面向?qū)W科競賽與課程學(xué)習(xí)有機(jī)融合的生物化學(xué)教學(xué)設(shè)計與實踐

摘? 要：生物化學(xué)課程是諸多本科專業(yè)的核心必修課程之一。由于其知識體系龐雜，基本概念抽象，教學(xué)內(nèi)容既不易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也難以和學(xué)科發(fā)展前沿自然的銜接起來，該課程的教學(xué)效果一直難以令人十分滿意。學(xué)科競賽是大學(xué)生創(chuàng)新活動的重要組成部分。教師嘗試將學(xué)科競賽與本課程的學(xué)習(xí)有機(jī)融合起來。一方面，將學(xué)科競賽的獲獎作品整合到生物化學(xué)課程的經(jīng)典教學(xué)內(nèi)容中。另一方面，利用課程教學(xué)主渠道，激勵并指導(dǎo)學(xué)生參加學(xué)科競賽，以期獲得新的更好的競賽成績。本次教學(xué)改革激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)課程的興趣，有效提高了該課程的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：生物化學(xué);課程教學(xué)改革;學(xué)科競賽

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2021）16-0075-04

Abstract： Biochemistry is one of the core compulsory courses for an array of undergraduate majors. The knowledge system of this course is complex， and its basic concepts are abstract. Moreover， its teaching content is not easy to stimulate students' interest in learning or connect with the frontiers of this discipline. Thus， the teaching effect of this course has been difficult to be very satisfactory. Academic competition is an important part of the innovation activities of college students. This study managed to integrate academic competitions with the learning of this course. On the one hand， the award-winning works of the academic competition were integrated into the classic teaching content of biochemistry course. On the other hand， the main channel of course teaching is recruited to encourage and guide students to participate in the academic competition， in order to obtain new and better competition results. The teaching reform this time has boosted students' interest in learning biochemistry course and effectively improved the teaching effect of the course.

Keywords： biochemistry; reform of course teaching; academic competition

一、“賽教融合”的教學(xué)改革策略

2018年8月，教育部下發(fā)了《教育部關(guān)于狠抓新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議精神落實的通知》。通知明確要求：“打造‘金課，合理提升學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度、增加課程難度、拓展課程深度”。生物化學(xué)課程是生物類、醫(yī)藥類、農(nóng)林類、食品類等諸多本科專業(yè)的核心必修課程之一。該課程是學(xué)生從分子水平對生命系統(tǒng)形成認(rèn)識和理解的基礎(chǔ)，對于專業(yè)核心競爭力的形成具有重要意義。然而，生物化學(xué)課程知識體系龐雜，基本概念抽象，教學(xué)內(nèi)容既不易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也難以和學(xué)科發(fā)展前沿自然的銜接起來[1-2]。以上不利因素的存在使得該課程的教學(xué)效果一直難以令人滿意。通過開展教學(xué)改革來克服以上不足，并進(jìn)一步將生物化學(xué)課程打造為“金課”，對于相關(guān)本科專業(yè)的人才培養(yǎng)是十分有益的。

