“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下“生物化學(xué)”的教學(xué)改革研究

詹亦貝，黃衛(wèi)東，盧小菊，曹 芳

(湖北理工學(xué)院 化學(xué)與化工學(xué)院，湖北 黃石 435003)

0 引言

2015年3月5日，李克強(qiáng)總理在第十二屆全國(guó)人民代表大會(huì)第三次會(huì)議上的政府工作報(bào)告中首次提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃。自此，全國(guó)掀起了“互聯(lián)網(wǎng)+”的行動(dòng)熱潮，各行各業(yè)紛紛打破常規(guī)，引入“互聯(lián)網(wǎng)+”思想，以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新[1]?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+教育”是指利用信息通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)思維，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)教育的交匯融合，以創(chuàng)造和發(fā)展教育新生態(tài)，促進(jìn)高校教育觀念的更新、教育教學(xué)環(huán)境的重構(gòu)、教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變和教學(xué)效率的提高?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+教育”的本質(zhì)是知識(shí)的碎片化與重構(gòu)化，應(yīng)采用包容性思維，利用互聯(lián)網(wǎng)對(duì)知識(shí)進(jìn)行碎片化學(xué)習(xí)，然后對(duì)知識(shí)重構(gòu)復(fù)原，實(shí)現(xiàn)“零存整取”[2]。

生物化學(xué)作為一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科，從分子水平上揭示了生物大分子在生物體內(nèi)的代謝規(guī)律及其與復(fù)雜生命現(xiàn)象之間聯(lián)系，在醫(yī)療、食品加工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、制藥、環(huán)境治理、新能源、化工清潔生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[3]。目前，“生物化學(xué)”不僅是高等院校生命科學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，也逐漸成為工科類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的重要課程之一[4]。該課程內(nèi)容繁多、知識(shí)點(diǎn)零散、概念抽象且教學(xué)學(xué)時(shí)有限，使得學(xué)生對(duì)其缺乏學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致最終的學(xué)習(xí)效果不理想。當(dāng)前用手機(jī)上網(wǎng)已成為多數(shù)學(xué)生日常生活的一部分，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)能更大限度地傳播知識(shí)，方便學(xué)生隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)。因此，在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，對(duì)“生物化學(xué)”課程進(jìn)行教學(xué)改革勢(shì)在必行，以適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下教學(xué)的新特點(diǎn)，滿(mǎn)足對(duì)學(xué)生個(gè)性化培養(yǎng)的需求[5]。

本文正是在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下探討“生物化學(xué)”課程的教學(xué)改革，分析近年來(lái)湖北理工學(xué)院“生物化學(xué)”課程在教學(xué)改革思路、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、考核方式等方面的改革措施，為新形勢(shì)下的高校“生物化學(xué)”教學(xué)提供新方法和新思路。

1 教學(xué)改革思路

教學(xué)改革思路體現(xiàn)為4個(gè)轉(zhuǎn)變，即以課堂為主向課內(nèi)外結(jié)合轉(zhuǎn)變、以教為主向以學(xué)為主轉(zhuǎn)變、以結(jié)果評(píng)價(jià)為主向過(guò)程與結(jié)果結(jié)合轉(zhuǎn)變、以禁止使用為主向引導(dǎo)使用轉(zhuǎn)變[6]。

1.1 以課堂為主向課內(nèi)外結(jié)合轉(zhuǎn)變

大學(xué)學(xué)習(xí)和初高中學(xué)習(xí)的區(qū)別在于前者更加注重學(xué)生的自學(xué)能力。傳統(tǒng)授課方式主要為老師主講，學(xué)生被動(dòng)接受，學(xué)習(xí)效果差，且傳統(tǒng)課堂時(shí)間有限，需要學(xué)生利用課余時(shí)間進(jìn)行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。若引導(dǎo)學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)資源(如中國(guó)大學(xué)MOOC、微課、遠(yuǎn)程教育等)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，則可以讓他們利用碎片化時(shí)間來(lái)充實(shí)自己。

