摘 要：隨著網際網路時代的到來，大規模開放式在線課程（慕課，MOOC）為教育改革提供了新的研究思路和方向。為了提高生物化學的學習效果，本文結合該課程知識點雜而多、理論性強和學生學習興趣不高的特點，設計了一種基於BOPPPS教學的線上線下混合式教學模式，並在生物化學課程中進行了實踐。BOPPPS中的情景案例激發了學生的學習興趣，逐層遞進的課堂練習讓學生沉醉其中。研究結果表明，體驗過混合式學習的學生與通過傳統學習方式學習的學生相比，實驗組學生對知識的理解深度明顯好於對照組，在學習效果上也存在顯著差異（P<0.05），試驗組學生的平均成績（81.13）比對照組學生的平均成績（76.21）提升5分左右。問卷調查結果顯示，與傳統教學模式相比，學生更願意接受新的教學模式，並願意在未來的學期里支持繼續使用新型的教學模式。學生認為，能從新的教學模式學到比傳統的授課形式要多的知識，而且新的教學模式還促進了團隊合作能力，提高了學生的學習興趣，學生課前願意花費較長時間自主預習。該方法激發了學生的學習主動性，促進了學生更好地學習。
關鍵詞:生物化學; BOPPPS教學模式;大規模開放式在線課程(慕課);混合式教學;
Application of the Biochemistry Hybrid Teaching Mode Based on BOPPPS
HULi LI Si-Qiang LI En-Zhong
College of Biology and Food Engineering, Huanghuai University
Abstract：
In the internet era, massive online open course (MOOC) provides a new research idea and direction for educational reform. The course of biochemistry has the characteristics of many miscellaneous knowledge points, and emphasis on theoretical studies. To overcome students』 low interest in learning, the author designed an online and offline hybrid teaching mode based on the BOPPPS teaching method, and carried out the practice in the biochemistry classroom. The situational cases in BOPPPS stimulated the students' interest in learning, and the progressive classroom exercises expanded their horizon. The results show that compared with the students who have experienced blended learning, the depth of knowledge understanding of the experimental group is significantly better than that of the control group, and there is also a significant difference in learning effect (P<0.05). The average score of the experimental group (81.13) was about 5 points higher than that of the control group (76.21). The results of the questionnaire survey show that compared with the traditional teaching mode, students are more willing to accept the new teaching mode, and are willing to support the continuation of the teaching mode in the future semesters. Students believe that they can learn more from the new teaching mode than the traditional teaching mode. Moreover, the new teaching mode also promotes teamwork ability, improves students' interest in learning, and students are willing to spend a longer time preparing for the class independently before class. In sum, this method stimulates students' initiative in learning and promotes students to learn better.
