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以疾病机制为核心的探究式课堂设计和应用*
——以中医专业本科生医学细胞生物学课程为例

2023-03-05胡旭东闫晓风孙祝美王晓玲

中国中医药现代远程教育 2023年6期
关键词:学时生物学教学资源

叶䁎杰 徐 伟 胡旭东 闫晓风 孙祝美 李 华 王晓玲

(上海中医药大学基础医学院生物教研室,上海 201203)

伴随我国新时代“一流本科”建设的热潮,“一流课程”的建设作为改革基本单元引发广泛热议,如何打造“一流课程”成为教育工作者深度思考的命题[1,2]。课堂作为课程教学的核心元素,是打造“一流课程”的基础。混合式教学模式的逐步普及将课堂的时空壁垒彻底打破,依托包括慕课(MOOC)平台在内的线上教学资源,学生学习课程知识的通道被极大地拓展,课程知识点的获得不再局限课堂为主要来源,教师主导的课堂灌输式教学模式被打破,这促使教师不得不思考:混合式教学模式下,怎样的线下课堂教学才能更好地促进学生学习课程知识点。

探究性学习,即Hands-on inquiry based learning(HIBL),是源于杜威“做中学”发展而成的一种学习的理念、方法、模式,其主要过程为针对问题,学生开展解决问题的探究活动,讨论交流发现新问题进一步深入探究[3]。依托于探究式学习策略,教师可将“发现”和“探究”因素融入教学设计中,促使学生自发进行探究式学习,围绕核心问题自主构建知识,最终达到学习目标。本项目拟借鉴探究性学习理念,结合上海中医药大学中医专业本科生医学细胞生物学课程,尝试“探究式课堂”设计,以期改变原有课堂模式,适应混合式教学模式,促进学生更有效地学习。

1 探究式课堂设计

1.1 教学目标认知目标:理解相关细胞结构及功能知识点。技能目标:锻炼疾病病理现象与细胞学机制间联系的逻辑思维;训练科学文献的检索和阅读能力;认识解决疾病问题的科学方法。情感目标:引导学生认同通过科学研究可以解决疾病问题的观点。

1.2 教学目的通过“探究式课堂”学习,学生达成知识点理解,逻辑思维锻炼,文献能力训练,科学方法认识以及科学精神培养。

1.3 教学重点及难点重点:理解疾病相关的细胞结构及其相应功能。难点:锻炼学生疾病病理变化→细胞学机制假说→验证→解决病理变化的方案设计等逻辑思维和科学方法。

1.4 教学对象上海中医药大学经高考入学的2020 级全日制中医学专业本科生。

1.5 教学方法

1.5.1 课前准备(1 学时)教师向学生详细介绍“探究式课堂”的基本内容,课时安排,基本知识点所覆盖的教材章节,提供MOOC 资源信息(爱课程-国家精品课程-细胞生物学,中山大学王金发团队),教师的固定答疑时间以及学习评价方法和内容。

1.5.2 教学过程(11 学时)每周平均2 学时线下探究课堂,进行4 周,期间学生线上学习需要书写学习笔记并以思维导图形式总结上交,教师每周固定2 d 辅导答疑。

基本流程:提出阿尔兹海默症(AD)为主要探究对象(简介AD 概况以及主要病理变化,1 学时)→结合教师提示,学生自主学习(教师提示与病理变化1 有关的细胞学知识)→线下课堂探究讨论(就病理变化1 相关细胞学知识点进行讨论,2 学时)→课余查阅资料(教师要求查阅教材中涉及AD 论述的文献出处并简单阅读)→线下课堂探究讨论(查阅资料的相关讨论,2 学时)→学生自主学习(教师提示与病理变化2 有关的细胞学知识)→线下课堂探究讨论(就病理变化2 相关细胞学知识点进行讨论,2 学时)→学生课余拓展性自学并完成作业(教师提供科学文献2,1 学时)→线下课堂探究讨论(就拓展性学习交流探讨,1 学时)→教师小结(1 学时)→1 周后课堂小测试(1 学时)。见图1。

图1 探究式课堂实施示意图

1.5.3 课堂观察表设计课堂观察表设计主要通过学生讨论交流人数以及课堂探讨热度时长来观察学生的参与度情况;通过讨论知识关联程度、专业名词出现频次以及专业文献利用频次来观察学生获得度情况。见表1。

表1 课堂观察5 分表计分方法

1.5.4 作业设计依据阿尔茨海默病的病理变化,教材中已提及2 种细胞学机制假说,请简单设计方案验证其中一种假说。

1.5.5 教学评价依据以下项目形成教评:(1)课堂观察情况。(2)自制问卷调查学生反馈。依据以下项目形成学评:(1)学生绘制思维导图情况。(2)学生作业的完成情况。(3)学生专业文献的检索情况。(4)学生课堂测试(涵盖部分认知目标知识点)。

1.6 教学实施2020 年11 月—2020 年12 月,于中医专业本科生医学细胞生物学课程班实施“探究式课堂”,共12 学时。

2 教学实施情况

2.1 一般情况共27 名本科生参与了探究式课堂,其中男生7 名,女生20 名。全部学生均自觉完整参加了12 学时课堂教学。

2.2 课时比较依据教学目标中认知目标,原有课堂教学课时12 学时;“探究式课堂”课时12 学时。

2.3 课堂总体观察请同教研室教师协同,对课堂做观察表打分。

初中数学“动点路线问题”中的“路线”分为两类:一类是直线型(直线、线段、射线),另一类是曲线型(圆或圆弧、双曲线、抛物线).