1.2 以教為主向以學(xué)為主轉(zhuǎn)變

很大一部分教師還在采用“滿(mǎn)堂灌”“填鴨式”的教學(xué)方法，過(guò)于強(qiáng)調(diào)教師的主導(dǎo)作用，忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，使得絕大多數(shù)學(xué)生對(duì)教師的教學(xué)內(nèi)容提不起興趣。因此，要以學(xué)生為主體，增強(qiáng)師生互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，從傳統(tǒng)的單向傳遞變?yōu)殡p向溝通，培養(yǎng)學(xué)生的自我學(xué)習(xí)思考能力[7]。在課堂上以學(xué)生為中心，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)地參與到課堂活動(dòng)中，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、團(tuán)結(jié)協(xié)作、提出問(wèn)題并解決問(wèn)題的能力。

1.3 以結(jié)果評(píng)價(jià)為主向過(guò)程與結(jié)果結(jié)合轉(zhuǎn)變

“生物化學(xué)”課程評(píng)價(jià)通常以期末的閉卷考試為主。這一方式過(guò)于強(qiáng)調(diào)學(xué)生的卷面分?jǐn)?shù)，忽略了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià)。因此，應(yīng)提高平時(shí)成績(jī)比重，降低期末筆試比重，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用生物化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)追蹤專(zhuān)業(yè)前沿的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，實(shí)現(xiàn)以結(jié)果評(píng)價(jià)為主向過(guò)程與結(jié)果相結(jié)合轉(zhuǎn)變[6]。

1.4 以禁止使用為主向引導(dǎo)使用轉(zhuǎn)變

為應(yīng)對(duì)本科生喜歡在課堂上看手機(jī)而影響上課效果這一問(wèn)題，學(xué)校采取了上課前手機(jī)上墻的措施，但效果不好，部分學(xué)生有抵觸心理，不會(huì)自覺(jué)交手機(jī)，還有學(xué)生反映手機(jī)上墻后下課容易忘記，導(dǎo)致手機(jī)丟失。因此，禁止使用手機(jī)不是最佳選擇，需要教師引導(dǎo)學(xué)生正確合理地使用手機(jī)。

2 教學(xué)改革措施

2.1 教學(xué)方法改革

2.1.1利用雨課堂輔助教學(xué)

在“生物化學(xué)”課程教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)用雨課堂進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂模式教學(xué)。課前，以問(wèn)題的形式將需要預(yù)習(xí)的內(nèi)容或與課程相關(guān)的前沿科研資料推送至雨課堂供學(xué)生思考預(yù)習(xí)，或者在智慧樹(shù)上創(chuàng)建班級(jí)課前發(fā)布任務(wù)。課堂上，打破傳統(tǒng)上課方式，采用雨課堂掃碼進(jìn)入課堂。學(xué)生直接簽到，無(wú)需考勤，老師可隨機(jī)點(diǎn)名讓學(xué)生回答問(wèn)題，還可以讓學(xué)生分組討論話題，無(wú)法理解的PPT頁(yè)面，學(xué)生端可標(biāo)記，教師端可直接查看反饋并在課堂上重點(diǎn)講解。此外，師生還可以通過(guò)雨課堂“彈幕交流”功能隨時(shí)互動(dòng)，學(xué)生偶爾的“彈幕”讓課堂氛圍更加融洽，學(xué)生上課積極性更高。課后，將教師上課的課件推送給學(xué)生，方便學(xué)生復(fù)習(xí)，及時(shí)查缺補(bǔ)漏，還可以通過(guò)智慧樹(shù)發(fā)布課后作業(yè)，學(xué)生通過(guò)手機(jī)端到APP查看作業(yè)，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)提交作業(yè)。

2.1.2線上線下混合教學(xué)

