高校生物化學(xué)課堂教學(xué)改革思考：加州大學(xué)戴維斯分校訪學(xué)之啟迪

葉滿紅 陳云 楊生妹

摘 要：科技的進(jìn)步和研究成果的積累使生物化學(xué)課程的內(nèi)容從廣度和深度都得到了極大的延伸。如何在有限的課時(shí)內(nèi)保證生物化學(xué)的教學(xué)效果，成為生物化學(xué)課程教學(xué)的新挑戰(zhàn)。文章將美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校生物化學(xué)課程實(shí)踐與國(guó)內(nèi)生物化學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行了比較，從考核形式、教學(xué)內(nèi)容、手段及其他輔助形式等方面分別提出了提高生物化學(xué)教學(xué)效果的新思路，以期為今后國(guó)內(nèi)生物化學(xué)教學(xué)的改革提供借鑒。

關(guān)鍵詞：生物化學(xué)；考核形式；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)手段；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2018）08-0009-03

Abstracts： The progresses of science and technology， as well as the accumulation of research results， have greatly expanded the contents of biochemistry in both breadth and depth. How to guarantee the teaching effect of biochemistry within limited class time has become a new challenge. This article compares the practice of biochemistry course at University of California， Davis with the teaching of biochemistry in China. New ideas aiming to improve the efficiency of teaching were put forward with respect to forms of evaluation， teaching contents and methods， and other forms of teaching aids. These might provide references for the future reform of biochemistry teaching in China.

Keywords： biochemistry； evaluation forms； teaching contents； teaching methods； teaching reforms

生物化學(xué)是從分子水平研究生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能、物質(zhì)代謝與調(diào)節(jié)，以及遺傳信息傳遞與調(diào)控規(guī)律的一門學(xué)科，是應(yīng)用化學(xué)和分子生物學(xué)的基本理論和方法研究生命現(xiàn)象、探討生命本質(zhì)的科學(xué)[1]。作為生命科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)學(xué)科，生物化學(xué)的理論與技術(shù)和多個(gè)學(xué)科交叉滲透，是自然科學(xué)領(lǐng)域迅速發(fā)展的前沿學(xué)科。信息量大、知識(shí)點(diǎn)覆蓋面廣是這門學(xué)科的重要特點(diǎn)[2]。如何在有限的課時(shí)內(nèi)傳遞這些大量的信息并保證教學(xué)效果，成為生物化學(xué)課程教學(xué)面臨的新挑戰(zhàn)。

本文從美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校生物化學(xué)課程教學(xué)實(shí)踐出發(fā)，通過(guò)將國(guó)內(nèi)外生物化學(xué)教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行比較，針對(duì)國(guó)內(nèi)生物化學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀，從考核形式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段等方面闡述了提出了提高生物化學(xué)課堂教學(xué)效果的具體教學(xué)策略，以期為今后國(guó)內(nèi)生物化學(xué)教學(xué)的改革提供借鑒。

一、考核方式應(yīng)以形成性評(píng)價(jià)取代傳統(tǒng)的總結(jié)性評(píng)價(jià)

廣義上形成性評(píng)價(jià)泛指教師與學(xué)生從事的、一切旨在獲得信息并診斷性利用信息以改進(jìn)教學(xué)的活動(dòng)，即將評(píng)估嵌入于教學(xué)，在教學(xué)過(guò)程中即時(shí)、動(dòng)態(tài)、多次對(duì)學(xué)生實(shí)施的評(píng)價(jià)，使其成為教學(xué)過(guò)程的一個(gè)重要組成部分[3]。與傳統(tǒng)的總結(jié)性評(píng)價(jià)相比，形成性評(píng)價(jià)要求教師在開展教學(xué)活動(dòng)的過(guò)程中，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的表現(xiàn)、取得的階段性成績(jī)、學(xué)生在理解方面的強(qiáng)項(xiàng)與不足，以及所反映出的情感、態(tài)度和策略等信息分別進(jìn)行收集，并做出相應(yīng)的評(píng)價(jià)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)活動(dòng)中存在的問(wèn)題并加以改進(jìn)，從而調(diào)整教學(xué)計(jì)劃提高教學(xué)效果。加州大學(xué)戴維斯分校（簡(jiǎn)稱戴維斯）生物化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中就充分利用了形成性評(píng)價(jià)過(guò)程中得到的反饋，及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握狀況，從而使教學(xué)計(jì)劃有的放矢。

