中圖分類號 G642.0;Q942.6 文獻標識碼A 文章編號 1007-7731（2025）12-0125-04

DOI號 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.12.030

Reform and practice of Cell Biology Experimental course teaching based on flipped classroom

MA Hongyue

（Collge ofLife Sciencesand FoodEngineering，Inner Mongolia Minzu University，Tongliao O28ooo，China）

AbstractTo cultivate high qualitytalents with hands-on practice and scientific research innovationability，the Cell Biology Experimentalcourse was taken as the researchobject，the necesity of applying the flipped clasroom teaching model was analyzed inthiscourse，andthe constructionofaflipped clasroom teaching practice modelof“pre class preparation+in classimplementation+post class feedback”was explored based on teaching design and implementation.Intermsofecessity，theaplicationofflippedclassroomteaching model，throughpreclasspreview，in class communication post classfeedback and other methods，optimizes students’self-learning environment，helps to improve classroom teaching efficiency，to stimulate students’learning initiative，and to enrich classroom teaching content.Interms of instructional designand implementation，during thepreclass preparation stage，teacherscreated instructional micro lesson videos for students to preview;utilized online teaching resources from other platforms to designexperimentalprojects thatwere tailored tothecharacteristicsof students;reasonablyaranged teaching content and designed diferent learning tasks based on diffrent types of experiments.During the implementation phase of the classdiscussionsandQamp;Aactivitiescenteredon problem-solving werecarried out，and the experimental implementation content was determined to enable students to deeplyunderstand the principles ofthe experiment.During the post class fedback stage，feedback and evaluation analysis would be conducted from 6 aspects，including experimental habitsand theoretical knowledge，tocomprehensively assess students’knowledge applicationand comprehensive innovationability.Practice showed thatthis teaching reform hadachieved certainresults，with students' averagefinal grades in experimental courses increasing by3.89 points comparedtothe previous level，andwining the third prize in provincial competitions.This article provides references for the teaching reform of similar courses.

Keywords flipped classroom; Cell Biology Experiments; plant cells; biology teaching

細胞生物學是探究動植物細胞結(jié)構(gòu)、功能及活動規(guī)律的科學，作為生命科學的支柱學科之一，面向生物科學、農(nóng)學等相關(guān)專業(yè)，是實踐性較強的一門學科，其研究和發(fā)展均與細胞生物學實驗方法與技術(shù)有重要關(guān)聯(lián)。該實驗課程是生物學教學體系中的核心課程之一，也是農(nóng)林醫(yī)等學科領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)的一門重要課程。翻轉(zhuǎn)課堂在細胞生物學實驗課程中的應用，有助于培養(yǎng)學生獨立思考、深人探索和創(chuàng)新能力。

翻轉(zhuǎn)課堂教學模式具有提升學生自主學習能力、擴展學生科學視角、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、豐富實驗課堂的教學內(nèi)容等優(yōu)點。在該教學模式下，教師利用現(xiàn)代教育技術(shù)手段，在課前創(chuàng)建微課視頻以及提供其他教學資料，通過網(wǎng)絡共享平臺發(fā)布學習內(nèi)容，供學生利用空閑時間觀看，并在課堂上通過師生答疑探究、交流討論等環(huán)節(jié)，完成知識內(nèi)化l。李志亮等2基于翻轉(zhuǎn)課堂對細胞生物學實驗課程教學進行了改革與實踐，提升了學生自主學習能力和教師業(yè)務素質(zhì)等。俞華莉等3從重構(gòu)教學自標、完善課程教學內(nèi)容、創(chuàng)新教學模式等方面人手，探索培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的細胞生物學實驗課程教學模式，形成了“線上線下混合教學一多層次翻轉(zhuǎn)課堂一線下研討—開放實驗室\"的實驗課教學體系。張衛(wèi)花等4基于微視頻的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，對該課程課前、課中和課后進行教學改革創(chuàng)新，以培養(yǎng)學生的自主學習、獨立思考、協(xié)作討論等能力。張春艷等5利用翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，結(jié)合雨課堂平臺，探究了細胞生物學實驗教學改革策略，以提高學生的科學素養(yǎng)。

