基于雨課堂的混合式教學(xué)在釀酒專業(yè)生物化學(xué)糖代謝中的應(yīng)用

鐘艷霞

關(guān)鍵詞：雨課堂;混合式教學(xué);生物化學(xué);糖代謝

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009 — 2234（2021）03 — 0159 — 03

生物化學(xué)起源于19世紀(jì)的歐洲，是生物學(xué)與化學(xué)交叉而產(chǎn)生的一個(gè)邊緣學(xué)科，它是利用化學(xué)、物理學(xué)和生物學(xué)等理論和方法來(lái)研究生物的交叉學(xué)科，因此它又稱為生命的化學(xué)。生物化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容包括三大塊，即：生物大分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（靜態(tài)生物化學(xué)）、物質(zhì)代謝與能量代謝（動(dòng)態(tài)生物化學(xué)）、遺傳信息傳遞與表達(dá)（機(jī)能生物化學(xué)）〔1〕。該門課程內(nèi)容龐雜、理論知識(shí)點(diǎn)繁多且瑣碎、代謝路徑錯(cuò)綜復(fù)雜、概念抽象難于記憶，學(xué)生普遍反映該門課程難學(xué)、難記、難通過(guò)，對(duì)該門課程的興趣和積極性缺乏，反而存在著畏難情緒，導(dǎo)致課堂互動(dòng)氛圍沉悶，教師教學(xué)難度提升，教學(xué)效果也大受影響〔2〕。

茅臺(tái)學(xué)院作為一所新成立的應(yīng)用技術(shù)型本科高校，主要以釀酒專業(yè)為特色，培育具有寬廣知識(shí)和多領(lǐng)域適應(yīng)能力的一流應(yīng)用型釀造工程技術(shù)人才，生物化學(xué)作為其中的學(xué)科平臺(tái)課，要為后續(xù)課程如微生物學(xué)、釀造酒工藝學(xué)等提供理論基礎(chǔ)。但其傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不再適應(yīng)形勢(shì)的發(fā)展，隨著2018年教育部發(fā)布《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》中指出，“促進(jìn)教育信息化從融合應(yīng)用向創(chuàng)新發(fā)展的高階演進(jìn)，信息技術(shù)和智能技術(shù)深度融入教育全過(guò)程，推動(dòng)改進(jìn)教學(xué)、優(yōu)化管理、提升績(jī)效”、“以人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)為基礎(chǔ)，依托各類智能設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)，積極開(kāi)展智慧教育創(chuàng)新研究和示范，推動(dòng)新技術(shù)支持下教育的模式變革和生態(tài)重構(gòu)”，在全國(guó)范圍內(nèi)興起了將信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的研究和實(shí)踐活動(dòng)〔3〕。

雨課堂是清華大學(xué)和學(xué)堂在線共同推出的新型智慧教學(xué)解決方案，是教育部在線教育研究中心的最新研究成果，推動(dòng)混合式教學(xué)，在課前預(yù)習(xí)、課堂互動(dòng)、課后復(fù)習(xí)三個(gè)環(huán)節(jié)均發(fā)揮作用，致力于快捷免費(fèi)的為所有教學(xué)過(guò)程提供數(shù)據(jù)化、智能化的信息支持〔4〕。該工具是一個(gè)巧妙地插入PowerPoint與微信的小插件，當(dāng)今時(shí)代的學(xué)生人人都有手機(jī)和微信，保障了該教學(xué)工具能普遍應(yīng)用的可行性。本文將以釀酒專業(yè)生物化學(xué)課程糖代謝部分教學(xué)內(nèi)容為例，探討基于雨課堂的混合式教學(xué)模式。

一、基于雨課堂的混合式教學(xué)模式在糖代謝教學(xué)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)理念