第1 次课堂讨论交流人数很少,交流时长较短,这可能与学生尚不能适应这种课堂教学有关;从第2次课堂起,讨论交流人数及交流时长明显增加,随之讨论中课程专业名词出现频次也有所增加。见表2。

表2 课堂总体观察计分表 (分)

2.4 学习过程的记录27 名参与探究式课堂的学生中,有26 名学生在学习过程中完成了思维导图的绘制任务;探究式课堂实施过程中,每周答疑7 人次。

2.5 作业完成情况27 名参与探究式课堂的学生全部完成并上交了作业,经多名教师共同评价,其中50%的学生作业设计相对完整,10%的学生作业设计不理想。

2.6 专业文献检索情况课堂教学结束为止,统计学生学习过程中共检索专业文献约10 篇,人均0.37 篇。

2.7 课堂测试情况27 名学生参加并完成了课堂测试,其中6 名学生获得满分,12 名学生获得70%~90%正确率,6 名学生获得60%~69%正确率,3 名学生正确率低于60%。

自制调查问卷(二),从学生兴趣、完成的难易度以及获得度3 个方面进行调查,共25 名学生参与调查,回收25 份问卷。结果显示,绝大多数学生(22 名)认为探究式课堂“有趣”,全部学生认为探究式课堂学习难度“高”,18 名学生认为“学到了更多知识”。

3 讨论

围绕“以学生发展为中心”的导向,课堂作为课程最基本元素,已成为教学改革的前沿阵地。以往教学模式下,课堂作为学生获取课程教学资源的主要方式,决定了教师在课堂的主导地位。然而,伴随信息技术的日新月异,教学资源的获取途径已极大地多元化,分流了以往课堂教学中教学资源的传递,这意味着课堂教学必须重组教学资源,改变以往模式,以更好地促进学生发展。

探究性学习以建构主义学习理论为基础,模拟科学研究解决问题的模式,在发现问题、探究问题、解决问题的循环中不断将学习深入推进。这种学习方式已被国内外许多教育工作者应用于教学实践[4,5],是重组教学资源的有效方法。近年来,一些中医药教育者已探索了探究性学习的课程应用[6,7],本研究则借鉴探究性学习理念,结合翻转课堂模式,将原有课堂教学内容整体搬迁至MOOC 平台,通过辅导和答疑形式,教师利用线上优质教学资源引导学生自主和系统地学习细胞生物学理论;同时,教师在线下设计“探究式课堂”,以阿尔兹海默症作为问题载体,将细胞生物学理论碎片化(涉及理论分布于系统理论的不同章节),引导学生在探究疾病发病机制过程中,反思线上系统学习的理论知识,再通过师生以及生生交流、教材探讨、理论延伸、文献佐证等方式,主动参与完成教学资源的重组。从实施情况看,12 学时“探究式课堂”,教师讲授占2 学时,而学生探究和讨论占10 学时,课堂教学模式基本转变为“学生学”。课堂观察中发现,当学生逐渐适应了“探究式课堂”形式后,探究和讨论的参与度明显增加,而专业名词出现频次也随之增加,表明学生在“参与探究”的压力下可自主学习细胞生物学理论。知识关联度的增加也反映了学生经“探究”和教师引导后,能将疾病病理现象与细胞学机制相关联,通过思维导图的绘制和作业的完成情况体现出学生可进行一定的逻辑性思考,课堂测验则证实多数学生能达到教学目标中认知目标的要求。

医学细胞生物学是应用细胞生物学理论解释和解决医学问题的交叉学科,就课程组成上分为2 部分:细胞生物学和医学。在以往的课堂教学中,因授课对象多为上海中医药大学低年级中医专业学生,教师始终无法兼顾平衡细胞生物学和医学这2 部分内容,常顾此失彼。本研究重组教学资源后,将线下课堂设计为细胞生物学和医学关联的“桥梁”,引导学生将细胞生物学知识与医学相关联,以期启蒙学生的医学思维。从期末平行班统一考试结果分析,参加探究性学习的学生整体成绩与平行班无明显差异,与往年同课程同教师教学班级比较,整体成绩无下降,而探究式课堂问卷结果显示探究性学习班学生普遍认为自己学到了“更多知识”,这其中应包括医学知识。可见,在一定程度上,“探究式课堂”可起到启蒙学生医学理论的作用。

本研究也发现了一些问题:(1)利用MOOC 平台,虽然学生可自由支配学习时间,但相较于传统课堂学习明显占用学生课余时间,实际学习总时长有所增加,出现了许多学生发出“不堪重负”的感慨,而由《线上学习问卷》调查的结果看,学生MOOC 资源的利用率显然不够理想,学生更多地仍是利用教材进行自主学习。(2)已有研究[8,9]表明,探究性学习有助于学生学习科学的方法、技能、思维方式,形成科学观点和科学精神。在实施过程中,本研究发现学生的专业文献检索量总体仍较少,学生将专业文献应用于探究问题中更为罕见,这可能与参加学习的学生为大学一年级,专业文献检索应用能力还在学习中有关。此外,学生在交流讨论中普遍依据教材已有观点展开,无质疑并体现批判性思考,这可能与没有相关的课程设计有关,值得后续改进。

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