一流本科專業建設中的《基礎生物化學》課程教學改革與探索

吳兵 高海寧 張寧 周香艷 王翠玲 王旺田 唐勛

（1.甘肅農業大學生命科學技術學院；2.甘肅農業大學資源與環境學院，甘肅 蘭州 730070；3.河西學院生命科學與工程學院，甘肅 張掖 734000）

1 引言

加快一流大學和一流學科建設，實現高等教育內涵式發展，是中國高等教育領域繼“211 工程”、“985 工程”之后做出的另一重大高等教育戰略決策［1］.在此背景下，如何主動迎接新時代對人才多元化需求的挑戰，主動適應國家發展戰略和地方產業發展需求，如何在“雙一流”建設的大潮中找到自身定位和發展目標，是地方本科院校發展的關鍵.2018年10月召開的中國高等教育學會學術年會以“新時代我國一流本科教育的理論與實踐”為主題，圍繞強調、理解、建設和保障一流本科教育等議題展開了研討［2］.而一流本科專業建設要得以全面展開，建設的核心是課程［3］.本文就年會的部分熱點及焦點問題，結合當前地方農業院校如火如荼進行的一流本科專業建設，以基礎生物化學課程為切入點，探討如何在教學實踐中落實專業培養目標，改革課程內容、教學環節、達成度評價等，形成持續改進機制，不斷提升課程教學質量，通過課程教學改革及實踐為一流本科專業建設奠定必要的基礎.

《基礎生物化學》課程是運用化學的理論和方法研究生物體的組成、結構及生命活動過程中物質與能量變化規律的學科.課程核心內容為生物體基本構成物質（包括蛋白質、核酸、糖類及脂類等）及其在細胞中的代謝途徑、相互關系和調控行為.該課程為大部分涉農專業的專業基礎課程之一，涉及生物學、農學、草業科學、園藝學、林學等多個學科專業，年均學生上課人數多、覆蓋面廣，其理論知識及實踐技能直接影響學生后續課程的學習和對專業技能的掌握.在各涉農類院校深化教育教學改革，創新人才培養模式，全面推進立德樹人、能力導向、創新創業的人才培養體系建設過程中，需要結合一流本科專業建設目標和課程目標，在《基礎生物化學》課程教學中，進一步樹立能力導向、以生為本、提高學生創新能力為重的教學理念，改進教學內容、方法和手段，將“知識—能力—素質”完整融入其中，提升教學質量和人才培養質量.

2 一流本科專業建設背景下《基礎生物化學》課程現狀與挑戰

2.1 轉變教學理念是一流本科專業建設的迫切要求

課堂教學是人才培養的主渠道、主陣地［4］.2018年高等教育學會學術年會亦有學者提出了建設一流本科教育關鍵在教師，矛盾和焦點也在教師.一流本科教育需要持續的專業建設.基于生源不斷優化的背景，如何面對個性化學習需求對大班上課提出的挑戰，面對信息化技術變革對傳統教學模式的挑戰，面對“以學生為中心”對傳統教學方法的挑戰，《基礎生物化學》課程課堂教學短板依然明顯.而當前“互聯網+”對教學的融入，在線課程資源共享，線上線下課程的深度融合，學生背景由互聯網“移民”向“原住民”的轉變等，均亟需承擔課程教師主動積極轉變教學理念，在學生掌握課程知識的基礎上，啟發學生創新式思維，激發學生持久興趣，在有限的課堂時間內掌握理解更多的生化內容，在課下發展其終身學習的能力.

2.2 傳統教學注重知識傳授，弱化了能力培養

傳統《基礎生物化學》教學過程中，由“一支粉筆，一本教案，一張黑板”向多媒體普遍應用的過渡中，為構建課程知識體系和豐富課堂內容奠定了良好的基礎，但仍過于凸顯教師的主導作用，忽略了學生的主體地位［5］.教師注重書本知識的傳授與基本技能訓練，重視對課程內容的講解，對學生的能力培養重視度不夠；學生學習過程中囫圇吞棗、死記硬背，缺乏學習興趣的現象頻顯. 由于《基礎生物化學》內容較多且課時壓縮，教師大多以講授法為主，組織和引導學生發現問題時間較少，導致學生利用所學知識解決實際問題的能力較差.而基于一流本科專業建設背景及以能力素質為導向的教學目標下，需要實踐以“教師和教為中心”向“學生和學為中心”的轉移，更注重學生能力的培養和訓練，擺脫接受式學習的制約，不斷提升學生自主學習、思考能力和理論應用于實踐的創新能力.

2.3 課程內容繁多，學生學習主動性不強

《基礎生物化學》是生命科學及涉農類專業的第一門專業基礎課，通過對該課程的學習，學生能夠理解并掌握構成生命體的生物大分子（蛋白質、核酸、糖類、脂類等）的結構、性質及功能的關系，掌握生命體內新陳代謝的變化規律及生物信息分子的復制、轉錄、表達和調節.該課程理論性強、概念繁多抽象、代謝途徑復雜繁瑣，堪稱生物科學類專業基礎課中最難懂、最抽象的課程之一［6］.教師在教學過程中發現，在學習過程中，學生畏難情緒明顯，常常難以在短時間內理解并有效吸收課堂教學內容.因此，如何激發學生的學習主動性、使學生樂于聽課、積極參加討論、高效消化吸收所學內容是教師在教學過程中需要始終關注且致力于解決的問題.