堅(jiān)持以學(xué)生為中心，堅(jiān)持教為學(xué)服務(wù)，在教學(xué)中積極滲透德育教育，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、敢于探究的科學(xué)精神、勇于改變的創(chuàng)新意識(shí)等核心素養(yǎng)和對(duì)國(guó)家和社會(huì)的高度認(rèn)同感、歸屬感、責(zé)任感和使命感。注重揭示生物體內(nèi)各物質(zhì)代謝的聯(lián)系和調(diào)節(jié)規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移、歸納、類比等多種思維能力和探索創(chuàng)新的科學(xué)精神。在糖代謝學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，融合先進(jìn)的慕課視頻等信息技術(shù)，通過(guò)設(shè)計(jì)不同的教學(xué)活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)交互式教與學(xué)的關(guān)系，加深學(xué)生對(duì)糖代謝不同途徑與其能量計(jì)算的認(rèn)識(shí)和理解，充分實(shí)現(xiàn)教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的教學(xué)理念。

（二）糖代謝教學(xué)內(nèi)容分析

《糖代謝》是釀酒工程專業(yè)、葡萄與葡萄酒工程專業(yè)生物化學(xué)教學(xué)中物質(zhì)代謝部分的第一課，非常重要。授課教材選擇張洪淵主編的《生物化學(xué)》第三版（化學(xué)工業(yè)出版社）?！短谴x》教學(xué)內(nèi)容選自第九章，共5個(gè)課時(shí)，包括糖代謝概述、糖的分解代謝（糖酵解途徑、三羧酸循環(huán)、己糖磷酸途徑）、糖的合成代謝（光合作用、糖原合成）。糖代謝途徑多、復(fù)雜交錯(cuò)，涉及的化學(xué)反應(yīng)和變化非常復(fù)雜。

（三）糖代謝學(xué)情分析

1.知識(shí)儲(chǔ)備：學(xué)生已經(jīng)通過(guò)對(duì)本學(xué)期教學(xué)的第二章糖化學(xué)的學(xué)習(xí)，對(duì)糖的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等內(nèi)容都有了深入的認(rèn)識(shí)，并通過(guò)對(duì)本學(xué)期教學(xué)第八章能量代謝與生物能的利用的學(xué)習(xí)，對(duì)能量的產(chǎn)生和ATP等概念有了初步的認(rèn)識(shí)和了解，因此在本部分內(nèi)容的教學(xué)中可以有意識(shí)地以學(xué)生既有知識(shí)為基礎(chǔ)，喚醒學(xué)生的知識(shí)記憶，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)的拓展和提高，引入代謝途徑的學(xué)習(xí)，幫助他們?nèi)嬲莆沾x途徑的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)要點(diǎn)。

2.能力水平：學(xué)生通過(guò)之前課程的學(xué)習(xí)已經(jīng)掌握了生物化學(xué)課程學(xué)習(xí)的基本方法和思想，具有一定生物學(xué)概念的理解和記憶能力，能夠較好地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，能夠通過(guò)教師的引導(dǎo)很快掌握一些基本方法和拓展理論。具有利用網(wǎng)絡(luò)資源和電子設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)的能力。

3.心里特征：熟悉傳統(tǒng)平面固態(tài)教學(xué)方式，希望接受不同于傳統(tǒng)媒介的教學(xué)模式，自主意識(shí)強(qiáng)，對(duì)信息化教學(xué)接受程度高，對(duì)手機(jī)獲取信息的依賴程度高，希望通過(guò)自主探究、互動(dòng)協(xié)作的方式完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

（四）糖代謝學(xué)習(xí)目標(biāo)分析

1.知識(shí)目標(biāo)：能夠了解糖的降解、吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)等基本知識(shí)，了解高血糖與糖尿病等生活常識(shí);能夠掌握糖的分解代謝途徑（糖酵解途徑、三羧酸循環(huán)、己糖磷酸途徑）的過(guò)程、反應(yīng)部位、關(guān)鍵酶、ATP生成、生理意義;能夠掌握糖原合成和糖異生的過(guò)程、反應(yīng)部位、關(guān)鍵酶和生理意義。

