齊彥

[摘 要] 針對不同類型的生物化學實驗，主要探討虛擬實驗平臺、問題式（PBL）、翻轉(zhuǎn)課堂教學方法在不同類型生物化學實驗教學中不同組合的應用效果，以學生在實驗過程中的實驗效率、動手能力、自學能力、學習興趣、綜合能力作為考核依據(jù)，探索適合不同類型實驗規(guī)律的實用教學方法。

[關鍵詞] 生物化學;實驗類型;教學探索

[中圖分類號]G642 ? [文獻標志碼] A [文章編號] 1008-2549（2020） 06-0088-02

生物化學實驗作為醫(yī)學專業(yè)重要的基礎實驗課之一，培養(yǎng)方案要求學生在有限的資源和時間內(nèi)掌握實驗探索技能，這就需要生物化學實驗教學課程體系與之相適應。近幾年，本校生物化學實驗室從實驗課程體系的角度進行了教學資源整合，教學方法和手段豐富、教學內(nèi)容更新、成績評估方式合理化等建設。通過持續(xù)改進，學生自主分析與解決問題的能力得以強化，科研素質(zhì)得到了提升，希望為輸出高素質(zhì)醫(yī)學人才服務社會提供相應支撐。

一 不同生物化學實驗的特點

生物化學實驗主要涉及生命所需的重要物質(zhì)糖類、脂類、蛋白質(zhì)、核酸、酶和維生素及其新陳代謝等內(nèi)容[1]，一般呈現(xiàn)為三大類型。（1）驗證性實驗：對已有透徹的認識的研究對象，通過相應實驗來驗證該研究對象的某種性質(zhì)，偏重于認知。（2）綜合性實驗：實驗內(nèi)容綜合了與臨床密切的多個相關的知識點，其實驗強調(diào)知識的系統(tǒng)融合，實際意義較強。（3）設計性實驗：自主選題或給定實驗選題、實驗目的和實驗條件，學生自主按照課程知識體系的要求，設計實驗方案并加以實施的實驗，側(cè)重于探索。

二 不同類型生物化學實驗應用不同教學法的探索

現(xiàn)實中基礎醫(yī)學實驗教學仍然存在一些問題：先理論后實踐，導致理論學習和實驗操作不連貫;醫(yī)學實驗受標本、實驗動物、生物安全等制約，致使大部分實驗停留在驗證性階段。需要進行教學資源整合共享，教學方法創(chuàng)新性嘗試。

（一）驗證性實驗類

應用虛擬實驗平臺教學法學習驗證性實驗會比實際操作有更好效果。

基于VMC-100 虛擬平臺搭建的學習環(huán)境，其功能包括用戶管理、虛擬仿真實驗內(nèi)容管理、課件管理、考試管理、實驗室管理、師生交流互動等。其虛擬實驗內(nèi)容設置了人體解剖學、顯微形態(tài)學、醫(yī)學機能學、生物化學與分子生物學、病原生物與免疫學五個模塊[2]。

生物化學與分子生物學模塊下設多個虛擬仿真實驗項目，包括蛋白質(zhì)濃度的測定、維生素C的性質(zhì)及含量測定、血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性的測定、酶的競爭性抑制作用及輔酶對酶活性的影響、脂肪酸的β氧化、DNA的純化、RNA的提取和純化、熒光定量PCR等。學生通過虛擬平臺實驗，可以學習相對復雜的生物化學實驗，同時了解平時很難見到或者較少操作使用的實驗儀器。通過對多項技術的模擬訓練再進行有機組合，能使學生掌握分離、純化、測定某種物質(zhì)的技能、方法和過程，將實驗探索與理論知識深度融合，提高學生自主學習能力。

