課程思政和工程教育專業認證背景下的教學改革與創新
——以“生物化學”課程為例

鄧年方，韋學豐，殷佳雅，張麗芳

（賀州學院 食品與生物工程學院，廣西 賀州 542800）

引言

立德樹人是教育的根本任務，做好高校思想政治工作要充分發揮課堂教學主渠道作用，課堂教學改革要以課程思政為目標，在傳授知識的同時，實現能力培養和價值觀的塑造，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應，構建全員全程全方位育人的“大思政”格局［1］。

工程教育專業認證的核心理念是教育要以學生為中心，以產出為導向，并持續改進教育質量［2］。工程教育專業認證有德育方面的要求，如具有社會責任感，具備法律、安全和環保等意識，具有健全人格和良好的人文素養，遵守職業道德，能夠積極服務國家與社會等，和課程思政目標一致，但由于其旨在實現國際互認，在社會主義核心價值觀、民族偉大復興的責任與擔當、愛國主義情懷等方面還不夠。因此，結合課程思政和工程教育專業認證需求，開展“生物化學”教學改革與創新是提高生物工程專業人才培養質量的重要手段。

“生物化學”課程是高校生物工程專業的重要專業基礎課，是核心課程之一。“生物化學”是用化學的原理和方法，從分子水平研究生物體的化學組成，及其在體內的代謝轉變規律，從而闡明生命現象本質的一門科學。學習內容主要包括:（1）生物體的分子組成。構成生物體的主要化學物質（如糖、脂、蛋白質、核酸、酶、維生素等），掌握這些分子的化學組成、化學結構、物理化學性質及生物學功能；（2）生物分子的變化規律。生物體的物質代謝、能量交換和代謝調節；（3）生物信息分子的合成及其調控，也就是遺傳信息的貯存、傳遞和表達。工程教育專業認證對“生物化學”的教學提出了新要求，要求培養學生的工程觀念，建立初步的工程思維，鍛煉能夠解決復雜工程問題的能力。課程思政運用全程多維度的育人模式，體現全員全課程“大思政”教育體系，符合當今時代發展的方向和需求，培養學生既具有較強社會責任感和擔當精神，又掌握牢固專業本領，能更好地服務國家和社會的有用人才［3］。在課程思政和工程教育專業認證背景下，“生物化學”的教學必須實施教學改革和創新，才能滿足新時代人才培養的需要。

一、“生物化學”教學的改革與創新

以學生為中心的教學創新主要體現在教學目標要以學生發展為中心，組織學生的學習活動以學生學習為中心，學生的學習評價以學習成效為中心。我校“生物化學”課程教學團隊結合立德樹人目標，將課程思政和工程教育專業認證對人才培養的具體要求融入“生物化學”教學全過程。在教學目標方面，進一步完善能力目標、思政目標，修訂了以學生發展為中心的“生物化學”教學大綱；在組織學習活動方面，通過改革和創新教學模式、手段及教學方法等措施激發學生的學習興趣，增強自主學習能力；在學習評價方面，通過建立教學質量持續改進機制，多途徑實施教學質量閉環監控管理，持續改進考核方式和教學方法，完善質量保障體系內涵建設。

（一）重新修訂教學大綱

根據《工程教育認證通用標準》對生物工程專業特色和培養目標的12項能力要求（工程知識、問題分析、研究等）和36個指標點，我校“生物化學”課程對應的畢業要求指標點有三個：一是能運用數學、自然科學、工程基礎和專業知識對復雜生物工程問題進行恰當描述；二是能運用基本原理、借助文獻研究，分析生物工程過程的影響因素，獲得有效結論；三是能夠根據研究目標，選擇研究路線，設計實驗方案［4］。

修訂與德育培養目標一致的“生物化學”教學目標。知識目標是使學生對構成生物體的各類化學物質的結構、性質、功能及代謝等方面的基本理論、基本規律、基本概念有全面、系統的認識，牢固掌握“生物化學”中有關的基本原理，為后續課程的學習奠定堅實的基礎；能力目標是培養學生用“生物化學”的理論知識分析和解決生物工程實實際問題的能力，培養學生辯證思維、批判性思維、創新及團隊合作的能力；思政目標是培養學生嚴謹認真的科學態度，勇于探索和創新的精神品質，團隊合作的協作精神，激發學生的愛國主義情懷，增強民族自強意識，堅定科技自信［5-6］。

