基于雨课堂的《酶工程》课程线上线下混合教学设计
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摘 要
随着教育互联网+的推广，线上线下混合教学模式已经是高校教学的发展方向。基于雨课堂平台将专业课《酶工程》课程进行线上线下的混合教学模式改革。将课程内容进行精准切割，结合线上mooc资源，分布到课前预习、课堂教学与课后拓展三个方面。雨课堂为学生自主学习提供了良好的平台，增加师生的线上交流互动，提高学生的学习积极性，从而有效提升课堂教学质量。
关键词
雨课堂，混合教学，酶工程，教学改革
中图分类号： G434;J51-4 文献标识码： A
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 10 . 38
酶工程是生物工程专业四大工程体系之一，广泛应用于食品、医药、轻工、化工、环境保护等各个领域，这些领域亦是生物工程学生就业的主要方向。《酶工程》课程是内蒙古科技大学为生物工程专业本科生设立的专业课程，但是由于专业学分配制有限，只能将这门课设为专业选修课程。酶工程在课程体系上属于酶学体系范畴，但其又与生物学领域、生物工程领域的各门课程有广泛的交叉。这样就面临着教学内容多，交叉内容庞杂，课程学时少的问题。同时，作为生物工程专业的重要选修课，很多内容需要课前预习和课后的扩展学习，由于选课人数多，很难了解和把控每一位同学的预习、掌握、扩展学习情况。为了提高教学效率，让每一个学生真正做到有所学，有所用，全面掌握学生的学习情况，课程需要采用线上线下的融合教学模式，基于雨课堂平台打造一门新型的智慧课程。
1 雨课堂简介
雨课堂是由清华大学研究开发的一款免费智慧型教学平台，该平台高效融入几乎所有教师都依赖的PowerPoint软件，整合mooc精品课程在线学习平臺及手机微信，从课前预习、课程教学、课后复习拓展三个方面进行将教学全过程规划设计[1]。在教学过程中通过数据挖掘实现全教学过程的师生互动、考核、监督、反馈，可以让教师全程了解学生的学习状况并跟踪学习效果。教师只需要一台Windows系统的电脑以及手机微信，学生只需要手机微信即可完成整个教学过程，不需要额外添加程序。
2 基于雨课堂的《酶工程》课程教学设计
2.1 雨课堂模式在《酶工程》课程应用的适用性
《酶工程》课程是内蒙古科技大学为生物工程专业本科生设立的专业课程，但是由于专业学分配制有限，只能将这门课设为专业选修课程，共32学时，全专业每学年选课学生数100人左右。在教学内容方面，课程涉及内容包括酶学的基本性质、微生物发酵产酶、动植物细胞培养产酶、酶的提取与分离纯化、酶分子修饰、酶、细胞、原生质体的固定化、酶非水相催化、酶定向进化、酶反应器以及酶的应用十部分内容。课程学时少，内容多，同时涉及了大量的与其他课程的交叉内容，就需要有效利用雨课堂平台建立线上线下的混合智慧课堂，将重复内容，交叉的部分内容通过线上的课前预习与课后拓展推送给学生，即能够保持学习内容的完整性，也能够保证课程重点内容在课堂上进行有效、细致地讲解。
在学生学习效果把控上，雨课堂对每个学生针对所推送的所有教学内容的操作都能做出统计与反馈，有利于教师清晰的掌握每个学生的学习情况。在课前预习部分与课后拓展部分，雨课堂可以统计每位学生的预习复习情况，包括是否进行了线上预习、复习，操作时间等。教师可以通过数据的统计了解学生的预习和复习情况。在课程进行中，课件的同步播放，避免了学生用手机拍课件，同时不懂的内容可以点击“不懂”发送给教师，有利于课后教师统计与答疑，对于多数同学不懂的内容进行总结和再讲解[2]。课后习题的线上布置，减免了课代表数次搬送作业的体力消耗，在线批改与数据统计更能够实时了解学生对教学内容的掌握情况。
综上可见，“雨课堂”教学模式的引入，将智能手机正确的引入到教学当中，一方面可以吸引学生的兴趣，将学生从听课和关注手机的矛盾中解放出来，使手机成为学习的工具; 另一方面更好地实现教师与学生的互动，拉近了由于课容量大而造成的教师与学生距离，构建了师生深入互动的桥梁。特别适用于《酶工程》这类课时少、课程内容庞杂、学生人数多的专业课程教学辅助。
2.2 雨课堂模式在《酶工程》课程应用的实施方案
将雨课堂教学模式引入《酶工程》课程实践，首先要对课程进行整体的分析与切割。确立课程的重点章节，将有重复或交叉的内容与其他课程进行整合。例如课程中“酶的提取与分离纯化”一章，所讲授的蛋白质分离纯化技术与另一门专业必修课《生物分离工程》讲授的主要内容是重复的，因此在课程设计中，这一章节便删除不讲，作为补充内容在课后拓展部分简单介绍。酶定向进化、酶反应器两章，分别与《基因工程》、《生物工程设备》的部分内容有交叉，因此在课程设计中，将重复内容删除，但要重点介绍针对酶进行的基因工程技术与产酶和酶反应的特殊设备。依照此原则，将《酶工程》进行全面的分析切割，确定好每章的预习内容、重点难点内容，与其他课程交叉拓展内容，进行课程的实践。基于雨课堂的课程实践主要从课前在线预习、课上讲授交流及课后检测拓展三个方面进行：