Keyword：
biochemistry; BOPPPS(bridge in,objective,pre-assessment,participatory learning,post-assessment,summary)teaching model; massive online open course(MOOC); blended teaching;
生物化學是食品專業的一門專業基礎課程，課程開課時間為大學一年級第二學期，生物化學為食品專業後續的核心專業課打下牢固的基礎，課程的重要性顯而易見。
由於生物化學課程本身的特點，例如知識點瑣碎、內容繁多、研究物質微觀和理論抽象晦澀等，使得學生學習時感到吃力費勁。在傳統授課方式的加持下，造成學生學習動力不足、效率低下和且效果不佳，久而久之部分學生破罐子破摔。學科的發展離不開科研人員的不斷努力，誠然，這帶來的是生物化學學科知識發展迅猛，更新速度飛快。學生在掌握原來基礎知識的前提下，還需要緊跟科學腳步，追蹤學科前言，在課時不斷壓縮的情況下，要完成這些學習任務，無疑又增加了學生的學習壓力。
面對教學中的困擾，也為了解決學生學習動力不足和效果不佳的問題，課題組多次討論之後，決定在課堂中引入BOPPPS教學模式。BOPPPS教學模式是1976年在加拿大創建，並廣泛推行的教師技能培訓體系ISW的理論基礎[1]。針對學習目標的達成將完整的課堂教學過程劃分為6個模塊，分別是新知識導入（bridge in, B）、學習目標（objective, O）、前測（pre-assessment, P）、參與式學習（participatory learning, P）、後測（post-assessment, P）和總結（summary,S）[2]。為了更好地區分BOPPPS中的3個P，文中將BOPPPS描述為BOP1P2P3S。其中，採用情景案例作為導入模塊效果極佳，不僅激發了學生的學習動力和學習興趣，還能將抽象的問題通俗化，便於學生理解，提升學習效果。隨著時間的推移，發現在課堂中採用BOP1P2P3S教學模式，學生每次都要在課堂上熟悉情景案例，這浪費了大量的課堂時間，效率不高。如果有某種方式能夠讓學生提前熟悉情景案例及學習目標，並可以附帶某種方式檢測學生預習情況，教師可以隨時監督，這將是對BOP1P2P3S很好的補充。為了達成於此，課題組於2019年，在慕課平台上建設並引入了生物化學線上課程。
為了最大限度地提升學生的學習效率，人為地將課堂分為課前、課中和課後的3個階段進行教學。BOP1P2P3S的前3個模塊放在線上完成，即學生課前對知識進行預習；BOP1P2P3S的後3個模塊放在課堂中完成，即課中的討論、思考和總結；授課結束時，線上再給學生提供一定的鞏固練習題，輔助學生深度理解和引發下次課程內容[3]。線上與線下混合式教學是一種教學策略，它將在線學習和面對面課堂相結合，顛覆了傳統的學習環境，能促進學生更徹底和持久的理解[4]。這種基於BOP1P2P3S教學的線上線下混合式教學模式至此已完成3個學期，且生物化學課程在2021年獲批校級精品在線開放課程。實踐證明，這種教學模式有許多優點，在後期的應用中，我們會不斷努力使其更加完善。在此，以生物化學課程為例，拋磚引玉，與同行們探討提高教學質量的有效途徑和方法。
1研究背景
1.1 BOP1P2P3S教學模式
BOP1P2P3S有效的教學模式關注的重點是學生學到了什麼，而不是老師教了什麼。它共包括6個教學模塊，即新知識引入（bridge-in，B）、確定教學目標（objective，O）、課前檢測（pre-assessment，P1）、參與式互動式學習（participatory Learning，P2）、課後檢測（post-assessment，P3）和課堂知識總結（summary，S）。Bridge-in主要指的是在課程之前，結合本次課程的主要理論知識，選取貼近生活的具體情景案例，激發學生探究新的學習興趣，該案例貫穿於整個教學過程。Objective主要指的是在情景案例的基礎上，引出教學目標或學習任務，該學習任務貫穿於整個教學過程中，並最終得以解決。Pre-assessment主要指的是對學生進行本堂課程要講授的知識進行檢測，了解學生預習情況，分析真實的學習情況，從而再次確定本次課程的學習目標是否需要調整，讓學習更有針對性。Participatory learning主要指的是，在明晰學習任務的基礎上，學生分組討論、表達各自的理解與觀點，隨機提問小組代表進行答案總結，教師再點評和補充。Post-assessment主要指的是再次回歸實際案例、深化案例、凝練總結，幫助學生不僅理解知識，並能夠應用知識。Summary主要指的是對整堂課進行總結。整個BOP1P2P3S過程是從情景案例的提出到課程總結，環環相扣。
1.2線上線下混合式教學
混合式教學是一種教學策略和一種混合的學習方法，它將在線學習和面對面課堂學習相結合，顛覆了傳統的學習環境。這種學習方法利用計算機技術，來扭轉傳統的學習環境，在課堂外提供教學內容，讓學生通過使用在線主持的視聽工具，例如慕課視頻資源或教師預先錄製的微課視頻等，獲得基本知識和概念[5,6]。學生在上課前按照自己的時間表，觀看這些視頻，從而實現自我引導和自我節奏的學習[7]。目標是將學習從以教師為中心轉變為以學生為中心。每個學生都有責任向全班展示對關鍵概念的基本理解，讓他們參與課堂討論和解決問題的活動[8,9]。其基本思想是在面對面課堂學習期間，創造一個靈活的學習環境，將布魯姆分類法的較低層次（記住，理解）轉移到小組學習空間之外。這樣，學生將應用更高層次（創建、評估、分析），並將布魯姆分類學應用於指導和互動下的任務和技能[10]。
