“雙一流”背景下農業資源環境專業《生物化學》課程建設與教學創新

張 勇，陳 楠，陳 敏，張宇亭

(1 西南大學資源環境學院，重慶 400716；2 重慶科技學院化學化工學院，重慶 401331)

習近平總書記指出“培養什么人、怎樣培養人、為誰培養人”是我國特色社會主義教育的根本問題。2019年《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》中也明確強調“課程是人才培養的核心要素，課程質量決定人才培養質量”。為貫徹落實全國教育大會精神，落實新時代全國高等學校本科教育工作會議要求，踐行“綠水青山就是金山銀山”的時代精神，以服務國家生態文明建設與資源環境保護戰略需求為根本任務，堅持“以本為本”，落實“四個回歸”，以“新農學建設”為導向[1]，西南大學資源與環境學院生物化學課程教學團隊對本學院農業資源環境類生物化學課程進行了教學改革和實踐，全面提高了該課程的教學質量。下面對生物化學課程教學進行了總結。

1 農業資源環境專業生物化學課程教學現狀分析

生物化學是我校資源環境學院農業資源環境類學生的專業必修課，在人才培養計劃中設置3學分。旨在通過課程教學實踐使學生掌握生命現象的化學本質，了解生物化學基本原理在農業資源環境領域的實際應用和生物化學學科的發展前沿，培養學生熱愛生命、遵守生命規律的價值取向，引導學生傳承科學家高尚品格，樹立終生學習的意識，培養學生的創新精神和社會主義核心價值觀，支撐“厚基礎、寬口徑、重德育、強能力”的復合型高級農業資源環境類專門人才培養目標。在多年的授課過程中，筆者發現我校農業資源與環境類生物化學教學中存在以下問題：

(1)課程教學內容與農業資源環境專業交叉融合不足，學生學習缺乏激情。

生物化學是生命科學中發展最迅速的學科之一，體系龐大，知識點豐富。目前主流的生物化學教材的內容主要面向生命科學及醫學、藥學等專業，內容系統且深刻，但與農業資源環境專業的相關學科：如土壤學、植物營養與施肥、農業環境學、農業資源開發利用等學科的交叉融合性差，缺乏跨學科的內容，在授課中生物化學的教學內容于農業資源環境專業的交叉融合不足。西南大學資源環境學院農業資源環境專業的生物化學課程，開設于大二第一學期，此時的學生對于自己的專業認識還不深刻，也難于將生物化學基本原理與具體的專業實踐結合起來，因而缺乏生物化學學習的熱情。此外，由于生物化學與化學等學科交叉，知識點抽象，需要理解識記的內容，學生們有畏難、畏學情緒，進而也影響了同學們的學習積極性。

(2)生物化學課程教學目標對農業資源環境類學生的高階能力培養不足。

國家生態文明建設和資源利用保護戰略的需求以及新時代社會經濟發展都對農業資源環境的人才培養提出了新要求。學生不僅要能夠針對復雜的資源環境專業相關問題提出解決方案，還需具備采用辯證的科學思維對相關問題行研究的能力，即對學生的科研能力和創新能力提出了明確要求。目前生物化學課程在教學過程中重視基礎知識和基本理論的傳授，注重學生理解及應用生物化學基本原理能力的培養，但對本科生獲取并處理信息能力、分析判斷能力、質疑批評能力、解決問題能力、及創新創造等高階能力的培養不足。此外，課程的挑戰度不夠，學生投入課程學習的時間不足，學習策略、學習能力和學習效率等也亟待提高。

(3)生物化學課程評價體系不夠完善，評價體系對課程的持續改進推動不夠。

目前我校生物化學課程的評價體系中結果性考核方式所占比例大，偏重對學生的評定與檢測，形成性考核所占比例小，主要通過平時作業和考勤完成，形式單一。此外，考核內容受知識本位思想影響，具體表現為重知識，重記憶，輕能力，不能全面評價學生的學習產出，對課程教學持續性改進的推動不夠。

(4)重視專業教育，立德樹人作用不突出，存在專業教育與思政教育“兩張皮”現象。

生物化學是在實證研究的基礎上，在分子水平探索生命現象的自然規律、化學本質的學科。教師在教學過程中往往重視專業教育，注重傳授邏輯嚴謹和論據充分的實證結果及抽象復雜概念，突出了生物化學的“工具理性”，但缺乏“價值理性”的引領，在目前課程思政的大背景下，未能將德育元素有機融入到課堂教學中，對學生進行潛移默化的思政引導的效果。而學生往往對說教形式的思政引導缺乏新鮮感，一定程度上使得專業教育與思政教育呈現“兩張皮”狀態。

2 生物化學課程教學改革創新措施

針對我校農業資源環境類生物化學課程在教學實踐中存在的問題，課程團隊依據人才培養目標優化了課程教學目標，教學大綱，在課堂教學中創新教學手段、教學方法，從以下幾個方面進行了課程教學改革。

