生物化學課堂模塊教學的構建與優化

（廣東海洋大學食品科技學院現代生化中心 廣東·湛江 524088）

生物化學作為食品專業、生物工程專業、制藥工程專業等與生命科學相關的專業的基礎課程，其從分子水平上探索以及闡明生物體生長、遺傳、新陳代謝等生命運作機制從而直接或間接的說明外界物質對于生命體的作用機制。21世紀是生物科學的世紀，生物化學作為生命科學的基礎學科，20世紀在分子生物學取得了突破性成就，這更是使得生物化學課程包含了大量抽象的理論內容，復雜的分子結構和復雜的代謝途徑，且具有概念抽象、術語生僻和內容繁雜等特點的重要原因。因此，傳統的應試教學模式（Lecture Based Learning，LBL）無法使得教師在有限的課時將知識點全部講授，另外只聽而不思考和分析更是極其不利于學生理解和記憶，適當教學方法對于學生生物化學課程的學習十分重要，且教學方法是隨著時代的發展而不斷變化的，同時受教學方針、教學任務、教學內容和學生學習規律等制約，生物化學教學需要進行探討革新，一種能夠使得教學工作更為高效的且能夠令學生牢固掌握該門課程的教學考核模式和教學方法需要被建立以及推廣，綜述了幾種近些年來對于生物化學教學改革不斷探索而進行的教學方法以及考核模式以為進一步探索更為行之有效的，提高教學效率和教學質量，使學生能夠很好地掌握《生物化學》這門課程生物化學教學方法提供參考。

1 模塊化教學

1.1 模塊化教學的內容

生物化學教學內容包含了理論和實驗部分，生物化學理論學習部分是學生建立邏輯思維的重要環節，實驗部分是提升學生實踐動手能力的重要環節。生物化學教學改革的目的在于與時俱進，利用現代化的手段和方法優化傳統教學模式的不足以使得學生能夠更好地接受并學習該門課程。生物化學內容豐富、知識點繁多，要如何安排教學內容、分配學時、完成授課計劃，在教學方式上的創新也尤為重要。模塊化教學即在教學內容中根據社會需要、課程設置要求，確定教學單元即教學模塊在模塊化教學模式下學生能根據自己的需要并按照自己的節奏進行學習，教師能夠根據這些模塊排列順序，進而確定一組核心課程或稱基礎課程大體上可將生物化學教學創新性分為理論教學模塊、實驗教學模塊、信息教學模塊如圖1所示。其中信息教學模塊的顯著效果以及不受空間限制且在一定程度上能令學生根據自身情況進行學習進度與程度的調整，在疫情期間更是充分的體現了出來且該種模式教學方法的優勢。

模塊化教學已在其他課程教學已被證實能夠顯著提升學生對于課程的興趣且教學成效優于傳統授課方式，如Srikanth，S等人對32名醫學本科生開展了為期2天的培訓。且培訓時間為6小時(3小時2天)，且以在模塊式培訓結束時，學生將能夠了解急性呼吸道感染的流行病學；Xian-Zhu D等人更是創新性將模塊化教學模式用于《環境微生物學》實驗教學中并通過一學期的教學實踐學生反饋結果分析得出了模塊化教學有利于激發學生自主學習能力、鍛煉學生的系統思維方式和提高教學效率。這更是與Long H調查分析北京大學將模塊化教學模式用于分子生物學的效果相一致。另外，在第六屆愛爾蘭醫學教育者網絡科學會議(INMED)上，Douglas，L開創性地報告了采用德爾菲法系統詢問所有參與本科精神病學教育的人員，并以調查問卷打分為反饋數據證實了模塊化教學對于學生實踐能力提升的效果。

相關研究者更是指出模塊化教學可適用于各種學科，采用模塊化教學可使得生物化學繁多交叉的內容條理清晰層次分明，可為老師和學生帶來教學和學習的便利。生物化學教學內容應當結合不同專業的特點進而有所側重，適當對于生物化學課程內容進行刪減補充。以食品專業為例，生物化學更是學生專業核心課程，食品分析、食品工藝學、食品加工與保藏、食品營養學、食品化學等課程的基礎，對于食品專業，生物化學的內容應更加偏向于食品生產過程中以及人體關于營養攝取及機體對于外源化學物的代謝機理等，則生物化學課程的教學側重點應包括生物大分子（糖類、脂肪、蛋白質、核酸、酶）的在人體消化吸收過程中新陳代謝的內容。如今學生手上的課本均是把課程內容分成對應的一章章內容，它們之所以歸為同一章內容，每一章內容都是一個模塊，而模塊化教學則是根據教學的目的，利用不同章節中的聯系進而形成具有一定邏輯的體系，具體的模塊化內容設計則可依據不同專業進行調整且此方法可通過問卷調查的形式令學生參與至板塊化教學的設計之中進而可側面增加學生對于課程的邏輯適應度，這不僅使得生物化學的教學靈活性增加，在一定程度上可減少學生在專業學習過程對于繁多的生物化學內容產生茫然、混亂以及不知所措等消極心理。