（二）綜合性實驗類

虛擬實驗平臺與PBL教學法組合應用于綜合性實驗學習會收到比單一方法更好的效果。

PBL法以問題為導向，學生思維比較易于接受，是目前國內(nèi)醫(yī)學專業(yè)比較常用的教學模式之一。PBL教學法應用在生物化學實驗教學中，其具體實施過程分為四個階段[3]。以飽食/饑餓/激素對血糖濃度的影響為例：（1）在實驗課前一周，教師設置科學合理的問題，實驗小鼠分組規(guī)則？小鼠糖尿病模型（高血糖和低血糖模型）制備標準？制備糖尿病模型有哪些方法？如何換算藥物的用量？如何正確使用微量加樣器？采血如何操作才能避免溶血現(xiàn)象？應選擇何種方法制備新鮮血清？用何種方法測定血糖含量更合理？然后，學生通過閱讀書籍或文獻解答這些問題，結(jié)合虛擬實驗平臺適當驗證理解的正誤，做好準備工作。問題設置的合理與否是能否達到預期效果的關鍵。（2）實驗課中，操作前學生匯報對問題的理解，教師進行點評并歸納總結(jié)這些問題的正確解答。（3）經(jīng)過前期思辨，學生進行實驗操作。（4）實驗課后，要求學生回顧實驗操作中遇到的問題或?qū)嶒灲Y(jié)果出現(xiàn)的異常，進行反思、分析，給出合理解釋。

（三）設計性實驗類

虛擬實驗平臺、PBL與翻轉(zhuǎn)課堂教學法的組合應用于設計性實驗學習會更具創(chuàng)造性。

翻轉(zhuǎn)課堂，通俗地講就是顛倒傳統(tǒng)授課課堂內(nèi)外的內(nèi)容及時間順序，將學習的主動權從教師轉(zhuǎn)移到學生[4-5]。翻轉(zhuǎn)課堂教學法的運用如下。

第一，課前教學設計。課前要求學生通過線上觀看教師精心設計的視頻和做作業(yè)來完成知識點的學習。課前學習中，應事先劃分學習小組，設立組長，小組除了共同完成研討和PPT的制作，個體還有各自的學習任務，還要求組長和組員互評。翻什么、怎么翻、想要達到什么目的是教學設計的重點。所以在教學中，對下述三個方面進行重點設計。首先，視頻展示內(nèi)容上，可選擇培養(yǎng)方案教學大綱重、難點內(nèi)容、拓展性內(nèi)容。讓學生自主提出問題，自主尋求答案，自主通過虛擬實驗平臺適當驗證，培養(yǎng)其學習的嚴謹性及查閱參考文獻的能力等。其次，視頻表現(xiàn)形式上，采用網(wǎng)絡上知名高等學校的精品課程的部分精彩片段，讓學生領略名師的風格和知識背景;也可以教師精心制作微課凸顯知識的重難點;還可提供有趣的動畫吸引學生對過程的認知。再次，視頻持續(xù)時間，一般控制在10分鐘左右，這樣有利于保持學生情趣飽滿，提高其學習效率。

第二，課內(nèi)知識內(nèi)化設計。教師課堂上適合采用啟發(fā)式、小組研討等形式與課前環(huán)節(jié)銜接。課堂上，學生按分組根據(jù)問題進行陳述，不同組別允許選不同實驗題。教師或?qū)W生提問、討論。這一環(huán)節(jié)教師的引導和點評是關鍵。教師針對匯報人制作的PPT的質(zhì)量，學習內(nèi)容重難點展現(xiàn)，案例邏輯推演的點評才是學生最感興趣的內(nèi)容。通過匯報和分析，學生許多知識得以鞏固內(nèi)化，各種能力逐步增強。此外，隨堂小測反饋也是這個環(huán)節(jié)中必不可少的內(nèi)容，能讓教師即時了解學生課內(nèi)知識的掌握情況。

第三，課后檢測鞏固設計。課后教學質(zhì)量監(jiān)控能及時掌控學生學習效果的真實情況，是翻轉(zhuǎn)課堂得以推廣的重要一環(huán)。教師可以查詢學生網(wǎng)絡平臺觀看視頻時間的記錄，討論區(qū)和QQ互動，以及每個單元測試成績，再結(jié)合每個學生課堂對知識理解的表現(xiàn)來準確地掌握學生的學習狀態(tài)，以便后期教學有針對性地調(diào)整。

三 采用匹配不同實驗類型教學法的思考

（一）關于不同教學方法應用效果的思考

現(xiàn)代醫(yī)學實驗及實踐環(huán)節(jié)貫穿了醫(yī)學教育的全過程，在醫(yī)學教育中占有非常重要的地位。探索過程雖不能精確地決定不同類型的實驗所適用教學方法或組合的最優(yōu)方案，但能在一定程度上彰顯匹配不同實驗類型教學方法的科學合理性。

