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基于MOOC的微課教學在細胞生物學課程中的設計與實踐

作者:admin 更新時間:2018年10月13日 08:51:53

  該研究選擇細胞生物學課程中的重點難點內容作為微課教學的設計對象,具體分析了細胞生物學理論課與實驗課教學的現狀以及教學組織的特點,提出了基于慕課(MassiveOpenOnlineCourses,MOOC)的細胞生物學微課程設計原則、設計思路與設計要點,為探求細胞生物學的教學改革提供了新思路。


  關鍵詞:細胞生物學;MOOC;微課;教學改革;


  作者簡介:張朋。Tel:0411-86110318,E-mail:[email protected]


  細胞生物學是21世紀生物醫學研究最活躍的前沿學科之一,其作為基礎醫學中的一門重要課程,對培養優秀的醫學人才至關重要[1]。近年來,細胞生物學的發展日新月異,尤其是與遺傳學、分子生物學等學科的聯系日趨密切,知識更新速度異常迅猛,不斷有新突破和新學說涌現,接連出現從事細胞生物學領域研究的諾貝爾獎獲得者[2]。面對洶涌的學科發展形勢,傳統的教學理念、教學方法和教學手段已經不能適應新時代的要求。為適應目前高校培養高素質醫學人才的要求,創新細胞生物學的教學手段、優化教學過程和提高教學質量已迫在眉睫。近年來,隨著網絡技術的發展,微課的應用與實踐已在全國范圍內普及,很多高校也推出了自己的微課學習視頻,生動形象的微課視頻對于細胞生物學的教學有著很大的幫助。


  1細胞生物學微課實施的必要性及意義


  1.1基于慕課的微課教學模式


  慕課的英文名稱為MassiveOpenOnlineCourses(簡稱MOOC),即大規模在線開放課程[3],是近年來出現的一種在線課程開發模式,其完全開放性、超大規模以及用戶自主組織等特點造就了其迅速普及的態勢。慕課的優勢在于課程共享以及學習內容和表現方式靈活多樣。微課是指應用多媒體技術,就教學過程中的某個知識點或教學環節,進行針對性講解的一段音頻或視頻[4]。細胞生物學的學科特點是所學習的對象大多不能被肉眼直接觀察,必須借助光學顯微鏡、電子顯微鏡等一系列輔助設備的幫助才能使學生對所學內容有一個立體直觀的理解,因此,傳統的教學方法無法保證學生能夠方便、靈活地進行觀察,而老師的講解、板書及掛圖等形式又無法足夠準確地給學生以直觀想象。以多媒體為主要制作技術的微課視頻在課堂上可以十分準確地將細胞微觀世界中的運動和變化生動地呈現出來,令學生準確地理解課程內容,從而產生學習的興趣,激發學生對于學科的求知欲望。由于這些新的教學方式能夠很好地彌補傳統教學方式的不足,必將得到快速的發展。在知識的傳遞過程中,由微課技術支撐形成的MOOC教育方式,未來會是一種主流的教學方式,將受到教育主體的青睞與歡迎。


  1.2微課在基礎醫學課程中的應用現狀分析


  基礎醫學課程包括生物化學、病原生物學、生理學、病理學、人體解剖學、組織胚胎學、藥理學以及細胞生物學等[5]。目前,我國高等院校基礎醫學課程最為常見的教學手段是集中授課或者專題講座,信息量雖大但缺乏互動,傳統教育歷來提倡因人施教、因材施教,但這些卻很難通過傳統的課堂教學實現[6]。學生不論誰講課、在哪里講課、什么時間講課、什么樣的講課方式都得去聽,因此學習效果并不理想。隨著經濟的快速發展,知識需求與教育方式的滯后形成了較大的矛盾。隨著互聯網科技的飛速發展,基于網絡的微課、慕課教學模式將會成為重要的教育資源并將構成高校基礎醫學學科教育教學模式改革的基礎。


