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微課在生物化學與分子生物學中的運用論文
摘要：生物化學與分子生物學是生物、醫學等相關專業的重要基礎課程，課程內容抽象繁雜、晦澀難懂。在傳統平鋪直敘的課堂講授形式下，學生對課程知識的掌握效果往往不佳。教師實驗演示時間過短或過長也不利于學生實驗的順利開展。微課教學靈活機動，內容短小精悍，將其應用于生物化學與分子生物學的教學實踐，能幫助學生合理有效地利用課余時間，發揮學生的自主性，解決課程學時少與教學內容多的矛盾，提高學習質量，促進教學相長。
關鍵詞：生物化學與分子生物學；微課；教學
生物化學與分子生物學是一門在微觀水平上研究生物現象，從分子角度探討生命本質，研究生物體的分子結構與功能、物質代謝與調節的學科。它既是生命科學的基礎，又是生命科學的前沿[1]。由于生物體內分子結構、功能、數量或存在部位的改變以及某些生化反應的紊亂均可導致疾病的發生，因此，該課程也已經成為現代醫學教育的重要組成部分，在醫學知識培養體系中也占據著重要地位。由于該課程內容抽象、繁雜，學習難度較大，為了取得良好的教學效果，教師需要不斷更新教學理念，積極探索新的教學方法，提高教學水平。“微課（MicroCourses）”一詞是由美國新墨西哥州圣胡安學院的高級教學設計師DavidPenrose于2008年提出。在我國，微課的概念首先由廣東省佛山市教育局教育信息中心胡鐵生提出[2]。按照教育部全國高校教育網絡培訓中心的定義，微課是指以10-20分鐘的視頻為主要載體，記錄教師圍繞某個知識點或教學環節開展的簡短、完整的教學活動[3]。因其具有目標明確、針對性強和教學時間短等特點，自2011年以來，微課教育模式已在全國高校、中小學范圍內廣泛應用，在各學科領域內根據課程的教學特點不斷發展創新，滿足了廣大學習者的各種需求[4]。
一、生物化學與分子生物學教學現狀和存在的問題
（一）生物化學與分子生物學理論課教學現狀及問題
生物化學與分子生物學是一門抽象的學科，它的研究對象包括糖、蛋白質、脂質、核酸等生物大分子，以及這些大分子體系間的相互作用。這些概念和現象存在于微觀世界，無法對其進行直接觀察，因而使學生覺得抽象、枯燥無味。單憑課堂上教師照本宣科、平鋪直敘的文字講授，既難激發起學生的學習興趣，也不利于學生對知識的透徹理解。由于生物體內的所有反應都呈動態形式，制作動畫視頻將這些復雜反應過程直觀清晰、形象生動的呈現在學生眼前，能夠促進學生對晦澀難懂的知識的理解，獲得良好的學習效果。但對于一些復雜、冗長的生化過程，例如從DNA的復制到蛋白質的合成等，制作成一個詳細的動畫視頻后，播放時長在10分鐘左右。假如學生僅在課堂學習時觀看一次視頻，學習效果類似于走馬觀花，容易過目即忘。而受課程學時數和學習進度的限制，教師在課堂上多次播放以加強學生對內容的理解和掌握的做法并不現實。此外，生物化學與分子生物學是目前自然科學中進展最迅速、最具活力的前沿領域，新技術、新突破日新月異，層出不窮。及時了解相關領域的最新發展動向，既能幫助學生開闊視野、拓寬知識面，激發他們的學習興趣，也可以給他們的學習和科研帶來啟發。但由于本科教材通常存在一定的時滯性，許多新技術和新進展未能在其中體現，或僅僅是簡單提及。而且由于學時的限制，教師也不能在課堂上進行介紹和講解。
（二）生物化學與分子生物學實驗課教學現狀及問題