2.4 多元化程度不夠，限制了教學成效

《基礎生物化學》的多元化教學是順應一流本科專業建設中課程內涵式發展的必要途徑之一.因此，針對傳統教學的“一站式”講授，教學活動中心始終在教師方，學生參與度小，無壓力也無動力；同時，教師在以往邏輯性講解過程中，課堂教學的引入和啟發多在開篇和末尾，針對生命科學蓬勃發展背景下各章節新研究進展不斷涌現的課中引導多元化程度不夠，學生對內容的興趣在課中不斷流失；課程教學成效評價標準較單一，無法實現較好的綜合評價效果及由多元化科學立體評價對課程整體教學的促進效應.

3 一流本科專業建設目標下《基礎生物化學》教學改革探索與實踐

3.1 重塑教學內容，以理論架構為核心

一流的課程內容是支撐一流本科專業的必要條件之一.《基礎生物化學》課程在組織實施過程中，需要結合院校整體學科定位和培養目標，通過不同措施優化、重塑課程內容，體現該課程服務地方涉農院校專業和學科定位，體現專業基礎知識理論架構的課程特色.第一，在充分考慮各涉農專業后續學科基礎課及專業課主要內容和需求的基礎上，針對性優化刪減課程內容.如《植物生理學》中“光合作用”章節；《細胞生物學》“膜系統”章節；《遺傳學》《分子生物學》有關“DNARNA-PROTEIN”遺傳信息中心法則的詳細講解及《微生物學》等課程的部分內容，依據教學大綱，適當刪減、優化、整合教學內容，有效避免相近課程間內容的重復，在規定課時內豐富延伸.第二，以知識點構建課程體系.充分研討，形成以各章知識點為“基石”，以4 類生物大分子及其動態代謝為“邏輯主干”，以物質能量變化為“穿插引線”，強調遺傳信息傳遞的化學過程，構建“點—線—網”的立體課程內容體系.第三，進一步強化實踐教學環節內容.加強實驗教學研究，盡量減少驗證性、演示性實驗，增加綜合性、設計性實驗比例.通過縮減實驗小組人數、加強實驗過程師生互動、布置開放性實驗課題等，提高學生的手腦協動能力，培養學生團隊協作和在實踐中發現問題解決問題的能力［7］.

3.2 優化教學方法，以學生興趣為動力

《基礎生物化學》課程被認為是生物學及相關專業難度較大的基礎課之一，以內容繁雜抽象、概念晦澀、重點難點多著稱，且課時安排緊湊，很多新的理論知識、實驗技能都在不斷更新變化，所以如何在有限的學時內，充分考慮學生認知能力，持續調動學生興趣，是教師們需要不斷研究和關注的重點.首先，教師需形成“因專業而教，因班級適法”的共識.學生因個體、興趣、年齡等對本課程認知有差異，不同班級亦有各自的認知態度，如90后、00后學生對新奇教學手段及數字化教學方法興趣更加明顯，如班級間課堂互動的積極性響應度不同，如不同專業學生對實驗教學的興趣差異等，均需要教師在開課前1～2周，充分認識，重點觀察，以便在后續教學中選取適宜的方法. 其次，始終以學生興趣為動力，以完成教學目標為目的.教師精心設計課堂小問題（問題式教學法，PBL），引導課堂討論，對學生小組表現總結評價，如為什么紫外線可以殺菌消毒（蛋白質變性）？為什么饅頭越嚼越甜（唾液淀粉酶消化作用）？通過播放沃森TED 演講小視頻（故事性教學法），解釋DNA雙螺旋結構發現始末. 利用學生經歷的“搶板凳”游戲（類比教學法），闡釋酶的競爭性抑制作用.由日常生活中加酶洗衣粉在使用時溫度不能過高的例子引申出“溫度對酶促反應速度的影響”（實例教學法）等等.最終實現將課程深奧難解的代謝理論及錯綜復雜的代謝反應轉變為淺顯易懂、形象化和具體化的知識傳授給學生，并達到激發學生學習興趣、提升其綜合素質的教學目標.

3.3 創新教學手段，以信息化背景為契機

信息化教學手段具備集文字、圖像、動畫、音視頻等多種載體為一體的鮮明特點，借助現代信息化教學手段進行《基礎生物化學》教學改革，可以為教師提供豐富的教學資源［8］.同時，慕課、微課、混合式教學平臺、虛擬仿真軟件等信息化教學輔助工具的應用，都要求教師與時俱進，合理規劃教學任務，使課堂教學形式更加多樣化、形象化，充分調動學生的積極性和主動性，使學生輕松掌握教學內容，顯著提高教學效果. 例如：教師在講解核酸、蛋白質結構與功能時，圖片、動畫的運用能將這些物質分子結構更直觀地呈現；在講解化學滲透學說時，FLASH視頻的呈現使得該內容中“主要組分-H+驅動力-ATP形成”更加明了清晰；教師通過信息化平臺布置學習任務，授課時針對學生完成情況重點講解，全面總結，充分解放課堂時間，將課堂有限時間的學習同課下基于興趣的學習持續結合.在積極面對現代信息技術的同時，也必須認識到，信息化技術只是手段，教師和學生之間的交流互動是決定教學效果的關鍵.