2018年6月，教育部部長陳寶生在新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議上的講話中明確要求：“要加強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育。持續(xù)深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，推動創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與專業(yè)教育緊密結(jié)合，全方位深層次融入人才培養(yǎng)全過程”。將創(chuàng)新教育融入課程教學(xué)，是落實陳寶生部長講話精神的關(guān)鍵之一。學(xué)科競賽是大學(xué)生創(chuàng)新活動的重要組成部分，其育人育才功能日益受到各級教育工作者的重視[3-5]。作為一種實踐教學(xué)的高級形式，學(xué)科競賽在培養(yǎng)學(xué)生問題意識、整合學(xué)生創(chuàng)新知識和磨礪學(xué)生創(chuàng)新人格與團(tuán)隊精神三個方面，具有獨(dú)到的優(yōu)勢[6-8]。到目前為止，已有一系列生物醫(yī)藥領(lǐng)域的學(xué)科競賽，如全國大學(xué)生生命科學(xué)競賽、全國大學(xué)生生命科學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國大學(xué)生藥苑論壇和全國醫(yī)藥院校藥學(xué)/中藥學(xué)世界大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等等，其考察范圍均涉及生物化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容。這些競賽對生物化學(xué)課程教學(xué)有潛在的促進(jìn)作用。一方面，競賽的獲獎作品，是本科生在教師的指導(dǎo)下開展科研工作取得的研究結(jié)果，也是生物化學(xué)課程經(jīng)典教學(xué)內(nèi)容在不同情形下的靈活運(yùn)用。往屆學(xué)生的參賽獲獎作品，可以轉(zhuǎn)化為支持經(jīng)典教學(xué)內(nèi)容的例證，也可以轉(zhuǎn)化為課堂討論時使用的話題。在生物化學(xué)課程教學(xué)中使用這些素材，對激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和提高學(xué)生學(xué)習(xí)信心都是十分有利的。另一方面，參加學(xué)科競賽可以更加客觀地檢驗課程教學(xué)效果，強(qiáng)化創(chuàng)新能力。反過來，課堂教學(xué)也能夠為學(xué)科競賽提供支撐。通過課堂教學(xué)，教師可以向?qū)W生講授與學(xué)科競賽的考察內(nèi)容相關(guān)的基本原理與方法，宣傳學(xué)科競賽的基本情況，組織指導(dǎo)學(xué)生參加競賽。實現(xiàn)生物化學(xué)課程教學(xué)與學(xué)科競賽的有機(jī)融合，使此兩者相互促進(jìn)、協(xié)同發(fā)展，對于提高課程教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量都是十分有利的。

近年來，教師一直積極指導(dǎo)與生物化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的大學(xué)生學(xué)科競賽，在全國大學(xué)生生命科學(xué)競賽、全國大學(xué)生生命科學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國大學(xué)生藥苑論壇等競賽中多次獲獎，積累了較豐富的競賽獲獎作品。在此基礎(chǔ)上，教師開展了面向?qū)崿F(xiàn)“賽教融合”的生物化學(xué)課程混合式教學(xué)改革（主要設(shè)計思路如圖1所示）。一方面，將學(xué)科競賽的獲獎作品整合到生物化學(xué)課程的經(jīng)典教學(xué)內(nèi)容中。這樣既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又可以增加教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新性與挑戰(zhàn)度。在此基礎(chǔ)上，合理選擇教學(xué)模式，設(shè)計教學(xué)過程，開發(fā)教學(xué)資源，完成混合式教學(xué)。另一方面，利用課程教學(xué)主渠道，激勵并指導(dǎo)學(xué)生參加學(xué)科競賽，以期獲得新的更好的競賽獲獎作品。最后，評估本次教改所取得的實際效果并提出下一步的課程建設(shè)與改革方案。本次課程教學(xué)改革可望通過教學(xué)內(nèi)容的變革，將創(chuàng)新教育融入課程教學(xué)中，從而有力打造生物化學(xué)“金課”，在切實提高課程教學(xué)效果的同時有效強(qiáng)化學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。