  1.3細胞生物學微課的制作流程


  要制作好一節細胞生物學微課大致分為以下幾個步驟:首先是選題設計,根據所講內容的知識點進行選題和教學設計,由于微課的特點是短小精悍,所以選題時不能太大,一節微課就針對一個知識點進行講解,比如不能把細胞骨架這一章的內容制作成一個微課,而應該是類似于微絲的組裝過程這樣的小的知識點;其次是撰寫提綱式教案,根據選題內容撰寫教案,多使用PPT制作出要講授內容的大致提綱;然后準備教學素材,根據選題內容準備相應的教學素材,這些素材可以是儀器設備的照片,細胞某部分的結構圖片或實驗操作的具體步驟;最后是制作課件,一般通過CamtasiaStudio等軟件制作微課件,然后進行編輯和美化[7]。


  1.4細胞生物學微課制作的常用軟件及制作方法


  原創性微課的開發制作方式中比較常見的有:智能手機拍攝法、錄屏軟件錄制、可汗學院(由孟加拉裔美國人薩爾曼·可汗創立的一家教育性非營利組織,主旨在于利用網絡影片進行免費授課)模式、數碼攝像機拍攝法等[8]。利用智能手機或者攝像機拍攝的微課,教師直接出現在攝像機的鏡頭前進行講解和演示,在細胞生物學課程中,細胞膜、核膜以及線粒體的結構比較復雜,需要畫圖講解,如果老師講這些內容以一邊畫圖一邊講解的方式制作成微課,對于學生的課前預習和課后復習就會有很大的幫助。利用錄屏軟件錄制微課的方式是微課錄制的方法中最為常見的一種制作手段,目前常用的錄屏軟件有CamtasiaStudio、Screencast-O-Matic、CyberLinkYouCam等[9-11]。其制作流程為:第一步,選定教學主題,一般為某個概念或知識點比如轉位接觸點,質粒等細胞生物學課程中的難點內容,針對此教學內容搜集教學材料和多媒體素材并制作PPT課件;第二步,在電腦屏幕上打開錄屏軟件,帶好耳麥并調整好話筒的位置和音量,執教者調整好PPT界面和錄屏界面的位置后開始錄制。根據講解的進程并參照教案,執教者一邊放映幻燈片一邊講解,在此過程中可以配合標記工具或其他多媒體軟件或素材以使教學過程更為生動有趣;第三步,對錄制的微課程視頻用后期視頻編輯軟件進行適當的編輯和美化。可汗學院里的微視頻采用的是手寫板或者交互式白板結合專業錄屏軟件的方法錄制的。我們在制作細胞生物學微課時可以根據內容特點選用上述的一種或多種方法來進行。


  2細胞生物學微課的具體設計方案與實踐方法


  2.1設計方案


  微課與普通的微視頻的本質區別在于微課有完整的教學設計及相關的教學支持服務[12],這就要求我們在制作細胞生物學微課時應當充分考慮其完整性。比如,制作一節細胞培養內容的微課,不能單純拍攝一段細胞培養的視頻,而是應該由細胞培養在基礎實驗中的重要性導入,在拍攝過程中應重點講解無菌操作及細胞培養中需要注意的問題。錄制者本身要有這樣一個認知:即某節微課只是一個龐大知識系統中的某個節點,學習者無法從這里得到全部知識系統,但可以從中得到重要的指點、啟發或總結。我們可以選取細胞生物學各章節中的重點和難點內容制作成微課上傳到網絡,學生便可以隨時點播、自主學習,這樣學生在學習的時間和地點上有了更大的自主空間,對于提高細胞生物學的學習效率有很大的幫助。


