環境類創新人才培養模式下生物化學教學改革

寇瑩瑩 任相浩 岳冠華

摘要：我校環境類專業是新的創新實驗專業，注重學生自主創新能力的培養。針對本校環境專業特點，我校從教學理念的轉變、教學思路的設計、教材的選取、教學內容的取舍和教學方法的調整等方面著手實施教學改革，構建具有專業特色的創新型生物化學教學模式，充分激發學生的學習興趣，提高環境類專業生物化學課程的教學質量，為切實提高課堂效率和培養創新型應用人才的深入研究打下了堅實的基礎。

關鍵詞：創新人才培養;生物化學;教學改革

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）43-0109-03

我校環境類專業是以培養創新型應用人才為目標的新型專業，符合我國教育部公布的高校轉型發展戰略里面的增強高校學生應用技能培養，與用人單位接軌，通過產學研融合、與企業合作等，培養創新應用型高層次技術人才的要求。大家都知道，教育的根本點是教學，所以教學的改革也就勢在必行，教師的教學理念、教學思路，學生所扮演的角色，教師的教材選取、教學內容的取舍、教學方法的調整，學生的學習方式等多方面的改革，促使整個教學活動向著適應創新型應用人才培養的方向發展。

近年來，隨著全球環境污染問題的日益加劇，生物技術由于具有安全、無毒害、效果好等優點，不斷滲入到環境生物監測、工業廢棄物處理和城市生活垃圾處理等方面，在環境中污染物的治理和資源化回收利用中起著舉足輕重的作用。生物化學是生物學和化學交叉的一個邊緣學科，是環境專業的專業基礎課，對環境類專業后續專業課程例如環境微生物學、環境化學、環境生物化學等課程的學習至關重要。由于生物化學內容多，跳躍性大，學生學習起來抓不到重點，不僅覺得很難真正掌握與專業相關的內容，又不知道如何針對自己的專業需要進行選擇性學習。為了充分調動學生的學習興趣，提高課堂教學效果，使學生在有限的課堂時間內能夠較好地、全面系統地掌握與專業相關的生物化學知識，為以后相關專業課的學習打下良好的基礎，我們從教學理念的轉變、教學思路的設計、教材的選取、教學內容的取舍和教學方法的調整等方面著手實施教學改革，構建具有專業特色的創新型生物化學教學模式，以期取得更好的教學效果。

一、教學理念的轉變

教學理念是教師從事教學活動的信念，正確的教學理念能很好地指導教學活動的進行?，F代大學教育提倡以學生為主體，關注學生的思維和能力的提高，老師們要樹立“一切為了學生”的思想，拋開了“學生”，就談不上“教學”。以生物化學這門課程為例，在“一切為了學生”這樣的理念主導下，教師要多引導學生注意學科的交叉和融合，充分理解交叉學科的概念，掌握交叉學科知識體系的整體構建，使其能夠更好的與其他學科的學習相結合，以達到其實用的目的，在這樣的理念下教學，應用型人才培養就得到了實際體現。

二、教學思路的設計

教學思路的設計是教師在分析了教學需求的基礎上，進一步確定解決教學問題的方案設計，通過學生和同行評價來檢驗方案實施的效果，并進一步修訂和完善方案，以優化教學的一種規劃過程操作。教學思路的設計要求必須遵循教學過程的基本規律，選擇好教學目標，以解決教什么的問題，實現教師的教學目標，意在開發學生的才能。為了創新型應用人才的培養，在教師授課時，適當減少像堿基分子的結構、核酸分子的構象、核酸分子等電點計算等記憶性的東西，讓學生了解堿基、核酸的功能，以穿插案例的方式著重讓學生掌握堿基、核酸分子的化學組成、性質、分析測定方法和生物功能，這樣不僅降低了學習的難度，而且大大增加了應用性和實用性。

三、教材的選擇

就目前階段來說，想找到專門針對環境類專業的生物化學教材很難，由于本課程是一門16學時的短課時教學，我們經過比較各類生物化學教材，最終選取了張洪淵等主編的《生物化學》。此教材主要面對工科類院校，以現代生物化學的基礎知識為主線，用在食品、醫藥、環境等許多領域中的實際應用作為實例，并且適當介紹了最新的發展趨勢及成就。整本教材知識結構由淺入深，由易到難，知識講述通俗易懂，簡明流暢，文字敘述較少，圖表豐富，比較適合環境類專業學生使用。