利用“互聯(lián)網(wǎng)+”，教師可以將課堂上的內(nèi)容與互聯(lián)網(wǎng)線上資源結(jié)合。例如，蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)、核酸的高級(jí)結(jié)構(gòu)、糖代謝途徑等知識(shí)點(diǎn)要求學(xué)生具有很好的空間想象能力，要求學(xué)生能夠?qū)ι锎蠓肿拥慕Y(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建。這對(duì)一部分學(xué)生來(lái)說(shuō)比較困難，但是借助網(wǎng)上MOOC視頻和flash動(dòng)畫(huà)等多媒體技術(shù)，可以變?cè)瓉?lái)的靜態(tài)為動(dòng)態(tài)、抽象為形象，全方位、多視角、多層次地對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行演示，使教學(xué)內(nèi)容更加直觀、生動(dòng)、形象，學(xué)生理解起來(lái)也比較容易。

2.2 教學(xué)內(nèi)容改革

“生物化學(xué)”的教學(xué)應(yīng)跟上互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的節(jié)奏，推出一些學(xué)生喜歡的新學(xué)習(xí)渠道，適時(shí)推出公眾號(hào)，將有關(guān)“生物化學(xué)”的一些諾貝爾獎(jiǎng)得主故事、學(xué)科前沿知識(shí)、生活中的生物化學(xué)、生物化學(xué)競(jìng)賽和相關(guān)的科技會(huì)議等放在公眾號(hào)里，使學(xué)生在課外也能實(shí)實(shí)在在地感受到“生物化學(xué)”課程的魅力，營(yíng)造良好的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)自主學(xué)習(xí)和探索知識(shí)的欲望。

在講述“緒論”部分時(shí)，除了書(shū)本知識(shí)以外，還補(bǔ)充了很多學(xué)生們感興趣的話題。比如，糖尿病分為Ⅰ 型糖尿病和Ⅱ 型糖尿病，提出糖尿病的一系列問(wèn)題讓學(xué)生課后利用互聯(lián)網(wǎng)查閱相關(guān)資料，使其學(xué)會(huì)更好地利用網(wǎng)絡(luò)資源自主學(xué)習(xí)。另外，在課前從網(wǎng)上下載哈佛大學(xué)科普教學(xué)視頻《The Inner Life of a Cell》。該視頻講述了細(xì)胞內(nèi)部的神奇生命活動(dòng)，歷屆同學(xué)們觀看后對(duì)生物化學(xué)的奇妙世界產(chǎn)生了濃厚的興趣，為后面各章節(jié)的學(xué)習(xí)起到了很好的鋪墊作用。在學(xué)習(xí)“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)”后，以拋磚引玉的方法拋出“生命為什么偏愛(ài)螺旋？”的問(wèn)題讓大家回顧之前所學(xué)的以螺旋結(jié)構(gòu)存在的生物大分子，通過(guò)分組討論總結(jié)淀粉的螺旋結(jié)構(gòu)、纖維素的螺旋結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)α-螺旋和DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)來(lái)思考這一問(wèn)題的答案，教師再以點(diǎn)評(píng)的方式使學(xué)生輕松并有效地掌握這一串知識(shí)點(diǎn)。課后教師將這些擴(kuò)充內(nèi)容更新在公眾號(hào)供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)鞏固。教學(xué)案例如圖1所示。

圖1 教學(xué)案例

2.3 考核方式改革

“生物化學(xué)”課程的傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法是以期末考試為主，考核中的知識(shí)性試卷測(cè)驗(yàn)對(duì)學(xué)習(xí)效果的檢測(cè)并不全面，學(xué)生常常會(huì)出現(xiàn)“臨時(shí)抱佛腳”的狀況。這一方式過(guò)于強(qiáng)調(diào)學(xué)生的卷面分?jǐn)?shù)，忽略了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià)。為有效調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，采用過(guò)程考核與結(jié)果評(píng)價(jià)相結(jié)合的考核方式，增大平時(shí)成績(jī)比例至40%，期末考試成績(jī)占60%。平時(shí)成績(jī)的詳細(xì)組成見(jiàn)表1。

