基于“雨课堂”的“分子生物学”分段式教学模式探索与实践

来源:用户上传      作者:陈香凝 高迎莉 蔡月凤 王洪斌 程汉良

　　摘 要 “雨课堂”是以移动终端为获取知识手段的“互联网+”背景下所产生的一种新型教学模式。因其便捷性、兼容性和灵活性，可应用于传统课堂，并融合多种信息化、智能化的平台和教学工具，实现“线下+线上”教学的有机整合，增强教学吸引力，激励学生参与度与互动性，提升教学效果。本文以“分子生物学”为例，结合课程内容与性质，构建“雨课堂”的分段式教学模式，分析其在该课程中的应用效果，反思实践中所产生的问题，完善“雨课堂”分段模式在理论与实验教学方面的重构与整合，实现本科教学的内涵发展。
　　关键词 雨课堂 互联网 分段式教学 分子生物学
　　中图分类号：G424                                   文献标识码：A    DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2020.01.048
　　Abstract "Rain classroom" is a new teaching mode generated by mobile terminals in the context of "Internet +" for acquiring knowledge. Because of its convenience， compatibility and flexibility， it can be applied to traditional classroom， and integrate a variety of information-based and intelligent platforms and teaching tools to realize the organic integration of "offline + online" teaching， enhance the teaching attraction， encourage students' participation and interaction， and improve the teaching effect. In this paper， taking molecular biology as an example， combined with the content and nature of the course， the segmented teaching mode of "rain classroom" is constructed， its application effect in the course is analyzed， the problems in practice are reflected， the reconstruction and integration of the segmented mode of "rain classroom" in theory and experiment teaching are improved， and the connotation development of undergraduate teaching is realized.
　　Keywords rain class; Internet; segmented teaching; molecular biology
　　移動互联的高速发展，改变了人们接受教育和获取知识的渠道，而“互联网+教育”便是这一背景下所产生的新型教育模式。2015年，《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》的政府报告提出：推广大规模在线开放课程等网络学习模式，探索建立网络学习学分认定与学分转换等制度，加快推动高等教育服务模式变革，[1]进一步明确了互联网在教育领域的重要作用。因此，不论是一线教师还是学校管理层，都在尝试建立和推广基于互联网的新型教学理念、教学手段和学习方法，以推进“互联网+”影响下教育教学的创新与可持续发展。