2008年，慕課（大規模開放式在線課程，massive online open course，MOOC）首次出現在教育界。2012年以後，在世界範圍內興起。眾多世界頂尖名校紛紛加入MOOC，為世界各地學習者學習世界名校課程帶來契機[11]。2019年以來，受國內疫情影響，我國的慕課建設達到了高潮。與慕課平台相繼推出的且受歡迎的還有其他一些線上平台，例如學習通和雨課堂等。慕課允許教師通過智慧型手機與學生進行交流。在整個線上和線下的學習過程中，慕課可動態地記錄每個學生的學習行為和數據。通過對這些數據的分析和整合，教師可以定量地分析教學情況，評價自己的教學效果，動態調整自己的教學策略。慕課給予線上線下混合式教學提供了一個教學平台，實現了課前、課後和課堂學習的全面互動。
2生物化學課程基於BOP1P2P3S教學的線上線下混合式教學模式的設計與實踐
生物化學課程的教學採用基於BOP1P2P3S教學的任務驅動式的線上線下混合式教學模式。本課程的授課對象是大一學生，共48課時，屬於專業基礎課程。課程內容主要包括3大模塊，即物質的結構、物質在體內的代謝和遺傳信息的傳遞。新的教學模式是在原有的案例教學模式的基礎上，結合線上線下混合式教學模式設計的，以期提高教學效果。根據線上線下混合式教學的特點，將整個教學模式分為課前（知識獲取）、課中（知識內化）和課後（知識鞏固與升華）3個階段，授課設計正如Fig.1所示。實驗為2021年春季的進行結果。
為了研究使用基於BOP1P2P3S教學的線上線下混合式教學模式對學習成績的影響，將2021年春季學期的74名學生分為2組（實驗組37名；對照組37名），實驗組採用基於BOP1P2P3S教學的線上線下混合式教學模式，對照組採用傳統的教學方法。2組都由同一名老師指導，並同時進行。考慮到所有內容來源，2組的主題相同，學習評估是相同的期末考試。同時，實驗組採用研究者設計的問卷調查法，對使用基於BOP1P2P3S教學的線上線下混合式教學模式進行滿意度調查，了解學生對該教學模式的反應。問卷由6個部分共16個問題組成。第1部分調查了學生對這一教學模式的態度，包括慕課的使用、對現有教學資源的滿意度及慕課對現行課程的適用性。第2部分是對課程設計與組織的評價，主要考察教師對教學組織設計和及時反饋對學習的影響。第3部分是對學生課堂學習參與情況的調查，包括他們是否認真閱讀並完成作業，是否尋求反饋，是否認為這種教學模式促進了計劃性學習等。第4部分是學習效果評價的調查，主要集中在慕課對學習效率、自主學習和知識內化的影響。第5部分詢問學生在課前學習的時間和對課前視頻內容的看法。第6部分是對慕課的總體評價，以及學生是否提倡在未來的課程中使用慕課。在專業課教學中引入BOP1P2P3S教學，可以引導學生運用理論知識，結合實際情景案例，發現問題，解釋問題，實現學生主動學習。
2.1教學實施
本研究以2021年春季學期的生物化學實際教學過程為例。本學期食品專業測試組的37名學生被分為7組，每組5人（其中有2個小組6人）。利用慕課為指導材料提供共享平台，微信慕課堂為交流討論提供共享平台。
2.1.1課前階段
上課前1周，線上發布教學視頻、情景案例（對應BOP1P2P3S中的B）、課前學習任務單（對應BOP1P2P3S中的O）、預習效果檢測題（對應BOP1P2P3S中的P1）。其中，O一般以問句的形式出現在B的最後。緊接著給出的是P1，P1發揮分析學習情況的作用。下面以糖酵解為例，展示具體教學過程。首先，發布線上學習視頻，同時給出線上教學案例的分析。情景案例：大腦是人體中最挑食的器官，由於匱乏儲能物質，它幾乎只靠糖來供能，當血糖水平較低時，大腦會出現煩躁易怒和低落情緒，並向腸道傳遞想吃糖的信號，此時膳食攝入饅頭，假如饅頭的主要成分澱粉在一系列酶的作用下轉變成葡萄糖，葡萄糖通過葡萄糖轉運蛋白質被運送進每個細胞里，葡萄糖通過糖酵解為大腦供能，獲得能量後的大腦會產生愉悅和滿足感（對應B）。基於此案例，請同學們分析：在整個過程中，葡萄糖是如何轉化為能量ATP的（對應O）？若以1分子葡萄糖為起始點，通過糖酵解凈產生多少ATP（對應O）？除了葡萄糖，其他糖類能否進入糖酵解途徑分解代謝（對應O）？
在此基礎上，請各位同學完成以下題目（對應P1）：
（1）（單選題）下列不能夠發生糖酵解途徑的細胞有（ ）。
A.活細胞；B.死細胞；C.所有細胞；D.紅細胞。
（2）（單選題）糖酵解發生的場所（ ）。
A.細胞質基質；B.線粒體；C.細胞核；D.葉綠體。
（3）（判斷題）糖酵解是葡萄糖獨有的分解代謝途徑（ ）。
（4）（簡答題）簡述以葡萄糖為起點進行氧化供能，糖酵解過程中需要格外注意哪些化學反應步驟？
教師登錄慕課網頁分析學生預習情況，學生的預覽和反饋顯示，在教師慕課後台中，結果正如Fig.2所示。
由Fig.2表明，通過慕課可獲得觀看視頻的學生人數和進度，並隨時通過評論區，掌握學生的反饋。結果表明，學生並未將P1模塊的題目全部回答正確，需要教師線下進一步講解。通過這樣的方式，教師在課前能夠及時了解學生的預習情況，達到學習情境分析的目的。教師可根據預習情況分析學習目標的適合性。若預習情況與教師預期不符，可以及時作出教學目標的調整。同時，學習實現了知識的第1次內化。
2.1.2課堂展示階段（課中階段）