（一）課堂在線答題系統(tǒng)的應(yīng)用

在國(guó)內(nèi)的生物化學(xué)教學(xué)中，仍然主要采用問(wèn)答記錄的方式來(lái)統(tǒng)計(jì)課堂平時(shí)成績(jī)，由于不能同時(shí)反映所有學(xué)生的測(cè)試表現(xiàn)，測(cè)試結(jié)果具有一定的偶然性。在戴維斯每節(jié)生物化學(xué)課程的教學(xué)活動(dòng)中，都會(huì)穿插有若干個(gè)測(cè)試題，針對(duì)講述的內(nèi)容進(jìn)行測(cè)試，學(xué)生需要在限定的時(shí)間內(nèi)，在線提交自己的答案，這些課堂測(cè)試的結(jié)果最終構(gòu)成了學(xué)生的課堂平時(shí)成績(jī)。這樣的集體在線做答方式，有別于國(guó)內(nèi)課堂上僅僅個(gè)別學(xué)生參與的隨機(jī)問(wèn)答，其優(yōu)點(diǎn)是多方面的。首先，對(duì)教師而言，由于全部學(xué)生都參與了答題的環(huán)節(jié)，因而測(cè)試結(jié)果能在第一時(shí)間反映出學(xué)生整體對(duì)課堂所授知識(shí)的理解與掌握情況。其次，對(duì)于學(xué)生而言，學(xué)生之間通過(guò)交流與討論得出正確的答案，使學(xué)生獲得了充分的成就感和自信心，并在一定程度上也培養(yǎng)了合作精神。更值得一提的是，戴維斯的課堂在線答題系統(tǒng)，能夠?qū)φ麄€(gè)學(xué)生群體做答的正確比例以及錯(cuò)誤分布進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，教師可以人工延長(zhǎng)提交答案的時(shí)間，通過(guò)及時(shí)的啟發(fā)與誘導(dǎo)，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)重新思考最終得出正確結(jié)果，然后再重新提交答案，這種通過(guò)辨析、討論得到正確答案的自主學(xué)習(xí)過(guò)程極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，也使整個(gè)課堂氣氛熱烈且充滿了活力。

（二）其他多元化的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系的應(yīng)用

除了課堂測(cè)試的平時(shí)成績(jī)，戴維斯還有其他多種成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式（如期中考試、期末考試，小組討論、文獻(xiàn)閱讀等）分別以不同的權(quán)重納入學(xué)生的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系。其中，小組討論和文獻(xiàn)閱讀這兩個(gè)教學(xué)過(guò)程的順利實(shí)施都要求學(xué)生在課后投入一定的時(shí)間進(jìn)行主動(dòng)地學(xué)習(xí)，通過(guò)查閱文獻(xiàn)和參考資料，對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行歸納，然后再返回到課堂進(jìn)行提煉和總結(jié)。事實(shí)上，在國(guó)內(nèi)生物化學(xué)的教學(xué)實(shí)踐中，分組討論和文獻(xiàn)閱讀這兩種方式也有不同程度的應(yīng)用。然而，由于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力有限，很難達(dá)到預(yù)期的效果。這從另一個(gè)層面也要求在國(guó)內(nèi)生物化學(xué)的教學(xué)活動(dòng)中必須要改變傳統(tǒng)的、以考試成績(jī)作為唯一評(píng)估指標(biāo)的總結(jié)性評(píng)價(jià)方式，而更需注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，教師的教學(xué)理念也必須相應(yīng)地從傳授經(jīng)典的知識(shí)轉(zhuǎn)向培養(yǎng)具有分析、歸納、總結(jié)及表達(dá)能力等綜合素質(zhì)的人才[4]。

二、教學(xué)內(nèi)容應(yīng)以完善知識(shí)結(jié)構(gòu)為重點(diǎn)