　　分子生物学是国内外高校生物类专业的基础课程，该课程的原理和知识应用极大地影响农学、药学、医学等诸多学科的专业学习与科学研究。作为一门发展迅速、理论更新快的学科，分子生物学已渗入生物学领域的各个方向，呈现覆盖广、融合多、跨度大等特性，同时，知识点多、杂、难记也成为该课程学习过程的标志特征。当前的“分子生物学”教学以“黑板+PPT”为主，模式相对单一，教学现状有待改进。传统教学模式和手段，导致学生对于抽象原理或反应过程理解困难，极大影响学习兴趣和课程效果。此外，陈旧的实验教学方法难以激发学生的实验兴趣，[2]部分实验周期过长，学生难以连续性的参与。
　　因此，在信息时代，如何吸引“低头族”、“互联网原住民”参与课堂教学，提升教学效果;如何借助“雨课堂”优势将分子生物学的知识点直观、浅显地传授给学生;如何最大限度利用智能教学工具把理论与实验有机结合，培养学生的学科专业思维，是笔者所尝试的分段式教学的实践核心。本文以“雨课堂”为载体，从以下多方面探索并实践“雨课堂”分段式教学模式，为生物类学的教学创新和改革提供参考和借鉴。
　　1 “雨课堂”简介
　　2016年，清华大学在《可扩展的混合式教学模式的研究与实践》专项研讨会中，介绍了最新研究成果——智慧教学工具“雨课堂”。[3-4]该软件集合慕课、微信和PPT的优势，实现课件、视频、语音等多种教学资源的课前、课中、课后全覆盖推送，使得随时随地学习成为可能。同时，限时答题、弹幕讨论、数据采集与统计分析等功能，[5]可实时掌控课程进度，维持课程互动，反馈教学效果，有助于教学的量化分析，实现教学节奏与内容的及时调整，提升“学”的主动性和“教”的成效性，[5]最终构建“基于移动网络的学习任务”和“学习者接受知识的课堂”相互作用之上的新教学形式。 　　2 “雨课堂”分段式教学模式的构建
　　2.1  三大环节的实施
　　对于教师而言，课前需微信关注、注册“雨课堂”，开展教学设计，制作预习课件、预习试题、视频等资料，上传至所建立的班级，按需要求学生完成相应预先任务;课中阶段，播放课程PPT，发布限时的随堂测试，参考统计的错误率，选择性答疑;课后，根据课程进度和课中的答题情况，发布下一节课程的预习资料和课后作业，批阅并统计成绩，反馈学生。
　　对于学生而言，课前应加入对应“雨课堂”班级，查看预习资料或完成测试，标注“不懂”内容;课堂同步接收课程PPT，查看并点击“不懂”内容，完成限时测试并提交，通过“弹幕”、“投稿”参与课堂讨论;课后，接收并完成课后作业，发现知识点盲点或不解之处，反馈给授课教师，复习过往测试题。
　　2.2 “雨课堂”分段式教学模式的搭建与应用
　　根据“分子生物学”的课程内容，笔者将其分为基础理论性的教学、研究性内容的教学和实验操作的教学三块，运用“雨课堂”平台，在生物专业开展分段式教学探索。具体实施如下：
　　第一阶段：基础知识点的教学。
　　以理论知识为主线，通过对概念、原理的讲解，初步构建基本的理论框架，同时，选取代表性、抽象性的反应过程进行视频展示，如蛋白质的生物合成过程，把现象原理与基础理论相衔接，使学生形成直观印象，易于理解。
　　利用“雨课堂”，提前发布重难点的预习资料;课堂同步推送课程PPT，实时查看“不懂”反馈，调整授课进度;课程结束前10分钟，发布随堂测试，根据错题率，对理论内容的难点、盲点进行分析和梳理。课后，基于相关知识点，发布作业题，规定答题时间，参照反馈的答题情况，讲解错题，调整授课内容的难易度。
　　第二阶段：研究性内容的教学。
　　在基础知识点的学习之上，围绕课程重点，如涉及研究进展的“基因概念及其发展”、案例较为丰富的“CRISPR/Cas9基因编辑应用”等，开设研究性内容的教学。该部分的关键在于创设不同的知识情境，引导学生运用所得的理论知识，深入思考、发散思维，提出相应的疑问和可能的解释。
