打造生物化學實驗“金課”的改革與探索

邢國珍 石永春 賈然然

摘要：生物化學作為生命科學領域最熱門、最核心的一門專業基礎課，理論知識日新月異，伴隨著實驗技術和方法的變化與更替，勢必要求當前高校生物化學實驗課程進行改革。河南農業大學生化課程組針對實驗課程教學內容、實驗教學手段與方法、實驗教學的軟硬件設施條件以及實驗考核等幾方面存在的問題進行了剖析，并探討了變革的必要性和迫切性。通過變革，打造生物化學實驗“金課”，能使高校的生物化學實驗課程貼合當代生物化學的教學要求，切實提高學生的綜合實驗素質，更好地培養實驗應用創新型人才，為高校的生物化學實驗課程的變革提供方法建議。

關鍵詞：生物化學；實驗教學；教學改革

中圖分類號：G622文獻標識碼：A文章編號：1673-7164（2021）03-0099-02

基金項目院本文為2019年河南農業大學本科實驗室開放創新項目（19JX0102）研究成果；2019年河南省高等學校優秀基層教學組織建設項目“植物生理學基層教學組織”（2019-26）研究成果之一；2019年河南省教育廳項目（20B210009）研究成果之一；2020年河南農業大學教學改革研究與實踐項目研究成果之一。

生物化學是利用化學的方法去研究生命物質的化學組成和結構，同時探究生命活動過程中各種化學變化間關系的一門重要基礎學科。對于河南農業大學來說，該課程涉及全校13個學院、22個專業的本科生，每年大約2700名學生必修或者選修該課程。實驗教學是生物化學教學中的一個重要環節，該環節高效、合理、有序的開展，對于學生深化對理論知識的理解，提高生物化學理論及實驗知識的學習積極性有很大的幫助，并且能促進學生熟練掌握各項實驗技術的基本原理與操作技能，為生物化學以及其他相關專業課程的理論學習以及相關實驗課程教學的順利完成打下良好基礎[1]。

2018年6月，在中國高等學校本科教育工作會議上，陳寶生部長首次提出對大學生要有效“增負”，指出在當前時代背景下應適當提升大學生的學業挑戰難度，合理增加課程難度，適當拓展課程深度，有效擴大課程的可選擇性，真正做到打造有教學挑戰度的“金課”。同年，教育部高等教育司司長吳巖表示，課程是人才培養的核心關鍵要素，打造課程“金課”勢在必行，解決課程普遍存在的“水課”問題，是當前中國大學帶有普遍意義的關鍵所在[2]。

高階性、創新性、挑戰度，即“兩性一度”，是吳巖司長提出的“金課”標準。“高階性”要求學生將知識、能力和各項素質進行有機融合，同時注重高階思維能力的培養。“創新性”則要求課程內容、教學方式方法和學習結果有創新和提升，體現課程時代前沿特征，教學方法多樣且先進，學習結果富有個性化和探究性。“挑戰度”要求跳一跳才能夠得著，因此對老師和學生的教與學都有較高要求。在具體實施打造“金課”的道路上，本文從以下幾方面入手，著力打造生物化學實驗“金課”。

一、實驗教材的改革

（一）更新實驗教材

對于生物化學這門前沿且活躍的課程，實驗教材需要不斷地更新和完善，才能滿足現代實驗教學的需求。實驗教材的更新，首先要準確定位生物化學的實驗教學目標，闡明理論知識和提高實驗技能；注重實驗教材的先進性和科學性，致力于培養學生的科學態度和嚴謹作風，將生物化學研究發展中的新技術理論、新實驗方法、學科發展的新研究成果融入到教材中；突出啟發性、創新性和實用性，既能有機整合基礎知識，又能闡明實驗原理和步驟[3]。這樣的實驗教材才能被教師和學生廣泛采納，河南農業大學生物化學課程組為此也重新設計并出版了實驗電子教材《生物化學實驗基本技術與方法數字課程》（分冊XVII，石永春，2018年）[4]。

（二）實驗教學內容的充實提升

實驗項目內容的改革，以提高學生綜合科研素質，注重培養學生的創新思維能力為目標。按照國家“十三五”發展規劃指導的教學準則，依據實驗教學大綱，生物化學課程組將生化實驗項目進行了更改和替換，完善了生物化學課程中的基礎性實驗（如淀粉酶活力測定）和設計性實驗（如：酶的特性），開設了綜合性實驗（如植物DNA的提取與檢測）。開展綜合性實驗，可以充分調動學生動手動腦，手腦并用，培養學生的科學思維能力和創新精神[5]。同時河南農業大學鼓勵實驗室開展開放創新項目，為學生將來走出校門，走上工作崗位奠定一定的科研能力基礎。

