许亚楠 康亮 李新春 覃杨 郭宏伟 苏志恒 朱丹
摘要：药用植物生物技术应用范围宽，涉及领域多，已成为中药类专业学生必备的知识和技能。基于SPOC的翻转课堂为进一步深化课程与教学改革提供了思路和方法，有助于培养学生自主学习、解决问题的能力，契合教学改革方向。在药用植物生物技术课程教学中引入该教学方式，能够强化学科理论与实践的有效结合，提高教学质量和效果。对该教学模式在中药资源与开发专业本科教育中的应用进行了探讨。
关键词：翻转课堂;SPOC;药用植物生物技术;应用
中图分类号S-01文献标识码A文章编号0517-6611（2021）08-0272-03
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.08.071
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
ApplicationoftheFlippedClassroomBasedonSPOCinMedicinalPlantBiotechnologyCourse
XUYa-nan，KANGLiang，LIXin-chunetal
（StaffRoomofTraditionalChineseMedicine，PharmaceuticalCollegeofGuangxiMedicalUniversity，Nanning，Guangxi530021）
AbstractThebiotechnologyofmedicinalplanthasawideapplicationrangeandinvolvesmanyfields.IthasbecomethenecessaryknowledgeandskillsforstudentsmajoredintraditionalChinesemedicine.TheflippedclassroombasedonSPOChasprovidedideasandmethodstofurtherdeepenthereformofcurriculumandteaching，whichhelpstocultivatestudentsabilitiesofautonomouslearningandproblem-solving.Itisinlinewiththedirectionofteachingreform.Theintroductionofthisteachingmethodintheteachingofmedicinalplantbiotechnologycanstrengthentheeffectivecombinationoftheoryandpractice，andimprovetheteachingqualityandeffect.ThispapermainlyanalyzedtheapplicationofthisteachingmodelinundergraduateeducationinthespecialtyoftraditionalChinesemedicineresourcesandtheirdevelopment.
KeywordsFlippedclassroom;SPOC;Biotechnologyofmedicinalplant;Application
中藥资源与开发专业培育的人才需适应我国中医药事业发展的需要，毕业后能够在中药制药企业，中药材生产、加工、经营企业以及相关的科研院所工作，能够胜任中药资源调查、中药材栽培、原料采购、新药研究开发等相关工作[1-4]。如何将中药资源与开发专业的学生培养成适应行业发展的高层次人才是当今教师亟需思考的问题。
SPOC（smallprivateonlinecourse）即小规模限制性在线课程，非常适合一个学校的一个班级进行小规模教学。该课程于2013年由加州大学伯克利分校ArmandoFox教授提出[5-6]，是一种整合了传统课堂教学与在线教学的混合式教学模式，可以有效克服MOOC模式的弊端。此后，基于SPOC的翻转课堂混合教学模式在哈佛大学、加州大学、麻省理工学院、清华大学、浙江大学等院校中均有应用，并且获得一定的教学成效[7-8]。为了更好地探索新的教学模式在本科生教学中的应用，笔者结合药用植物生物技术课程的特点，在广西医科大学中药资源与开发专业本科生教学中引入了基于SPOC的翻转课堂这一新的教学模式，并在实践中取得了显著的效果，为该课程提供了全新的教学思路，有效推动了本科教育的课程改革。