　　首次进行研究性内容教学前，对授课班级随机分组（5-6人/组），简单介绍其授课和考核方式。课前，通过“雨课堂”推送课程主题，并提供参考资料（参考PPT、参考书籍和研究论文、与主题相关的视频与研究网站等），以辅助学生针对所选内容完成文献查阅、素材搜集和PPT制作等工作。课堂，发布导论式PPT，介绍背景知识或典型现象，引导学生进入研究性内容教学所设定的主题，提出对应的问题，限时回答，统计并反映全体学生的最初作答情况;随后，由议题展示组阐述其对相应主题的调查分析结果，同时，利用“弹幕”功能，让其余学生推送实时感受或疑问，展示组一一解答。课后，发布课堂主题中遗落知识点的补充PPT和打分表，由全体学生根据展示组表现打分，计入总成绩。
　　第三阶段：实验操作的教学。
　　通过“雨课堂”，提前发布关于实验原理、步骤、仪器使用等包含语音和视频的课件资料;课中，基于所统计的预习情况，讲解、示范多数学生存疑内容，同时，对个别学生的疑问，开展单独指导;实验完成后，开启“弹幕”功能，展示全员实验结果，对普遍出现的不良结果分组讨论，初步分析可能原因。课后，根据小工具“不懂”所总结的较难掌握知识点，解答相关问题并发送习题，要求学生提交纸质实验报告，批阅存档，与习题得分一同作为实验成绩。
　　2.3 分段式教学的考核方式
　　“雨课堂”分段式教学实施多元化考评，包含平时成绩和期末成绩两部分。理论教学，即第一、第二阶段的平时成绩由出勤、课堂答题和研究性主题完成度、课后作业完成度组成，期末成绩是闭卷考试。实验教学的平时成绩由出勤、实验报告、课前预习和课后习题完成情况组成，期末成绩为操作考试。
　　3 “雨课堂”分段式教学的优势与实践效果
　　3.1 “雨课堂“分段式教学的优势
　　依托“雨课堂“这一智慧工具的分段式教学，使课堂教学发生显著变化，是“线上+线下”充分融合的结果，其优势具体如下：
　　（1）针对课程内容实施分段教学，克服单一讲授和单一讨论教学的弊端，优化授课结构，引导学生递进式学习。按照课程内容，开展“基础性-探究性-实验操作”分阶段教學，突出各阶段特征。在运用“雨课堂”的过程中，“教”与“学”的层次更分明，将理论学习、科研训练与实验操作串联结合，引导科研素质和动手能力的培养，达成课堂教学高效高质的内涵式发展要求。
　　（2）增加智能化手段的使用比重，形象、直观地表现教学内容，变抽象为具体，化繁为简，提高学生知识接受性、主动参与性和课堂互动性。“雨课堂”平台通过课前推送，有针对性地引导学生形成知识点的直观认识，提高学生课堂接受度。授课内容的即时推送，便于学生与教师授课进度保持一致，课件保存则便于学生对重难点进行整理。同时，限时测试、“不懂”按键和“弹幕”功能，极大地调动学生主动参与意识，活跃课堂氛围。此外，小组讨论的形式可带动学生间的知识共享与交流，锻炼个人表现力和团队协作力，提升互动体验感。查看课堂互动、课后作业等反馈与统计分析，掌握授课效果，调整教学内容和节奏，提升实际教学效果。
　　（3）改革考评方式，以过程评价与终结评价相结合、课内教学与课外学习相结合的多元化方式进行综合评价。出勤、课前预习、课堂答题和互动、课后作业完成度及期末成绩等数据的采集与分析，实现对学习的全程追踪和量化，克服“期末考定终身”的弊端，增加过程性评价的比重，形成了对学生学习、参与、创新等多方面素质和能力的综合衡量方式，促使学生重视平时学习和实践能力培养，更真实地反映学生实际水平。
　　（4）简便易行，无需额外的软硬件设施。作为一类信息化教学工具，“雨课堂”具备易上手的特点，只需会操作微信和PPT，便能轻松使用“雨课堂”。由于“雨课堂”可直接加载于PPT，教师无需参与过多专门培训，无需重新制作课件，学校无需添加软硬件设施，更无需配备专人进行设备维护，因此，不会给学校带来资金方面的巨大压力，也不会出现教改软硬件设备的闲置浪费。而且，采用“雨课堂”分段式教学模式，不必全盘否定原有教学任务或培养计划，只需区分不同性质的教学内容开展阶段式教学，换言之，既实现学生对概念、原理的理解与掌握，又引导其围绕某个观点、现象展开讨论、探究与实践，进而培养自主思考、创新与操作能力。 　　3.2 “雨课堂”分段式教学的效果
　　笔者将“雨课堂”分段式教学应用于2017-2018学年部分班级的“分子生物学”教学工作，课程结束后，对比教改班与非教改班的教学成效，采集并分析学生对教改的反馈结果。
