一流本科专业建设中的《基础生物化学》课程教学改革与探索

吴兵 高海宁 张宁 周香艳 王翠玲 王旺田 唐勋

（1.甘肃农业大学生命科学技术学院；2.甘肃农业大学资源与环境学院，甘肃 兰州 730070；3.河西学院生命科学与工程学院，甘肃 张掖 734000）

1 引言

加快一流大学和一流学科建设，实现高等教育内涵式发展，是中国高等教育领域继“211 工程”、“985 工程”之后做出的另一重大高等教育战略决策［1］.在此背景下，如何主动迎接新时代对人才多元化需求的挑战，主动适应国家发展战略和地方产业发展需求，如何在“双一流”建设的大潮中找到自身定位和发展目标，是地方本科院校发展的关键.2018年10月召开的中国高等教育学会学术年会以“新时代我国一流本科教育的理论与实践”为主题，围绕强调、理解、建设和保障一流本科教育等议题展开了研讨［2］.而一流本科专业建设要得以全面展开，建设的核心是课程［3］.本文就年会的部分热点及焦点问题，结合当前地方农业院校如火如荼进行的一流本科专业建设，以基础生物化学课程为切入点，探讨如何在教学实践中落实专业培养目标，改革课程内容、教学环节、达成度评价等，形成持续改进机制，不断提升课程教学质量，通过课程教学改革及实践为一流本科专业建设奠定必要的基础.

《基础生物化学》课程是运用化学的理论和方法研究生物体的组成、结构及生命活动过程中物质与能量变化规律的学科.课程核心内容为生物体基本构成物质（包括蛋白质、核酸、糖类及脂类等）及其在细胞中的代谢途径、相互关系和调控行为.该课程为大部分涉农专业的专业基础课程之一，涉及生物学、农学、草业科学、园艺学、林学等多个学科专业，年均学生上课人数多、覆盖面广，其理论知识及实践技能直接影响学生后续课程的学习和对专业技能的掌握.在各涉农类院校深化教育教学改革，创新人才培养模式，全面推进立德树人、能力导向、创新创业的人才培养体系建设过程中，需要结合一流本科专业建设目标和课程目标，在《基础生物化学》课程教学中，进一步树立能力导向、以生为本、提高学生创新能力为重的教学理念，改进教学内容、方法和手段，将“知识—能力—素质”完整融入其中，提升教学质量和人才培养质量.

2 一流本科专业建设背景下《基础生物化学》课程现状与挑战

2.1 转变教学理念是一流本科专业建设的迫切要求

课堂教学是人才培养的主渠道、主阵地［4］.2018年高等教育学会学术年会亦有学者提出了建设一流本科教育关键在教师，矛盾和焦点也在教师.一流本科教育需要持续的专业建设.基于生源不断优化的背景，如何面对个性化学习需求对大班上课提出的挑战，面对信息化技术变革对传统教学模式的挑战，面对“以学生为中心”对传统教学方法的挑战，《基础生物化学》课程课堂教学短板依然明显.而当前“互联网+”对教学的融入，在线课程资源共享，线上线下课程的深度融合，学生背景由互联网“移民”向“原住民”的转变等，均亟需承担课程教师主动积极转变教学理念，在学生掌握课程知识的基础上，启发学生创新式思维，激发学生持久兴趣，在有限的课堂时间内掌握理解更多的生化内容，在课下发展其终身学习的能力.

2.2 传统教学注重知识传授，弱化了能力培养

传统《基础生物化学》教学过程中，由“一支粉笔，一本教案，一张黑板”向多媒体普遍应用的过渡中，为构建课程知识体系和丰富课堂内容奠定了良好的基础，但仍过于凸显教师的主导作用，忽略了学生的主体地位［5］.教师注重书本知识的传授与基本技能训练，重视对课程内容的讲解，对学生的能力培养重视度不够；学生学习过程中囫囵吞枣、死记硬背，缺乏学习兴趣的现象频显. 由于《基础生物化学》内容较多且课时压缩，教师大多以讲授法为主，组织和引导学生发现问题时间较少，导致学生利用所学知识解决实际问题的能力较差.而基于一流本科专业建设背景及以能力素质为导向的教学目标下，需要实践以“教师和教为中心”向“学生和学为中心”的转移，更注重学生能力的培养和训练，摆脱接受式学习的制约，不断提升学生自主学习、思考能力和理论应用于实践的创新能力.

2.3 课程内容繁多，学生学习主动性不强

《基础生物化学》是生命科学及涉农类专业的第一门专业基础课，通过对该课程的学习，学生能够理解并掌握构成生命体的生物大分子（蛋白质、核酸、糖类、脂类等）的结构、性质及功能的关系，掌握生命体内新陈代谢的变化规律及生物信息分子的复制、转录、表达和调节.该课程理论性强、概念繁多抽象、代谢途径复杂繁琐，堪称生物科学类专业基础课中最难懂、最抽象的课程之一［6］.教师在教学过程中发现，在学习过程中，学生畏难情绪明显，常常难以在短时间内理解并有效吸收课堂教学内容.因此，如何激发学生的学习主动性、使学生乐于听课、积极参加讨论、高效消化吸收所学内容是教师在教学过程中需要始终关注且致力于解决的问题.