（一）合理地整合教學(xué)內(nèi)容

生物化學(xué)課程的內(nèi)容知識(shí)覆蓋面廣、專業(yè)知識(shí)交叉點(diǎn)繁多，如何對(duì)大量的知識(shí)進(jìn)行有效地整合，成為提高課堂授課效率的關(guān)鍵。戴維斯的生物化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)置與教科書的章節(jié)體系并不完全一致，在其教學(xué)環(huán)節(jié)中充分體現(xiàn)了多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的整合與延伸。以血紅蛋白為例，從其結(jié)構(gòu)組成與基本功能，到血紅蛋白攜氧能力的變化規(guī)律、肌肉劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)的波爾效應(yīng)，延伸到鐮刀型貧血癥的分子機(jī)理及其患者對(duì)瘧疾的抵抗力、運(yùn)動(dòng)員的高海拔訓(xùn)練，以及胎兒如何從母體血液獲得氧氣等多個(gè)方面，分別對(duì)不同生理?xiàng)l件下血紅蛋白的氧飽和度曲線的變化進(jìn)行了詳盡的講述，涉及到了蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)與空間結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系、亞基的協(xié)同效應(yīng)、分子病的遺傳機(jī)理等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，將原本分散在不同章節(jié)中的內(nèi)容通過(guò)一個(gè)共同的聯(lián)系點(diǎn)進(jìn)行了有機(jī)整合，不僅強(qiáng)化了學(xué)生的理解與記憶，而且還有助于學(xué)生就某個(gè)知識(shí)點(diǎn)形成了一個(gè)較為完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)。在國(guó)內(nèi)生物化學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，往往嚴(yán)格按照教科書的內(nèi)容編排進(jìn)行授課，導(dǎo)致學(xué)生掌握的知識(shí)絕大部分處于零散的狀態(tài)，無(wú)法形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因此，適時(shí)地脫離依據(jù)整個(gè)學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)層次而嚴(yán)謹(jǐn)劃分的章節(jié)，圍繞某一主題將相關(guān)知識(shí)進(jìn)行富集，有助于同時(shí)提高教師授課效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（二）合理地取舍教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)內(nèi)容的取舍上，戴維斯生物化學(xué)課堂教學(xué)實(shí)踐尤為值得借鑒。一方面在其教學(xué)過(guò)程中盡可能多地保留了生物化學(xué)的經(jīng)典理論，另一方面，對(duì)于很多依賴于記憶力的內(nèi)容則選擇了略講、甚至不講。例如，很多關(guān)于生物化學(xué)定義、概念的測(cè)試，在國(guó)內(nèi)通常是以名詞解釋的形式進(jìn)行考核，而在戴維斯往往是從辨析的角度去測(cè)試學(xué)生對(duì)這個(gè)概念的理解是否有偏頗，測(cè)試的題型也以多項(xiàng)選擇題居多，由此有效地避免了沒(méi)有理解的機(jī)械記憶，而考核的重點(diǎn)則更注重學(xué)生深層次的理解與辨析能力。根據(jù)美國(guó)教育心理學(xué)家布魯姆對(duì)教育目標(biāo)體系劃分的理論，認(rèn)知并記憶具體或抽象的知識(shí)在認(rèn)知領(lǐng)域中屬于最基本的層次，在此基礎(chǔ)上高層次的分析、綜合與評(píng)價(jià)則需要明確概念之間的相互關(guān)系、綜合內(nèi)外信息而推導(dǎo)出相應(yīng)的規(guī)律[5]。很顯然，當(dāng)今信息時(shí)代，任何課程教學(xué)與測(cè)試的重點(diǎn)都不應(yīng)放在最低層次的認(rèn)知與記憶上，在生物化學(xué)的教學(xué)實(shí)踐中，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，比機(jī)械地掌握學(xué)科術(shù)語(yǔ)更為重要。