通過分析慕課後台前測結果，發現同學們對於（1）（2）選擇題的預習效果較好，對於（3）（4）的內容預習效果欠佳。因此，課中階段的學習目標及時調整為主要解決後2個問題。
首先，情景案例展示。該案例來源於實際生活，激發學生的學習興趣，在案例的基礎上，以問題的方式引出教學任務（學習目標）及教學重點和難點。情景案例：很多食品的主要成分是澱粉，進食後的澱粉在人體內主要轉化的產物是葡萄糖，試分析1分子葡萄糖通過糖酵解能夠為機體帶來多少ATP，具體過程如何？讓學生分組討論問題，以5 min為限，進行討論、分析和總結，每個小組臨時推選或老師隨機抽提1位同學作為小組代表。5 min時，各小組代表按照順時針的方向取代其他小組代表的位置，參與其他小組的討論2 min，互為補充。2 min後，小組代表回答討論內容，小組成員可以補充他們的知識。每組學生完成練習，教師確定學生對知識的理解程度和正確性；同時，教師對每組的回答情況進行評估，解答學生在預習中提出的問題，並對其內容進行重點分析和總結。分析講解結束，將糖酵解過程總結為「糖酵解123」。「1」代表糖酵解過程中有1步氧化還原反應；「2」代表全過程有2次底物水平磷酸化反應，凈產生2分子ATP；「3」代表整個過程有3步不可逆反應，涉及3種限速酶。這也是本次課程重點和學習目標。在此基礎上，教師需要展開講解，完成知識的2次內化（對應BOP1P2P3S中的P2）。
為了加深學生對所學知識的理解和掌握，實現知識的第3次內化，在慕課堂上增加1個隨堂練習（對應BOP1P2P3S中的P3），要求課堂內完成。即：膳食中除了會涉及葡萄糖，還會有其他糖類，如果攝入的是甘露糖，假如1分子甘露糖在體內全部氧化供能，分析能夠為機體帶來多少ATP？分組討論、教師答疑解惑、到最後總結，具體過程如上所述。最後，老師帶領學生對本次課程進行總結（對應BOP1P2P3S中的S）。
2.1.3課後鞏固階段（課後階段）
線下課程結束，為了加強學生對知識鞏固和加深，徹底完成知識的內化與吸收。慕課後台給學生提供了單元檢測練習題，例如：（1）日常膳食除了接觸葡萄糖，還會接觸蔗糖，如果蔗糖在體內完全氧化供能，試分析1分子蔗糖能為機體帶來多少ATP？在飢餓時，除了膳食攝入糖類供能，機體內的儲存多糖——糖原也可以分解，不僅能穩定血糖，還可以氧化供能，試分析糖原在體內是如何分解代謝的？肝糖原和肌糖原的分解代謝有何區別？同時，各位同學預習下次課程內容——糖原的分解代謝與合成代謝。因此，這部分練習題往通常有承上啟下的作用，不僅鞏固了前面的知識，對下堂課的內容也進行了一定的引出。
結果正如Fig.3所示，教師根據單元檢測練習題的完成效果，掌握學生的學習情況，區分表現好和差的學生。同時，教師可登慕課網頁，分析學生的詳細學習情況。通過完成BOP1P2P3S中的P1、P2和P3的例題練習，讓氧化供能從單糖（葡萄糖）到雙糖（蔗糖），最後到多糖（糖原），學生逐步理解糖酵解化學反應過程的同時，對糖酵解生物學意義的理解也水到渠成。
3慕課學習效果分析
該教學方法已經實施3個學期，始於2019年春季。受疫情影響，食品專業的同學全部採用的是基於BOP1P2P3S的線上線下混合式教學模式。為了將此教學模式延續下去，2020年春季繼續採用上述教學模式。結果表明，學生學習效果較傳統教學模式有所提高。為了驗證混合式教學模式的可靠性，2021年春季依然採用該教學方法，並對試驗組和對照組的考試成績採用spss軟體對數據進行處理分析，以P＜0.05表示差異具有統計學意義。又對實驗組和對照組中的學生對於知識理解程度的情況進行了對比分析，以考試試卷中的討論分析題（5小題，每小題5分，共25分）和綜合論述題（2小題，每小題7.5分，共15分）的答題結果和得分情況作為判斷標準。得0~5分的，記為No Understanding（NU），得分在5~10分的記為Common Understanding（CU），得分在10~20分的記為Good Understanding（GU），得分在20~30分的記為Very Good Understanding（VGU），得分在30~40分的記為Deep Understanding（DU）。
結果表明，實驗組與對照組不僅在期末考試成績中有顯著性差異（P<0.05），結果正如Fig.4所示，在知識的理解層面也有較大差異，結果正如Fig.5所示，實驗組的同學對於所學知識的理解集中在較好層面，對照組同學對於所學知識的理解集中在普通理解層面。這直接導致，試驗組學生的平均成績（81.13）比對照組學生的平均成績（76.21）提升5分左右，結果正如Fig.4所示。且經過近半年的學習實踐，廣大學生積極參與並給予了反饋。
為了解學生在課下對學習時間的分配，首先調查了學生對線上學習視頻時長的看法。結果顯示，大多數學生認為，8 min左右是最合適的課前視頻。在這段時間裡，學生的注意力相對集中，這也符合微課的意義。其次，調查了學生課下學習需要花費的時間。具體方法是對學生進行10次課下學習時間調查，取平均值。結果表明，大多數學生的課下學習時間在1∼2 h。他們認為，每次課程之前預習2個視頻需要接近20 min，對視頻中難以理解的知識點進行總結和消化大約需要30 min，之後仍需30 min以上的時間來完成本次課程的課前檢測題，以及上次課程結束後的鞏固練習題。這樣，每周總的課下學習時間接近2 h。只有16.2%的學生用時在1 h以內，13.5%的學生耗時在2 h以上。