四、教學內容的刪減

作為教學改革的核心之一，教學內容的改革也是至關重要的。針對本課程的特點，結合我校環境類專業對生物化學教學內容的要求，教師需要合理刪減教學內容，要構建完整的知識框架體系，內容詳略得當，重點、難點突出。根據教材內容，我們知道生物化學課程內容主要分為三個方面：各生命大分子的組成、結構、性質及其生物學功能（靜態生物化學），生命體內各物質的化學變化及其與外界進行物質和能量交換的規律（動態生物化學），重要生命物質的結構和功能（功能生物化學）。對學生來說課程內容量大，難度也高，學生往往感到內容雜亂，無從學起。而我校環境專業的生物化學課學時量少，如果講授全部內容顯然學時不夠，而且也沒有必要。這時就需要教師對課程內容進行刪減。因此，針對此情況，結合環境類專業性質及后續專業課程需要，在備課的過程中我們充分參考了各種版本的教材資料，對現有的教學內容進行簡化、優化、補充，突出知識主線及專業特點。在講述靜態生物化學時，引導學生從掌握各種生物大分子的簡單結構組成開始，逐漸過渡到對復雜構像的認識，這些內容主要以學生記憶為主，但是又屬于生物化學的基本知識要求學生必須掌握，所以可以快速講述，穿插一些實際應用案例以便于學生記憶。而動態生物化學則要求學生在學習過程中明確四種生物大分子——糖類、脂肪、蛋白質和核酸各自的代謝途徑，它們之間既相互獨立，又相互聯系，可采用精講一個，其他簡化的講述模式。例如在講述酶化學時，補充增加酶在環境污染與治理中的實際應用。由于四大物質代謝緊密相關，可通過一定的中間產物相互聯系起來，所以可以在重點講授糖代謝的基礎上，縮減其他物質代謝的學時。另外，教師不僅要熟練掌握教材內容，還要注意將生物化學的最新研究成果補充到教學內容中，使教學內容不僅重點突出，而且具有實用性和先進性，既符合教學要求，拓寬了學生的知識面，又能夠適應社會發展的需求。

五、教學方法的調整

1.以引導啟發為主，培養學生的自主學習能力。以引導啟發為主，就是在遵循客觀規律的情況下，有目的、有內容地啟發和引導學生去學習，使學生能夠主動學習。古語云：“授人以魚，只供一飯之需;教人以漁，則終生受用無窮。”引導啟發式教學法就是要授學生以“漁”，使他們終生受用。例如，在講述蛋白質的元素組成時，可以“三聚氰胺”事件為例講述。在課堂上，引導同學思考三聚氰胺所引發的毒奶粉事件和蛋白質的元素組成有什么聯系，激發學生的學習興趣，培養他們自主學習的能力。在課堂上與學生進行小組討論，這樣下課后，同學們不僅深化了知識點——蛋白質的元素組成特點，同時也深入了解了學科以外的知識。將引導啟發式教學方法貫穿于教學活動全過程，并靈活運用，對提高學生的綜合素質具有重要意義。

2.利用多媒體教學手段，充分調動學生的學習積極性。生物化學課程的特點是抽象、難懂、難學、難教，由于本課程沒有設置實驗課環節，課堂教學成為其主要渠道。多媒體教學是當前教學中一種普遍存在的教學手段，其優勢在于圖文并茂、直觀易懂，能將復雜抽象的內容形象化、具體化，化繁為簡、化難為易，還可以制作圖片、動畫，超級鏈接一些課外知識，以此來激發學生的學習興趣，提高教學質量。但是多媒體教學也存在著一些不足，例如，學生不再主動記筆記了，所學知識不連貫，只對有趣的圖片感興趣，捕捉不到重點。因此，教師要在多媒體教學中融入恰當的板書，幫助學生把知識串聯起來。制作多媒體課件時應以所選教材為主線，根據大綱要求將學習的重點和難點用不同顏色、大小的字體顯示，每頁幻燈片要求盡量做到少而精，并且圖文并茂，可以應用Flash動畫，使復雜問題簡單化，以便于學生課后自學和復習。如講課中將離子交換層析、凝膠過濾、雙向電泳、透析及DNA、RNA的生物合成等相關內容以Flash動畫的形式進行演示，使得學生對抽象概念更容易理解，同時提高了學生的學習興趣，此外還有助于提高學生分析、解決問題的能力，教學效果良好。再加上授課時教師將每節課的主要內容以板書的形式寫在黑板左側，也方便學生系統地理解和掌握所學內容。另外，下課前再抽出10分鐘歸納總結本次課所學內容中的重點難點，以便學生加深對知識的掌握，布置一些問題，讓學生課后去查資料、自學討論。然后在下次上課時先抽出10分鐘提問、討論，這樣既是對學生前面所學內容的復習鞏固，又充分調動了學生的學習積極性，保證了良好的教學效果。