（二）創新教學模式和手段

我校“生物化學”教學團隊充分利用教學信息化技術進行了課程資源和課程信息化平臺的構建，開展了線上線下混合式教學模式。在學習通上利用優質教學資源，并結合本團隊錄制的教學視頻，搭建了適合地方性應用型大學的生物工程專業學生學習的“生物化學”在線課程。線上資源主要由學習視頻、討論、章節測驗和線上考試等組成。預習視頻分為12章（30個視頻），根據知識點發起15次討論，布置了12次線上作業。通過課前發布預習任務點，課上進行隨堂測驗，課后進行線上討論和考試，使學生的學習不限于紙質資料和課本。學生深刻感受到信息化的便利，大大提高了學習效率；對教師來說，能及時了解學生的學習情況，便于有針對性地講解重點和難點，根據實際情況調整教學進度。

將思想政治教育貫穿教學全過程，信息化技術與課堂面對面的兩種途徑相融相促，“線上與線下、課內與課外、知識與思政”相結合，構建了專業基礎課思想政治育人的全新模式。線上資源不僅包括知識點視頻，還包括生物化學領域相關的學科前沿、科學事件、生物化學名人故事及拓展學習等；線下課堂教學中潤物無聲地滲透思政元素，保證思想政治教育貫穿課前、課中和課后的各個環節。通過講授、參與、討論及翻轉課堂等方式，將嚴謹認真、勇于創新、愛黨、愛國、民族自信自強的精神體現在專業知識學習中，以期達到思想政治教育的目的。

（三）創新教學方法

工程教育專業認證的核心理念是以學生為中心，學生是學習的主體［7］。而傳統的教學方法中，教師一般采用“滿堂灌”的方式講授，師生互動少，學生處于被動接受知識的狀態，缺乏主動獲取知識的積極性，這與工程教育專業認證的目標背道而馳。因此，在進行工程教育專業認證的背景下，我校“生物化學”教學團隊改變教學方法，以學生為主體，激發學生學習的內驅力，教師僅起引導、輔助作用，教學過程不再是傳統的直接灌輸理論知識，而是采用了以下以學生為中心的教學方法。（1）翻轉課堂教學法。在“生物化學”課程的線上線下混合式教學過程中，翻轉課堂教學法是常用的教學方法，學生線上完成基礎知識的視頻學習，課堂上教師和學生互動，包括答疑解惑和知識的應用等。教學視頻短小精悍，教學信息清晰，明確重構了學習流程（第一階段是信息傳遞，第二階段是吸收內化），復習檢測方便快捷，從而達到了較好的教學效果。（2)對分課堂教學法。分為講授—作業—討論三模塊，變被動學習為主動學習，培養學生批判性思維、創造性思維、溝通能力和合作能力。比如，在講到酶活性的調節時，不是事無巨細地講解酶活性調節的幾種方式及特點，而是提綱挈領地講調節酶活性的方式主要是兩類，一類是通過改變酶的數量與分布；另一類是通過改變酶的結構來調節活性。然后給學生布置課堂思考題目：（1）如何通過激素的作用改變酶的濃度？（2）列舉通過改變酶的結構調節活性的方法有哪些？并舉例說明。最后在班上組織討論，學生討論之后，主動權再次移交到教師，進行知識點的總結和歸納。比起傳統的“滿堂灌”，對分課堂教學方法體現了工程教育專業認證要求的以學生為中心，教師為主導的教學理念。（3）比較教學法。將兩個或兩個以上的事物放在一起比較，確定事物的異同點，使學生掌握相關知識。比如，在講到核酸的變性和復性時，讓學生回顧蛋白質的變性與復性，然后比較這兩種大分子的變性和復性之間的異同點，通過比較教學法，促進學生理解大分子的結構以及變性和復性的概念。在講到淀粉、纖維素、糖原的結構時，要求學生比較這三者在結構（包括一級結構和空間結構）及物理性質和生物學性質的異同點。在“生物化學”課程教學實踐中證明，比較教學法促進了學生對抽象知識的理解，效果良好。（4）問題引導式PBL（Problem-based Learning）教學法。通過一些社會熱點或學生所關心的問題，以提問題的方式讓學生思考、討論，從而主動獲取知識。比如，在講到蛋白質變性這個知識點時，不是按部就班地用“灌輸式”方法講解蛋白質變性的概念、變性的原因及變性的后果，而是給學生展示一副生雞蛋和熟雞蛋的圖片，然后提出幾個問題：我們為什么吃熟雞蛋而不是吃生雞蛋？為什么雞蛋加熱后由液態變成了固態？其蛋白質的結構發生了什么變化？煮熟的雞蛋與生雞蛋比，營養價值降低了嗎？煮熟的雞蛋能不能返生？通過問題引導式的教學方法，不僅激發學生的學習興趣，還能引導他們去探究蛋白質變性的理論知識及應用，促進學生將思考和學習有機結合。另外，在問題引導式的教學過程中，應注意通過專業知識與思政元素相結合，在知識學習中潤物無聲地融入精神指引，起到較好的課程思政教育效果。同時還要教育學生不能人云亦云，要具備質疑精神和批判性思維，要嚴格遵守學術誠信，務必不可學術造假。（5）案例教學法CBL（Case-based Learning）。選擇與日常生活和身體健康息息相關的案例開展案例教學，既能激發學生的學習興趣，有助于學生掌握生化知識，又能起到教育學生關注生命健康，保持健康生活習慣的理念。比如，在講到糖原合成和分解時，舉例某些學生早上不吃早餐來上課，剛開始不覺得餓，10點左右感覺饑餓，乏力、注意力不集中，嚴重的甚至心跳加速、心慌手抖，要求學生用生化知識解釋該現象，然后教師根據學生的發言進行總結，剛開始不餓是因為肝糖原分解成葡萄糖補充了血糖，后來是因為肝糖原耗盡，出現了低血糖癥狀。通過這種案例式教學法既提高了學生的學習興趣，又將抽象的“生物化學”理論知識應用于解釋與健康相關的生命現象，同時還可以根據教學內容挖掘思政元素，教育學生關注生命健康，保持健康的生活方式和飲食習慣，以期達到思想政治教育的目的。