隨著現代分子生物學研究技術在生物和醫學研究領域中的廣泛滲透和應用，生物化學與分子生物學實驗課已成為生物學、醫學學習中一門重要的實驗課程。開展實驗課，不僅能幫助學生理解和掌握枯燥的基本原理，為今后學習其它相關專業課程奠定扎實的基礎，還能鍛煉學生的動手能力和獨立思考問題、解決問題的能力，對培養學生嚴謹求實、勇于創新的綜合科研素質有很大幫助。生物化學與分子生物學實驗課教學的傳統方式是以教師為主導的，教學流程通常包括：課前教師預實驗，準備實驗儀器和試劑，課內教師講解實驗步驟、演示操作，學生獨立實驗、撰寫實驗報告，師生共同分析、討論實驗結果。學生實驗獲得成功的一個重要因素就是具備正確、規范的實驗操作技能，這也是實驗結果準確和可信的重要保證。同時，生物化學與分子生物學實驗中常常要用到一些專用的儀器，學生的不當操作不但有可能損壞儀器，造成不必要的經濟損失，還可能引發安全事故。因此，教師不僅要教會學生正確的儀器使用方法和操作手法，而且要督促學生熟練掌握。此時，課堂上教師的親身示范和演示就十分重要，要特別強調各個步驟的注意事項，對可能出現的錯誤操作進行特別提醒。但目前的實驗課教學，通常是一名主講老師在講臺上示范，三十名左右的學生在旁觀摩。受視線和視野遮擋的影響，學生容易遺漏或忽視一些操作細節，而為了保證學生的實驗進度，教師也無法多次示范。
二、微課的特點及其在生物化學與分子生物學教學中的應用
（一）微課的特點
微課的核心組成部分是教學視頻，記錄的是教師圍繞特定的重點、難點和疑點問題，或某項技能進行教學的過程，除此之外，還包括與教學主題相關的教學設計、學生反饋、教師點評等輔助性教學資源。微課的教學時間較短，通常在10分鐘左右。較短的時間有利于學生自由選擇課余時間進行學習，滿足學生的個性化需求，幫助學生合理有效地利用課余時間，解決學時少與教學內容多的矛盾。微課資源容量較小，一般在幾十兆左右，視頻格式多為支持網絡在線播放的rm，wmv，flv等，適合在互聯網和移動通訊網絡間傳播，方便學生下載到電腦、手機等終端設備上，隨時隨地進行學習。微課主題突出、內容具體，一個課程一個主題，直觀、形象、簡明、快捷，避免了課堂教學中可能發生的無關內容，幫助學生在較短的時間內獲取更多有用信息。結合課程特點，作者利用微課在生物化學與分子生物學的理論和實驗課教學中進行了一系列探索和應用。
（二）微課在生物化學與分子生物學理論課教學中的應用
在講授一些復雜的生化過程和生命活動現象，例如從DNA的復制到蛋白質的合成，逆轉錄病毒的作用原理，原核生物的操縱子調控原理、真核生物的基因表達調控時，作者預先根據講授內容制作好動畫視頻，并在每個重要的知識點或每個反應階段處設置“過關問答”環節。微課上傳至教學平臺后，學生可根據自身對學習內容的掌握情況，反復觀看、揣摩，并將“過關問答”的答案通過教學平臺反饋給教師。這樣，教師可以通過反饋信息了解學生學習的薄弱環節和教學難點、疑點，在課堂教學時能夠有的放矢的進行講授。而經過課外的預先學習和課堂上教師的重點講解，學生也能夠更好的消化、吸收這些知識難點。以講解聚合酶鏈式反應原理為例，在以往的課堂教學中，作者是通過動畫視頻向學生演示反應過程，著重于學生對反應原理的掌握。通過微課教學，讓學生預先自主學習動畫視頻并反饋信息后，作者發現，對大部分學生來說，這部分內容的學習難點和疑點不在于反應原理，而是對反應中提及的“模板”“、正義鏈”“、反義鏈”概念的正確理解。因此，作者在課堂教學中注重了對這幾個概念的辨析，從而更好的幫助學生理解和掌握這部分內容。對于教材上簡單提及、或是還沒有來得及在教材中出版的學科新技術、新進展、新動向，作者按照不同專題制作成一系列微課，例如基因測序技術專題、蛋白質組學專題、RNA干擾技術專題、干細胞治療技術專題、諾貝爾獎專題等。學生可以根據自己的興趣有選擇的觀看、學習，并通過教學平臺與作者進行討論、互動。這種學習形式極大的提高了學生學習生物科學的興趣，豐富了他們的課堂外生活，使學習不再拘泥于傳統課堂，增進師生互動，寓教于樂。
（三）微課在生物化學與分子生物學實驗課教學中的應用