二、“賽教融合”的教學(xué)設(shè)計

一般而言，國家級學(xué)科競賽的獲獎作品會具有一定的規(guī)模體量，內(nèi)容也比較豐富。為便于學(xué)生理解與掌握，教師首先將競賽作品拆解為若干個相對獨(dú)立的小模塊。每個小模塊包括相對完整的實驗設(shè)計、實驗研究與結(jié)果分析。然后，教師根據(jù)這些小模塊與生物化學(xué)各章節(jié)經(jīng)典教學(xué)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)程度來進(jìn)行整合。比如，蛋白質(zhì)電泳與免疫印跡是生物化學(xué)研究的基本實驗技術(shù)之一。一般的教材主要介紹其基本原理與操作流程，但對于這兩種實驗技術(shù)在什么情形下應(yīng)用，可以解決什么問題，運(yùn)用時有何注意事項等細(xì)節(jié)問題幾乎沒有介紹。在實際教學(xué)過程中，學(xué)生對這部分內(nèi)容的印象一般比較模糊。盡管他們可以用死記硬背的方法來應(yīng)付考試，但往往不能靈活地將這些實驗技術(shù)應(yīng)用于實際的科研工作中。由于教材在編寫時需要注重知識的普遍性，往往不便針對某一具體的研究實例進(jìn)行較為詳細(xì)的介紹。這時，根據(jù)教材內(nèi)容向?qū)W生講解這些技術(shù)的操作細(xì)節(jié)、常見故障與排除方法以及對結(jié)果的分析和解釋等實用性很強(qiáng)的知識確實存在一定的困難。往屆學(xué)生在參加學(xué)科競賽的過程中，利用蛋白質(zhì)的電泳與免疫印跡的方法研究了某個關(guān)鍵蛋白在動物疾病形成過程中表達(dá)水平的變化。為克服課程教學(xué)過程中遇到的上述普遍性問題，教師將這些獲獎作品中的相關(guān)實驗操作與結(jié)果整合成一個相對完整的模塊，并將其作為教學(xué)案例融入本節(jié)教學(xué)內(nèi)容中。首先向?qū)W生介紹相關(guān)背景知識，包括疾病的病理過程以及該蛋白在疾病發(fā)生中的作用。然后介紹往屆學(xué)生在參賽時是如何利用教材中的知識，檢查該蛋白在疾病形成過程中的表達(dá)水平變化。此時，可以聯(lián)系往屆學(xué)生開展工作的實際情況，詳細(xì)地向聽課學(xué)生介紹實驗操作的要點(diǎn)在哪里，容易遇到哪些問題，遇到問題時該如何解決，得到的典型結(jié)果是什么，對于得到的結(jié)果應(yīng)如何進(jìn)行分析與解釋等等。最后，向聽課學(xué)生點(diǎn)明該教學(xué)案例是往屆學(xué)生在參加學(xué)科競賽過程中完成的工作。同時還可以自然而然地介紹該學(xué)科競賽的主要考查內(nèi)容、往屆學(xué)生的參賽成績等基本情況，鼓勵聽課學(xué)生組隊參賽。又比如，“活性氧類（ROS）的生成與清除”也是生物化學(xué)的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容之一。對于活性氧類的生理功能與病理意義，教材上大多只是從ROS化學(xué)性質(zhì)的角度進(jìn)行了較為抽象的解釋，缺乏生動實例的支撐。往屆學(xué)生在參加學(xué)科競賽過程中，檢測到肝內(nèi)ROS水平隨肝損傷程度的增加而增加，而在藥物緩解肝損傷的過程中，肝內(nèi)ROS水平呈逐漸降低的趨勢。教師將獲獎作品中與ROS檢測相關(guān)的實驗設(shè)計與結(jié)果分析作為一個模塊，整合到本節(jié)教學(xué)內(nèi)容中。利用學(xué)生競賽獲獎作品中的相關(guān)研究結(jié)果，教師可以生動地向?qū)W生介紹檢測ROS的意義、方法與代表性結(jié)果分析。學(xué)生則更容易對這部分教學(xué)內(nèi)容形成深刻的印象。