本文以細胞生物學實驗課程為研究對象，從提高實驗課堂教學效率、增強學生學習主動性以及豐富課堂教學內(nèi)容等方面闡述了翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的必要性；結(jié)合基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和探索性實驗，探索構(gòu)建“課前準備 ⁺ 課中實施 + 課后反饋”的翻轉(zhuǎn)課堂教學實踐模式。

1細胞生物學實驗課程開展翻轉(zhuǎn)課堂教學的必要性

常規(guī)教學模式下，該實驗課程的教學內(nèi)容較單一，主要是知識驗證性實驗，學生按教程完成實驗，對其科研思維和創(chuàng)新能力的訓練程度不足。而翻轉(zhuǎn)課堂教學通過課前預習、課中交流等方式，優(yōu)化學生自主學習環(huán)境，豐富學習方式，在課堂探究和交流合作中充分調(diào)動學生學習積極性，有助于提高課堂教學效率，激發(fā)學生學習主動性，以及豐富課堂教學內(nèi)容，更利于完成教學目標。

1.1提高課堂教學效率

常規(guī)教學模式下，教師在課上講授實驗目的、實驗原理、實驗儀器及材料、實驗步驟、預期結(jié)果及注意事項等內(nèi)容，學生分小組進行實驗操作，教師在現(xiàn)場進行指導，學生撰寫實驗報告和作業(yè)。翻轉(zhuǎn)課堂教學模式下，學生可以充分利用課外時間分章節(jié)完成知識點的學習，實現(xiàn)課前預習；課堂成為師生互動的場所，主要進行答疑解惑、匯報討論等活動[6-7]。實踐中，課程組設計基礎(chǔ)性、綜合性和探究性實驗教學內(nèi)容，在每個章節(jié)實驗課前，要求學生提前查閱資料、了解實驗原理，并在課上分小組進行預習匯報，提高了課堂教學效率。

1.2增強學生學習主動性

翻轉(zhuǎn)課堂教學模式調(diào)整了教師的授課時間，保證了學生的自主學習成效。實踐中，教師根據(jù)實驗內(nèi)容創(chuàng)設“課前問題”，例如，“植物的一片葉或一段根是否能夠長成完整的植株”，讓學生課前進行探索。另外，教師提前錄制“植物組織培養(yǎng)技術(shù)\"等教學視頻，并上傳到網(wǎng)絡共享平臺，供學生學習植物組織培養(yǎng)的方法及要點等知識，擴展其知識范圍，提升其學習興趣和主動性。

1.3豐富課堂教學內(nèi)容

在翻轉(zhuǎn)課堂教學中，教師采用多種教學方法，以豐富課堂教學內(nèi)容。對于基礎(chǔ)性實驗，如“普通光學顯微鏡的使用”，引導學生課前查閱資料，課上討論并獨立完成實驗，鼓勵學生廣泛搜集文獻資料，并在課上分享和討論相關(guān)內(nèi)容，從而提高其文獻檢索和整合資料能力。對于綜合性實驗，如“植物細胞骨架的制作和觀察”，組織學生分小組在課前進行討論，并擬定實驗方案，課上小組配合進行實驗，記錄實驗數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果等，培養(yǎng)學生的團隊合作意識。對于探究性實驗，如“植物組織培養(yǎng)技術(shù)”，設置菜單式實驗材料，讓學生以小組為單位選擇感興趣的實驗材料，并在課前查閱資料、設計實驗方案，課上交流討論、確定實驗方案；教師引導學生完成實驗任務，從而培養(yǎng)其實驗設計能力，提升學生探索和優(yōu)化實驗的創(chuàng)新能力，增強其科研思維。

2細胞生物學實驗課程翻轉(zhuǎn)課堂教學設計與實施

基于翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，結(jié)合專業(yè)課程框架體系，對課前、課中、課后進行翻轉(zhuǎn)設計，具體實施如表1所示。

