化工類生物化學課堂教學設計的實踐探索

盧美貞，楊振平

（浙江工業大學 化學工程學院，浙江 杭州 310014）

化工類生物化學課堂教學設計的實踐探索

盧美貞，楊振平*

（浙江工業大學 化學工程學院，浙江 杭州 310014）

為適應新的學科特點和社會需求，“生物化學”課程已成為化工學科人才培養體系的重要課程。筆者結合多年課堂教學經驗，在生物化學課堂教學設計中做好教學分析的基礎上，圍繞“一個目標，兩個重點，一個關鍵”的設計理念，即準確定位、凝練教學目標（一個目標）；系統和縝密地設計教學過程，優化教學方法（兩個重點）；構建適宜的教學平臺（一個關鍵），以此提高課堂教學效果。

生物化學；教學設計；目標；過程；方法

生物化學是研究生命化學本質的科學，是利用化學的理論和方法從分子水平探討生命本質、揭示生命奧秘的科學。該課程是生命科學院開設的重要基礎主干課程，同時也是其他專業開設的一門拓展課程[1-4]。早在1993年全國化學工程專業教學指導委員會福州會議上就決定化學工程專業必須開設生物化學基礎課，教育部“面向21世紀化工類專業人才培養方案及課程內容體系改革研究與實踐”重點研究課題組也將生物化學內容列入化工類專業必修課內容之一[5]。如何使“生物化學”課堂教學既能緊跟學科發展的步伐，又能突出化工類特色，是目前工科院校“生物化學”教學改革的重點之一，而科學的教學設計是有效教學的基礎，對課堂教學效果有著直接的影響和關鍵作用。教師必須依據現代教育理論，對教學系統中的諸多要素進行設計，才能確保教學設計的科學性和合理性，促進教學目標的更好實現。本文結合化工類學生特點，在對生物化學進行教學分析的基礎上，通過制定教學目標、設計教學過程、優化教學方法以及構建教學平臺進行課堂教學設計。

一、教學分析

教學分析是做好教學設計的基礎，因此必須對教材和學情進行深入分析。

1.深刻理解教材，挖掘教材內容的多重價值。教材是構成教學內容最基本的要素，是教師教學活動和學生學習的主要依據，因此分析教材內容是教學設計的重要環節之一。教科書有兩種功能，一是教學資源的功能，二是教學工具的功能。新一輪課程改革倡導“材料式”的教材觀，教材作為一種重要的教學資源而存在，教材是學生獲得知識的重要渠道，同時教材為學生提供多種實踐和探索的機會，培養學生探究問題的能力和科學研究的素養；與此同時教材還是一種有效的教學工具，作為教學工具，教材體現先進的教育教學觀念，以及符合學生身心發展的學習規律，引導學生在學習中提高綜合能力，樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，培養高尚的道德情操。因此如何充分利用已有的或可以再造的教學資源，充分挖掘其多重價值，以適應教師的教學需求和學生的學習需求已成為關鍵。所謂充分挖掘教材資源的多重價值，就是指認真的鉆研，深刻理解教材所承載的內容、重點難點及文化內涵和知識體系，認真分析理解其設計意圖和活動策略及其對學生學習策略、情感態度、價值觀以及思維能力等方面的影響。因此在新的學科特點和社會需求下，以培養學生綜合素質和創新能力為宗旨的工科院校課程改革，不僅重視教材作為信息資源的功能，更強調教材促進學生發展的功能，在獲得知識與技能的同時使“知識”向“素質”轉變。比如，在講到“核酸變性、復性、雜交和核酸研究技術”這一章節時，不僅僅局限于概念、原理上的信息價值，還要挖掘它更深層的探究價值、應用價值及情感價值等。比如與之相關的社會研究熱點問題，轉基因大豆油、小球藻的開發應用、DNA指紋技術以及高科技成果帶給人類利益的同時所產生的情感價值等，培養學生分析探究問題的能力和科學研究素養。

2.深入了解學生，找到師生情感交流的切入點。課堂教學是以學生為主體，教師為主導的互動過程。教師只有深入了解學生已有的知識經驗及思想狀況，才能采取適合學生特點的教學模式和教學方法，實現課堂教學目標。本課程授課的對象是化工類本科三年級學生，這階段的學生自主意識和思維發散性較強，已系統學過有機化學，但生物學知識薄弱。與此同時為了更好地上好這門課，我們在課前對學生進行了問卷調研，共發放了300份問卷，其中80%的學生認為需要增加科研內容和科研動態，85%的學生要求增加與職業發展相關聯的內容。這說明他們關注職業發展，注重知識的學以致用。結合這些學情特點，我們在課堂教學設計中，強調用科研帶動教學，用實例來延伸課本知識，并以此為契機，準確抓住師生情感交流的切入點，使課堂教學取得事半功倍的效果。