（1）课前预习阶段：预习课件的设计并不是单纯地将即将要讲授的课程大纲进行总结发送，要依据课程内容进行有效设计。例如：在《酶工程》课程中，酶学基本性质这一内容，对于酶的结构与功能这一部分，要求学生回顾《生物化学》中蛋白质的基本结构内容，特别强调其保持活性的重要条件即是空间结构的稳定，这亦与酶的稳定性有具大关联，是酶发生其功能的重要前提。通过预习课件，可结合mooc上《生物化学》课程中蛋白质结构的相关内容，带领学生在线有效预习。通过对预习时间的设定和雨课堂平台对于每位同学的预习时间反馈，及时了解学生预习情况，提醒没有认真预习的同学，有助于在课上教学准确选择内容跨入点，减少了课上内容回顾的时间。 （2）课上讲授阶段：雨课堂的平台在课上讲授开启后，通过学生扫描二维码，即能够让学生实时进入手机端，又能够记录学生出勤率，减免了大班点名的困扰。在授课过程中，课件实时传送到学生的手机端，亦避免了学生手忙脚乱的抄笔记、拍课件。 最重要的是，在以往传统教学过程中，教师给出的随堂练习题，仅能够随机选取一名同学回答，无法全面了解所有学生的掌握情况。而通过雨课堂平台发送试题，在给定时间内可以收到所有同学的答案，特别是选择判断题，可以即时得到全班同学的答题准确率，哪些同学答错了，通过对答是情况的分析，可以实时了解学生的掌握情况。对于错题比率高的知识点，可以进行再次的讲解。另外，在讲授过程中，对于不懂的地方，学生可以随时点击“不懂”，教师亦可以随时了解学生的掌握情况，有针对性地对学生进行讲解。因此，基于雨课堂平台可以在实时教学过程中加深教师和学生的互动交流，更有利于拉近教师和学生的距离，便教师和学生不分家。
（3）课后复习拓展阶段：由于《酶工程》课时有限，在课程设计时，就将一部分重复内容删除或删减。但是这些内容又是工程生产中必不可缺的步骤，因此可将这些内容放到课后来复习。同时对于一些内容的生产实际部分，例如“酶的生产”中固体发酵法在讲授过程中，传统教学只能将酶的固体发酵的方法一一列出，并配以图片，而实际操作过程中，对于发酵环境要求、培养基的要求、培养机械的构成等都有着严格的要求，单依靠图片学生无法构建完整的工艺过程。将生产流程以视频的形式放在课后拓展部分，能够带领学生进入到生产车间内部，更会切实的了解整个发酵过程，更有利于学生对于这部分内容的了解及有效应用。另外，相较于传统教学过程中的作业布置、收发、评判，雨课堂平台可完全实现作业的无纸化操作，对于选择、判断、填空题可直接导出答题结果。对于简答题可实现手动批改，对于开放性试题还支持语音及视频答题。所有的设置都将传统的作业模式颠覆，而新的模式事必更易吸引学生的目光，提高了学生作答的积极性，也方便了教师对作业的批改。
雨课堂模式在《酶工程》课程教学评价体系设计。
基于雨课堂平台实现的线上线下混合课堂，实际上增加了学生在课程学习过程中的参与度，因此对于成绩的考核就要避免唯考试论。《酶工程》课程在改革前作为专业选修课，其成绩构成较单一，即平时成绩占20%，期末成绩占80%。基于雨课堂平台实现线上线下混合教学后，应当将学生在平时的课前课后参与度、在线课堂测试、教学交流互动都考虑作为总成绩的一部分。设计其成绩构成为：出勤10%，以每节课开始前的二维码签到为准;平时作业情况15%，以雨课堂平台对所有测试题的统计为准;课堂及线上学习互动15%，以雨课堂平台大数据反馈为准;期末成绩60%，以期末考试成绩为准。通过以上成绩构成，一方面满足了专业课对于专业知识掌握的硬性要求，期末考试依然是占有重要的地位，另一方面将学生全程参与课程学习的活跃度考虑进来，拉动学生的学习积极性。
3 混合教学改革提出的挑战
基于雨课堂教学平台实现《酶工程》线上线下混合教学模式对于教师提出了更为严格的要求和挑战。首先要求教师在备课时，对于课程教学内容進行全方位的了解，对其交叉内容与对应教师进行面对面的课程讲授剖析，实现精准的教学内容有效切割。针对现在网络知识的庞杂多样，对资料内容进行梳理分析，选择有效的课前预习资料与课后拓展内容，以达到良好的线上学习效果;对于课堂教学内容的设计，在充分考虑到知识点覆盖的前提下，更多的利用雨课堂平台实现教学内容的多样化以及与学生的互动性，以便更好地调动学生的课堂学习积极性与互动意愿。最后，在完成一轮教学活动后，及时以问卷的形式向学生调查教学效果及满意度，以期达到更为理想的教学改革目标。
参考文献
[1]李跑，李佳仪，郑郁，等.“雨课堂”在《食品理化分析技术实验》教学中的应用研究[J].轻工科技， 2020， 36（1）：144-145.
[2]谭琳，高春艳.基于“雨课堂”的统计学课程混合式教学改革探索[J].教育现代化.2019，104：91-95.
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