(1)緊扣專業實際、基于學情，修訂大綱，引入學科前沿、重塑生物化學教學內容。

生物化學學科發展迅速，知識量大。課程教學團隊緊扣農業資源環境專業人才培養目標，有機整合生物分子的結構和功能、新陳代謝及調控、遺傳信息傳遞和表達三個模塊，突出蛋白質、酶、核酸、脂類的分子結構與功能教學內容與專業實際問題的聯系；突出新陳代謝及調控與養分高效利用等方面的應用，使教學內容與專業實際問題交叉融合。課程采用專題討論、補充閱讀、案例分析等引入生物化學的前沿技術以及課程團隊教師農業資源環境方向的研究成果，激發學生的學習熱情和學習興趣，開拓學生視野，使科研與教學相統一，讓生物化學課堂生動有趣。

(2)以學生發展為中心、以產出為導向，運用信息技術智慧教學，培養學生高階能力。

課程課程團隊建設了立體化課程教學資源，集合中國大學MOOC《結構生物化學》國家精品課程，超星課程平臺校內SPOC課程進行線上-線下混合式教學。在教學實施過程中，教學團隊也靈活運用多種教學方式：以問題為導向的案例式教學法，以文獻為向導的討論式教學法，組織學生開展線上-線下學習討論，組織學生開展文獻檢索、專題研究，撰寫文獻綜述、讀書報告等教學活動，提高學生自主學習的能力、獲取并處理信息的能力、自我分析判斷的能力、質疑批評的能力、解決問題的能力以及創新的能力，最終在教學實踐中形成了一套教師主導，學生深度參與的自主-協作的“教-學”混合。

(3)形成性考核與結果性考核相結合嚴格課程管理，突出能力考核，持續改進課堂教學質量。

生物化學課程教學團隊堅持創新考核與嚴格管理相結合，從專業知識和綜合能力雙維度評價課程教學效果、檢驗學生學習成效，注重過程評價，全面考核教學效果。目前生物化學課程總評成績=平時成績×15%+非標答案考核×15%+期末考核×70%考核方式進行考核。平時成績主要包括考勤、課后作業、課堂討論匯報、線上教學視頻反芻比，觀看頻率，課堂討論參與度、學生自我評價等。非標準答案考試題重點考察學生思維能力，主要包括對重點知識的邏輯把控、對國內外學科前沿重大成果的知曉與理解、對社會重大事件如新冠病毒爆發、傳播、防護的深刻理解等。期末考試過程中，提高主觀題比例，弱化記憶性知識點考核，多采用問答題、案例分析等考核學生高階能力，實現評價過程與教學過程的有機融合，動態評價學生學習過程，持續改進提高課程教學質量。

通過考核方式的創新，調動了學生主觀學習積極性，科學增負，促進學生的思維能力提高，提升了學生團隊協作能力，改變了以往課程評價“重理論知識、 輕能力， 重結果、 輕過程”的局面。改革課程評價方式以來，學生的優秀率，及格率均有顯著提高，如2020年學生較2019年學生優秀率和及格率分別提高了9%和11%，達22%，89%。

(4)深挖課程思政元素，探索思政教育與專業教育有機融合、提升課程“三全”育人功能。

為了實現生物化學課程目標中的素質價值目標，實現價值引領，在教學實踐中深掘課程思想政治教育資源和德育元素，并有機融入課堂教學中，在潤物細無聲中培養具有社會主義核心價值觀的高素質應用型農資環人才[3]。課程教學團隊采用畫龍點睛式，浸潤式，文獻資源支撐式引入思政教育教學案例，實現通過介紹生物化學科學發展史，科學家故事，利用生物化學設計精巧的實驗傳授實事求是辯證唯物主義世界觀教育，激發學生追求科學的志趣，傳承科學家的高尚品格。如針對當前新冠病毒疫情引導學生深刻了解新冠病毒侵染宿主細胞的詳細分子機制、新冠病毒核酸檢測的基本原理、進而剖析阻斷新冠病毒傳播的科學手段，引導學生科學防護，傳播科學知識，提高科學素養；對比國內外應對新冠疫情措施及防疫效果的差異，引導學生深刻理解我國“始終把人民生命安全和身體健康放在第一位”的民族擔當與民生情懷，激發學生熱愛黨，熱愛祖國，熱愛社會主義的深厚情懷；同時，針對美國強加的“武漢病毒”帽子及“中國溯源”。引導學生剖析其政治圖謀，教會學生使用正確的立場觀點和方法認識和分析問題，從而建立危機意識、愛國情懷和歷史使命感。此外，在糖類物質合成代謝章節穿插我國世界上首次在實驗室實現二氧化碳到淀粉的從頭合成的重大研究發現，引導學生深刻了解其詳細機制及重大意義，增強大家民族自豪感及科研興趣；在維生素及輔酶章節穿插“湖南黃金大米事件”，引導大家剖析其中的“轉基因生物安全”及學術不端行為；在核酸代謝章節穿插“珍奧核酸時間”引導學生科學選用保健品等聯系生活實際的案例，培育學生的社會責任感，特別是在物質代謝這一部分內容中切入與代謝疾病，身體健康，營養與藥物等例子，既緊密聯系授課內容又激發學生的學習興趣，促進學生養成健康生活習慣；在核酸生物合成章節穿插“賀建奎基因編輯嬰兒事件”，引導學生關注生命倫理道德，關注生命健康。

