劉欣然 黃昆

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，代表現(xiàn)代教育的“互聯(lián)網(wǎng)+”新教學(xué)模式應(yīng)運而生。為適應(yīng)新時期高等教育改革的要求，醫(yī)學(xué)院校教師應(yīng)充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的獨特優(yōu)勢，改革教學(xué)模式，不斷提升課程教學(xué)效果和自身教學(xué)水平。微課即微型視頻網(wǎng)絡(luò)課程，通過網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容精細(xì)化、情景化及個性化[1]。微課由于其傳播便捷、方式靈活等特點，突破傳統(tǒng)線下教學(xué)的限制，而受到廣大師生的歡迎。在華中科技大學(xué)教學(xué)改革項目支持下，本研究基于藥學(xué)本科專業(yè)課程《基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)》建設(shè)微課，探索基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的多元化教學(xué)模式改革。微課的應(yīng)用既能滿足學(xué)生個性化的學(xué)習(xí)需求，也可提高其學(xué)習(xí)的成績和效率，為新時期醫(yī)科教學(xué)改革提供思路。

1 《基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)》現(xiàn)行教學(xué)問題

隨著現(xiàn)代生命科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，藥學(xué)各方面都已廣泛涉及組學(xué)及其相關(guān)應(yīng)用。生物藥學(xué)是綜合藥學(xué)、生命科學(xué)的理論和方法而發(fā)展起來的前沿交叉學(xué)科，通過運用生物學(xué)及工程技術(shù)手段研究和解決醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)，特別是藥學(xué)中的有關(guān)問題。隨著國家及行業(yè)對生物藥學(xué)專業(yè)人才的需求與日俱增，對相關(guān)專業(yè)技能要求也越來越高?！痘蚪M學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)》是本校生物藥學(xué)專業(yè)必修課程，是以分子生物學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)為基礎(chǔ)，介紹組學(xué)手段研究基因和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的綜合性課程，與生物藥學(xué)專業(yè)后續(xù)《藥學(xué)生物技術(shù)》等課程直接相關(guān)。

《基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)》課程原采用傳統(tǒng)教學(xué)模式。由于本課程概念內(nèi)容較多而理論性強(qiáng)，受限于學(xué)時數(shù)，教師只能課堂統(tǒng)一教學(xué)并配合答疑和學(xué)生課上討論，同時布置課后習(xí)題輔助學(xué)生加強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。然而傳統(tǒng)的統(tǒng)一教學(xué)仍然存在許多不足，如忽略了學(xué)生思維方式和基礎(chǔ)水平的差異，學(xué)生個性化的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)需求得不到滿足，同時由于缺少生動形象的感性認(rèn)識而導(dǎo)致教學(xué)效果不佳，如知識掌握不牢、學(xué)習(xí)積極性不高等。與此同時，由于目前教學(xué)所使用的教材中思政素材較少，教師在課堂中展示相關(guān)思政內(nèi)容時更多依靠口頭講述，和藥學(xué)專業(yè)特色結(jié)合不夠，且模式較為生硬，學(xué)生接受程度有待提高。

2 微課的特點與優(yōu)勢

隨著網(wǎng)絡(luò)普及和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，利用互聯(lián)網(wǎng)和多媒體技術(shù)進(jìn)行碎片化教學(xué)的微課已成為現(xiàn)代教學(xué)模式發(fā)展的熱點。教師通過網(wǎng)絡(luò)視頻的方式將課程知識點進(jìn)行提煉和分解，把重點、難點及實驗操作等教學(xué)內(nèi)容具體而生動地向?qū)W生進(jìn)行展示，同時簡短的視頻也方便學(xué)生自我掌控學(xué)習(xí)進(jìn)程[2]。相較于傳統(tǒng)的45 min 課時教學(xué)，微課多為5 ～10 min 的短媒體視頻，網(wǎng)絡(luò)和移動設(shè)備使得學(xué)生能隨時隨地進(jìn)行預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)及復(fù)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率[3-4]。相較于整體化的長視頻，微課“顆?；钡亩桃曨l能較好幫助學(xué)生掌握課程的重點和難點知識，使學(xué)生產(chǎn)生一種“學(xué)習(xí)聚焦”的良好體驗，顯著提高其學(xué)習(xí)興趣和積極性[5-6]。微課的特點和優(yōu)勢較好契合互聯(lián)網(wǎng)時代對便捷和高效率的追求，滿足學(xué)生個性化和選擇性自主學(xué)習(xí)的需求。通過與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，微課能充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，教學(xué)效果超過單一地課堂教學(xué)模式[7]。

