难度。面对这种状况，我们充分利用多媒体教学手段，广泛收集资料，精心安排讲课内容，尽力用图示或动画展示教学内容，帮助学生掌握相关知识点。为此，我们制作了微课视频，围绕“为什么凝胶过滤能有效分离不同大小的分子”而展开。通过教师提问，激发学生主动思考。再通过引出筛分原理，结合凝胶过滤分子筛的结构特点，让学生先从定性的角度理解凝胶过滤的原理。然后引入床体积、外水体积、内水体积、洗脱体积以及分配系数这几个重要概念，引导学生利用公式计算推导，从而从定量的角度理解凝胶过滤的原理。微课采用了3D与2D动画演示的形式。通过3D建模形象地呈现分子筛的结构特点，再通过2D动画直观地呈现凝胶过滤中不同大小分子运动的过程与特点，帮助学生理解几个重要的体积及分配系数概念;还结合2D动画演示呈现了凝胶过滤对蛋白质脱盐的过程。通过生动的动画演示，实现了知识的可视化，提高了学生的学习效率。更重要的是，对于可延伸探索的知识点，在微课中以二维码的形式出现，学生可自主选择暂停视频并扫描，进行延伸学习。学生还能通过扫描二维码在线完成课后习题，自我检测学习效果。最后，教师设置了一道开放性问题，鼓励学生进行课后研讨，并在线下课堂做简单的展示和讨论，实现翻转课堂，达成学习内容的深化。

另外，线下课堂的考勤，主要采用对分易，它每堂课会随机生成二维码。在3分钟时间内，学生只需用手机扫描二维码，替代了传统的点名方式，简单易行，节省了课堂点名时间，也避免了学生间相互替代签到的情况，提高了学生的出勤率。

线上线下相结合的新型教学模式有助于提高学生的学习热情。学生积极参与，教师努力引导，既增强了师生的互动性，也体现了教学的多样性。课下，引导学生以项目为导向参与各类科研活动，鼓励他们早日加入不同的实验团队。特别是，借助各类校外教学实习基地的建设，开展校企合作，针对企业生产和研发过程中存在的问题，鼓励学生自己进行实验设计和实施，加强学生的实践能力、创新能力和合作精神的培养。另外，还鼓励学生积极参与各种竞赛活动，为学生实践开辟了第二课堂。

（四）评价体系改革

打造“金课”不是一蹴而就的，需要在教学过程中不断发现问题，解决问题[6]。教学评价是其中的重要环节，它既能帮助教师优化教学方法和提升教学质量，还能帮助学生改进学习方法。为此，我们建立了一套全方位的综合评价体系。

首先是學习过程评价，记录学生全程参与教学活动和自我学习的情况和成绩。主要包括：课前预习、出勤率、课堂活跃度、小组合作、小测试、课后作业等方面。其作用不仅能帮助学生克服学习的惰性，还能激发他们的积极性和主动性。同时，教师可以通过线上记录，了解学生学习的完成情况，不断改进教学方法，提高教学质量。

其次是完成性评价，是指课程结束后，对学生的学习效果进行定量测试的评价体系。“生化分析分离技术与原理”的完成性评价成绩仅占40%，和占60%的过程性评价一起构成课程的最终成绩。加大过程性评价的比重，能多维度地考核学生，更加全面客观地反映学生的学习效果[7]。

过程性和完成性评价方式的结合，与混合式教学模式相得益彰。既能督促学生的线上自主学习，又能激发学生线下学习的动力。两者的有机结合，对学生的考核更加全面、客观，也有助于教师根据评价结果调整教学方法，大力推动了“生化分离分析技术与原理”混合式教学的开展。

结语

“金课”中“两一性一一度”的标准是衡量教师教学质量和学生学习效果的尺子，在此背景下，“生化分离分析技术与原理”采用线上和线下相结合的混合式教学模式，对教师“教”和学生“学”进行了全面改革，对提高教学质量、培养创新人才和完善教学体系起着极大的推动作用。线上自主学习和线下课堂教学的有机结合，解决了线上学习自主性不强和线下学习个性化不足的问题，有助于培养更加优秀的专业人才，为实现建设“金课”的奋斗目标而努力。