3.穿插案例教學，注重理論聯系實際，培養學生的創新應用能力。生物化學是一門與人們的生產生活關系最為密切的學科之一，很多生物化學知識都可以運用到企業或生活中來。例如，許多制藥公司在生產過程中所用到的大多是與生物化學密切相關的知識，目前較常見的“糖尿病”就是人體中激素的調節出現問題而導致的疾病。這樣可以激發學生的學習興趣和熱情，讓學生走出課堂，將學到的知識靈活運用到生產生活中來，培養學生的創新應用能力，使學生感覺所學的東西不再是抽象、空洞的理論知識，而是能運用到實際生產生活中的，從而大大提高教學效果。

生物化學中很多生化機理和概念非常抽象、而且枯燥難懂，因此在授課過程中穿插一些生活中的實際案例，或盡量和環境專業相結合，采用引導啟發式教學，也就是先提出問題，引導學生思考、討論，然后再進行系統講解的教學方法。這種方法既加深了學生對生物化學基本理論知識的理解掌握，又可以為學生日后學習其他專業課程打下良好的基礎。例如，講到酶化學時，教師可以首先向學生提出“羊能吃草而人為什么不能”，各種動物要吃的食物也不盡相同，從而引導學生思考。然后給出答案“因為羊體內有一種能消化、水解纖維素的酶，而人體內沒有此酶，因此人不能像羊一樣吃草;各種動物要吃的食物不盡相同也是同理”[6]。講到氨基酸的特殊反應——茚三酮顯色反應時，可以告訴學生公安機關采集指紋時就是用這個顯色反應來辨別顯示;講到生物膜時可以補充環境污水處理中的膜技術等。還有很多生活中的實例，如高溫可以滅菌消毒、缺乏一些維生素會生病、激素內分泌失調會生病等。這樣可以使原本復雜抽象的生物化學機理變得非常生動有趣，大大提高了學生的學習積極性，對知識的理解掌握記憶也更加深刻，同時也鍛煉和提升了學生的創新應用能力。

六、展望

綜上所述，現在各個高校都在不斷進行教學改革，改革的方式都是將以教師“填鴨式”講授為主的課堂轉換成以學生自主學習為中心的課堂。改革之后我們將多媒體教學手段和傳統的板書教學相結合，中間穿插許多實際生活案例，多講生物化學應用到環境專業的實例、案例。這樣使學生對生物化學課程的興趣得到了很大提高，讓學生能夠較容易地掌握生物化學的基本理論知識，并且能夠學以致用，大大提高了課堂的教學質量。

“授之以魚不如授之以漁”，大學生在四年大學的學習生活中會接觸到很多不同的課程，如果能夠使學生學會主動學習，對自己學習的課程產生興趣，真正做到喜歡學習，那么將會為他們以后的學習和人生發展奠定堅實的基礎。

參考文獻：

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On the Teaching Reform of Biochemistry in the Cultivation Mode of Environmental Innovation Talents

KOU Ying-ying，REN Xiang-hao，YUE Guan-hua

（School of Environment and Energy Engineering，Beijing University of Civil Engineering and Architecture，Beijing 100044，China）

Abstract：Evironmental profession of our school is a new creative experimental profession which focuses on the cultivation of students' ability of independent innovation. Therefore，according to the professional characteristics of the school environmental profession，we started the implementation of the teaching reform from the change of teaching idea，teaching idea of design，materials selection，the choice of teaching content and adjustment of teaching methods. So we construct the professional characteristics of innovative biological chemistry teaching mode;fully arouse the students' interest in learning and improve the teaching quality of biochemistry course of the experimental profession. In order to improve the efficiency of classroom teaching and to cultivate innovative talents，it lays a solid foundation for further research.

Key words：cultivation of innovative talents;biochemistry;teaching reform