2.4 多元化程度不够，限制了教学成效

《基础生物化学》的多元化教学是顺应一流本科专业建设中课程内涵式发展的必要途径之一.因此，针对传统教学的“一站式”讲授，教学活动中心始终在教师方，学生参与度小，无压力也无动力；同时，教师在以往逻辑性讲解过程中，课堂教学的引入和启发多在开篇和末尾，针对生命科学蓬勃发展背景下各章节新研究进展不断涌现的课中引导多元化程度不够，学生对内容的兴趣在课中不断流失；课程教学成效评价标准较单一，无法实现较好的综合评价效果及由多元化科学立体评价对课程整体教学的促进效应.

3 一流本科专业建设目标下《基础生物化学》教学改革探索与实践

3.1 重塑教学内容，以理论架构为核心

一流的课程内容是支撑一流本科专业的必要条件之一.《基础生物化学》课程在组织实施过程中，需要结合院校整体学科定位和培养目标，通过不同措施优化、重塑课程内容，体现该课程服务地方涉农院校专业和学科定位，体现专业基础知识理论架构的课程特色.第一，在充分考虑各涉农专业后续学科基础课及专业课主要内容和需求的基础上，针对性优化删减课程内容.如《植物生理学》中“光合作用”章节；《细胞生物学》“膜系统”章节；《遗传学》《分子生物学》有关“DNARNA-PROTEIN”遗传信息中心法则的详细讲解及《微生物学》等课程的部分内容，依据教学大纲，适当删减、优化、整合教学内容，有效避免相近课程间内容的重复，在规定课时内丰富延伸.第二，以知识点构建课程体系.充分研讨，形成以各章知识点为“基石”，以4 类生物大分子及其动态代谢为“逻辑主干”，以物质能量变化为“穿插引线”，强调遗传信息传递的化学过程，构建“点—线—网”的立体课程内容体系.第三，进一步强化实践教学环节内容.加强实验教学研究，尽量减少验证性、演示性实验，增加综合性、设计性实验比例.通过缩减实验小组人数、加强实验过程师生互动、布置开放性实验课题等，提高学生的手脑协动能力，培养学生团队协作和在实践中发现问题解决问题的能力［7］.

3.2 优化教学方法，以学生兴趣为动力

《基础生物化学》课程被认为是生物学及相关专业难度较大的基础课之一，以内容繁杂抽象、概念晦涩、重点难点多著称，且课时安排紧凑，很多新的理论知识、实验技能都在不断更新变化，所以如何在有限的学时内，充分考虑学生认知能力，持续调动学生兴趣，是教师们需要不断研究和关注的重点.首先，教师需形成“因专业而教，因班级适法”的共识.学生因个体、兴趣、年龄等对本课程认知有差异，不同班级亦有各自的认知态度，如90后、00后学生对新奇教学手段及数字化教学方法兴趣更加明显，如班级间课堂互动的积极性响应度不同，如不同专业学生对实验教学的兴趣差异等，均需要教师在开课前1～2周，充分认识，重点观察，以便在后续教学中选取适宜的方法. 其次，始终以学生兴趣为动力，以完成教学目标为目的.教师精心设计课堂小问题（问题式教学法，PBL），引导课堂讨论，对学生小组表现总结评价，如为什么紫外线可以杀菌消毒（蛋白质变性）？为什么馒头越嚼越甜（唾液淀粉酶消化作用）？通过播放沃森TED 演讲小视频（故事性教学法），解释DNA双螺旋结构发现始末. 利用学生经历的“抢板凳”游戏（类比教学法），阐释酶的竞争性抑制作用.由日常生活中加酶洗衣粉在使用时温度不能过高的例子引申出“温度对酶促反应速度的影响”（实例教学法）等等.最终实现将课程深奥难解的代谢理论及错综复杂的代谢反应转变为浅显易懂、形象化和具体化的知识传授给学生，并达到激发学生学习兴趣、提升其综合素质的教学目标.

3.3 创新教学手段，以信息化背景为契机

信息化教学手段具备集文字、图像、动画、音视频等多种载体为一体的鲜明特点，借助现代信息化教学手段进行《基础生物化学》教学改革，可以为教师提供丰富的教学资源［8］.同时，慕课、微课、混合式教学平台、虚拟仿真软件等信息化教学辅助工具的应用，都要求教师与时俱进，合理规划教学任务，使课堂教学形式更加多样化、形象化，充分调动学生的积极性和主动性，使学生轻松掌握教学内容，显著提高教学效果. 例如：教师在讲解核酸、蛋白质结构与功能时，图片、动画的运用能将这些物质分子结构更直观地呈现；在讲解化学渗透学说时，FLASH视频的呈现使得该内容中“主要组分-H+驱动力-ATP形成”更加明了清晰；教师通过信息化平台布置学习任务，授课时针对学生完成情况重点讲解，全面总结，充分解放课堂时间，将课堂有限时间的学习同课下基于兴趣的学习持续结合.在积极面对现代信息技术的同时，也必须认识到，信息化技术只是手段，教师和学生之间的交流互动是决定教学效果的关键.