（三）延伸教學(xué)內(nèi)容

從提升人才培養(yǎng)的角度出發(fā)，僅僅傳授教科書上有限的內(nèi)容是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。在生物化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)在保留經(jīng)典理論的前提下，應(yīng)盡可能多的融入學(xué)科前沿的最新科研進(jìn)展。在這一方面戴維斯生物化學(xué)教學(xué)實(shí)踐也做得很有特色。具體表現(xiàn)在，首先，要求學(xué)生課后閱讀的一般都是近幾年來(lái)在相關(guān)領(lǐng)域具有較高影響力的文獻(xiàn)，很多最新的研究成果是教科書上經(jīng)典內(nèi)容的補(bǔ)充和進(jìn)一步延伸。這樣的學(xué)習(xí)過(guò)程有助于學(xué)生接觸到生命科學(xué)領(lǐng)域最新的研究進(jìn)展，形成比較完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)框架。其次，教師還會(huì)將自己目前正在開展的科研課題引入課堂討論，通過(guò)對(duì)自己工作的描述，讓學(xué)生了解課題設(shè)立的背景、目前的研究現(xiàn)狀、所應(yīng)用到的具體技術(shù)、以期解決的問(wèn)題等，以實(shí)際的例子生動(dòng)地說(shuō)明生物化學(xué)理論在實(shí)踐中的具體應(yīng)用。相比之下，國(guó)內(nèi)生物化學(xué)課堂的氛圍相對(duì)沉悶，引入更多的、學(xué)生有可能感興趣的研究熱點(diǎn)及其應(yīng)用，不僅可以延伸課堂知識(shí)，同時(shí)還能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)的效率。

三、應(yīng)用多元化的教學(xué)手段

在戴維斯的生物化學(xué)課堂上，充分體現(xiàn)了講授法、啟發(fā)法、討論歸納以及案例式教學(xué)等多種手段并用的多元化教學(xué)形式。

1. 針對(duì)重點(diǎn)采用講述法教學(xué)。和國(guó)內(nèi)生物化學(xué)課堂一樣，戴維斯的生物化學(xué)課堂采用的也是多媒體交互式教學(xué)方式。針對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的講授也是以講述法為主。不同的是，在戴維斯的生物化學(xué)課程教學(xué)實(shí)踐中充分利用了網(wǎng)絡(luò)信息量大、資源豐富的優(yōu)勢(shì)，將大量制作精美、生動(dòng)形象的圖片、動(dòng)畫和視頻納入教學(xué)活動(dòng)，直觀地展現(xiàn)抽象的知識(shí)，且這些教學(xué)輔助材料的應(yīng)用主要是針對(duì)課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在限定的教學(xué)時(shí)間內(nèi)大大地提高了教學(xué)質(zhì)量。在國(guó)內(nèi)的生物化學(xué)課堂中，圖文并茂的圖片使用得比較多，而具有動(dòng)態(tài)演示效果的視頻資源相對(duì)較少，收集和制作相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的視頻可以達(dá)到事半功倍的效果。

2. 大量應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué)。在戴維斯生物化學(xué)教學(xué)過(guò)程中大量應(yīng)用了啟發(fā)式教學(xué)方法。如從人乳糖不耐癥的原因，延伸到牛奶和酸奶對(duì)人體的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，繼而讓學(xué)生去思考酸奶與牛奶成分上的區(qū)別、酸奶制作工藝中所加入的不同細(xì)菌菌株的作用、酸奶的適用人群，酸奶發(fā)酵過(guò)程中維生素的產(chǎn)生等。在這樣的一個(gè)與日常生活密切聯(lián)系的實(shí)例中，讓學(xué)生主動(dòng)去分析蛋白質(zhì)的功能、蛋白質(zhì)的變性特點(diǎn)、蛋白質(zhì)的降解與吸收、維生素的來(lái)源及其對(duì)機(jī)體的作用等這些生化基本知識(shí)，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生思考的積極性。事實(shí)上生物化學(xué)是研究生命過(guò)程中所發(fā)生的化學(xué)變化的學(xué)科，如果以貼近生活的例子為切入點(diǎn)，把原本枯燥的知識(shí)變成一次生動(dòng)有趣的探索之旅，既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又有助于對(duì)知識(shí)點(diǎn)的透徹理解。這樣的教學(xué)方式非常值得在國(guó)內(nèi)生物化學(xué)的教學(xué)中去推廣和應(yīng)用。