為探討實驗組在生物化學教學中對教學方法的接受程度，在課後進行問卷調查。發放問卷共37份，回收問卷37份，回收率和有效率100%。問卷內容見Table 1。超過90%學生對新的教學模式認可。他們喜歡慕課及慕課堂的師生互動，並認為混合式教學可以彌補傳統課堂教學的一些不足。課程的設計和組織使他們的學習更有效率和效果。超過92%學生認為，基於BOP1P2P3S教學中情景案例能夠激發他們的學習興趣。為此，他們願意仔細閱讀慕課後台發布的學習內容，並認真完成。超過85%的學生認為，混合式學習提高了他們的自主學習能力和學習效率。這些數據表明，大多數學生認為他們的學習效率已經顯著提高。
為了探究學生是否喜歡使用線上線下混合式教學還是傳統課堂教學，調查詢問了他們的偏好。當學生被問及是否願意在下學期的課程中使用慕課時，91.9%的學生表示希望下學期的課程採用這種教學模式，結果正如Fig. 6所示，這部分學生認為，基於BOP1P2P3S教學的線上線下混合式教學模式比傳統課堂更能激發他們的學習興趣。
4討論
本研究是基於BOP1P2P3S的線上線下混合式教學模式的設計、實施和評價。研究結果表明，這種創新的教學方法促進了學生的學習[11,12,13]。引用一個學生的話，「這是一個成功的實驗」！與傳統的講座式教學模式相比，這種教學模式引導學生主動學習，促進應用和協作，優化面對面的時間[14]，學生傾向於選擇這種教學模式。與單純的線上線下混合式教學相比，BOP1P2P3S模塊的加入使得整個教學過程更系統化和全面[15,16]，尤其是BOP1P2P3S中的情境引入模塊是基於日常生活中常見問題，歸納總結得到的案例，更達到了激發學生學習興趣的目的。但也希望教師們根據課程內容、學生需求和現有資源，整合各種可用的教學模式，以最佳方式促進學習。其次，使用在線開放課程，可以最大限度地利用現有的免費課程，減輕教師和機構重新設計課程的負擔[17,18]。
教師是聽眾和觀察者，對於小組活動的結果要及時反饋，使學生能夠客觀地了解自己的學習情況。在基於BOP1P2P3S的線上線下混合式教學模式中，學生不再被動地、安靜地聽老師講課，而是積極地參與到學習過程中。在這個過程中，演示、傾聽、提問、回答和討論環節相結合，甚至還有辯論的相結合，使學生的學習更有樂趣。因此，學生對新型課堂的學習體驗更為滿意。研究表明，基於BOP1P2P3S的線上線下混合式教學模式受到了食品專業學生的普遍歡迎。但是也有一些局限性，例如，我們不能排除學生回答問題時是否會受其他因素的干擾，也不能排除這種教學模式的積極看法是否緣於生物化學與其他課程的區別。未來的研究應該探索使用基於BOP1P2P3S的線上線下混合式教學模式是否符合其他課程的學習目標，以及是否能看到如此積極的結果。
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biochemistry; BOPPPS(bridge in,objective,pre-assessment,participatory learning,post-assessment,summary)teaching model; massive online open course(MOOC); blended teaching;
生物化學是食品專業的一門專業基礎課程，課程開課時間為大學一年級第二學期，生物化學為食品專業後續的核心專業課打下牢固的基礎，課程的重要性顯而易見。
由於生物化學課程本身的特點，例如知識點瑣碎、內容繁多、研究物質微觀和理論抽象晦澀等，使得學生學習時感到吃力費勁。在傳統授課方式的加持下，造成學生學習動力不足、效率低下和且效果不佳，久而久之部分學生破罐子破摔。學科的發展離不開科研人員的不斷努力，誠然，這帶來的是生物化學學科知識發展迅猛，更新速度飛快。學生在掌握原來基礎知識的前提下，還需要緊跟科學腳步，追蹤學科前言，在課時不斷壓縮的情況下，要完成這些學習任務，無疑又增加了學生的學習壓力。
面對教學中的困擾，也為了解決學生學習動力不足和效果不佳的問題，課題組多次討論之後，決定在課堂中引入BOPPPS教學模式。BOPPPS教學模式是1976年在加拿大創建，並廣泛推行的教師技能培訓體系ISW的理論基礎[1]。針對學習目標的達成將完整的課堂教學過程劃分為6個模塊，分別是新知識導入（bridge in, B）、學習目標（objective, O）、前測（pre-assessment, P）、參與式學習（participatory learning, P）、後測（post-assessment, P）和總結（summary,S）[2]。為了更好地區分BOPPPS中的3個P，文中將BOPPPS描述為BOP1P2P3S。其中，採用情景案例作為導入模塊效果極佳，不僅激發了學生的學習動力和學習興趣，還能將抽象的問題通俗化，便於學生理解，提升學習效果。隨著時間的推移，發現在課堂中採用BOP1P2P3S教學模式，學生每次都要在課堂上熟悉情景案例，這浪費了大量的課堂時間，效率不高。如果有某種方式能夠讓學生提前熟悉情景案例及學習目標，並可以附帶某種方式檢測學生預習情況，教師可以隨時監督，這將是對BOP1P2P3S很好的補充。為了達成於此，課題組於2019年，在慕課平台上建設並引入了生物化學線上課程。