3.4 重构师生关系，以角色协同互利为目的

随着一流本科专业建设的推进，《基础生物化学》课程需要重新认识当前新经济和教育背景下的学生特点，重新审视师生关系，改革课程教学助推专业建设［9］.该课程在大二开设，目前学生基本为00后有思考能力的成年人，学生群体成长于物质富足、信息丰富的年代，在此背景下普遍知识储备较广阔、接受理解能力较强，因此，需要课程在进行中充分认知学生群体的新特点，设置专题讨论或课程论文等形式环节，培养其创新及批判思维.同时，基于不断涌现日益丰富的教学资源、线上线下互动模式、翻转课堂，以往教师的权威性面临的挑战日益明显，在此背景下，亟需承担该课程教师积极转变调整角色，由以往的“单纯教，学生学”向“帮助学，一起学”转变，形成师生间合作、互利、共进的新型学习共同体.需要注意的是，在教学改革中，教师既要和学生共同学习进步，又不能失去“引导者”的职能.

3.5 健全评价机制，以能力提升为标准

随着当前教学改革的不断深入，对于课程各层级评价机制日益清晰.就基础生物化学课程而言，摒弃传统的“平时表现+末考成绩”及“一考定成败”的评价方式，根据学生学习情况“合理增负”，不断探索“过程性、多元化”考核方式，不仅能更加客观、全面地反映学生学习效果和对知识的掌握程度，亦是对新形势下教情、学情的有效验证. 课程评价体系应沿袭全学程教学模块，形成以“平时成绩+教师布置专项任务完成情况+课程论文+课堂笔记+课程作业”和实验实践、期中考试及期末考试等为主要内容的“多模块多部分”立体评价体系，分部建立评学标准，旨在强化学生平时学习过程的积累，促使学生掌握课程内容.教师根据自身教学特点灵活采用多元化方式，在保证对基本理论知识掌握的同时，培养学生的思辨及综合能力.

4 加强教师队伍建设，服务课程质量提升和一流本科专业建设

一支高素质高水平的教师团队是一流本科的重要标志，对一流本科专业建设具有重要影响［10］，师资队伍建设是一流本科专业建设的重要内容［11］.教师们在基础生物化学教学改革探索中，应从自身做起，不断学习提升，努力提高教研能力和综合素质.第一，树立师德树人根本，强化教师责任感.作为教书育人的承担主体，良好的师德师风是一切教学实践开展的先决条件.具有高尚师德的教师才能以其高尚品格和学识风范感染、引领学生，对学生产生直接和深远的影响. 第二，加强梯队建设，充分发挥青年教师导师制作用.一支年龄结构、职级结构、学缘专业结构及素质结构合理的课程教学团队，是课程质量提升和专业建设的重要保障. 高职级教师主动积极“传、帮、带”，从对课程内容的理解、课程教案、上课技巧、师生互动、学生心理等各方面指导青年教师提升教学能力.第三，主动交流，共同提高.教师通过定期的教研活动，充分发挥基层教学组织作用，相互学习，即时讨论教学中存在的问题及解决方法；积极适应并主动开展“混合式教学”、“线上线下联动”、慕课建设等；同国内外同行积极交流，借鉴优点，取长补短.第四，鼓励教师开展教学研究，积极申报教研教改项目.以各类各级教研项目申报为牵引，鼓励教师围绕该课程开展精品课程、慕课、混合式课程、优秀教学团队等服务一流本科专业建设的实践，以相关教学研究进一步深化教师对课程内容的理解，为课程拓展和质量提升奠定必要基础.

5 结语

“一流本科专业”的建设是人才培养和高等教育内涵式发展的基石，也对本科教学提出了更高的质量要求［12］.生物化学随着时代发展日新月异，面对新形势下课程的现状和挑战，该课程教学内容不仅要体现基础架构，还需突出前沿性、实践性.信息化及互联网技术的发展在极大地拓展了学生获取知识及信息渠道的同时，也为开放式学习的发展奠定了基础.此外，提高该课程质量要从教育者与受教者双方进行.因此，探索优化教学内容，转变教学方法和手段，重构师生关系及完善评价机制，是实现《基础生物化学》课程教学质量提升的可行措施，最终，通过“专业熏陶+课程内容+实践活动”的可持续发展模式达到教与学的良性共进，实现课程改革深化.