二、凝練教學目標，設計教學過程，優化教學方法

教學目標的設計是教學設計的核心內容，是教師選擇教學策略、安排和組織學生活動、實施教學評價的重要依據。新課程的三維目標包括：知識與技能，過程與方法，情感態度與價值觀[6]。教學目標的三個維度是相互聯系、相互滲透及相互統一的。比如，DNA復制這一章節的知識與技能目標是讓學生掌握復制的特點、過程以及DNA損傷和修復，它是達成過程與方法、情感態度與價值觀目標的基礎，是三維目標中的主線，貫穿于課堂教學的始終；過程與方法目標是讓學生掌握分析探究問題的能力、歸納總結的能力以及自主學習與創新的能力。通過教師精心設計的教學平臺，既讓學生獲得知識和技能，又讓它成為學生探究科學、聯系社會實際、形成科學價值觀的過程。它是掌握知識與技能，形成情感態度價值觀的中介，是實現三維目標的關鍵；情感態度與價值觀目標是突顯工科特色，教學中關注學生職業發展，重在提高學生科學研究的素養，它是掌握知識與技能，形成科學過程與方法的動力，發揮著調控的作用。

“生物化學”教學內容微觀抽象，概念多而繁雜且學時有限，加上工科學生的生物學基礎薄弱，增加了理解難度。如何化繁為簡，將抽象的概念形象化是突破難點的關鍵。這就需要教師在教學中合理設計教學過程，不斷地創設情境，環環相扣，幫助學生理解。同時，選擇行之有效的教學方法同樣非常重要。在課堂上充分利用多媒體，將啟發式、科研反哺、案例式及互動式等教學方法貫穿于課堂教學始終，充分調動學生的學習積極性和主動性，給學生足夠的時間與空間，讓學生去分析、討論、歸納并總結，提高學生的自主學習能力和創新能力。

1.科研反哺，導入新課。在課堂教學中，如何激發學生興趣，將學生思路巧妙地導入新課，是課堂教學的首要步驟。近幾十年來，生物技術發展突飛猛進，而生物技術最核心的技術就是基因工程，生物化學的教學內容跟基因工程緊密相關，通過介紹克隆羊、轉基因大豆、親子鑒定等這些同學們熟悉的技術以及結合教師團隊研究的課題，比如轉基因富油海藻的培養，這也是目前有關生物質能源比較熱的一個研究課題，通過結合研究熱點，激發學生的想象力，從而引出課堂內容。

2.營造氛圍，授業解惑。生物化學課程涉及的概念都比較抽象，比如DNA變性，教師通過現場展示的DNA雙螺旋模型進行闡述，把原本較抽象復雜的概念形象化，同時拋出思考題，變性后DNA會引起哪些理化性質變化？讓所有學生都參與到思考過程中，再拋出第二個問題變性后OD260為什么會增高？通過巧設懸疑，層層遞進，引發學生去思考和討論。與此同時，教師在一旁點撥，讓學生從有關DNA雙螺旋的結構和組成上考慮，讓學生自己找到問題答案。通過師生互動，授業解惑。復性是變性的逆過程，這跟蛋白質的變性和復性概念相類似，讓學生自己去歸納總結出復性和減色效應的概念，引導學生舉一反三，提高歸納總結的能力。

3.導入聯想，拓展應用。工科院校生物化學教學改革的特點是加強基礎、面向應用。教學中多增加理論聯系實際的內容，不但可以激發學生學習興趣，也是課堂上師生情感交流的紐帶。比如核酸研究技術，通過列舉DNA指紋技術將書本知識得以拓展，DNA指紋技術這個在刑事案件中用得非常多的技術手段，常用于罪犯的指認，而Southern印跡的雜交技術就是其主要的技術手段之一。另外，還可以跟學生所學專業聯系起來，使學生了解生物化學與其他相關學科之間的聯系，讓學生結合身邊的實例，發散思維；通過知識延伸，不僅開闊了學生的視野，也為學生今后的職業發展打下基礎；師生的雙向互動，拉近了師生的情感距離，提高了教學效果。

4.總結反饋，深入探究。生物化學知識點比較多，學生難記憶，因此在課堂教學中，用精練的語句把教學內容總結出來，再給這些語句賦予特別的含義，這樣的教學將有利于加深學生對于一些暫時難以理解或易混淆、易遺忘的知識的印象，方便其記憶。探究式學習是一種強調學生自主積極獲取知識的學習方式，傳統的教育只注重于知識的傳播，輕視能力的培養，學生以接受學習為主，新課程改革的重點之一是轉變學習方式，但是這種轉變，更多強調從被動到主動，從一元到多元[6]。通過“DNA分子雜交能否用來基因診斷”、“食用玉米油氫化制造的黃油還是乳化制造的黃油有益于身體健康”等問題進行深入探究，引導學生積極思考，培養學生科研素養。

