生物化學拓展教育教學研究
——以藥學類等非化學生物學專業本科生為例

劉慶培，張丹

（中南民族大學 藥學院，武漢 430074）

現階段，依據舊觀念培養的“專業對口型”社會人才，在步入社會后往往被迫轉行。究其原因主要是很多門專業設置課程結構固定死板，教學內容不能及時更新，培養出的學生理論知識落后于時代發展，且缺少多學科交叉融合或者跨專業經歷，就業面也相對較窄。生物化學是用化學理論和方法研究生命的化學分支學科，同時也是藥學類和生物類等多個專業的必修課，深入學習生物化學對藥學類專業學生構建綜合知識體系，進行后續課程學習，以及提高綜合素質、多方面發展等具有十分重要的意義。在樹立培養創新型人才的理念下，建立交叉學科實驗室綜合體系，多種實踐性教學形式相結合；建設開放實驗室及本科生科研導師制，改革傳統的專業學生進入對口專業的實驗室學習方式，且使做實驗不受課堂時長與課程考核約束，是培養非化學生物學專業學生深入學習生物化學的系列有效途徑。傳統線下教學多注重教材基礎知識的講授，有時會忽略前沿的科學技術發展與應用，使學生的知識相對于學科發展落后。線上教育相對于傳統教育而言，突破了時間、地域和交流等各種限制，保障了師生交流的及時性、知識的全面性及時效性，增加了信息與知識呈現的方式與途徑，為學生創造性思維的發展和創新能力的孕育提供了保證。

一、生物化學拓展教育現狀分析

（一）對學科創新設置不夠重視

隨著社會經濟與科學的不斷發展，不少過去相對獨立的單學科開始不斷深化與擴展，最終因為研究與應用的需要而選擇與其他學科進行交融以達到進一步的發展。簡單來說，交叉學科就是兩個或多個不同學科專業之間的取長補短、各學科精華的融合。例如：化學與物理交叉產生化學物理學；經濟與金融交叉產生經濟金融學等。多學科交叉融合是現代科研發展的趨勢，是科技創新的動力和源泉，所以要提高對多學科創新設置整合的認識，積極探索多學科整合的有效途徑，促進創新，提高專業競爭力。因此，迫切需要高素質的專業人員，特別是在缺乏多學科工作人員的多學科領域。然而，目前多數高校僅將重視交叉學科停留于理論階段，實際與理論脫節；并且沙盤式、無連貫性的實驗課程安排，已經無法滿足不同專業的基礎教育要求。在如此嚴峻的形勢下，依然推行鼓勵學生進入專業對口學科實驗室學習的政策，不利于學生了解多學科交叉的優勢，從而很少有學生會考慮課外參加多學科實驗活動。

（二）生物化學課程教育停留于考核教育

在生物化學的理論課程教育中，相當一部分教師將教學內容等同于教材內容，進行教材復制式教學，把課堂拘泥于教材，然而又缺少實時更新的前沿教材，內容相對而言比較陳舊。

其次，在多數情況下，由于課程安排課時少但內容多，外加不合時宜的考核測評限制了教師的自由發揮，課堂上老師多專注于完成課程的推進，采用灌輸式快速掠過的方式教學，和同學們缺少有效地溝通與交流，導致學生難以對稍有難度的理論知識有深入的理解，從而產生抵觸情緒。并且，非專業學生的理論學習僅限于課本的冰山一角，所有的學習都只是為了考核的任務點，而生物化學知識的發展與更新極為迅速，授課老師不能夠及時更新知識，因此學生常常都得不到科學前沿方面的拓展，對于生物化學的學習常常興致缺缺。在生物化學實驗課程的學習上，絕大多數同學只是對實驗參考步驟的搬運，重點不在于做實驗的本身，而在于實驗最后的結果甚至在于寫一份看上去漂亮的實驗報告。而且，在很多高校，生物化學課程僅限于對于課堂的學習，課外拓展幾乎為零，又由于課堂上老師很難有時間引入生物化學相關領域的前沿知識，無法體現課程內容的思想性、科學性與時代性，同學們對于生物化學很難有深入的了解，相關實驗的實際操作能力也很難提升。

