現代教育技術在《動物生物化學》課程教學中的應用

柳亦松 蘇建明 黃復深 劉兆穎 譚超

摘 要：動物生物化學是畜牧和水產相關專業的一門重要基礎課程，如何讓學生更好地掌握這門課程的內容，關系到學生后續專業課程的學習和理解，以及學校對相關專業人才的培養。文章在充分掌握動物生物化學課程的教學目標、特點和實際教學情況的基礎上，以現代教育技術為手段，從改善教學條件、完善教學體系、加強實踐培養、教學科研相結合等方面探討對課程的改革，可以極大地提高了學生的興趣，以及提出問題、分析問題、解決問題的能力和學習的主動性和積極性，同時可以全面提高課程的學習過程中學生對于課程的體驗。

關鍵詞：動物生物化學；現代教育技術；教學改革；虛擬仿真

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2018）17-0069-03

Abstract： Animal biochemistry is an important basic course for animal and aquatic majors and other related specialties. The understanding and master of this course related to the students' follow-up professional courses， and the training of the relevant professional talents in the school. On the basis of grasping the teaching objectives， characteristics and actual teaching situation of the course of animal biochemistry， this research focus on the reform of the course from the aspects of improving the teaching conditions， improving the teaching system， strengthening the practice training and combining the teaching and scientific research with the modern educational technology. It can greatly improve students' interest， and abilities of question raising， problem analyzing， problem solving， initiative and enthusiasm of learning. Meanwhile， it can comprehensively improve students' course feeling during course learning.

Keywords： animal biochemistry；modern education technology；teaching reform；virtual simulation

《動物生物化學》的主要內容是介紹動物基本代謝規律、現代生物化學發展，是畜牧和水產相關專業的一門重要的專業基礎課程。本課程關注的重點在生物大分子的結構、性質、以及畜禽等的新陳代謝過程中的變化規律，具有相對獨立的理論和實驗，與指導生產緊密結合。對生產實踐和教學科研有重要的關聯。但是由于生物大分子的結構十分復雜，物質代謝的網絡關聯緊密，涉及到分子生物學的部分抽象而晦澀，而傳統的教學模式以講述和說明為主要教學手段，學生處于被動和死記硬背的學習狀態，因而會嚴重影響教學質量和學生的學習興趣。而動物生物化學又是一門重要的考研科目，對于學生能否進一步深造和考上心儀學校的研究生至關重要，所以各個學校都在積極努力的想辦法提高學生在本科階段對該門課程的學習興趣和效果。

一、多種多媒體技術相結合、增強教學效果

（一）教學互動性

在課堂教學中不僅僅要想學生講授課程知識和理論，還要增進師生之間的互動性，才能讓學生對課程內容有更深層次的理解。因此教學的一個重要目的是激發學生的主觀能動性、開拓學生的思路、培養學生自主的問題挖掘和解決的能力。如今，多媒體的應用越來越廣泛且日臻成熟。投影儀+大幕布目前已經是各大校園的標配，電子白板+短焦投影也逐步進入了課堂，作為教育工作者，應該充分利用新的技術作為改進教學方法、增加教學互動性的重要途徑，如根據電子白板提供的系統設計更直觀的實驗演示等。動物生物化學這門課程本身的學科特點是一門重要的專業基礎課，涉及的內容的廣度和深度都是很多其他的課程難以比擬的，這也決定了如果普通的課堂講述的教學方法必然會造成部分學生對重要知識點的把握不足或者理解困難（特別是蛋白質，糖類和核酸等幾大類物質的代謝），而新型的多媒體技術可將文字、圖形、音頻、視頻、動畫等信息集成起來，形成電子書和虛擬現實平臺，從而更生動和形象，有助于學生對知識點的理解和記憶。一方面我們可以通過文本、圖像、聲音和動畫的有機結合，使知識點更加直觀、生動地展示在學生面前，使抽象的文字內容，變得直觀、易于理解。一方面可以結合學校提供的智能云平臺教室，實行小班翻轉授課（可容納15-20人），結合云平臺教室的多屏互動，短焦交互投影儀、吊麥拾音等功能，充分的利用授課課件和網上優質資源，課前學生在網絡資源上學習課程并與老師交流，課堂上也能充分調動學生的學習積極性和理解能力。

