一、引言
生物技术正以前所米有的广度和深度迅猛发展,成为当前世界各国优先发展的高新技术领域,包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程四大技术体系。酶工程综合生物化学、分子生物学、微生物学等学科的理论知识和生物分离技术、发酵技术等学科的实践技能,是生物工程专业一门理论和实践并重的主干课程。其教学质量的好坏在一定程度上影响学生的专业知识结构,影响毕业生的质量。传统的满堂灌式的教学方式中,教师处于主导地位,学生处于被动接受的地位。学生在学习过程中缺乏积极性,更谈不上主动创新。如何促进学生学习的主动性,使酶工程的教学紧跟时代步伐并适应社会发展需要,培养兼具知识技能与创新意识的合格毕业生是酶工程教学需要面对的重要问题。
二、翻转课堂教学模式
翻转课堂(Flipped Classroom或Inverted Classroom)教师是指重新调整课堂内外的时间,将学习的主动权从教师转移到学生。在这种教学模式下,教师提供教学视频或其他相关资源,让学生在课前利用自己的闲暇时间自主学习,并对其中的难点和重点问题进行总结分析,然后在课堂上与同学和教师交流。教师检查学生的学习情况,解答学生的疑问并引导学生运用知识。在翻转课堂教学模式中,课下,学生根据自身实际情况自主安排学习时间和地点,自主掌控学习进度;课堂上,教师有更多的时间和机会加强学生与学生、学生与教师之间的互动,激发学生的积极性和创造性,使学生成为课堂的主人,更加积极地参与到学习过程中。
随着互联网的快速发展和现代信息技术在教育领域的广泛应用,翻转课堂被引人我国并广泛实践。这种教学模式为解决酶工程教学中所面临的问题,提供了良好的契机。
三、翻转课堂在酶工程教学中的实施
酶工程是一门综合性学科,内容覆盖面广,涉及酶的生产、改性与应用的方方面面,包括微生物发酵产酶、动植物细胞培养产酶、酶的提取与分离纯化、酶分子修饰、固定化技术、酶非水相催化、酶定向进化、酶反应器、酶的应用等内容。近几年,随着易错PCR , DNA重排、基因家族重排等基因随机突变技术和各种高通量筛选技术的发展,酶定向进化技术已经成为生物工程领域的热点。因此,我们选择该章节内容进行翻转课堂教学。
1.学习资源准备
学习资源是教师在课前布置给学生的学习资料,形式多样,不受拘泥,可以是教学短片,也可以是用录屏软件录制PPT的讲解视频。教师为学生提供了易错PCR , DNA重排、基因家族重排技术的Flash小动画,以及平板筛选法、荧光筛选法、噬菌体表面展T法、酵母细胞表面展T法的PPT讲解小视频,还有两篇关于酶定向进化技术应用的文献。
2.学生课前自主学习
教师将准备的学习资源共享在班级QQ群,同时发布的还有学习仟务单,如了解各种随机突变技术的原理及操作步骤;掌握各种高通量筛选技术原理及特点等。学生可以利用互联网及电脑、平板、智能手机等各种移动终端进行个性学习、在线学习、碎片化学习。学生有个体差异,学习不可能同步,学生可以按照自己的步调在宽松的氛围中学习。
3.课堂讨论、指导
针对反复推敲仍然不明白的地方,学生可以在课堂上与同学交流或向教师提问,由教师进行答疑解惑。在搞清楚随机突变技术及高通量筛选技术原理的基础上,逐渐明晰定向进化的概念及内容、酶定向进化的概念及基木过程,通过讨论总结出酶定向进化的特点及应用。课堂由无差别的集体学习变成针对性指导,改变了传统课堂满堂灌式的教学方式。
4.学习测评
对翻转课堂教学模式下酶工程课程教学效果进行测评,一方面测评学生的学习效果,另一方面是对学习资源的检测。对大部分学生通过反复学习仍然无法明白的知识点,教师要改变讲解方式,更新教学短片或讲解视频。通过比较可以看出,将翻转课堂教学模式应用于木章节的教学中,学生的学习热情高涨,更加积极主动,课堂氛围活跃,学生对知识的掌握和运用程度都有明显提升,提高了教学效果。
四、结束语
实践发现,翻转课堂“先学后教”的教学流程符合教育规律,学生由被动学习变为主动学习,通过课前对教学重难点进高质量掌控,有效地提高了课堂上师生的互动交流的质量,提高了教学效果。然而,翻转课堂教学模式也存在一定局限性,就酶工程而言,并不是这门课程的每一个章节、每一个单元内容的学习都适合进行“翻转课堂”。另外,工科学生学习课业较重,业余时间少,课前学习时间难以保障,这些都会影响翻转课堂的学习效果。如何才能更好地发挥翻转课堂教学模式优势,需要我们在以后的教学实践中不断摸索和总结。