另一方面，通過在線教學(xué)平臺精心設(shè)計含有課程思政內(nèi)容素材的微課及視頻，多角度孕育學(xué)生無私奉獻(xiàn)的高尚醫(yī)德，樹立良好的社會主義核心價值觀。在素材選擇、話語使用等方面堅持中國特色社會主義教育發(fā)展道路和方向為指引，以微課、小視頻等學(xué)生喜聞樂見的形式展示生物醫(yī)藥先進(jìn)人員的事跡及診療案例，通過頭腦風(fēng)暴等活動讓學(xué)生理解藥學(xué)研究者的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)，以榜樣的力量引導(dǎo)學(xué)生樹立遠(yuǎn)大的理想抱負(fù)，通過多種形式的教學(xué)活動培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的使命感、增強(qiáng)自身的綜合素養(yǎng)。

3 微課在《基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)》教學(xué)中的應(yīng)用

本課程所使用教材為高等教育出版社《基因組學(xué)》（楊金水主編）及中國林業(yè)出版社《簡明蛋白質(zhì)組學(xué)》（何華勤主編）。授課對象為大三年級生物藥學(xué)專業(yè)本科生（國家基地班），共32 個學(xué)時。課程分為基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)兩大部分，共涵蓋10 章教學(xué)內(nèi)容，以講解基因組的結(jié)構(gòu)和功能，介紹以研究功能基因組學(xué)為目的蛋白質(zhì)組學(xué)前沿技術(shù)為主線，交叉介紹人類基因組計劃、后基因組計劃的技術(shù)原理及應(yīng)用。教學(xué)計劃要求學(xué)生掌握基本知識點30 個，教學(xué)重點8 個，教學(xué)難點5 個。為將知識體系進(jìn)行碎片化，方便知識點學(xué)習(xí)，本研究根據(jù)每章節(jié)教學(xué)重難點，設(shè)計微課短視頻共計12 部分（每部分微課包含3 段視頻，分別供學(xué)生課前、課上和課后使用），并進(jìn)行拍攝錄制。

3.1 課前預(yù)習(xí)

教師搭建手機(jī)微信學(xué)習(xí)平臺，提前1 周將供預(yù)習(xí)使用的微課推送給學(xué)生。學(xué)生在課前觀看微課視頻，自主預(yù)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，將學(xué)習(xí)過程中尚不能完全理解之處通過學(xué)習(xí)群及時反饋教師。教師通過分析了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，在課堂上合理調(diào)整講課內(nèi)容的重點和側(cè)重，有效和有針對性地提高教學(xué)效率。除預(yù)習(xí)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容外，教師也會在課前微課視頻中插入蘊(yùn)含思政素材的教學(xué)內(nèi)容，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)和新媒體的育人優(yōu)勢，達(dá)到“潤物細(xì)無聲”的教育效果。

以第1 章“緒論”為例，通過預(yù)習(xí)反饋，教師了解到同學(xué)們對于結(jié)構(gòu)異常的基因類型通常不太容易理解，特別是“假基因”中的不同種類，一些容易混淆的概念，如“重疊基因”“基因內(nèi)基因”和“多基因家族”“超基因家族”等學(xué)生往往容易混淆，教師的課堂教學(xué)便側(cè)重介紹各個概念之間的區(qū)別。而“微課”借助動畫短視頻的形式，也能夠生動形象地展示不同的基因結(jié)構(gòu)類型之間的區(qū)別與聯(lián)系，進(jìn)一步幫助學(xué)生理解和掌握教學(xué)難點。另如第5 章“基因組的進(jìn)化模式”中“系統(tǒng)發(fā)生樹”是教學(xué)重點，如何通過基因的進(jìn)化來繪制系統(tǒng)發(fā)生樹的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是教學(xué)難點。筆者通過“微課”視頻，動畫模擬在物種進(jìn)化過程中基因組的突變與進(jìn)化的時序，幫助學(xué)生提前理解基因進(jìn)化與物種進(jìn)化之間的關(guān)系，從而了解系統(tǒng)發(fā)生樹拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的繪制以及新物種的形成與起源。學(xué)生通過課前觀看視頻課件進(jìn)行自主預(yù)習(xí)，并將學(xué)習(xí)過程中尚不能完全理解之處通過學(xué)習(xí)群及時反饋給教師。教師通過分析，了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，在課堂上合理調(diào)整講課內(nèi)容的重點和側(cè)重，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)知識掌握相關(guān)理論。