  2.2設計內容


  細胞生物學和其他的基礎醫學課程一樣,學生學習起來常常感到枯燥乏味。微觀的知識點通過文字講述的方式不易理解,學生學習起來比較吃力,對知識的理解也不透徹,記憶相對困難。微課最大的特點就是對授課內容的講解可配以圖片或動畫,即把專業性很強的內容轉化為大家都能看得懂、聽得懂的內容。根據細胞生物學各章節的內容特點制作微課,對于幫助學生理解知識點從而提高教學質量大有裨益。如表1所示,細胞生物學主要教學章節中,一些有關細胞結構的內容比如細胞膜的結構、各種細胞器的結構以及細胞核的結構可以采用手寫板畫圖的方式進行講解,這樣一邊畫圖一邊講解,直觀易懂,對于學生理解細胞各部分的結構特點很有幫助。涉及到細胞運動的幾個章節,比如囊泡運輸、受體介導的胞吞作用、有絲分裂、減數分裂等內容可以制作成動畫,這樣可以形象生動地演示細胞中的各種動態變化,相比于單純的文字或者圖片來說,動態的表現形式更容易吸引人的注意力,幫助理解和記憶。


  2.3設計要點


  微課的特點主要是:主題突出、指向明確、資源多樣、情境真實、短小精悍、使用方便、半結構化和易于擴充[13]。在設計和制作微課的過程中,我們要把握以下要點:首先,微課的標題應當準確、簡短、有吸引力并能夠涵蓋課程的主要內容,這樣才能使學生通過搜索引擎直接搜尋到自己感興趣的微課,從而利用零散的時間進行片段化學習;其次,微課的簡介也非常重要,是幫助學習者把握學習內容的重要依據,同一課程應配置相同片頭和片尾,統一其語言和畫面風格,使整個課程保持一致性;再者,微課講解過程,要充分分析學習者的需求和特征,抓住教學和學習任務最重要的核心部分進行設計,大膽切除旁枝蔓葉;最后,要注重微課的PPT設計和音、視頻錄制設計,只有生動有趣的微課視頻才能夠吸引學生的注意力從而達到傳統教學方法所難以實現的教學效果。


  表1細胞生物學微課具體設計內容Table1Specificdesigncontentofcellbiologymicrocourse下載原表


  表1細胞生物學微課具體設計內容Table1Specificdesigncontentofcellbiologymicrocourse


  3細胞生物學微課的教學效果反饋


  3.1微課對于細胞生物學課堂教學的輔助作用


  教學效果是檢驗教學改革模式的重要依據,在細胞生物學微課教學的實施過程中,我們從學生那里得到了肯定,也發現了問題。在緒論中,我們針對近五年的諾貝爾生理學與醫學獎得主的主要成就及他們背后的小故事制作了相關的微課視頻,學生普遍反映看了這個微課后,對細胞生物學課程產生了濃厚的興趣和求知欲望,因此對于課程的導入有很大幫助。在細胞分裂一章,我們設計并制作了有絲分裂和減數分裂的動畫形式的微課視頻并在課堂教學中穿插播放,學生們觀看得非常認真,普遍反映以前抽象難懂的細胞分裂的內容通過微課視頻的展示變得通俗易懂了,對于相關知識的理解和掌握很有幫助。我們也進行了師生互動調查,對有絲分裂和減數分裂的具體過程和這兩種分裂方式的區別進行了提問。在使用微課教學方法之前,學生普遍回答得不太理想,對于細胞分裂過程中染色體的動態變化缺乏準確的認識,但是在觀看了微課視頻以后,師生互動效果較好,學生回答問題準確,對于兩種分裂方式中染色體的動態變化描述準確,對于有絲分裂和減數分裂之間的區別也有了深刻的認識,取得了明顯優于傳統教學方法的教學效果。在細胞生物學的其他章節我們也嘗試了微課教學的方法并在學生中進行效果反饋統計。學生認為,對于細胞生物學這門以講述細胞結構和功能為主的理論課,適當引入生動形象的微課來輔助教學,對于他們更好地理解和記憶相關知識有很大的幫助。學生也針對他們在具體學習過程中遇到的難點進行了討論,并具體提出了他們所期望的針對這些內容制作的微課形式。這些意見和建議對我們完善微課教學、更有針對性地提高教學效果有很大的幫助。