為了最大限度地提升學生的學習效率，人為地將課堂分為課前、課中和課後的3個階段進行教學。BOP1P2P3S的前3個模塊放在線上完成，即學生課前對知識進行預習；BOP1P2P3S的後3個模塊放在課堂中完成，即課中的討論、思考和總結；授課結束時，線上再給學生提供一定的鞏固練習題，輔助學生深度理解和引發下次課程內容[3]。線上與線下混合式教學是一種教學策略，它將在線學習和面對面課堂相結合，顛覆了傳統的學習環境，能促進學生更徹底和持久的理解[4]。這種基於BOP1P2P3S教學的線上線下混合式教學模式至此已完成3個學期，且生物化學課程在2021年獲批校級精品在線開放課程。實踐證明，這種教學模式有許多優點，在後期的應用中，我們會不斷努力使其更加完善。在此，以生物化學課程為例，拋磚引玉，與同行們探討提高教學質量的有效途徑和方法。
1研究背景
1.1 BOP1P2P3S教學模式
BOP1P2P3S有效的教學模式關注的重點是學生學到了什麼，而不是老師教了什麼。它共包括6個教學模塊，即新知識引入（bridge-in，B）、確定教學目標（objective，O）、課前檢測（pre-assessment，P1）、參與式互動式學習（participatory Learning，P2）、課後檢測（post-assessment，P3）和課堂知識總結（summary，S）。Bridge-in主要指的是在課程之前，結合本次課程的主要理論知識，選取貼近生活的具體情景案例，激發學生探究新的學習興趣，該案例貫穿於整個教學過程。Objective主要指的是在情景案例的基礎上，引出教學目標或學習任務，該學習任務貫穿於整個教學過程中，並最終得以解決。Pre-assessment主要指的是對學生進行本堂課程要講授的知識進行檢測，了解學生預習情況，分析真實的學習情況，從而再次確定本次課程的學習目標是否需要調整，讓學習更有針對性。Participatory learning主要指的是，在明晰學習任務的基礎上，學生分組討論、表達各自的理解與觀點，隨機提問小組代表進行答案總結，教師再點評和補充。Post-assessment主要指的是再次回歸實際案例、深化案例、凝練總結，幫助學生不僅理解知識，並能夠應用知識。Summary主要指的是對整堂課進行總結。整個BOP1P2P3S過程是從情景案例的提出到課程總結，環環相扣。
1.2線上線下混合式教學
混合式教學是一種教學策略和一種混合的學習方法，它將在線學習和面對面課堂學習相結合，顛覆了傳統的學習環境。這種學習方法利用計算機技術，來扭轉傳統的學習環境，在課堂外提供教學內容，讓學生通過使用在線主持的視聽工具，例如慕課視頻資源或教師預先錄製的微課視頻等，獲得基本知識和概念[5,6]。學生在上課前按照自己的時間表，觀看這些視頻，從而實現自我引導和自我節奏的學習[7]。目標是將學習從以教師為中心轉變為以學生為中心。每個學生都有責任向全班展示對關鍵概念的基本理解，讓他們參與課堂討論和解決問題的活動[8,9]。其基本思想是在面對面課堂學習期間，創造一個靈活的學習環境，將布魯姆分類法的較低層次（記住，理解）轉移到小組學習空間之外。這樣，學生將應用更高層次（創建、評估、分析），並將布魯姆分類學應用於指導和互動下的任務和技能[10]。
2008年，慕課（大規模開放式在線課程，massive online open course，MOOC）首次出現在教育界。2012年以後，在世界範圍內興起。眾多世界頂尖名校紛紛加入MOOC，為世界各地學習者學習世界名校課程帶來契機[11]。2019年以來，受國內疫情影響，我國的慕課建設達到了高潮。與慕課平台相繼推出的且受歡迎的還有其他一些線上平台，例如學習通和雨課堂等。慕課允許教師通過智慧型手機與學生進行交流。在整個線上和線下的學習過程中，慕課可動態地記錄每個學生的學習行為和數據。通過對這些數據的分析和整合，教師可以定量地分析教學情況，評價自己的教學效果，動態調整自己的教學策略。慕課給予線上線下混合式教學提供了一個教學平台，實現了課前、課後和課堂學習的全面互動。
2生物化學課程基於BOP1P2P3S教學的線上線下混合式教學模式的設計與實踐
生物化學課程的教學採用基於BOP1P2P3S教學的任務驅動式的線上線下混合式教學模式。本課程的授課對象是大一學生，共48課時，屬於專業基礎課程。課程內容主要包括3大模塊，即物質的結構、物質在體內的代謝和遺傳信息的傳遞。新的教學模式是在原有的案例教學模式的基礎上，結合線上線下混合式教學模式設計的，以期提高教學效果。根據線上線下混合式教學的特點，將整個教學模式分為課前（知識獲取）、課中（知識內化）和課後（知識鞏固與升華）3個階段，授課設計正如Fig.1所示。實驗為2021年春季的進行結果。
為了研究使用基於BOP1P2P3S教學的線上線下混合式教學模式對學習成績的影響，將2021年春季學期的74名學生分為2組（實驗組37名；對照組37名），實驗組採用基於BOP1P2P3S教學的線上線下混合式教學模式，對照組採用傳統的教學方法。2組都由同一名老師指導，並同時進行。考慮到所有內容來源，2組的主題相同，學習評估是相同的期末考試。同時，實驗組採用研究者設計的問卷調查法，對使用基於BOP1P2P3S教學的線上線下混合式教學模式進行滿意度調查，了解學生對該教學模式的反應。問卷由6個部分共16個問題組成。第1部分調查了學生對這一教學模式的態度，包括慕課的使用、對現有教學資源的滿意度及慕課對現行課程的適用性。第2部分是對課程設計與組織的評價，主要考察教師對教學組織設計和及時反饋對學習的影響。第3部分是對學生課堂學習參與情況的調查，包括他們是否認真閱讀並完成作業，是否尋求反饋，是否認為這種教學模式促進了計劃性學習等。第4部分是學習效果評價的調查，主要集中在慕課對學習效率、自主學習和知識內化的影響。第5部分詢問學生在課前學習的時間和對課前視頻內容的看法。第6部分是對慕課的總體評價，以及學生是否提倡在未來的課程中使用慕課。在專業課教學中引入BOP1P2P3S教學，可以引導學生運用理論知識，結合實際情景案例，發現問題，解釋問題，實現學生主動學習。