課前微課除預(yù)習(xí)教學(xué)內(nèi)容外，筆者也精心設(shè)置具有教育意義的視頻，力爭在教學(xué)中有機(jī)、有效地融入思政教育，以最大限度地發(fā)揮專業(yè)課的育人作用。如在講授第2 章“基因工程”內(nèi)容前，教師通過學(xué)習(xí)平臺提前1 周安排供預(yù)習(xí)使用的含有思政素材的微課和視頻要求學(xué)生觀看和思考。預(yù)習(xí)的課件和素材先以《中華人民共和國生物安全法》等介紹分子生物學(xué)領(lǐng)域（如基因編輯技術(shù)、人類遺傳資源等）相關(guān)新問題的法律法規(guī)的更新和頒布開篇，隨后根據(jù)相關(guān)課程安排和教學(xué)內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生對科學(xué)探索和科學(xué)道德底線之間的關(guān)系進(jìn)行思考。在課堂講授部分，教師在向?qū)W生講解分子生物學(xué)技術(shù)，如聚合酶鏈反應(yīng)（polymerase chain reaction，PCR）、測序技術(shù)、基因工程藥物、疫苗及基因編輯等在疾病“預(yù)防、診斷與治療”中的應(yīng)用時，會介紹這些技術(shù)不僅能夠促進(jìn)醫(yī)學(xué)的快速進(jìn)步，也不可避免地帶來社會關(guān)注的熱點問題，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對科學(xué)精神和科學(xué)道德的教育與約束，并引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生形成良好的底線思維能力。

3.2 課堂教學(xué)

由于《基因組學(xué)與蛋白質(zhì)》自身的特點，課堂講授更多偏向于理論，抽象和生澀的概念性內(nèi)容較多，導(dǎo)致在沒有接觸具體實例的情況下，學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效率不高。另外，受限于學(xué)時數(shù)，教師課堂教學(xué)中容易忽略學(xué)生之間的差異，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣下降，學(xué)習(xí)效果欠佳。在課堂上引入微課既契合學(xué)生個性化自主學(xué)習(xí)的需求，又彌補(bǔ)了枯燥的理論課堂授課模式的不足。教師根據(jù)教學(xué)需要，在課堂上統(tǒng)一播放教學(xué)微課視頻，并在課后發(fā)送，供學(xué)生課后復(fù)習(xí)使用。

以第3 章“結(jié)構(gòu)基因組學(xué)”為例，基因組遺傳作圖是本章的教學(xué)重點，也是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的難點。由于涉及遺傳學(xué)的三大經(jīng)典定律，學(xué)生對于基因組遺傳作圖的理論基礎(chǔ)和連鎖分析、重組率的計算、遺傳標(biāo)志物的類型和特點等較抽象的理論概念內(nèi)容難以理解。課堂教學(xué)時通過播放微課視頻，以動畫形式直觀地講解每一個概念的內(nèi)涵及在遺傳圖譜繪制中的實際應(yīng)用，學(xué)生通過觀看視頻結(jié)合教師充分講解，加深理解并牢固掌握相關(guān)理論。另外，基因組序列的組裝也是本章節(jié)的教學(xué)重點，以往傳統(tǒng)教學(xué)課堂中，學(xué)生對利用“圖位法”“鳥槍法”繪制基因組圖譜的優(yōu)點和區(qū)別，特別是兩種方法“自上而下”和“自下而上”的策略應(yīng)用，難以清晰的理解和掌握。課堂上教師通過播放“秀麗線蟲的基因組測序過程”以及“流感嗜血桿菌的測序過程” 微課視頻，分別向?qū)W生展示“自上而下”和“自下而上”的基因組序列組裝策略，幫助學(xué)生進(jìn)一步明確不同物種中基因組圖譜的繪制。

3.3 課后答疑

課堂教學(xué)后，教師會根據(jù)需要布置課后習(xí)題，學(xué)生答題結(jié)束后，教師會將習(xí)題中的易錯題和難題的講解制作成微課發(fā)送給學(xué)生。通過這種方法促使學(xué)習(xí)能力較弱的學(xué)生課后對“微課”進(jìn)行復(fù)習(xí)，進(jìn)一步對知識點進(jìn)行消化，同時由于微課中包含對習(xí)題清晰的講解，可大幅減少學(xué)生的疑問，也可以較好解決學(xué)生學(xué)習(xí)能力差異性問題，避免針對同一道習(xí)題進(jìn)行多次講解。