1药用植物生物技术课程的教学现状
药用植物生物技术是广西医科大学面向中药资源与开发专业本科生开放的一门专业课程，是以药用植物学、微生物学、生物化学、天然产物化学等现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他相关学科的科学原理，针对药用植物和天然药物及其活性成分研究、开发和生产中存在的具体问题，按照预先的设计，进行生物体改造或生物原料加工，使其符合中药现代化和产业化要求的一门课程。传统的教学模式存在学生积极主动性不高、集中注意力差，较难激发学生的学习积极性等问题。基于SPOC的翻转课堂实行小班教学，并对教学流程重新进行构建，实现知识传递前移和知识内化的加深，可以弥补传统教学模式的缺点。
目前，广西医科大学中药资源与开发专业每个年级只设一个班级，非常适合小规模教学。翻转课堂从不同环节出发，逐渐提升学生对知识的理解和运用程度，培养学生的综合素质和创新能力，更加注重培养学生学习的自主性和教育的个性化[9]。2019年，广西医科大学在“药用植物内生真菌发酵研究”一节的教学中首次尝试了“基于SPOC+翻转课堂”的混合式教学模式，试图以此为切入点将数字化教学手段引入教学实践中，并进行了相关的教学设计，取得了显著的教学效果。
2基于SPOC的翻转课堂在药用植物生物技术课程教学中的实践过程
在“基于SPOC的翻转课堂”的混合式教学模式中，学生在课前利用SPOC课程进行线上自学预习，课上教师以翻转课堂的形式开展线下教学，从而实现线上和线下学习的有机融合[10]。对药用植物生物技术课程的教学资源进行设计和开发，构建新的教学模式，实现从关注“教”到关注“学”，从促进“教”到促进“学”的轉变。
2.1课程准备和教学过程设计
根据中药资源与开发专业的培养要求和药用植物生物技术课程的教学大纲，教师提前进行课程准备和资源建设。明确每一章节的学习目标，录制微视频，填写教学进度表，收集教学用视频的网络资源，搭建SPOC课程平台，组建QQ交流群等。精心设计课堂教学的各个环节，激发学生的兴趣，提高学生完成学习任务的参与性和主动性。
授课教师要对公共平台资源进行剪裁和调整，保证学习难度、学时分配和章节顺序和大纲相对应。教师不仅可以有效利用中国MOOC资源和网上资源共享课来构建供本校学生使用的SPOC教学资源，而且还可以根据自己的研究方向，录制一些课程相关的教学视频。同时，授课教师还需根据实际情况，对课程信息和预习作业的相关发布时间进行设定。
具体到“药用植物内生真菌发酵研究”这一节的教学，首先根据知识体系的先后顺序和难易程度，将本节划分为既相互独立又存在关联的三部分：药用植物内生真菌发酵生产活性化合物（A）、微生物发酵技术（B）和微生物发酵紫杉醇的研究（C）。三部分关系如图1所示。
药用植物内生真菌发酵生产活性化合物属于原理，教师通过课本、线上PPT并配合教学大纲，引导学生课外自主预习，从而对药用植物内生真菌生产活性化合物的原理以及优势有所了解。微生物发酵技术是学习的主要内容，也是教学重点和需要掌握的部分。教师充分利用教材和网上视频资源，引导学生学习微生物发酵的各个环节和注意事项。微生物发酵生产紫杉醇属于药用植物内生真菌发酵生产活性化合物的典型案例，是对前两部分内容的应用。教师通过网上MOOC的微课视频引导学生分组讨论、深入学习，综合分析微生物发酵技术生产活性化合物的优缺点，并发起讨论，引导学生多视角、多层次、科学全面地认识微生物发酵技术，结合中药资源与开发专业探讨微生物发酵技术对中药产业的影响。
2.2学生自主学习
教师在课前14d安排学生在课堂外以个人和学习小组的形式，进行自主学习药用植物内生真菌发酵的相关内容。广西医科大学中药资源与开发专业目前每届一个班级，人数45人左右，可分为6～8个小组。