3.4 重構師生關系，以角色協同互利為目的

隨著一流本科專業建設的推進，《基礎生物化學》課程需要重新認識當前新經濟和教育背景下的學生特點，重新審視師生關系，改革課程教學助推專業建設［9］.該課程在大二開設，目前學生基本為00后有思考能力的成年人，學生群體成長于物質富足、信息豐富的年代，在此背景下普遍知識儲備較廣闊、接受理解能力較強，因此，需要課程在進行中充分認知學生群體的新特點，設置專題討論或課程論文等形式環節，培養其創新及批判思維.同時，基于不斷涌現日益豐富的教學資源、線上線下互動模式、翻轉課堂，以往教師的權威性面臨的挑戰日益明顯，在此背景下，亟需承擔該課程教師積極轉變調整角色，由以往的“單純教，學生學”向“幫助學，一起學”轉變，形成師生間合作、互利、共進的新型學習共同體.需要注意的是，在教學改革中，教師既要和學生共同學習進步，又不能失去“引導者”的職能.

3.5 健全評價機制，以能力提升為標準

隨著當前教學改革的不斷深入，對于課程各層級評價機制日益清晰.就基礎生物化學課程而言，摒棄傳統的“平時表現+末考成績”及“一考定成敗”的評價方式，根據學生學習情況“合理增負”，不斷探索“過程性、多元化”考核方式，不僅能更加客觀、全面地反映學生學習效果和對知識的掌握程度，亦是對新形勢下教情、學情的有效驗證. 課程評價體系應沿襲全學程教學模塊，形成以“平時成績+教師布置專項任務完成情況+課程論文+課堂筆記+課程作業”和實驗實踐、期中考試及期末考試等為主要內容的“多模塊多部分”立體評價體系，分部建立評學標準，旨在強化學生平時學習過程的積累，促使學生掌握課程內容.教師根據自身教學特點靈活采用多元化方式，在保證對基本理論知識掌握的同時，培養學生的思辨及綜合能力.

4 加強教師隊伍建設，服務課程質量提升和一流本科專業建設

一支高素質高水平的教師團隊是一流本科的重要標志，對一流本科專業建設具有重要影響［10］，師資隊伍建設是一流本科專業建設的重要內容［11］.教師們在基礎生物化學教學改革探索中，應從自身做起，不斷學習提升，努力提高教研能力和綜合素質.第一，樹立師德樹人根本，強化教師責任感.作為教書育人的承擔主體，良好的師德師風是一切教學實踐開展的先決條件.具有高尚師德的教師才能以其高尚品格和學識風范感染、引領學生，對學生產生直接和深遠的影響. 第二，加強梯隊建設，充分發揮青年教師導師制作用.一支年齡結構、職級結構、學緣專業結構及素質結構合理的課程教學團隊，是課程質量提升和專業建設的重要保障. 高職級教師主動積極“傳、幫、帶”，從對課程內容的理解、課程教案、上課技巧、師生互動、學生心理等各方面指導青年教師提升教學能力.第三，主動交流，共同提高.教師通過定期的教研活動，充分發揮基層教學組織作用，相互學習，即時討論教學中存在的問題及解決方法；積極適應并主動開展“混合式教學”、“線上線下聯動”、慕課建設等；同國內外同行積極交流，借鑒優點，取長補短.第四，鼓勵教師開展教學研究，積極申報教研教改項目.以各類各級教研項目申報為牽引，鼓勵教師圍繞該課程開展精品課程、慕課、混合式課程、優秀教學團隊等服務一流本科專業建設的實踐，以相關教學研究進一步深化教師對課程內容的理解，為課程拓展和質量提升奠定必要基礎.

5 結語

“一流本科專業”的建設是人才培養和高等教育內涵式發展的基石，也對本科教學提出了更高的質量要求［12］.生物化學隨著時代發展日新月異，面對新形勢下課程的現狀和挑戰，該課程教學內容不僅要體現基礎架構，還需突出前沿性、實踐性.信息化及互聯網技術的發展在極大地拓展了學生獲取知識及信息渠道的同時，也為開放式學習的發展奠定了基礎.此外，提高該課程質量要從教育者與受教者雙方進行.因此，探索優化教學內容，轉變教學方法和手段，重構師生關系及完善評價機制，是實現《基礎生物化學》課程教學質量提升的可行措施，最終，通過“專業熏陶+課程內容+實踐活動”的可持續發展模式達到教與學的良性共進，實現課程改革深化.