（四）改革課程評價方法

傳統“生物化學”課程的考核方法是期末考試成績占70 %，平時成績（包括平時作業和考勤）占30%，評價方式單一。教師不了解學生平時的學習狀況，也無法進行有效的指導，不利于激發學生學習的主動性和積極性，部分學生平時不認真學習，考試前臨時抱佛腳，這種考核方式對教學沒有促進作用。按照工程教育專業認證的理念和要求，課程質量評價應客觀判定與畢業要求指標點相關聯的課程目標的達成情況，聚焦學生的學習成果，方便教師了解學生的學習狀況，從而提供改進教學的路徑［8-9］。在工程教育專業認證背景下，“生物化學”課程教學團隊加強過程考核力度，學生在預習環節、平時作業及討論環節的成績占比提高。為了拓展課程學習的深度和廣度，考核的基礎知識所占比例下降，而是強化能力應用的考查；為了提升課程學習的挑戰性，還應加強綜合性和非標準化等評價。改革后的考核方式要求學生課前在學習通上預習知識點視頻及學科前沿、生物化學故事等內容，占總成績的15%；每章學習完后立即在學習通上進行每章測驗，測驗成績占總成績的10%；學習通上每章都有體現知識應用能力的討論題，占總成績的15%；翻轉課堂小組匯報占總成績的10%；學習通上兩次線上考試（靜態生物化學考試和動態生物化學考試）成績占總成績10%；期末考試成績占總成績40%。課程質量評價最終服務的是課程的持續改進，以提高教學質量，根據課程評價暴露出來的問題，我們教學團隊將繼續優化教學模式和方法，力爭建成校級及省級一流課程。

結語

“生物化學”作為生物工程專業的專業基礎課和核心課程，在工程教育專業認證中對培養高素質的生物工程應用型人才起著重要作用，“生物化學”課程教學團隊在課程思政和工程教育專業認證背景下重新修訂教學大綱，創新教學模式和手段，創新教學方法及改革課程評價方法等方面進行了“生物化學”教學的改革和創新，為新時代培養出滿足生物工業發展和滿足社會需求的生物工程專業人才。