2.1課前準備階段

2.1.1制作微課視頻 根據(jù)授課內(nèi)容，提前錄制微課視頻，并將視頻上傳至網(wǎng)絡共享平臺供學生下載觀看，實現(xiàn)學生課前預習[8。實踐中，完成了普通光學顯微鏡的使用、液泡系和線粒體的活體染色、植物細胞中DNA和RNA的顯色、植物細胞骨架的制備與觀察、細胞的無絲分裂與有絲分裂、植物染色體標本的制備和觀察、完整葉綠體的分離共7個教學視頻的錄制，每個視頻時長 15～20min ，內(nèi)容包括實驗目的、實驗原理、實驗材料準備、實驗操作方法演示、實驗預期結(jié)果、注意事項及作業(yè)等。微課視頻均按照翻轉(zhuǎn)課堂的要求高質(zhì)量制作，將生物細胞的微觀世界更直觀地展示給學生。

2.1.2利用網(wǎng)絡教學資源 借助學校網(wǎng)絡平臺提供的知網(wǎng)（CNKI）、慕課（MOOC）、智慧樹等學習資源，學生可多途徑搜集學科最新研究進展，通過小組討論歸納、課上分享總結(jié)等方式，培養(yǎng)其科研創(chuàng)新思維和團隊協(xié)作能力。此外，教師也可借鑒網(wǎng)絡平臺上其他知名高校開設的國家級精品課程，設計符合學生特點的實驗項目。課題組借鑒了河南大學開設的細胞生物學實驗課程內(nèi)容，添加了“液泡系和線粒體的活體染色”“植物組織培養(yǎng)技術(shù)\"和“植物細胞骨架的制備與觀察”等實驗，豐富了教學內(nèi)容。

2.1.3合理安排教學內(nèi)容 根據(jù)不同實驗類型設計不同的學習任務，實現(xiàn)個性化教學。（1）基礎(chǔ)性實驗。如“普通光學顯微鏡的使用\"和“細胞核和線粒體的分級分離”等，其難度較小，目的在于培養(yǎng)學生掌握顯微鏡、高速冷凍離心機、移液槍、天平等操作技能和良好的實驗習慣。學生只需在上課之前觀看微課視頻，查閱有關(guān)資料，并在課上進行實操，即可掌握該類知識。另外，此類微課視頻中通常會設置選擇題窗口，學生點擊并選擇答案后方可繼續(xù)觀看視頻，可有效檢驗其課前預習情況。（2）綜合性實驗。如“植物基因組DNA的提取”等，其難度適中，目的在于提升學生分析和解決問題的能力，培養(yǎng)其團隊意識。在該類實驗課程教學中，設置實驗小組，各小組成員均在線學習微課視頻內(nèi)容，并課前討論“電泳時間”“瓊脂糖的最適濃度”等問題，以擬定實驗方案。3）探究性實驗。其難度相對較大，目的在于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。教師設置菜單式實驗內(nèi)容，如“植物組織培養(yǎng)技術(shù)”，共設計胡蘿卜塊莖、菊花花瓣、多肉植物、楊樹枝條、蓖麻5類實驗材料，讓學生按個人興趣進行分組。此類實驗教學不設置微課視頻，而是要求各組學生通過自主查閱文獻、小組探討等方式，初步設計實驗方法、流程，并預測實驗結(jié)果；授課教師在課前對各小組實驗成果進行引導性評價，提出優(yōu)化意見，直至達到課程目標。