（三）生物化學知識在藥學專業研究生中的應用比例不斷加重

回顧生物化學的發展史，藥學的發展與之有著千絲萬縷的聯系，例如，源于夏朝的釀酒術，北魏賈思勰利用酒曲的濾液制曲，以及唐代藥王孫思邈應用豬肝治療夜盲癥等。現代生化制藥技術即現代生物化學廣泛應用于新藥研制、藥品生產和生物化工等方面的技術被廣泛應用于科研中，因此生物化學是開展很多科研課題的關鍵，例如研究生借助離心、電泳和層析等技術分離純化具有生物活性的分子等。其次，生物結合化學是藥物研究領域近年來興起的學科方向，能加快篩選有效化合物進程，同時還可大量合成眾多同系物，改善了以往藥物研發生產更新慢、周期長的缺點。另外，中醫藥作為中華文化的瑰寶，一直是藥學研究的核心部分。研究者們能夠利用生物化學技術將中草藥或者稀缺天然藥物中有效成分的基因片段提取出來，再利用相關技術對其進行生物合成，可以緩解部分中草藥稀缺的問題。因此，藥學類專業本科生升入研究生階段后，其生物化學學習效果對其研究生階段的研究進程至關重要，所以對生物化學理論知識和實驗技術的教學要求也便逐年升高。

二、生物化學具體拓展內容及措施

（一）師資力量建設

1.構建理論和實驗專業體系

高素質的教師隊伍是高質量教學的質量保障。目前，多數高校生物化學課程教育采用的是“理論和實驗共一人”，即教授理論課和實驗課的為同一個教師，更多的理解是生物化學實驗課是理論課的連帶課，這種類似于“獨行俠”的安排不但在工作量上讓教師身心疲憊，而且一定程度上限制了教師的提升空間。學校人事分配和管理方面可考慮采用專職理論+高技能水平實驗制度，即理論課是專業理論老師，實驗課是專業實驗老師，各自發揮優勢，二者平行但不徹底獨立，調整與優化教師隊伍，有力保障學生學習掌握生物化學課程。教師通過良性互動建立有效的反饋機制，根據每個學生狀況給予個性化引導和激勵，并適當調整理論和實踐教學進度和方法等。

2.優先引進教學方式多樣的教師團隊

“師者，傳道授業解惑也。”講解法教學是一種傳統的教學方式，在其沿用的歷程中，自身在社會變化中的局限性，使其在新理念的現代教學背景下逐漸顯露出不適應的弱勢一面。因此，僅是傳統的灌輸式講授法教學，模式固化，不能夠培養學生全方位發展。人們常說“教無定法”，教學方法的特點應是完整性、功能性和靈活性，以不同的課程性質和不同的教學任務為前提，根據實際情況結合教學實踐、自主學習和交流活動等，使課堂具有實效性。多樣式教學在注重講解理論的基礎上，適時拓展前沿的科學研究，合理利用學生興趣點調動其積極性，比如師生多邊互動，講授與自學相結合，輔之以課堂討論等。

贊可夫曾說過“只有當教學走在學生發展前面的時候才是好的教學”。傳統的“一教室一老師一班人”受到互聯網一體化的不斷沖擊，在明顯不能適應類似此次新冠肺炎疫情等突發情況后開始轉型。“云課堂”“微課”“網上會議課堂”“線上+線下”等新模式層出不窮，疫情背景下，網絡教學平臺得以充分建設和完善，這就要求教師團隊要熟悉并掌握各類新媒體技術，還要學會利用現代化網絡的優勢，通過QQ、微信和郵箱等通信方式及時與學生進行答疑。

（二）生物化學拓展教育課程設置

1.突破傳統教材的局限

非化學生物學專業學生生物化學類教材多且更新慢，即使是教材后面的拓展資料也有一定的延遲性，并且從培養學生的應用能力及創新能力角度來看，目前市面上的生物化學類教材仍需完善。生命科學近年來快速發展，有關生物化學的新知識不斷產生，作為教師，需要跟蹤學術前沿發展，結合自己所從事的研究領域，在教學時從章節教學目標出發，利用多媒體技術結合前沿科技新結果，將近年來與課本相關的研究熱點引入教學內容，深入淺出地講解其學術背景、創新點及應用，創設教學任務，鼓勵學生自主探索，調動學生積極性；師生合作一起提出問題，分析并解決問題，促成富有成效的合作學習，使交流分享成為理論課的主流；由于課堂時間有限，很多問題不能深入探討，鼓勵學生課后合作，廣泛關注科學前沿、熱點和生產生活中的應用，多了解理論知識，定期以PPT 形式匯報小組的學習收獲，對于產生的疑問合作探討，廣泛交流，取長補短，獲得更深的理解。

專業英語在生物化學的理論教學中比例不高，課件、教材和資料等除必要名詞有英文注解外都是中文教學，僅僅依靠普通英語課程學習，不利于培養學生閱讀英文文獻及相關文獻撰寫的能力，對此可參考其他學科的中英雙語分班教育。

2.建設開放實驗室，建立本科生科研導師制

隨著生物化學相關技術地快速發展，學科前沿新技術應不斷應用于實驗教學，同時要重視各實驗項目之間的連貫性與有機結合，通過形成綜合性實驗體系，豐富實驗內容，使學生更全面地理解生物化學實驗這門課程。并且，還可嘗試開展“生生合作”，建設開放實驗室、多學科交叉實驗室，以及建立本科生科研導師制等方式來增加學生的合作意識、探索意識，使學生不局限于參考書上的實驗現象驗證，自己主動設計實驗，讓非專業本科生在生物化學實驗操作基礎上實現“提升”。