二、實驗教學方式和方法的改革

（一）強化實驗授課技巧方法

吳巖司長提出建設“金課”第一個教學目標就是要加強線下“金課”打造，線下課程是課程教學的第一場所，是最直接有效的一種授課方式。傳統的實驗課講授方式并不能很好地讓學生真正掌握該實驗的原理、目的和意義；不能很好地將生物化學的理論知識和實驗操作過程融會貫通。生物化學課程組嘗試將“對分課堂”引入到實驗課程的教學過程中，將課堂一半的時間給教師引導試驗思路、原理以及操作等，一半的時間留給學生進行討論式講學，這中間的內化過程，使學生對講授內容吸收并操作練習，“對分課堂”這種高效、科學的特點在課程講授中即保證了知識體系傳遞的效率，又充分激發了學生的主動性，顯著活躍課堂氣氛，提高教學質量[6]。

（二）改革授課教學方式

吳巖司長提出建設“金課”另外一個教學目標就是線上“金課”，信息時代的發展，使當代大學生接受知識的方式更加靈活多樣，他們更傾向于使用電腦、手機等多媒體的學習方式，學習地點不受限制，可以更加便利地預習、學習和復習。授課方式的多樣化也能促進課程的學習，慕課、微課等除了可以滿足在校學生的學習，還可以接受校外學生或者專業技術人員的學習，對此，生物化學課程組開設了“生物化學”精品在線課程，另外還開設有中國慕課網課程“基礎生物化學”（石永春，2018年）。對于不具備現實條件的實驗項目，進行虛擬仿真教學，現代化的課堂利用多媒體授課的高效性和生動性，使實驗項目的講授更加生動有趣，學生也更易理解和接受實驗的內容。

三、教學設施設備的改善

近幾年，通過更新儀器設備，改善教學環境，生物學國家級實驗教學示范中心已建設成了現代化、開放式的實驗室平臺。要想實現科學研究的突破與創新，除了良好的理論基礎外，更重要的是依賴于先進的技術和優良的儀器設備及良好的研究環境。高端和精密的儀器設備能有效加快實驗進程，適于深層次科學研究，為了培養學生適應現代科研進展的發展需求，學生應掌握高端儀器設備的操作和使用方法。學校為示范中心分配了更大的實驗室面積和空間，購置了大型的先進儀器，如激光共聚焦熒光顯微鏡等，這些條件的改善有利于對實驗項目進行更新和設置，更有利于培養學生學習和使用先進的儀器設備，提高學生的實驗操作技能，提升培養學生的檔次[7]。

四、實驗考核方式的完善

僅把實驗報告的書寫和實驗結果是否正確作為實驗課程評判標準，忽略了學生對基本實驗操作和對實驗結果客觀分析和討論的能力。實驗課程成績占比過小，對實驗課程的開展、學生實驗課程學習的主動性以及實驗教師準備工作的積極性帶來了非常不利的影響，進而直接影響學生的實驗能力和實驗技術水平的提升[8]。河南農業大學生物化學課程組將生物化學實驗課程考核方法進行優化：實驗課程成績占生物化學課程期末總成績的30%，其中包含實驗報告書寫及結果和分析成績、實驗教學環節參與度成績以及實驗操作技能考試成績，有效提高了實驗成績考核比重。

五、以全面教學改革打造實驗“金課”

生物化學課程需要通過實驗課程的教學來加強理論認知和學習，以便于學生掌握生物化學的基礎理論和實驗技能，為增強學生的科研創新能力打下基礎。按照“金課”要求，最終的教學效果要以學生的學為中心，在注重教的同時，更加注重教學的過程，最終以學生掌握知識體系并做出教學評價為教學效果的評判標準。從軟件和硬件兩個方面著手進行全面的改革，通過實驗教學內容、教學方法、教學儀器設備和教學考核方法等方面的切實改進，期望構建適于高校各專業的生物化學實驗教學體系，并取得了一些成效。比如：學生的實驗課程積極性與參與度明顯提高；生物化學學習成績總體得到極大提升；大學生參與的創新實驗項目屢次在國家級和省級比賽中獲得獎項。總之，高校的生物化學實驗教學“金課”的打造是一個長期、持續的過程，需要在教學實踐中不斷探索和完善，培養具有創新精神和實踐能力的農業高科技人才。

參考文獻：

[1]李曉宇，包永明，李寧，等.改革生物化學實驗教學，提高學生綜合素質[J].實驗科學與技術，2015，13（05）：101-104.

[2]吳巖.建設中國“金課”[J].中國大學教育，2018（12）：4-9.

[3]沈劍敏，田曉柱，馬明.生物化學實驗教材的編寫與改進方向[J].實驗室科學，2012，15（01）：202-204.

[4]石永春.生物化學實驗基本技術與方法數字課程（分冊XVII）[M].北京：高等教育出版社，2018.

[5]周香艷.農業院校生物化學實驗教學探索與實踐[J].實驗室科學，2014，17（01）：107-109.

[6]張學新.對分課堂：大學課堂教育教學改革的新探索[J].復旦教育論壇，2014（05）：6.

[7]邢國珍，許君，劉娜，等.農業高等院校生物化學實驗教學改革探討[J].現代農業科技，2016（08）：334-336.

[8]宋淇淇，李留安，金天明，等.農業院校動物生物化學實驗教學改革探討[J].天津農學院學報，2018，25（01）：96-99.

（責任編輯：胡甜甜）