2.2 課中實施階段

在翻轉(zhuǎn)課堂教學模式下，課中主要開展以解決問題為核心的討論、答疑等活動，并確定實驗內(nèi)容。在基礎(chǔ)性實驗課堂上，以教師提問檢查學生預習情況 $$ 講授重難點 $$ 學生獨立完成實驗實踐為主線；在綜合性實驗課堂上，以教師講授重難點 $$ 問題導人 $$ 學生小組討論交流 $$ 實驗操作實踐為主線；在探究性實驗課堂上，以小組學生講授 $$ 討論交流 $$ 教師指導總結(jié) $$ 小組團隊實踐為主線。在實施過程中，需注意以下幾點。（1）培養(yǎng)學生觀察和記錄實驗現(xiàn)象的習慣。例如，在“細胞膜的通透性\"實驗中，溶血現(xiàn)象發(fā)生的快慢與進入細胞的物質(zhì)的分子質(zhì)量大小有關(guān)，分子量大的進入細胞慢，發(fā)生溶血的時間相對較長，因此要求學生隨時觀察溶血時間并及時記錄實驗現(xiàn)象。這不僅有助于解決實驗過程中出現(xiàn)的科學問題，而且便于學生總結(jié)實驗經(jīng)驗，形成良好的科研習慣。（2）引導學生思考實驗過程中出現(xiàn)的與預期結(jié)果不一致的現(xiàn)象。例如，在“植物細胞中DNA的顯色\"實驗中，學生使用席夫試劑給實驗材料染色后，并未在顯微鏡下觀察到紫紅色（DNA區(qū)）現(xiàn)象。對此，教師可以先提出“DNA是如何顯色的”“鹽酸的作用是什么\"等問題，引導學生帶著問題認真學習微課視頻。這時，教師可以提示學生思考是否是因為未加入Hcl而直接使用席夫試劑染色，或Hc1水解的時間是否適宜等，幫助其通過進一步對照實驗解決問題，最終引導學生自行歸納總結(jié)出最適宜的水解時間，使其深刻理解實驗原理，提升分析和解決實際問題的能力。

2.3 課后反饋階段

從實驗習慣、理論知識等6個方面對翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的細胞生物學實驗課程進行課后反饋與評價分析，全面考查學生的知識運用與綜合創(chuàng)新能力。（1）實驗習慣（占總成績的 10% ），考核學生的實驗課堂紀律及衛(wèi)生情況；（2）理論知識（占總成績的15% ），通過課堂測試和課后作業(yè)，考查學生對理論知識的掌握情況；（3）操作能力（占總成績的 20% ），通過儀器使用、實驗基本操作和關(guān)鍵操作點3個方面，考核學生的實驗操作能力[1；（4）寫作綜合能力（占總成績的 15% ），通過實驗報告和科研小論文的撰寫水平來考核學生的寫作能力；（5）討論交流（占總成績的 20% ），通過PPT匯報、討論交流、小組互評、教師評價4個方面，考核學生的溝通交流能力；（6創(chuàng)新及合作能力（占總成績 20% ），以小組為單位的探究性實驗設計、操作實施和實驗結(jié)果為考核點，考核學生的創(chuàng)新思維和合作能力。

3細胞生物學實驗課程教學改革效果

本課程對2023級生物科學專業(yè)學生進行翻轉(zhuǎn)課堂教學的初步實踐，取得一定成效。學生實驗課期末平均成績較上一級提高3.89分。此外，2023級生物科學專業(yè)學生參加全國科學實驗展演比賽獲省級三等獎。同時，教師業(yè)務素質(zhì)得以提升，課程組教師獲得校級教學成果一等獎和教學技能獎。

綜上，本文從提高實驗課堂教學效率、增強學生學習主動性以及豐富課堂教學內(nèi)容等方面人手，闡述了在細胞生物學實驗課程中實施翻轉(zhuǎn)課堂的必要性；結(jié)合基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和探索性實驗，探索構(gòu)建“課前準備 + 課中實施 + 課后反饋”的翻轉(zhuǎn)課堂教學實踐模式。翻轉(zhuǎn)課堂模式在細胞生物學實驗課程教學中的應用，有效激發(fā)了學生的自主學習積極性，豐富了課堂教學內(nèi)容，提升了教學效率，促進了師生、學生之間的交流與合作。今后，將結(jié)合專業(yè)發(fā)展和學生特點，優(yōu)化翻轉(zhuǎn)課堂的教學機制，完善課程教學設計與實施路徑，推動該教學模式的更好應用。

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（責任編輯：楊歡）