（二）激發學生學習興趣

動物生物化學作為一門重要的專業基礎課，在講授過程中存在著內容抽象、理論性極力等問題，而且隨著生命科學的迅猛發展，很多知識和進展也都超前于書本，這就需要任課教師在有限的教學課時內，將大量的信息傳遞給學生。而在以往的教學模式中，學生往往興趣索然，不能很好地掌握、理解各知識點，怎樣激發學生學習的興趣，應是我們所要關注的重點之一。生物化學是一個與實驗相結合的課程，很多知識點必須要有實際操作才能更好的理解，但是由于課程的限制，實驗課程的數量其實十分有限，而且一些相對來說對實驗條件要求比較高的實驗對于本科生比較難以開展。因此利用高清數碼相機和數字攝像機等對重要的生物化學實驗操作的過程及結果進行視頻記錄（同時配以老師的講解，方便理解），或利用視頻采集系統將網絡上的一些生物化學錄像進行剪輯后轉換，制成微課和其他類型的教學數碼攝像資料，將一些重點難點和最新的前沿動態（如CRISPR-CAS9基因編輯技術等）以視頻和動畫圖文并茂，系統而且生動地展現給學生，可以顯著的提高教學質量，并且充實教學的前沿信息量，增加學生的興趣。將這些課程上傳到為平臺中專門為動物生物化學搭建的MOOC中心，教師和學生可以登陸平臺，學生在了解動物生物化學相關學科發展的前沿動態信息和最新研究成果的基礎上與教師進行互動交流，從而解決課本內容與科學發展相對滯后的問題，提高學生的思維能力和應用能力。

（三）軟件的制作

根據課程的特點和教學要求，可以針對傳統PPT的優缺點改換整合型的電子書或者在線APP等進行授課，電子書可以選取了以下軟件進行多媒體課件制作：選用集視頻、動畫、圖文于一體的iebook超級精靈軟件和友益文書進行整體框架的搭建；選用Photoshop和美圖秀秀等軟件進行圖片美化、剪輯、和拼合；選用維棠、KK視頻轉換器進行視頻素材的收集、剪輯和格式轉換。利用電子書的展示，一方面可以利用電子書對于圖片、動畫、視頻等多種媒體結合的優越性（傳統的PPT一頁之間能插入的數據有限，而電子書模板更為豐富和層次感強，可以在一頁之間由深度和廣度的展現更多的內容）生動形象地展現知識點，同時增加學生對于知識點的直觀認識；另一方面可以通過不同章節和內容的背景音樂添加，增加內容的變化和顯示度，同時學校提供的課立方系統也可以幫助電子書上傳，讓學生課內外完成更好的互動。除了電子書之外，目前還有很多種類型的PPT之外的展示方式（如虛擬仿真平臺和AR實景等），可以更好的促進課堂教學的效果。

二、構建完整的教學規劃、合理的教學體系

（一）調整和優化教學內容

根據學科的發展及動物醫學等專業教學的要求，改革課程體系框架，優化課程內容；加強與專業及其他相關課程之間的聯系；重視前沿知識和相關學科知識的滲透；進一步加強學生創新能力的培養，加大綜合性、設計性實驗內容，為部分優秀學生創造一定條件參與課題組的科學研究。同時鼓勵學生積極參加各級別的大學生創新課題研究，只有在實際的小項目和操作中，才能夠更好的加深對知識點的融會貫通。比如動物科技學院的學生就更喜歡關注營養類的問題，所以在蛋白質和脂肪等課程的學習過程中會比較積極并結合雞和豬的特點提出問題，這就對教師提出了更高的要求。而動物醫學院的學生就喜歡關注疾病和生理方面的問題，他們對于課程中如由于編碼錯誤導致的鐮刀形紅細胞貧血癥等就關注度更高。

具體措施主要從如下幾方面開展：（1）進行課程結構優化，使各個知識點有機聯系起來（可通過制作思維導圖等方式來改進學生的記憶方式），便于學生系統地掌握動物生物化學與分子生物學的主要內容和內容發展史；（2）進行各章節學時分配優化（比如適時的將酶一章上調，可更好的講述代謝）；（3）前沿科學與基本理論的有機結合（書本知識是經驗科學，但是最新的研究進展我們可以通過介紹Science和Nature級別的文章，辨證的給學生引入最新的研究成果）；（4）重視理論知識與實際相結合（改進實驗課堂的內容，激發學生興趣）；（5）引進現代化教學手段（多媒體技術，翻轉課堂等有機結合）。

（二）構建新型的教學體系

建立和完善網絡學習系統，向MOOC系統學習，使學生可通過網絡進行課程學習，實現優質教學資源共享，增強教學效果，提高教學質量。

按照“有利于管理、有利于課程發展、有利于提高學生創新能力、有利于提高教學質量”的原則進行教學實驗室建設。爭取更多實驗經費，力爭在管理水平和條件設施方面達到國內同類實驗室先進水平，建立起高效、多能、開放的運行機制。為學生的綜合教學實習、科研訓練以及畢業設計提供一定的有利場所，促進教學與科研的相長，增強學生的動手能力和創新能力。積極組織本教研室老師參加十三五國家規劃教材的編寫，實現優質教學資源共享。還要在已經建立的試題庫基礎上，進一步更新試題內容，增加題庫試題數量，提高試題質量，使試題與教材內容切合更加緊密，真正做到教考分離、教考相輔。