1 虛擬實驗平臺教學

醫(yī)學虛擬實驗平臺是融合醫(yī)學實驗知識點設計、搭建的模塊式虛擬實驗平臺，可二次開發(fā)。其在醫(yī)學教育領域的應用彌補了實驗教學條件的不足，打破了時空的限制，還可以消除真實實驗操作的各種危險。讓學生在虛擬實驗環(huán)境中通過人機交互界面的方式進行實時仿真操作，完成各種預定的實驗操作，這種模擬的實驗操作，提高了實驗成功率和學生分析解決問題的能力，有時甚至要優(yōu)于真實環(huán)境下的實驗操作?；诖耍膳c驗證性實驗匹配。

2 PBL 教學法

PBL 式教學法，通過事先設置科學合理的問題，引導學生尋求答案而自學、查閱資料、綜合分析思考，達到解決問題的目的。此法客觀上激活了學生的主觀能動性，使學生由被動學習轉(zhuǎn)化為主動尋求答案，并在探尋過程中學到更多專業(yè)知識與解決問題的技能。有助于學生收獲成就感與自信心，滋生其自主學習的樂趣，漸進式提高教學質(zhì)量，值得推廣應用。

若與虛擬實驗平臺組合會很好地融合相關聯(lián)的不同知識點，可與綜合性實驗匹配。

3 翻轉(zhuǎn)課堂教學法

充分利用翻轉(zhuǎn)課堂多層次、多樣化教學的特點來設計教學，客觀上能提升學生的學習興趣和自主學習能力，加強知識的內(nèi)化過程。其突出的特點是：教學內(nèi)容以短而精的視頻形式清晰明確表達;重新建構更符合學生主體特點的學習流程;線上線下結(jié)合復習檢測方便快捷。

翻轉(zhuǎn)課堂是反傳統(tǒng)的教學方式，學生可自己發(fā)揮的空間更大，能滿足不同學生的口味，能夠?qū)W到更多東西、能夠更有針對性地解決問題、調(diào)動學習積極性及培養(yǎng)獨立思考能力等，有助于提升學習效果。

若能與虛擬實驗平臺、PBL方法組合使用，會激發(fā)學生的主動性、創(chuàng)造性，更有益于設計性實驗教學。

（二）不同教學方法的共性思考

以上教學模式，都具有一定的自主學習特征，能從多方面更好地促進新的教學理念開展，提高教育質(zhì)量。

學生有較多的自主學習的機會。這可以鍛煉學生面對問題的應變能力，對學生的未來發(fā)展具有重要意義。

突出學生發(fā)展為本的教育理念。設計每個教學環(huán)節(jié)都以學生的內(nèi)在需要與發(fā)展為出發(fā)點。

師生間教學模式更和諧融洽。有助于學生的學習興趣、情緒、心理健康發(fā)展。

但也存在以下局限性。

教師的工作量增大。自主學習對教師來講并不是放任不管，而是既要關注學生群體又要關注學生個體的前期、中期、后期學習狀況。

教學形式結(jié)構松散，不便于教師在實際教學中大規(guī)模使用。

需要具備一系列的前提條件。既需要提供精心設計的相關學習資源外，也需要學生具備一定的自學能力和嚴謹?shù)膽B(tài)度。

參考文獻：

[1]毛麗春. 不同教學法在“生物化學實驗”中的應用. 黑龍江教育，2018（1）：49-50.

[2]李驄，張彩華，王麗，等.依托醫(yī)學虛擬實驗平臺實現(xiàn)整合課程的創(chuàng)新與提升[J].衛(wèi)生職業(yè)教育醫(yī)藥，2019，37（18）：97-99.

[3]劉冰，齊殿君. PBL 教學法對醫(yī)學生自主學習能力的影響[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2019，37（23）：38-39.

[4]王娜，王建美，江峰，等. 翻轉(zhuǎn)課堂特點及其在流行病學教學中的實踐[J].基礎醫(yī)學教育，2018，20（12）：1065-1067.

[5]陳靈芝. 基于翻轉(zhuǎn)課堂的混合學習教學模式研究[J].教育教學論壇，2019，（44）：221-222.

（責任編輯： 姜海晶）