開放實驗室的建設是一項重要內容，要求對外開放性實驗室及多學科交叉實驗室均配備專職實驗教師，制定安全可行的實驗室開放制度，鼓勵學生相互合作，查閱資料，在課外時間設計完成自己感興趣的實驗或者實驗課內容的重復及拓展，利用有限資源開拓學生的知識面和創新思維。比如說電泳的相關實驗，由于電泳種類較多，受時間限制的實驗教學課堂不能讓學生一一操作，可簡單介紹電泳種類，并鼓勵學生利用課余時間在開放實驗室繼續學習。同時，為鼓勵非專業學生積極參與，學校管理方面可考慮將實驗時長與取得的結果記入綜測考核。與驗證性實驗相比，開放性實驗更強調培養學生的科研思維、自主學習能力和團隊合作精神。在此次對新冠肺炎疫情的發現、診斷、檢測、治療和防御等方面，多學科融合的參與面和參與度是大家始料未及的，所以生物化學實驗課程的學習也可以考慮和其他學科融合，提供新的綜合實驗思路。

（三）學生管理建設

1.志愿分班管理制

非生物類專業如藥學類本科生的生物化學教學要求稍低，然而進入研究生階段后對掌握生物化學理論知識和相關技術的需求逐年提高，這對于非專業本科生來說挑戰較大。既如此，為何不在本科階段將相應要求提高？考慮到一部分學生不會繼續讀研，僅追求完成本科學業，原有的較低教學要求的生物化學則更適合其學習通過，所以提高本科階段的生物化學教學要求亦不可一刀切，需根據學生志愿，分班管理，使同專業難度不同，有意愿繼續深造的學生也不會在進入研究生階段后被生物化學知識為難。針對于不同志愿的學生，實驗考核也可設置不同難度。教師可根據實驗項目將實驗原理、步驟和注意事項等編成不同難度等級的試題形式，在實踐教學過程中隨機安排抽考，由學生根據個人理解口述答案并獨立完成相關實驗。這種考核體制要求學生在短時間內迅速思考分析，最大限度調動學生提取、整合信息的能力和語言表達能力，對提升學生素質、改進實踐教學也具有積極意義。

2.增設學科比賽等活動

學科比賽可以讓學生獲得更多知識，提高專業素養，很多專家呼吁學科比賽“升溫”，以培養創新型人才。但高校的運行系統多未完全建立，且多學科比賽是拔尖學生特殊能力的展現，因此學科比賽長期處于不溫不火的狀態。可降低學科比賽門檻，由學校組織本校學生參加，將比賽和公益結合，或者與學分掛鉤，盡可能調動學生的積極性，給非專業學生提供一個展示和拓展的平臺；同時還可分理論答題和技術操作、實驗設計等多個獨立部分，增加學生獲獎概率，培養學生自信心。讓非化學生物學專業本科生在生物化學基礎上實現“補缺”和“納新”，“補缺”指的是補充那些在生物化學課堂教學中沒有掌握的重點，或者由于課時限制沒有學習的內容；而“納新”指的是納入新的生物化學知識。

除此之外，還可利用課外時間增設選修課、興趣小組、知識講座、相關創新課題，積極組織實踐性教學，突出教師的指導性、學生的參與感。最重要的是，課外的教學實踐是課程教學的重要延續。

三、結束語

傳統生物化學理論教學多局限于講解教材的“應試教育”，實踐教學則多為理論課程的關聯課程，把學生考試成績作為評價教育質量的標準，而學生在一定程度上以應付考試和拿學分為目的，這種模式不利于學生的長遠發展。現代社會科技高速發展，各種新概念、新技術層出不窮，生藥產業也進入快速發展期，各專業人才均對生物化學學習的需求日益加大，要求也日益提高，生物類和化學類產業的發展對復合型專業人才也提出了更高的要求，因此生物化學的教學也應與時俱進。學好生物化學的主體不再局限于化學生物學專業學生，而非專業本科生通過不斷地拓展學習，將學習內容應用于實踐，重視課外實踐探索，提高科研思維和創新能力，激發自我潛能，也將成為建設生物化學的中堅力量。以“創新型，研究型人才”為培養目標，提高藥學專業學生的化學生物相關實踐應用能力，是適應現代醫藥市場的重點方向。應用上述重點針對藥學類等非化學生物學專業本科生生物化學教學的改革方法，主要目的是通過改革提高學生的參與性、主動性與積極性，在拓寬學生視野，提高學生綜合能力的基礎上讓學生養成主動思考、獨立鉆研和解決問題的學習習慣。