表1 平時(shí)成績(jī)的詳細(xì)組成

通過(guò)雨課堂事先提出一些與授課內(nèi)容相關(guān)的問(wèn)題，在課堂上隨堂發(fā)布測(cè)試題讓學(xué)生作答，題量控制在2～3道小題目。這樣既不影響上課進(jìn)度，老師還可以當(dāng)場(chǎng)看到學(xué)生的作答結(jié)果：正確率高，表明學(xué)生能較好地掌握知識(shí)點(diǎn)；反之，該知識(shí)點(diǎn)仍需透徹講解。為保證教學(xué)不留死角，對(duì)少量學(xué)生還可以適當(dāng)預(yù)警，還可平時(shí)增設(shè)階段性測(cè)試環(huán)節(jié)，通過(guò)雨課堂發(fā)布試題，要求同學(xué)們?cè)谟邢薜臅r(shí)間內(nèi)完成測(cè)試題并提交，讓學(xué)生在學(xué)完一部分知識(shí)后檢驗(yàn)自己的掌握程度。隨堂測(cè)試數(shù)據(jù)分析如圖2所示。

圖2 隨堂測(cè)試數(shù)據(jù)分析

此外，平時(shí)作業(yè)多樣化。例如，學(xué)習(xí)“緒論”里“轉(zhuǎn)基因和DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)”等知識(shí)點(diǎn)時(shí)，給學(xué)生布置課后作業(yè)，利用互聯(lián)網(wǎng)觀看網(wǎng)易公開(kāi)課微視頻《如何看待轉(zhuǎn)基因食品》《我們是如何發(fā)現(xiàn)DNA的》，并要求學(xué)生寫(xiě)出觀后體會(huì)。為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)知識(shí)的掌握，要求學(xué)生翻譯由沃森和克里克1953年4月25日在Nature雜志發(fā)表的題為《Molecular Structure of Nucleic Acids：A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid》的論文，通過(guò)這個(gè)練習(xí)，不僅增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)該部分知識(shí)的掌握，而且還鍛煉了其科技文獻(xiàn)閱讀和翻譯能力。

3 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的工科專(zhuān)業(yè)的“生物化學(xué)”教學(xué)，在教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和考核方式等方面進(jìn)行了全面改革。通過(guò)雨課堂輔助教學(xué)手段，讓學(xué)生課前在平臺(tái)接收任務(wù)自主學(xué)習(xí)，課上教師答疑解惑并隨堂檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果，及時(shí)與學(xué)生溝通，了解課堂教學(xué)效果，并隨時(shí)調(diào)整課堂教學(xué)進(jìn)度。綜合教學(xué)評(píng)價(jià)表明，教學(xué)改革起到了較好的效果，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)“生物化學(xué)”的興趣，極大地改善了學(xué)習(xí)效果。但是，教學(xué)改革也給我們提出了新的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡(luò)碎片化信息五花八門(mén)，甚至有大量不正確的信息，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的專(zhuān)注度和學(xué)習(xí)深度，對(duì)學(xué)習(xí)者辨別真?zhèn)蔚哪芰μ岢隽司薮罂简?yàn)，需要教師提前做大量工作正確引導(dǎo)[1]。針對(duì)有些學(xué)生存在自主學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)、不善于提問(wèn)和溝通等問(wèn)題，需要教師運(yùn)用定時(shí)提醒、定時(shí)提示等手段來(lái)引導(dǎo)，盡可能讓所有學(xué)生都參與其中[8]。為培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型專(zhuān)門(mén)人才，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)，教師在教學(xué)過(guò)程中要不斷地創(chuàng)新教學(xué)方法，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，以學(xué)生學(xué)為中心，力求做到讓課堂活起來(lái)，學(xué)生動(dòng)起來(lái)。在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，只有不斷地在教學(xué)中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)“生物化學(xué)”的教學(xué)進(jìn)行深入地探索與改革，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，培養(yǎng)面向社會(huì)的復(fù)合型人才。