2.1教學實施
本研究以2021年春季學期的生物化學實際教學過程為例。本學期食品專業測試組的37名學生被分為7組，每組5人（其中有2個小組6人）。利用慕課為指導材料提供共享平台，微信慕課堂為交流討論提供共享平台。
2.1.1課前階段
上課前1周，線上發布教學視頻、情景案例（對應BOP1P2P3S中的B）、課前學習任務單（對應BOP1P2P3S中的O）、預習效果檢測題（對應BOP1P2P3S中的P1）。其中，O一般以問句的形式出現在B的最後。緊接著給出的是P1，P1發揮分析學習情況的作用。下面以糖酵解為例，展示具體教學過程。首先，發布線上學習視頻，同時給出線上教學案例的分析。情景案例：大腦是人體中最挑食的器官，由於匱乏儲能物質，它幾乎只靠糖來供能，當血糖水平較低時，大腦會出現煩躁易怒和低落情緒，並向腸道傳遞想吃糖的信號，此時膳食攝入饅頭，假如饅頭的主要成分澱粉在一系列酶的作用下轉變成葡萄糖，葡萄糖通過葡萄糖轉運蛋白質被運送進每個細胞里，葡萄糖通過糖酵解為大腦供能，獲得能量後的大腦會產生愉悅和滿足感（對應B）。基於此案例，請同學們分析：在整個過程中，葡萄糖是如何轉化為能量ATP的（對應O）？若以1分子葡萄糖為起始點，通過糖酵解凈產生多少ATP（對應O）？除了葡萄糖，其他糖類能否進入糖酵解途徑分解代謝（對應O）？
在此基礎上，請各位同學完成以下題目（對應P1）：
（1）（單選題）下列不能夠發生糖酵解途徑的細胞有（ ）。
A.活細胞；B.死細胞；C.所有細胞；D.紅細胞。
（2）（單選題）糖酵解發生的場所（ ）。
A.細胞質基質；B.線粒體；C.細胞核；D.葉綠體。
（3）（判斷題）糖酵解是葡萄糖獨有的分解代謝途徑（ ）。
（4）（簡答題）簡述以葡萄糖為起點進行氧化供能，糖酵解過程中需要格外注意哪些化學反應步驟？
教師登錄慕課網頁分析學生預習情況，學生的預覽和反饋顯示，在教師慕課後台中，結果正如Fig.2所示。
由Fig.2表明，通過慕課可獲得觀看視頻的學生人數和進度，並隨時通過評論區，掌握學生的反饋。結果表明，學生並未將P1模塊的題目全部回答正確，需要教師線下進一步講解。通過這樣的方式，教師在課前能夠及時了解學生的預習情況，達到學習情境分析的目的。教師可根據預習情況分析學習目標的適合性。若預習情況與教師預期不符，可以及時作出教學目標的調整。同時，學習實現了知識的第1次內化。
2.1.2課堂展示階段（課中階段）
通過分析慕課後台前測結果，發現同學們對於（1）（2）選擇題的預習效果較好，對於（3）（4）的內容預習效果欠佳。因此，課中階段的學習目標及時調整為主要解決後2個問題。
首先，情景案例展示。該案例來源於實際生活，激發學生的學習興趣，在案例的基礎上，以問題的方式引出教學任務（學習目標）及教學重點和難點。情景案例：很多食品的主要成分是澱粉，進食後的澱粉在人體內主要轉化的產物是葡萄糖，試分析1分子葡萄糖通過糖酵解能夠為機體帶來多少ATP，具體過程如何？讓學生分組討論問題，以5 min為限，進行討論、分析和總結，每個小組臨時推選或老師隨機抽提1位同學作為小組代表。5 min時，各小組代表按照順時針的方向取代其他小組代表的位置，參與其他小組的討論2 min，互為補充。2 min後，小組代表回答討論內容，小組成員可以補充他們的知識。每組學生完成練習，教師確定學生對知識的理解程度和正確性；同時，教師對每組的回答情況進行評估，解答學生在預習中提出的問題，並對其內容進行重點分析和總結。分析講解結束，將糖酵解過程總結為「糖酵解123」。「1」代表糖酵解過程中有1步氧化還原反應；「2」代表全過程有2次底物水平磷酸化反應，凈產生2分子ATP；「3」代表整個過程有3步不可逆反應，涉及3種限速酶。這也是本次課程重點和學習目標。在此基礎上，教師需要展開講解，完成知識的2次內化（對應BOP1P2P3S中的P2）。
為了加深學生對所學知識的理解和掌握，實現知識的第3次內化，在慕課堂上增加1個隨堂練習（對應BOP1P2P3S中的P3），要求課堂內完成。即：膳食中除了會涉及葡萄糖，還會有其他糖類，如果攝入的是甘露糖，假如1分子甘露糖在體內全部氧化供能，分析能夠為機體帶來多少ATP？分組討論、教師答疑解惑、到最後總結，具體過程如上所述。最後，老師帶領學生對本次課程進行總結（對應BOP1P2P3S中的S）。
2.1.3課後鞏固階段（課後階段）
線下課程結束，為了加強學生對知識鞏固和加深，徹底完成知識的內化與吸收。慕課後台給學生提供了單元檢測練習題，例如：（1）日常膳食除了接觸葡萄糖，還會接觸蔗糖，如果蔗糖在體內完全氧化供能，試分析1分子蔗糖能為機體帶來多少ATP？在飢餓時，除了膳食攝入糖類供能，機體內的儲存多糖——糖原也可以分解，不僅能穩定血糖，還可以氧化供能，試分析糖原在體內是如何分解代謝的？肝糖原和肌糖原的分解代謝有何區別？同時，各位同學預習下次課程內容——糖原的分解代謝與合成代謝。因此，這部分練習題往通常有承上啟下的作用，不僅鞏固了前面的知識，對下堂課的內容也進行了一定的引出。
結果正如Fig.3所示，教師根據單元檢測練習題的完成效果，掌握學生的學習情況，區分表現好和差的學生。同時，教師可登慕課網頁，分析學生的詳細學習情況。通過完成BOP1P2P3S中的P1、P2和P3的例題練習，讓氧化供能從單糖（葡萄糖）到雙糖（蔗糖），最後到多糖（糖原），學生逐步理解糖酵解化學反應過程的同時，對糖酵解生物學意義的理解也水到渠成。