学生根据授课教师提前发布的学习任务，在课前独立完成课程对应章节的学习。学生可充分利用网络视频资源导学，既可以充分发挥主观能动性，又能提高学习的趣味性。随着AI+5G时代的到来，阿里巴巴、超星、腾讯和百度等信息技术公司陆续研发推出了各种类型的智能教学辅助软件，笔记本电脑、平板电脑、智能手机、QQ、微信、校园网、博客等构成了泛在的学习环境，为线上教学提供了硬件和软件支持[11-12]。借助移动泛在技术，学生自主学习可以不受时间和地点的限制[13]。自主学习完成后，学生可以通过网上针对“药用植物内生真菌发酵”一节设计的小测验检查对所学内容的掌握程度，找到自己学习的薄弱之处，并提出疑问。此外，每个小组需要通过查阅资料、共同讨论，完成一份药用植物内生真菌发酵相关内容的主题报告，并在课堂上以PPT的形式向同学们展示。
2.3教师答疑解惑
课堂学习作为更深入的教学活动，是学生课前自主学习的延伸，是学生能力的展示，也是教师和学生的互动过程。翻转课堂上，教师会花少量时间带学生一起回顾知识要点，然后以练代讲，通过案例分析，组织小组讨论，最后进行总结，并对学生进行答疑解惑。真正做到尊重学生的主体学习地位，将更多的时间留给学生。
在“药用植物内生真菌发酵研究”这一节内容中，教师共安排4个学时进行翻转课堂的教学。流程安排如下：引言（教师）→课堂分组讨论（学生）→点评和总结发言（教师）。
①课前检查：上课前10～15min通过提问或者问卷检查学生的课前学习效果。
②引言：教师通过介绍药用植物活性成分生产的背景知识，引导学生比较现有的几种技术（全合成、半合成、发酵工程、基因工程、细胞工程、传统的分离提取）生产活性成分的优缺点，思考微生物发酵工程会引起关注的原因，指出该技术存在的局限性，并引导学生从不同角度分析微生物发酵技术生产活性成分的优势，从而提出自己的见解。
③课堂讨论：每组20～25min，包括10minPPT讲解和15～20min讨论。学生根据之前的准备，分组进行PPT讲解，阐述观点和认识。鼓励其他组同学提出质疑，并与讲述组同学进行讨论。
④点评和总结：教师用10min左右对学生的发言和讨论进行点评，并指出应当合理运用药用植物内生真菌发酵技术生产活性成分，从而解除许多中药作为资源植物而被大量采伐引起的资源危机和生态危机，有助于对濒危药用植物的资源保护。
2.4课后拓展学习
完成课堂学习后，学生还需要通过拓展性练习进行知识的强化和吸收。教师可以根据学生的性格特征和学习能力，给学生进行分组，每组以6人左右为宜。拓展性练习包括学生作业、小组讨论等，可以帮助学生实现个性化学习、协作学习和探究性学习的有机结合，是成功实施翻转性课堂学习的关键。教师也可以通过查阅文献，将发表在国内外期刊杂志上的与药用植物内生真菌发酵生产活性化合物，为新药研发提供先导化合物相关的文章推介给学生，让同学们尝试对选取文献进行评价，以实现学生对课堂知识的巩固和拓展，提高学生利用、整理和分析文献资料的能力，激发学习的兴趣，从而实现了知识的内化。与此同时，基于SPOC的翻转课堂教学模式使得学生对药用植物生物技术这门较抽象的课程有了清晰的认识，锻炼了学生的逻辑思维能力、表达能力、演说能力和辩证思考能力等。
3考核与评价
基于SPOC的翻转课堂教学模式旨在培养学生学习的主动性，提高自主学习能力和辩证思考能力。为客观公正地评价学生的课程学习情况，必须建立科学、合理的综合性考核評价体系。针对药用植物生物技术这门课，新的评价体系不仅包含对学生学习的评价，而且包括对教师组织教学的评价，更加注重过程考核。
新的评价体系主要包括课前、课堂和课后三部分，其所占比例分别为20%、60%和20%。课前部分主要是对自主学习情况进行评价，包括对学生的课前测验和小组评议以及对教师学习资源和视频制作的评价。课堂部分主要是对活动任务进行评价，包括学生课内PPT报告和问题解答、讨论交流以及对教师组织教学和学习指导的评价。课后部分主要是指拓展任务的评价，包括对学生课后作业、小总结和课后检测以及对教师教学效果、专业素养的评价。课程结束后，还会通过设计调查问卷进一步评价新模式下的教学效果，并对调查结果进行统计与分析。
4结语与展望
基于SPOC的翻转课堂教学模式体现了以学生为主、教师教学为辅的特点，有助于培养学生的自主学习能力和创新能力，有利于师生互动和提高学生对药用植物生物技术的专业兴趣，顺应普通高等院校专业课程的教学改革要求，促进传统教学和现代信息技术的有效融合。通过在药用植物生物技术课程教学中的实践，有效促进了学生学习专业知识的质量和效率，加强了师生互动，提高了专业课程教学的质量水平，取得了较好的教学效果。
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