3. 實(shí)時(shí)的討論與歸納。戴維斯生物化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中的討論形式多種多樣，既有課堂中進(jìn)行的分組討論，也有需要課后由學(xué)生獨(dú)立完成的小組討論。不過(guò)其最有特色的討論形式，是在課堂上針對(duì)某個(gè)測(cè)試題目，將選擇不同答案的學(xué)生分為相應(yīng)的組別，然后再由學(xué)生分別陳述自己的解題思路，這樣的討論方式無(wú)形中培養(yǎng)了學(xué)生辨析、歸納和總結(jié)的能力，也鍛煉了學(xué)生交流與表達(dá)的能力。而且和戴維斯課堂在線答題系統(tǒng)結(jié)合使用時(shí)非常具有趣味性，可以在大屏幕上實(shí)時(shí)顯示學(xué)生由于不斷調(diào)整答案導(dǎo)致的組別人數(shù)分布變化，能使學(xué)生主動(dòng)地去思考自己的答案是否正確，并意識(shí)到干擾選項(xiàng)之所以局限偏頗的原因。相比之下，國(guó)內(nèi)生物化學(xué)課堂中的討論往往還是以教師引導(dǎo)為主，最終由教師進(jìn)行解答和點(diǎn)評(píng)。如果能針對(duì)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握情況，在學(xué)生之間通過(guò)自主的討論甚至辯論得出正確的答案，很顯然更有助于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

4. 穿插案例式教學(xué)。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，吸引學(xué)生積極思考，活躍課堂氣氛，戴維斯生物化學(xué)教學(xué)中還經(jīng)常將授課內(nèi)容及要點(diǎn)和某些廣為人知的電影或者電視中的片段進(jìn)行有機(jī)地整合。比如在一個(gè)犯罪現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查中，針對(duì)常見的親子鑒定這一刑偵技術(shù)，讓學(xué)生去關(guān)注視頻中的一些基本環(huán)節(jié)，包括生物樣本的采集、基因組DNA的提取、PCR技術(shù)的原理、PCR產(chǎn)物的序列測(cè)定、所使用的儀器等等，生動(dòng)地展現(xiàn)出來(lái)，由此再延伸到樣品污染的后果、親子鑒定結(jié)果的可靠性、序列測(cè)定方法以及儀器的發(fā)展等等，使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)比較牢固地掌握了原本抽象且枯燥的核酸提取、DNA體外擴(kuò)增與測(cè)序等內(nèi)容。這樣的教學(xué)方式也非常值得在國(guó)內(nèi)的生物化學(xué)課堂中加以應(yīng)用。

四、應(yīng)用其他教學(xué)輔助形式

戴維斯其他的教學(xué)輔助形式也值得國(guó)內(nèi)借鑒。例如所有課程的課堂錄音、錄像和課堂筆記，在上完課后的第一時(shí)間都會(huì)上傳到教學(xué)平臺(tái)，這使得沒(méi)有參加課堂學(xué)習(xí)以及需要課后復(fù)習(xí)的學(xué)生，能夠獲得有關(guān)課堂教學(xué)的第一手資料、及時(shí)地跟上進(jìn)度。在國(guó)內(nèi)，通常只上傳上課用的課件，沒(méi)有課堂錄像或錄音，如果能學(xué)習(xí)戴維斯的這種模式，使學(xué)生根據(jù)需要隨時(shí)重現(xiàn)課堂內(nèi)容，對(duì)其鞏固復(fù)習(xí)無(wú)疑是很有好處的。另外，戴維斯每門課程根據(jù)選課人數(shù)的多少，都配備有若干名教輔人員，以生物化學(xué)課程為例，選課學(xué)生約400名，一共有4名教輔人員協(xié)助教師管理教學(xué)平臺(tái)、負(fù)責(zé)答疑、批改作業(yè)、總結(jié)復(fù)習(xí)。這樣一方面可以推動(dòng)課后討論復(fù)習(xí)等活動(dòng)的開展、提高生物化學(xué)的教學(xué)效果，另一方面也給研究生以鍛煉的機(jī)會(huì)，達(dá)到雙贏的效果。

五、結(jié)束語(yǔ)

生物化學(xué)是生命科學(xué)領(lǐng)域的一門基礎(chǔ)學(xué)科，掌握和理解生物化學(xué)課程的內(nèi)容是學(xué)習(xí)其他生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)I(yè)課程的基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)很多大學(xué)都有生物化學(xué)精品課程、慕課、微課等多種平臺(tái)和資源，在此基礎(chǔ)上，從改進(jìn)教學(xué)評(píng)估方式、完善知識(shí)結(jié)構(gòu)、采用多元化教學(xué)手段等角度，綜合提升生物化學(xué)的課堂教學(xué)效果，有助于提高教學(xué)效率和學(xué)習(xí)效率，為培養(yǎng)具有綜合素養(yǎng)的科研人才奠定基礎(chǔ)。

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