1.2 模塊化教學的考核模式

圖1：模塊化教學各要素組成設置

課程教學離不開課程考核，而考核的主要目的是檢測學生在對應的教學方法下對于該課程內容的掌握情況而并非應試所取得的高分，一種更為高效的教學需要一種更為科學且與教學方法相符合的考核模式。傳統的考核模式過度強調考試結果其方式更是呈現出單一化的特點，故在傳統的考核模式下難以實現對于學生在該門課程學習過程的考核以及學生綜合能力提升的評估檢測。模塊化教學是通過設計不同的教學模塊，培養大學生的創新與實踐能力的新型教學方法，以應用型人才培養為目標而進行的課堂教學改革實踐，通過制訂生物化學模塊化教學的指導大綱、轉變教學方法、精簡理論教學、加強實踐應用案例教學，加強實踐教學，使學生掌握基礎知識的同時，掌握現代企業需求的生物化學實踐技能。生物化學課程的實踐內容為與生物化學理論知識相關的實驗操作，理論知識框架又是實驗操作的基礎，現行的平時成績+一考的模式更側重于一考，這種模式更貼近于傳統的主要以知識點考核為主的卷面答題的考核模式，這種考核模式忽略了學生學習過程中邏輯的建立過程以及以內心驅動力的個人偏向性。調整平時成績考核內容及其考核占比，如將課程論文、開放性生物化學實驗設計、研討課程討論等與最終的閉卷考試相結合，在充分發揮出傳統閉卷考試對于學生基礎知識掌握的基礎上兼顧對于學生的實踐應用能力考察，更能符合模塊化教學的要求，同時對于學生更能進一步在考核過程中加深對于該課程的理解在一定程度上能夠避免考后遺忘的狀況。

2 LBL+PBL+CBL教學法

2.1 LBL、PBL、CBL教學法內容

2.1.1 LBL教學法

講授式教學方法（Lecture Based Learning，LBL）是典型的傳統的生物化學課程的教學方法，講授式教學方法強調教師在教學中的核心作用，以教師講解課程內容為中心，且在我國更是一種有著千年的歷史以及豐富的內涵的教學方法，且目前在生物化學的教學中仍是一種主要的教學方法，更能在一定程度上使學生能夠更直觀地理解問題，發現規律。

但是，在此教學方法下更多的是學生被動的接受知識，其自主學習能力以及獨立思考能力難以得到鍛煉且一定程度上會使得學生對于教師產生依賴心理，這對于學生的實踐能力和創新性思維培養顯然是不利的。

2.1.2 PBL教學法

PBL教學法(Problem Based Learning，PBL)即以問題為導向或基于問題的教學方法，是基于所學知識解決某一問題即學習與解決實際問題同時進行，是一種偏向于實踐應用式的教學方法。不同于傳統的LBL教學法，PBL教學法不同于傳統以教師為中心且同時教授給不同批次的學生的教學法而是以問題為中心，學生為主體，教師發揮著指導學生以小組為單位發現問題并相互討論運用所學知識解決問題，以此發揮學生的主觀能動性以及知識運用能力。PBL教學方式的目的是通過問題的提問以及設置更加充分發揮學生自主學習動機進而令學生在解決問題的引導下對于知識的應用有更深的理解。且已一些研究表明，準實驗操作和PBL干預可以提高學生的學習動機。例如，Pedersen(2003)發現六年級學生的內在動機在工作后顯著增加。故在進行PBL教學過程中學生由被動接受知識轉變為主動獲取知識，且在通過自主學習與小組討論解決問題過程中能夠潛移默化的使得學生產生自己的知識理論框架體系，且在此過程中能夠使他們充分認識到學習生物化學的重要性和必要性，進而誘發他們的興趣，使學生樹立起全面掌握生物化學知識的信心，消除學生對學習生物化學的畏懼心理。

但是，PBL教學法更多的是調動學生對于生物化學課程學習的興趣，該方法的順利進行需要學生具備一定量的基礎知識，而由于在此方法背景下能夠使得學生廣維開放自己的思維，倘若整個教學過程中完全依靠該方法，不僅對學生提出了較高的要求且需要占用大量的時間進而會使得學習負擔會有所增大。