三、注重課堂教學、探索多種教學方式

（一）探索新的教學模式

為了培養具有創新精神，能適應環境變化的復合型人才，我們可以引入翻轉課堂模式從而做到教師講授和學生自學相結合，學生首先在網絡平臺上自學了解熟悉、易懂的內容。然后再課堂上教師可以針對性的講授難點和重點，結合啟發式和討論式教學，講練結合，目前積極推進的網絡課程和課堂教學并不矛盾，課上和課下結合，兩者相輔相成，才是真正的翻轉課堂的精髓和目標。雙語課堂對于一些專業來說有一定必要，但是如果學生理解能力或者英語水平不夠的情況下，還是可以以中文講述促進理解為主。翻轉課堂對教師的能力要求很高，在PPT的基礎上還需要制作了多種現代教學技術相結合的課件，利用學校的課立方網絡教學平臺上傳，一方面通過學生的課前預習和對于相關知識的查閱奠定基礎，教師可以相對容易的針對學生反饋的難點來講解，節省了時間，并留給學生在課堂內討論的時間，激發了學生的學習興趣，另一方面學生可以通過云平臺隨時查閱網上的相關知識點和視頻（比如清華雨課堂的共享視頻和知識點），還可以在平臺上提問并與任課教師互動溝通，可以顯著提高了動物生物化學教學的教學質量和教學效果。

（二）教學研究規劃改革

首先我們要積極開展教學研究。積極探討動物生物化學教學內容更新和教學方法的改進；完成專屬的課程建設的探索；加強動物生物化學（針對畜牧和動物醫藥類的）實驗課程改革；結合開放式實驗教學模式的探索。

其次要加強實驗條件和內容的改革與實踐。我們要進一步增加設計綜合性實驗，引入更多的較為實用的儀器設備，只有不斷的在實驗的實用性和新穎性上加強，才能夠滿足學生實驗技能全面培養的需要，使學生的能動性與創造性充分的發揮。

最后要加強實驗教學方法改革與實踐。注重培養學生的創新能力，將知識傳授、素質的提高和學生創造性潛力的發掘結合起來。對實驗內容，特別是代表性的實驗需要進行必要的考核（如增加動物生化實驗課程考試等），提高教師教學效果和學生學習動力。

（三）充分注重實驗教學

對于動物生物化學課程教學方式，不能僅僅停留于課堂上的教學，還要重視實驗教學，把理論和實踐聯系起來，學生就可以更好地理解課堂中的知識點，培養出實踐和解決問題的能力。我們要加強動物生物化學學實驗內容的創新與實踐。生化實驗教學要求是使學生掌握一般生物化學實驗中最常用的比色、層析、電泳、離心提取、分離純化等方法以及相應儀器的使用，實驗原理和操作方法，使學生受到生物化學實驗技能的良好訓練。要逐步減少簡單的驗證性實驗，增加設計性、綜合性實驗，將生物活性大分子的制備、分離、純化技術有機地結合起來，以便充分體現動物，特別是與畜禽相關的生物化學實驗技術的特點。

（四）實驗教學的考核

對于實驗教學的檢查與考核，我們通常可以通過建立實驗聽課制度、定期向學生進行問卷調查或座談等形式促進教師和實驗技術人員的積極性和主動性。實驗成績的考核，常規的辦法是簡單的通過實驗報告的優劣來判分，因此很多學生不注重實驗過程和目的，盲目的追求實驗結果的正確性（是否能夠和預期值吻合，數據是否均一等）和實驗報告的篇幅和整潔程度，這些傳統的標準，其實很難幫助教師判斷學生的真正的實驗能力。因此，新型的實驗能力的考察應該要做到：重點關注學生實驗態度（是否能夠完整的操作，實驗失敗了能否獨立查找原因并完成重復）、基本原理和重要儀器的掌握程度、發現問題和解決問題的能力以及實驗報告中結果分析是否有理有據有節等幾個方面綜合考察一個學生的實驗素質。同時我們還可以結合動物科技學院和動物醫學院聯合建立的虛擬仿真實驗室的內容，單獨設立實驗考試環節，讓學生在虛擬現實平臺上完成一些較為復雜的，實驗室條件難以提供的實驗，可以更好的考察學生的動手能力和創造力。

總而言之，在利用手機，云平臺和新型VR實景技術等的現代化教育技術進行動物生物化學教學改進和輔助的過程中，要根據我們的動物生物化學課程的教學目標、內容和對象的實際特點，合理有效的選擇和運用現代教學媒體，不盲目跟風，不盲從一些新奇的方法，積極的與傳統的課堂教學手段有機結合，注重提高教師的能力和水平的同時形成教師和學生之間良好的教學互動，最終達到課程的更好更新的知識的傳授和技能的掌握。

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