(5)分層分類培養學生，滿足學生個性化學習要求。

課程教學團隊充分尊重學生學習主體地位，正視學生的個體差異，分層培養，分類成才。豐富的立體化學習資源支撐學生自主學習，利用生物化學課內(線上-線下教學環境)課外(長江經濟帶農業綠色發展研究中心)教學環境、學業導師指導大學生科技創新計劃、大學生創新創業行動計劃等支撐學生個性化學習，提高課程的創新性和挑戰度，分類培養學生研究創新能力、工程設計能力及技術開發能力等，滿足學生個體化學習需求。基于西南大學的人才培養目標定位，生物化學課程還需對學生學科能力拓展，學生創新能力進行培養[5]。為了使學生了解學科前沿，課程組不斷更新，篩選出與教學內容相關的學科前沿和新的研究進展，結合學生的英文文獻閱讀能力，設置課前推送，課后閱讀思考分析為主，例如蛋白質的結構與功能單元引入2021年science十大科學突破之首的“阿爾法折疊2”可準確度根據蛋白質的氨基酸序列預測其三維結構，并引發學生討論這一基于人工智能對蛋白質結構的預測會給結構生物學和蛋白質的未來帶來哪些改變。在核酸這一章中推送2020年諾貝爾化學獎獲獎成果CRISPR/Cas9基因編輯技術，并讓學生思考其在作物基因功能研究和品質改良中的應用。

3 創新成效

課程創新教學以來，通過課程平時成績考核要求全部選修同學發表學習體會和學習收獲，學生自學，自己錄結難點習題解析視頻，向選修學生展示優秀思維導圖作業，學習感悟，挑戰作業等成果，通過教學問卷調查的反饋結果，學生最喜歡的教學環節和教學方法中包括：小組合作討論，分組學習，隨堂考核。通過一系列的教學改革，生物化學課堂教學取得了優良的教學效果，受到學生的普遍歡迎，學生評教始終名列前茅，選修學生在歷年研究生入學考試中取得好成績，并有多名學生在校學習期間在SCI期刊發表論文或在各種競賽中獲獎。通過調查問卷及開放性試題教學團隊調研選修學生的收獲，發現課程對學生的學習能力，學生主動思考，提出問題的能力的培養效果突出。

4 教學改革體會

對照一流課程建設指標，課程教學團隊利用生物化學課程內容的豐富素材，創新了教學新模式和教學學新形態，應用比較法、基于問題求解的認知方法，培養學生邏輯思維能力，激發學生的學習興趣和學習主動性。下面總結一下課程組在教學改革中的一些體會，供同行參考。

學生邏輯思維能力的培養，一直是生物化學教學過程中的重點任務之一，這需要授課教師團隊對授課內容進行重組和精選協調，教師本身需要勤思考，精心設計教學的各個環節，課程組教師之間加強溝通交流和學習，同時關注學生所關注的問題，及時采用客觀，公正的調查問卷，學生座談等方式集思廣益，不斷調整教學的內容和教學策略，把生物化學這門課程與學生能力培養結合起來，從教師教和學生學的兩個方面來提高生物化學課程教學質量。

今年來，全國高校在課程思政教學方面進行了很多的改革和探索，取得了一些寶貴的經驗，課程組在生物化學課程思政教學實踐中也有一些體會，如關于思政案例的引入可使用問題創設，故事導入或事件導入的方法，使案例的引入不顯得突兀；在課堂上可結合翻轉課堂進行討論，辯論，學生演講等多元化的形式培養學生自覺，主動參與學習，有效激勵學生學習內動力，結合信息技術，使用超星，雨課堂等“一平三端”推動課程思政同新教學技術的融合，提高課程思政教學的時代感和吸引力。對于課程思政的考核是難點也是課程教學質量提升的突破口，結合課程專業性考核，可采用開課前，開課后設計問卷和量表，對學生進行量化評價，初步判斷學生的思想狀況，在課程進行中通過學生對課程的參與性，課堂教學情況的記錄、觀察學生的學習行為并進行評價和反饋，而在終結性評價中我們主張采用撰寫心得收獲，給予學生定性的評價。