“賽教融合”的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計有效增加了教學(xué)內(nèi)容

的生動程度與教學(xué)內(nèi)容對學(xué)生的吸引力。但是，學(xué)科競賽獲獎作品的融入不可避免地增加了教學(xué)內(nèi)容的體量。在不改變培養(yǎng)方案規(guī)定的學(xué)時數(shù)的前提下，如何將更多的教學(xué)內(nèi)容傳授給學(xué)生呢？為了解決這一問題，教師采用了“翻轉(zhuǎn)課堂”這一新的教學(xué)模式。在傳統(tǒng)課堂中，教師在課堂時間內(nèi)向?qū)W生傳授知識。學(xué)生在課下時間復(fù)習(xí)教師講授的內(nèi)容，通過完成作業(yè)、交流討論等形式實現(xiàn)知識的內(nèi)化。由此可見，傳統(tǒng)課堂的教學(xué)范式是“課上學(xué)習(xí)，課下內(nèi)化”。與傳統(tǒng)課堂不同，“翻轉(zhuǎn)課堂”模式要求學(xué)生在課下時間利用教材、教學(xué)視頻等教學(xué)資源完成對新課的學(xué)習(xí)。在課上時間，教師指導(dǎo)學(xué)生開展討論，完成練習(xí)。學(xué)生則在此過程中完成知識的內(nèi)化。“翻轉(zhuǎn)課堂”模式將教學(xué)的范式翻轉(zhuǎn)為“課下學(xué)習(xí)，課上內(nèi)化”。目前，“翻轉(zhuǎn)課堂”模式在不同層次學(xué)段的各種課程教學(xué)中都有了較為廣泛的應(yīng)用，取得了不錯的效果[9-11]。其優(yōu)點(diǎn)主要有以下兩個方面。第一，“翻轉(zhuǎn)課堂”模式要求學(xué)生在課下自主完成新課的學(xué)習(xí)。因此，在“翻轉(zhuǎn)課堂”模式下，學(xué)生會投入更多的課下時間和精力到學(xué)習(xí)活動中[12-13]。第二，在“翻轉(zhuǎn)課堂”模式下，教師和學(xué)生有更多的時間就教學(xué)內(nèi)容開展討論交流。這對于學(xué)生高效地內(nèi)化知識是十分有利的[14-15]。對于“賽教融合”的教學(xué)內(nèi)容，教師采用“翻轉(zhuǎn)課堂”模式來開展教學(xué)。具體而言，先將設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容錄制成教學(xué)視頻，并提供諸如文獻(xiàn)、圖片、鏈接等輔助教學(xué)資源，把這些資源上傳到教學(xué)網(wǎng)站中。然后，要求學(xué)生利用這些教學(xué)資源開展課下自學(xué)。為了提高學(xué)生的課下學(xué)習(xí)效率，教師還為學(xué)生提供了配套的導(dǎo)學(xué)問題。同時，教師還為學(xué)生準(zhǔn)備了一定量的習(xí)題，包括鞏固所學(xué)內(nèi)容的練習(xí)題和運(yùn)用所學(xué)內(nèi)容的拓展題。最后，在課堂時間內(nèi)，教師檢查學(xué)生的自學(xué)情況，指導(dǎo)學(xué)生完成習(xí)題并與學(xué)生就教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行交流。學(xué)生則通過以上教學(xué)環(huán)節(jié)實現(xiàn)知識內(nèi)化。