5.多元化訓練，提升綜合能力。課堂學習始于課外，結于課外，課后的溫習與拓展，遷移與鞏固，是課堂學習的自然延伸。由于生物化學對于化工類學生來說屬于考察課，平時成績注重學生課外知識的積累。因此以自主研究題為載體，讓學生撰寫小論文，可以拓展課堂知識；針對學生感興趣的熱門話題開展小組課外討論，并進行課堂PPT展示，通過合作學習，促進成果的形成與共享。同時教師加以點評，通過課后的多元化訓練，不僅可以實現課前課后的教學互動，同時使學生的綜合能力得以提升。

三、構建教學平臺

學生的學習是一個知、情、意、行全面發展的完整過程，因此在教學設計時需要把知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀有機地融合為一個整體。這就需要借助教學平臺，讓學生去親歷、去體驗、去感悟，這是教學設計的關鍵。為此在課堂教學設計中我們構建了四個教學平臺。

1.學生活動平臺。在教學活動中教師是主導，學生是主體。因此，在教學中需要教師合理地構建學生活動平臺，最大限度地發揮學生的主體作用。本堂課通過教師巧設懸疑，引發學生去討論；通過理論聯系實際，引導學生去尋找身邊實例，讓學生發散思維；通過課后多元化作業，培養學生積極探索、勇于創新的精神。

2.師生互動平臺。師生互動是教師和學生在課堂教學中發生的各種形式、各種性質、各種程度的相互影響與作用。如何實現有效的師生互動，如何將學生被動式的學習變成主動式的學習是教師能否上好課的關鍵。課堂上通過教師點撥，學生歸納；通過案例呈現，學生分析，通過教師啟發，學生回答，師生互動，授業解惑。同時教師在構建師生互動平臺時，必須關注學生間客觀存在的差異，將學生的需求與教學目標有機結合，引導不同層面的學生積極參與互動，從而有利于調動各個層面學生的學習積極性。

3.教師活動平臺。提高課堂教學效率是課堂教學的首要任務。雖然影響教學質量的因素很多，但教師的主導作用是至關重要的。教師要在有效的時間內，把自己課堂教學設計內容通過教學活動平臺去實施，這需要教師精心地組織教學，教學內容要科學、充實、突出其實用性，教學語言要準確、精練，教學方法要適宜，教學過程設計要合理，能充分體現教師為主導、學生為主體的教育理念。教師以自己的人格魅力、淵博的學識和精湛的教學藝術，去激發學生的學習熱情。本節課難點之一是分子雜交技術，通過Flash動畫演示分子雜交的過程，吸引了學生的注意力，形象直觀的畫面，使教學難點迎刃而解；難點之二是重組DNA技術，通過科研成果分析、展示，激發學生的想象力，培養學生科學思維能力。

4.情感交流平臺。情感的交流在教學中起著舉足輕重的作用。教學活動是一種特定情境中的人際交往活動，因此在教學中需要構建情感交流平臺。結合大三學生關注職業發展的特點，課堂上注重科研帶動教學，通過知識拓展環節，讓學生認識到學有所用；通過課后多元化訓練，師生互動，生生互動，共同提高；同時，教師定期進行教學調研，經常反思教學，及時整改，師生情感得以交流，促進了教學目標的實現。

四、結語

教學設計是教師最基本的教學工作，教師應依據現代教育理論，深入地分析教材和學生，凝練教學目標，通過教學平臺的構建，把知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀有機地整合為一體，真正發揮課堂教學的效率，確保教學目標的落實。

[1]劉其友，張云波，王永強.化工專業本科“生物化學”課程內容及教學方法的探討[J].科教文匯，2012，（6）：49-51.

[2]趙越.生物化學課程教學改革的幾點嘗試[J].東北農業大學學報（社會科學版）.2007，5（3）：108-109.

[3]高健.工科生物化學教學改革研究與實踐 [J].教育與職業，2007，（7）：113-114.

[4]劉寶亮.非生物化學專業生物化學的教學體會[J].廣州化工，2009，37（7）：218-219.

[5]李再資，黃肖容，謝逢春.生物化學工程基礎[M].第二版.北京：化學工業出版社，2011.

[6]楊九俊.新課程三維目標：理解與落實[J].教育研究，2008，（9）：40-46.

G642.0

A

1674-9324（2014）28-0201-03

浙江工業2012年校級教學改革項目（JG1204）。

盧美貞（1980-），女，浙江臺州人，講師，碩士，主要從事生物質能源的相關教學研究工作。

楊振平（1962-），女，遼寧阜新人，副教授，碩士，主要從事有機化學教學與研究工作。