以第8 章“蛋白質(zhì)的折疊與相互作用”為例，學(xué)生容易對蛋白質(zhì)的組裝過程及能量變化的判定出錯，課后教師可以通過“微課”生動具體地繪畫出蛋白質(zhì)不同折疊過程和模式中能量曲線的變化類型和曲線走勢，使學(xué)生鞏固對蛋白質(zhì)折疊過程的記憶；特別是涉及共價鍵生成，如二硫鍵形成時的蛋白質(zhì)折疊過程，在完成相關(guān)習(xí)題時，學(xué)生難以理解二級結(jié)構(gòu)的形成及生成共價鍵與微環(huán)境之間的聯(lián)系，這類易出錯的習(xí)題往往需要教師進(jìn)行多次細(xì)心的講解，學(xué)生才能真正理解。借助“微課”視頻，能直觀地演示蛋白質(zhì)從線性肽段折疊成天然構(gòu)象的每個步驟及相應(yīng)的能量變化，顯著提高學(xué)生對易錯習(xí)題的理解，進(jìn)一步加深其對“蛋白質(zhì)的折疊”知識點的掌握。除此以外，在講授“基因編輯”等相關(guān)內(nèi)容時，教師在課后還將通過微課視頻介紹CRISPR 基因編輯專利之爭（商業(yè)價值）、國家對復(fù)合型人才的需求（國家導(dǎo)向）等事件，向?qū)W生展示以人民健康為著眼點，以分子生物學(xué)相關(guān)前沿技術(shù)為依托的生物藥學(xué)全新發(fā)展，不僅有賴于醫(yī)學(xué)和生物學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，同樣急需具有相關(guān)知識背景的復(fù)合型人才，所以需要進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷、社會責(zé)任和文化自信。

4 結(jié)論

目前，傳統(tǒng)課堂授課模式仍是我國醫(yī)科教育的主要方式[8]。國內(nèi)醫(yī)學(xué)院校教師多采用以書本和課堂為中心，向?qū)W生直接展示知識內(nèi)容的 “老師教- 學(xué)生聽”的模式。傳統(tǒng)的課堂授課方式?jīng)Q定了教師在教學(xué)中處于主導(dǎo)地位，但相對忽視學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用，往往形成教師灌輸而學(xué)生單向地接受和被動的局面。《基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)》作為涉及大量理論知識的藥學(xué)專業(yè)課程，重點、難點較多，且知識體系繁雜，傳統(tǒng)課堂講授教學(xué)模式下，僅靠教師向?qū)W生灌輸書本理論很難使其完全理解，遑論靈活運用，從而影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及其對知識的應(yīng)用[9]。

通過建設(shè)《基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)》微課，將課程中抽象的概念和知識點直觀生動地向?qū)W生展示，學(xué)生不僅提高課前、課上和課后對課程學(xué)習(xí)的效率，加深對組學(xué)基本理論的理解，同時也激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)組學(xué)知識的興趣，促進(jìn)科學(xué)思維的形成與發(fā)展，并顯著提高學(xué)習(xí)成績。經(jīng)過統(tǒng)計，微課的引入使學(xué)生課程的考試成績優(yōu)秀率從20.83%提高到43.48%，不及格率從16.67%降至0%。

除此以外，本研究也通過線上教學(xué)平臺建設(shè)和課程思政微課的設(shè)計，在微課內(nèi)容中設(shè)置含有思政教育的素材，將課程思政要素有機(jī)、有效地融入課程教學(xué)之中，凸顯本課程的“專業(yè)育人”效果，發(fā)揮專業(yè)課的育人作用[10-11]。

值得注意的是微課也并非完美無缺，潛在問題包括：可能導(dǎo)致學(xué)生過于依賴微課視頻而忽視課堂學(xué)習(xí)；由于微課突出某些知識點可能導(dǎo)致整個課程的連貫性以及系統(tǒng)性不足，因而導(dǎo)致學(xué)生對整體知識體系的學(xué)習(xí)存在缺陷等。因此在教學(xué)應(yīng)用中，應(yīng)該避免盲目夸大微課教學(xué)的優(yōu)勢，應(yīng)將微課與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相結(jié)合，取長補(bǔ)短，從而充分發(fā)揮微課自身的特點，讓教學(xué)內(nèi)容“點面結(jié)合”全覆蓋，最終達(dá)到教學(xué)質(zhì)量不斷提升，教學(xué)效果持續(xù)增強(qiáng)的教學(xué)改革的目的。