三、課程教學(xué)的實施與教學(xué)效果分析

教師于2020年上半年開展了“賽教融合”的生物化學(xué)課程教學(xué)實踐。受新冠肺炎疫情影響，本學(xué)期課程教學(xué)只能以線上形式進(jìn)行。對于一般性教學(xué)內(nèi)容，教師以在線的傳統(tǒng)講授模式向?qū)W生講解。對于“賽教融合”的教學(xué)內(nèi)容，則依托在線課程以“翻轉(zhuǎn)課堂”模式開展。在建設(shè)在線課程時，教師充分突出以學(xué)生為中心的設(shè)計理念。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體。開發(fā)網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)資源的目的，是方便學(xué)生學(xué)習(xí)與復(fù)習(xí)本門課程。生物化學(xué)知識體系龐雜，需要理解和記憶的知識點(diǎn)較多。而學(xué)生中有相當(dāng)一部分學(xué)習(xí)基礎(chǔ)相對不足，學(xué)習(xí)本課程時可能面臨的困難更多。為便于學(xué)生理解，教師在設(shè)計教學(xué)資源時，注重了對知識點(diǎn)的充分細(xì)化。對于比較困難的教學(xué)內(nèi)容，教師將以知識點(diǎn)為單位開發(fā)教學(xué)資源。這種做法既有利于降低單個教學(xué)資源的規(guī)模，減輕學(xué)生學(xué)習(xí)時的心理壓力，又有利于把單個困難的知識點(diǎn)講深講透，便于學(xué)生理解。對于“賽教融合”的教學(xué)內(nèi)容，教師盡量使用一些趣味性強(qiáng)的教學(xué)資源來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對知識的印象。另一方面，在開發(fā)教學(xué)資源時，教師注重以形象的語言闡釋抽象的概念，注重對教材內(nèi)容的深入講解和剖析，從而為學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)造便利。另外，教師也注重充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。教師通過在線課程的交流版發(fā)言、QQ群等形式不斷與學(xué)生溝通，及時解答學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題。在課程教學(xué)內(nèi)容正式開始之前，向?qū)W生明確提出導(dǎo)學(xué)問題與學(xué)習(xí)要求。學(xué)生利用在線課程開展學(xué)習(xí)活動時，容易集中注意力，做到有的放矢。這樣，學(xué)生的學(xué)習(xí)成就感增加，學(xué)習(xí)積極性也就更容易被調(diào)動。此外，除“賽教融合”外，教師還以學(xué)生日常生活中的相關(guān)案例或者教師科研工作中的相關(guān)實例為基本素材，開發(fā)教學(xué)資源并在課程教學(xué)中使用。在線上教學(xué)平臺上，教師可以利用這些教學(xué)資源，組建學(xué)生討論組對相關(guān)問題開展研究性學(xué)習(xí)。這樣就可以有效引導(dǎo)學(xué)生自主思考教學(xué)內(nèi)容中與案例相關(guān)的生物化學(xué)基本概念和原理，從而加強(qiáng)加深學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

學(xué)生對本次“賽教融合”的教學(xué)內(nèi)容改革以及在線課程建設(shè)的反應(yīng)十分積極。學(xué)生普遍認(rèn)為，學(xué)科競賽的獲獎作品，都是往屆學(xué)生在教師的指導(dǎo)下開展科研工作而完成的。在生物化學(xué)課程的理論與實驗教學(xué)中使用這些素材，有利于拉近學(xué)生與課程教學(xué)內(nèi)容的距離，提高教學(xué)內(nèi)容對學(xué)生的吸引力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)自信心。學(xué)生對各項賽事基本情況的介紹也比較歡迎，有一部分優(yōu)秀的學(xué)生在學(xué)完本課程后向教師表達(dá)了參加相關(guān)學(xué)科競賽的意向。對于在線課程教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，多數(shù)學(xué)生也持肯定態(tài)度。本課程的在線教學(xué)活動形式多樣，包括在線觀看教學(xué)視頻、課前簽到、交流討論、在線小測驗、問卷調(diào)查和期末考試等等。多數(shù)學(xué)生都能積極主動地參與到以上諸多教學(xué)環(huán)節(jié)中，認(rèn)真完成教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)。從學(xué)生評教情況來看，本課程學(xué)生評教得分為92.88分（按我校相關(guān)管理文件規(guī)定，學(xué)生評價90分及以上的課堂數(shù)不得超出學(xué)生當(dāng)前學(xué)期參評課堂的35%）。由此可見，多數(shù)學(xué)生對本在線課程的建設(shè)與應(yīng)用情況是非常滿意的。在本課程的具體評教意見中，學(xué)生提到：“錄制的視頻很好，每個視頻有針對的教學(xué)內(nèi)容，講解的都很詳細(xì)，每節(jié)課進(jìn)行的問題討論很好地讓大家了解重點(diǎn)，也有對應(yīng)的作業(yè)，及時的測驗，感覺屬于比較好的線上教學(xué)了。”“老師上課非常有規(guī)劃，每次上完課都會布置作業(yè)，每章都有考試，同學(xué)們能及時復(fù)習(xí)。”“老師講課認(rèn)真到位，講課方式容易讓學(xué)生接受，講課內(nèi)容學(xué)生易懂，布置適量課堂測試督促學(xué)生學(xué)習(xí)，及時回答學(xué)生問題和講評作業(yè)。”學(xué)生的肯定是對教師最大的支持。教師一定不辜負(fù)學(xué)生的肯定與期望，認(rèn)真將本門課程建設(shè)的越來越好。