　　3.2.1 接受度、出勤与参与度
　　收集并统计教改班学生的反馈表，结果：78名同学中，100%表示乐于接受此新型智能化分段教学，且体验满意度达85.90%;参与该项教改的96.15%同学认为“基础-研究-实验操作”阶段式递进的授课，让知识点与学习目标层次分明，有利于培养综合素质;92.3%的同学认为“同步推送”和“不懂”功能有助于跟紧授课节奏，保证听课效率;89.74%的人觉得“限时答题”和“匿名弹幕”有效提高其课堂参与度。
　　在开展“雨课堂”分段式教学过程中，一方面笔者受益于“扫码签到”功能，缩短点名时间，将更多时间用于课程内容讲解，另一方面，学生对知识点的掌握递进式深入，而且，“雨课堂”的数据采集与统计功能，方便笔者全方位了解学生的课程接受度，调整授课进度与内容，开展“一对一”或“一对多”的辅导。
　　3.2.2 课程成绩
　　利用“雨课堂”采集教改班在整个学期的平时成绩与期末成绩数据，并与非教改班成绩进行比较。
　　由表1教改组与非教改组的理论成绩，可知：教改组无论是优良率（分数≥80）、及格率（分数≥60）还是平均成绩都高于非教改组。根据表2，教改组的实验课成绩总体优于非教改组，虽然其在90分以上人数略低于后者。
　　4 存在的问题与反思
　　在分子生物学授课中，“雨课堂”分段式教学的成效明显，然而，其实际应用也存在问题，需要对照出现的问题进行反思和调整。
　　首先，“雨课堂”教学的开展对于互联网和智能手机的依赖性高，网络环境缺乏、不稳定或学生未携带手机，则无法正常进行课件发布、课堂互动;课件推送功能，可能难以激发自律性较差学生的学习热情，反而给了他们玩手机的理由;过度依赖“雨课堂”统计结果，对于个别学生查看他人答案而通过测试的情况无法及时掌握，阻碍了授课效果的实现。
　　其次，如何基于课程特征、学科地位及学生原有知识储备订立教学目标，如何设定基础性教学与研究性教学的内容，避免预习与课堂内容的重复，规避学生力所不能及的学习任务;如何基于“雨课堂”的课堂反馈，及时、精确地把握课程节奏，指导学生在既定时间开展高效交流，避免时间浪费和教学内容延伸过广，都是本项目实施出现的可能影响最终教学效果的问题。
　　第三，在长周期实验和危险实验中，该教学模式的效果有限。此外，短周期的大班化教学过程，容易出现小组讨论内容与课程无关，师生、生生互动延迟等现象，需要授课者根据课程特点与教学规模进行优化与改进。
　　5 结语
　　引领全球深刻变革的“互联网+”模式，使得传统高等教育面临巨大机遇与挑战。与其一味地强调其负面影响，否定其存在价值，不如充分利用各类信息化、智能化技术，整合互联网（虚拟）與传统课堂（实体）的各自优势，建立基于智能终端的教学模式，从而，激发95后、00后等“互联网原住民”的共感，更好地适应网络时代的高等教育教学需求。笔者所尝试的“雨课堂”平台下分子生物学的分段式教学，从教学内容的划分、教学执行、教学评估等方面进行实践与创新，使网络科技有机地应用于传统教学，保证了“线上+线下”融合和教学内容的层层递进，实现了多元化的过程评价，以及理论和实验教学效果的实时反馈与分析，对不断完善该课程的教学体系，提升学生理论、科研和实践水平，以及其他生物类专业课程的教学改革有重要意义。
　　 基金项目：江苏海洋大学2018年度课堂教学改革专项课题（KTJG2018-04、KTJG2018-05）
　　参考文献
　　[1] 朱红艳.“互联网+”背景下的教育信息化探索[J].学周刊，2019（08）：142.
　　[2] 王帅国.雨课堂：移动互联网与大数据背景下的智慧教学工具[J].现代教育技术，2017.27（05）：26-32.
　　[3] 高芳征.基于“互联网+”背景下的慕课和“雨课堂”的高校教学课堂模式研究[J].安阳师范学院学报，2018（05）：126-128.
　　[4] 贺铭，彭莉，童淑芬，梁蕾蕾，李小洁，金会艳.构建基于雨课堂的医学生物化学与分子生物学实验教学新模式[J].教育现代化，2019.6（52）：215-216.
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