2.1.3 CBL教學法

CBL教學法（Case Based Learning，CBL）即基于實際案例分析的教學模式，該教學法是近些年在PBL教學法基礎上進一步發展而來，且相較于PBL教學法該教學法該教學法更強調對于現實環境部分模擬條件下，學生如何運用所學知識在特定條件下進行應對，該方法強調了學習生物化學課程的現實意義。CBL教學法形式為以現實案例為先導，問題為基礎，學生為主體，教師為主導，雖在一定程度上保留PBL教學法的形式但又有所區別。文凱等人在將 CBL教學法應用于臨床實習教學當中并指出該法能夠令學生身臨其境體會到現實案例之中，能夠令學生形成以興趣為驅動的學習動力，在一定程度上能為學生們獨立自主查閱資料限定范圍減少資料查找盲目性并有選擇性的對于教材內容進行學習，以對現實案例進行判斷分析并提出解決方案在此過程中學生的獨立思考能力得到鍛煉，且在此模式下學生的學習帶入感會顯著提高，更有助于學生更為全面的分析案例進而更易得出創新性的解決方案，且CBL教學法能夠增強學生的團隊協作能力，促使學生們豐富知識結構、互相學習借鑒并以一種全新的方式對知識進行查缺補漏。Srinivasan M 比較了加州大學洛杉磯分校(UCLA)和加州大學戴維斯分校(UCD)分別采用PBL和CBL兩種教學法，學生和教師對于兩種教學法的反饋結果顯示學生和教師認為 CBL教學法更能令學生代入情景以形成興趣為導向的學習動機，能促進學生的自主學習以及鞏固課程知識。Garvey M T等人在都柏林牙醫院采用CBL教學法進行了為期一年的課程教學，最終通過調查問卷形式調研學學生在此教學模式下的學習成效以及向導師調研學生實踐能力以及知識應用能力調研，學生與導師的調研結果都顯示CBL教學法對于課程教學具有積極作用，并指出CBL教學法同樣適用其他的課程教學以及相關培訓。

目前，CBL教學法在國外已得到廣泛的應用，對于某個實際案例有著彌久的相關記錄還需要有完善的軟硬件設施以及實踐資源作為支撐且教學環節需要達到更為融會貫通的程度才能充分發揮其教學優勢是CBL教學法實施的前提，不僅需要要求教師不僅要對本課程熟練掌握還需要具有一定量的相關知識儲備以及組織管理能力，又由于生物化學作為學生專業學習的其中之一的課程，課程學時有限，在短時間內令學生進入且不斷更換角色對于學生要求過高。另外，我國長期以來采用著被動式接受知識模式，而CBL教學法完全反之，這種開放式教學在國內需要一定的時間來適應。

2.2 LBL+PBL+CBL三軌教學法

生物化學課程內容是從分子層面解釋生命體中的各種生命活動且大體上可分為實驗和概念基礎知識兩部分，單一的教學法存在著明顯的不足，將“LBL+PBL+CBL”聯合構成的三軌道教學法能夠綜合三種教學法的優勢。LBL+PBL+CBL三種教學法相結合在能夠培養學生對于課程知識綜合應用能力的同時對于教師提出了較高的要求，教師需要在系統協調好基礎課程概念知識的同時仍要進一步根據不同章節進行對應的教學方法應用以及搭配且需要把握好應用程度，這顯然是一個需要長期進行研究的過程，這需要教育工作者要對于自身的知識結構教育思想等及時進行更新和改革。

2.3 考核模式

課程考核能夠對學生課程學習起到指導和督促作用，而采用LBL+PBL+CBL三軌道教學法更加注重學生在課程學習過程中的學習故考核在現有的過程中與最終性考核兩大部分中，為應對教學方法的多元化，過程考核內容也應當是多元化的，通過采用提問、討論、調查、報告、論文、以及對于采用PBL或是CBL教學法部分內容的專題匯報等形式等進而做到較為全面的檢測，在此模式下唯有不斷的進步，最后才能得到好的學習成果。

3 小結與展望

生物化學是一個重要的學科，合理的教學方法會事半功倍，會讓學生真的對這一學科產生興趣想去探索，綜述了模塊化教學法、LBL+PBL+CBL教學法以及對應的考試模式改革，并結合近些年來教育工作者對于其應用效果評價分析了其對于生物化學教學中的利弊。模塊化教學法是由依據專業特點對生物化學課程內容進行調整，使得專業學習時課程內容體系簡明清晰、教師教學目標清晰等。而LBL教學法、PBL教學法以及 CBL教學法則根據教學過程的不同而相區別且每一種教學法都有著其獨特的優點。不難發現單一的教學方法已是種類繁多且各有各的優缺點，但對于如何將不同方法有效的相結合起來使得不同單一教學法優勢互補的復合法相對缺乏，生物化學教學改革的方向必然是為達到使得學生能夠更加熟練、理解、掌握并運用所學的生物化學知識，而為達到該目的采用單一的教學方法應對繁多的生物化學知識內容顯然是不足的，如何將幾種有效的教學方法融匯貫通起來，協同運用到課程教學中是生物化學教學革新的趨勢之一。