在實驗教學中，針對一些基本實驗操作，如洗刷玻璃器皿、稱量固體藥品、滴加液體試劑、酸堿滴定、過濾、萃取，以及一些常規儀器，如移液槍、離心機、電子天平、電子pH滴定儀、電泳儀等的使用，作者將它們的規范操作過程和正確使用方法分別錄制成一系列演示視頻上傳至教學平臺。每堂實驗課前，學生根據實驗將要使用的儀器，選擇相應的視頻進行觀看學習。通過這種方式強化學生基本技能和基本操作的訓練，培養他們嚴謹、規范的實驗習慣。對于大型實驗，以SDS-聚丙烯酰胺凝膠垂直平板電泳實驗為例，該實驗耗時長、過程復雜，教師通常只能在課堂上演示一次。但由于該實驗需要一定的操作技巧，且影響實驗結果的因素眾多，大部分學生很難在規定時間內獲得預期的實驗結果。作者在進行預實驗時，將整個實驗過程錄制下來制成微課，并在一些影響實驗結果的關鍵問題，例如玻璃板的清潔、配置平整的分離膠，避免灌膠過程中出現氣泡等予以重點強調；在灌膠，插、拔樣品梳，點樣等需要注意操作技巧的步驟時，采用近距離拍攝，放大細節，便于學生清楚的觀看。通過這種方法，作者節約了課堂上的講解時間，在實驗過程中能夠更好的輔助和誘導學生，使學生成為實驗課的主體，有更多的時間獨立完成實驗，提高實驗課的質量。
三、微課在生物化學與分子生物學教學應用中需要注意的問題
雖然都是借助于現代多媒體制作技術，都是通過網絡教學平臺傳播，但微課并不等于傳統的視頻課程。傳統教學視頻往往是一堂課的復制，是一對多的教學情景，包含多個知識點，含有復雜眾多的教學內容，更注重教師教的技巧。而微課是模擬一對一的教學情景，既注重教師教的技巧，更注重學生學的效果，時間短、容量小，內容精，適合學習者自主學習、探究學習。在微課教學實踐中，作者發現，要獲得好的教學效果，微課的時間要短，不宜超過15分鐘，以保證在普通人注意力集中的時間范圍之內，否則就變成了普通的視頻課程，是另一個課堂教學。其次，微課內容要精，盡可能只有一個主題、一條線索，例如講解一個生化反應過程、演示一項實驗操作。直接切入主題，開門見山，在這一個主題上突出重點，避免無意義的說教和可有可無的旁證側引，不要引發學生新的疑問。再次，在制作視頻時，要考慮到學習者通常是面對電腦、平板電腦或手機屏幕學習，距離不會超過半米。過大、過密的字體和圖片，容易給人造成一種壓迫感，使人疲勞；過小、過疏的字體和圖片，則容易分散學習者的注意力，影響學習效果。因此，教師在制作視頻時要注意調整畫面的排版，以達到最佳的視覺效果。最后，微課的形式要多樣，除了某個主題的教學視頻外，還應根據情況設計相關的學生反饋、教師點評的輔助性微課。微課既要注意趣味性，讓學生樂于學，也要增強師生互動性，讓微課教學不僅僅成為一種新的學習途徑，也成為教師獲得有效反饋信息的平臺，實現教學相長。
四、結束語
當代大學生學業任務繁重，如何提高學習效率對教師和學生都是一個挑戰。作為一名合格的教師，需要不斷探索新的教學方法，勇于創新，并注重教學理論和實際應用的結合。從作者將微課應用與生物化學與分子生物學理論和實驗課教學的效果來看，這種靈活的學習形式有助于激發學生學習興趣，實現自主學習，利用“碎片時段”，延長有效學習時間，拓寬師生交流互動的渠道，獲得良好的學習效果。隨著移動互聯網絡技術的飛速發展，相信微課這種小而精、低門檻的教學方式不但將在高校、中小學教學中發揮巨大作用，也將促進社會優質教育資源共享和全民教育的普及。
參考文獻:
[1]黃詒森，張光毅.生物化學與分子生物學[M].北京：科學出版社，2008.
[2]胡鐵生.微課：區域教育信息資源發展新趨勢電化教育研究[J].2011，10：62-63.
[3]張明昕.微課與翻轉課堂淺談[J].大學教育，2013，23：29-30.
[4]劉桂花.微課在高校課堂教學中的應用[J].中國成人教育，2014，6：122-124.
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