研討式教學法在生物化學教學中的應用

張婷婷 王曉偉* 孫昶達

（鄭州大學生態與環境學院 河南·鄭州 450001）

現如今的生物技術在環境污染治理中起著愈發重要的作用，生物技術具有安全、徹底、操作簡便、成本低、效果好等優點，所以國內外許多高校都將生物化學設置為環境科學與工程專業的必修課。生物化學主要研究生物體內分子的結構和功能，物質代謝與調節，以及分子生物學[1]。其與其他學科交叉范圍較廣，學生學習較為困難，易產生枯燥感，亟須創新教學方式，激起學生積極性，使學生在有限的課時內能夠較好地掌握生物化學的知識[2]。

研討式教學方法起源于早期的德國大學，其教學內涵和思路由西方發達國家的高校普遍采用，并不斷地進行深化創新[3]。研討式教學是一種將研究與討論貫穿于課程的教學方式，教師設定問題情境，并指導學生研究，師生之間互動，研討解決方案，借此培養出學生的創新精神，掌握科學的學習方法[4]。此方法可以彌補傳統教學的短板，調動學生主觀能動性，突破教學桎梏，活躍氣氛，提高學生學習積極性與效率，在解決問題的過程中更好地掌握專業知識和實踐技能。

1 生物化學教學現狀及存在的問題

生物化學是環境科學與工程專業的基礎理論課中比較難以理解和掌握的一門課程，知識點繁多，大部分學生的課程理解僅在表層，不了解知識點的內在機理，需要教師的正確引導，調動積極性去主動思考[5]。本文將以鄭州大學生態與環境學院本科環境科學專業為例，分析生物化學課程中存在的問題，探討并構建出契合專業特點的研討式教學模式。

1.1 課程內容抽象且理論性強

生物化學是用化學方法和化學理論研究生命過程的化學變化和能量代謝的一門科學，課程涉及到的專業理論較多，學習需要一定的有機化學、無機化學以及生物學基礎，而且各個章節聯系密切，需要不斷課后復習進行內容理解，但生物化學教學課時卻相對較少，如鄭州大學生態與環境學院環境科學專業的授課課時僅有32學時，有限的時間內大量的知識點的涌入致使學生不能完全掌握課程的關鍵知識點和基本原理，課程學習效果不盡人意。

1.2 教學方法單一

生物化學課程內容較為專業枯燥，而且內容較多，學生自行學習掌握較為困難，目前生物化學依舊采取傳統的填鴨式教學，教師單向輸出知識點，學生被動接受，而且學時的壓縮以及課程內容的完整教授致使教師在課堂上幾乎不停的進行知識點講授，這種教學模式很難調動學生的積極性，使得他們的學習主動性較低，僅靠死記硬背應對考試，而且教師授課一講到底，學生可能因為在課堂上缺少機會或者不理解教學內容而不能提出問題，導致老師和學生之間缺乏互動和有效的溝通，所以需要改革傳統的教學模式，鼓勵學生充分參與到教學過程中，調動學生學習的積極性，激發學習主動性，強化學生對生物化學基本理論的理解，提升學生的綜合分析能力和利用理論解決問題的能力，教師也能更充分地了解學生對知識的掌握情況，更新課程內容的教授。

1.3 缺乏實踐教學

實踐教學在生物化學課程教學中十分重要，但現實是環境科學與工程專業的生物化學實踐教學課時普遍偏少，甚至沒有開設實踐課程，而且實驗課程基本是先教師講解實驗原理、目的和步驟，后學生機械地完成實驗，內在機理的不理解很難引起學生探索的積極性。研討式教學將研究與討論納入教學過程，以學生為主體，以問題為導向，學生利用學習的專業理論知識和技能查找資料，通過批判分析、討論交流、整理總結等過程解決問題，在此過程中實現知識傳授、能力培養和素質提高，并且使學生對課程的基礎理論知識融會貫通，學會用理論知識主動思考和正確分析實際環境問題，學以致用，以彌補實踐教學的不足。

2 生物化學研討式教學過程初探

研討式教學以學生為中心，教師引導學生針對選題或者某個專題展開研究，學生充分發揮主觀能動性，自行分組搜集資料、討論分析，最后提出解決思路或者方案[6]。

2.1 優化課程內容，豐富教學手段

生物化學課程的基礎知識學習主要還是以老師講授為主，生物化學教學內容廣泛，結合環境專業特點，進行教學內容調整，使教學內容更有針對性，如精簡激素化學、代謝調節控制等于環境科學與工程專業聯系相對較少的課程，增加原核生物生理、結構與代謝特征的內容，重點講述糖化學、脂質化學、蛋白質化學、酶化學、核酸化學、糖代謝、脂質與脂肪酸代謝、蛋白質代謝等內容，并利用雨課堂、超星學習通等網絡客戶端與學生互動，提前給學生上傳一些與環境保護與污染防控相關的引導性問題和背景資料，激發學生興趣，并通過評論區及時了解學生的疑惑點進行解答，對一些抽象的知識點如呼吸鏈電子傳遞、DNA轉錄翻譯等結合小視頻進行講解，課后也可以發布一些小測驗，這既利于學生對知識的理解，也利于了解學生的情況。

2.2 教師引領案例學習，培養學生創新意識

在前期的學習過程中，教師要先結合環境熱點問題和前沿研究，提前發布自主學習內容，后對案例進行深入的分析和講述。例如，結合生活中為何自來水放久會有藻類生長，太湖水華污染事件，講解污水處理廠常見的脫氮工藝涉及的生化過程，進一步講解國內外脫氮過程生物化學機制的研究進展和學院進行的相關的研究項目；另外也可講述與垃圾填埋場運行過程中的生物化學變化過程、土壤重金屬污染與生物化學過程的相互作用、生物法脫硫脫硝的機理及意義、飲用水安全與微生物的作用等相關的案例并進行延伸。案例講解后由教師來提問，如生態與環境學院環境科學專業有學生53人，每組7-10人，學生自由分小組討論，可以將分散的知識進行重組整合，學以致用，激發學生的學習興趣，拓展豐富理論教學內容，幫助學生了解了本學科領域的研究熱點。

2.3 自主探索學習，學生思維啟發

前期的引導已使學生具備一定的知識積累，教師先擬定一些研究方向，如農作物秸稈堆肥過程中氮素的轉化規律、沼氣微生物除臭的生物化學機制、水體中抗生素的危害及微生物轉化途徑、溫室氣體的生物凈化和合成生物柴油過程、自養反硝化微生物去除地下水硝酸鹽污染、土壤中鐵循環與氮素轉化的相互作用機制等，學生組隊選擇感興趣的方向，也可自行設定方向，發現問題，查閱資料并分析，設計出完整的研究計劃，學生自我去求證和創新。之后每個小組對自主設計的實驗方案進行講解，分享他們的學習過程和心得，其它組的同學提出問題，相互討論學習，教師則對設計的可行性、科學性等要點進行講解，訓練其知識運用能力，形成科研思維和團隊意識。

3 結語

研討式教學以學生為中心，學生通過自主探索，結合課程相關基礎知識，由傳統的教師在課堂上獨自講授轉變為在教師的引導下學生充分的積極的參與課堂教學過程，通過精簡課程內容、教師案例引導、學生積極討論，進而自主探索學習，可以達到更好的課堂效果，學生能夠圍繞科學問題進行知識整合并進行較深入的思維探索，強化學生對生物化學基本理論的理解，激發學生對知識的渴求與興趣，引導學生運用所學知識去辨析問題、發現方法并求證和創新，鍛煉批判性分析問題的能力。