  3.2微課在細胞生物學預習、復習及討論等環節中的作用


  傳統的教學模式缺乏互動,網絡課程雖然可以實現師生的互動,但由于多以章節為單位進行錄制,缺乏針對性,而微課由于課件內容短小,知識點指向明確,其使用頻率較以往單一的教學視頻更高。對于一些難點內容,教師可以在課前提示學生提前觀看微課進行預習,這樣就可以在課堂上帶著問題來學習,更有針對性也更有效。在課后復習的環節,學生反映,微課短小精悍的特點使他們可以利用零散的時間實現片段化學習并反復多次強化記憶。由于微課可以實現在手機、IPAD等移動終端設備進行播放,我們和各個班級的同學建立了細胞生物學朋友圈,在朋友圈中分享視頻,答疑解惑并一起探討問題,既促進了師生感情又提升了教學效果,這些優勢都是傳統的課堂教學所無法企及的。


  4細胞生物學微課的教學效果反思


  4.1根據細胞生物學課程特點制作微課


  細胞生物學以講解細胞的形態、結構、功能為主要授課內容,是一門比較抽象的微觀基礎課程。因此,在課堂學習以及課外復習、預習等環節應用現代化教學手段尤為重要。為了在教學過程中充分調動學生的感官特別是視覺、聽覺等來強化教學效果,教師在制作微課的過程中應多使用圖像、動畫和視頻并以多種形式相互結合顯示教學內容,借助豐富多彩的圖片和影音文件,以期實現細胞微觀結構的宏觀化,從而幫助學生掌握和理解相關知識。如在講解大分子物質的跨膜運輸以及微絲、微管、中間纖維的組裝過程時,雖然教師可以進行詳細描述或者畫圖,但由于缺乏動態的過程,學生普遍反映難以理解,而如果使用動畫代替語言的描述以及單純的圖片展示,則能夠化虛為實,使整個教學過程表現出極強的直觀性。通過微課,學生可以按需學習,查漏補缺,這樣就為其提供了一種再學習的有效途徑。同時,可通過基于網絡的教學評估及反饋系統及時獲取教師在創作過程中的不足之處,從而提出進一步的改進辦法,大大推動了細胞生物學課程的教學方法改革,切實提高了教學質量。


  4.2多途徑發布微課


  微課文件格式一般為“rm”、“wmv”或“flv”,文件體積很小,占內存空間不大,適合在大多數設備上流暢播放[14],師生不僅可以在線觀摩課例,查看教案、課件等輔助資源,也可以靈活方便地將其下載保存到終端設備(如筆記本電腦、手機或MP4等)上實現移動學習,非常適合于教師的觀摩、評課、反思和研究。以手機或者IPAD為載體發布的微課可以使學生利用零散的時間學習一節微課內容,實現片段化學習,更高效地掌握知識點。學生和教師可以利用手機建立朋友圈,在朋友圈里討論微課內容,實現隨時答疑,教師可以全面掌握學生在學習中遇到的問題并及時給出解決方案,這對于提高教學質量有很大的幫助。


  4.3在學校范圍內形成微課程平臺


  在信息快速更新的當代社會,我們應借鑒國際上目前流行的MOOC建設理念,嘗試設計適合高校課程教學的微課資源網站。醫學高等院校微課網絡教學平臺如果能夠順利建立將能夠真正的實現翻轉課堂,每堂課上課前教師提出重點和難點內容,學生利用微課自主學習,這樣課堂學習就會有針對性地提出問題,這對于學生掌握重點和難點知識非常有益。高校應抓住微課流行的契機,積極主動地結合本校專業資源特色,打造校本數字資源庫,建設網絡輔助教學平臺,深化信息技術在高校課堂教學中的應用。


  5小結


  微課作為當前新型的教學模式正在得到廣泛的推廣與應用。但是,一種新型的教學資源在應用的過程中對教師的個人能力、教師團隊協作能力、學校資源的要求均較高;此外,還需要學校領導的重視和支持,在這個過程中需要大量人力、物力給予支持。在細胞生物學的理論課和實驗課教學中,在MOOC大環境下設計與制作高質量微課是很有意義的,相信通過大家的努力,一定可以實現隨時隨地學習到優質的微課資源,從而推動細胞生物學課程教學方法改革,切實提高教學質量。


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