四、結(jié)束語

課程教學(xué)是高校人才培養(yǎng)的主渠道。學(xué)科競賽則是導(dǎo)向高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)的有效途徑。此兩者在培養(yǎng)人才的最終目標(biāo)上是高度一致的。然而，目前尚缺乏有效的機(jī)制將以上兩種人才培養(yǎng)途徑有機(jī)融合起來，使之相互補(bǔ)充，相互促進(jìn)，從而取得更理想的育人效果。本項目擬在前期多次指導(dǎo)學(xué)生參加生物化學(xué)課程相關(guān)學(xué)科競賽獲獎的基礎(chǔ)上，將生物化學(xué)課程教學(xué)與相關(guān)的學(xué)科競賽有機(jī)融合起來。一方面，利用競賽獲獎作品豐富課程教學(xué)素材。這樣既有利于課程教學(xué)內(nèi)容的動態(tài)調(diào)整，也有利于及時將學(xué)生身邊的科研成果回饋到課堂教學(xué)中去，從而在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時提高教學(xué)內(nèi)容的高階性、創(chuàng)新性與挑戰(zhàn)度。另一方面，利用課程教學(xué)主渠道，激勵指導(dǎo)學(xué)生參賽，在有效強(qiáng)化學(xué)生科研創(chuàng)新能力的同時更為客觀地檢驗課程教學(xué)效果。

本次“賽教融合”的課程教學(xué)改革收到了預(yù)想的成效，得到了學(xué)生的歡迎。為在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步將本次教學(xué)改革推向深入，教師還將在以下三個方面開展進(jìn)一步建設(shè)。

1. 持續(xù)更新課程教學(xué)內(nèi)容。教師不斷挖掘?qū)W生競賽獲獎作品中涉及生物化學(xué)學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展前沿的素材，并將這些素材轉(zhuǎn)化為教學(xué)案例。利用這些新教學(xué)案例來更新教學(xué)內(nèi)容，可以有效提高教學(xué)內(nèi)容對學(xué)生的吸引力。這樣，既提高了課程的高階性與挑戰(zhàn)度，又提高了課程的創(chuàng)新性。

2. 持續(xù)提升在線教學(xué)資源質(zhì)量。既提升了在線課程中教學(xué)視頻的數(shù)量和質(zhì)量，又豐富了在線課程中的試題習(xí)題并完善其答案與解析。這樣可為學(xué)生利用在線課程及時開展自學(xué)、預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)提供方便。

3. 開展線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)。本次教學(xué)實踐受疫情影響，課程教學(xué)只能以線上形式開展。當(dāng)教學(xué)秩序逐漸步入正軌后，是不可能單純以線上教學(xué)的形式來完成教學(xué)任務(wù)的。因此，教師將依托現(xiàn)有在線課程，開展混合式教學(xué)的初步設(shè)計。根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容，在“賽教融合”的基礎(chǔ)上設(shè)計一系列高質(zhì)量的互動主題，引導(dǎo)學(xué)生在交流討論過程中對相對困難的教學(xué)內(nèi)容更為深刻的理解和掌握。

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