3慕課學習效果分析
該教學方法已經實施3個學期，始於2019年春季。受疫情影響，食品專業的同學全部採用的是基於BOP1P2P3S的線上線下混合式教學模式。為了將此教學模式延續下去，2020年春季繼續採用上述教學模式。結果表明，學生學習效果較傳統教學模式有所提高。為了驗證混合式教學模式的可靠性，2021年春季依然採用該教學方法，並對試驗組和對照組的考試成績採用spss軟體對數據進行處理分析，以P＜0.05表示差異具有統計學意義。又對實驗組和對照組中的學生對於知識理解程度的情況進行了對比分析，以考試試卷中的討論分析題（5小題，每小題5分，共25分）和綜合論述題（2小題，每小題7.5分，共15分）的答題結果和得分情況作為判斷標準。得0~5分的，記為No Understanding（NU），得分在5~10分的記為Common Understanding（CU），得分在10~20分的記為Good Understanding（GU），得分在20~30分的記為Very Good Understanding（VGU），得分在30~40分的記為Deep Understanding（DU）。
結果表明，實驗組與對照組不僅在期末考試成績中有顯著性差異（P<0.05），結果正如Fig.4所示，在知識的理解層面也有較大差異，結果正如Fig.5所示，實驗組的同學對於所學知識的理解集中在較好層面，對照組同學對於所學知識的理解集中在普通理解層面。這直接導致，試驗組學生的平均成績（81.13）比對照組學生的平均成績（76.21）提升5分左右，結果正如Fig.4所示。且經過近半年的學習實踐，廣大學生積極參與並給予了反饋。
為了解學生在課下對學習時間的分配，首先調查了學生對線上學習視頻時長的看法。結果顯示，大多數學生認為，8 min左右是最合適的課前視頻。在這段時間裡，學生的注意力相對集中，這也符合微課的意義。其次，調查了學生課下學習需要花費的時間。具體方法是對學生進行10次課下學習時間調查，取平均值。結果表明，大多數學生的課下學習時間在1∼2 h。他們認為，每次課程之前預習2個視頻需要接近20 min，對視頻中難以理解的知識點進行總結和消化大約需要30 min，之後仍需30 min以上的時間來完成本次課程的課前檢測題，以及上次課程結束後的鞏固練習題。這樣，每周總的課下學習時間接近2 h。只有16.2%的學生用時在1 h以內，13.5%的學生耗時在2 h以上。
為探討實驗組在生物化學教學中對教學方法的接受程度，在課後進行問卷調查。發放問卷共37份，回收問卷37份，回收率和有效率100%。問卷內容見Table 1。超過90%學生對新的教學模式認可。他們喜歡慕課及慕課堂的師生互動，並認為混合式教學可以彌補傳統課堂教學的一些不足。課程的設計和組織使他們的學習更有效率和效果。超過92%學生認為，基於BOP1P2P3S教學中情景案例能夠激發他們的學習興趣。為此，他們願意仔細閱讀慕課後台發布的學習內容，並認真完成。超過85%的學生認為，混合式學習提高了他們的自主學習能力和學習效率。這些數據表明，大多數學生認為他們的學習效率已經顯著提高。
為了探究學生是否喜歡使用線上線下混合式教學還是傳統課堂教學，調查詢問了他們的偏好。當學生被問及是否願意在下學期的課程中使用慕課時，91.9%的學生表示希望下學期的課程採用這種教學模式，結果正如Fig. 6所示，這部分學生認為，基於BOP1P2P3S教學的線上線下混合式教學模式比傳統課堂更能激發他們的學習興趣。
4討論
本研究是基於BOP1P2P3S的線上線下混合式教學模式的設計、實施和評價。研究結果表明，這種創新的教學方法促進了學生的學習[11,12,13]。引用一個學生的話，「這是一個成功的實驗」！與傳統的講座式教學模式相比，這種教學模式引導學生主動學習，促進應用和協作，優化面對面的時間[14]，學生傾向於選擇這種教學模式。與單純的線上線下混合式教學相比，BOP1P2P3S模塊的加入使得整個教學過程更系統化和全面[15,16]，尤其是BOP1P2P3S中的情境引入模塊是基於日常生活中常見問題，歸納總結得到的案例，更達到了激發學生學習興趣的目的。但也希望教師們根據課程內容、學生需求和現有資源，整合各種可用的教學模式，以最佳方式促進學習。其次，使用在線開放課程，可以最大限度地利用現有的免費課程，減輕教師和機構重新設計課程的負擔[17,18]。
教師是聽眾和觀察者，對於小組活動的結果要及時反饋，使學生能夠客觀地了解自己的學習情況。在基於BOP1P2P3S的線上線下混合式教學模式中，學生不再被動地、安靜地聽老師講課，而是積極地參與到學習過程中。在這個過程中，演示、傾聽、提問、回答和討論環節相結合，甚至還有辯論的相結合，使學生的學習更有樂趣。因此，學生對新型課堂的學習體驗更為滿意。研究表明，基於BOP1P2P3S的線上線下混合式教學模式受到了食品專業學生的普遍歡迎。但是也有一些局限性，例如，我們不能排除學生回答問題時是否會受其他因素的干擾，也不能排除這種教學模式的積極看法是否緣於生物化學與其他課程的區別。未來的研究應該探索使用基於BOP1P2P3S的線上線下混合式教學模式是否符合其他課程的學習目標，以及是否能看到如此積極的結果。
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