2.能力目標(biāo)：課前教師將教學(xué)材料發(fā)給學(xué)生，學(xué)生通過(guò)自主預(yù)習(xí)，能夠初步了解糖類分解和合成代謝途徑，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力;結(jié)合前期糖類化學(xué)的學(xué)習(xí)，教學(xué)過(guò)程中通過(guò)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的基本研究思路，通過(guò)逐步分析化學(xué)反應(yīng)和基團(tuán)，同時(shí)結(jié)合能量變化，最后完成對(duì)整條代謝途徑的分析，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的基本思維。同時(shí)通過(guò)學(xué)科融合思維，引導(dǎo)學(xué)生感受代謝途徑的學(xué)習(xí)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科知識(shí)相互遷移的能力。

3.素養(yǎng)、思政目標(biāo)：通過(guò)代謝途徑中反應(yīng)過(guò)程與能量變化的分析，引導(dǎo)學(xué)生觀察事物的相互聯(lián)系，促進(jìn)了學(xué)生形成尋找知識(shí)內(nèi)在聯(lián)系的思維;通過(guò)介紹Hans Krebs獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，幫助學(xué)生建立對(duì)物質(zhì)代謝研究的重要科學(xué)價(jià)值的判斷，培養(yǎng)學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)科學(xué)家們對(duì)物質(zhì)代謝研究做出的重要貢獻(xiàn)，同時(shí)促進(jìn)了學(xué)生社會(huì)責(zé)任感的養(yǎng)成。

（五）糖代謝教學(xué)重難點(diǎn)確立

1.教學(xué)重點(diǎn)：糖類代謝途徑（糖酵解、三羧酸循環(huán)、糖異生）的反應(yīng)過(guò)程、發(fā)生部位、關(guān)鍵酶、生理意義。

2.教學(xué)難點(diǎn)：糖酵解階段和糖的有氧氧化過(guò)程的能量計(jì)算，以及二者之間的區(qū)別和聯(lián)系。

二、基于雨課堂的混合式教學(xué)模式在糖代謝教學(xué)中的應(yīng)用過(guò)程

（一）課前預(yù)習(xí)

課前教師將預(yù)習(xí)任務(wù)單通過(guò)雨課堂發(fā)送給學(xué)生，學(xué)生可在手機(jī)微信中看到相應(yīng)通知，不會(huì)錯(cuò)過(guò)消息。在該學(xué)習(xí)任務(wù)單中，插入了5個(gè)慕課視頻片段，分別是：知識(shí)點(diǎn)1糖酵解、知識(shí)點(diǎn)2糖的有氧氧化、知識(shí)點(diǎn)3磷酸戊糖途徑、知識(shí)點(diǎn)4糖原合成與分解、知識(shí)點(diǎn)5糖異生。這幾段視頻的時(shí)間在4-10分鐘不等，學(xué)生可以利用碎片化的時(shí)間，隨時(shí)隨地點(diǎn)擊學(xué)習(xí)，也可以根據(jù)自身的情況反復(fù)觀看，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與個(gè)性化學(xué)習(xí)。在該學(xué)習(xí)任務(wù)單的最后，還設(shè)置了5個(gè)預(yù)習(xí)檢測(cè)題，分別針對(duì)的知識(shí)點(diǎn)有：?jiǎn)翁俏辙D(zhuǎn)運(yùn)、糖酵解概念、糖酵解發(fā)生定位、三羧酸循環(huán)發(fā)生定位及糖原合成發(fā)生定位。通過(guò)預(yù)習(xí)任務(wù)單，學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力增強(qiáng)，并對(duì)即將講授的內(nèi)容有了清晰的認(rèn)識(shí)，也確定了自身不理解的內(nèi)容是哪些，以便在課中重點(diǎn)關(guān)注，或者提問(wèn)或者與同學(xué)探討，讓學(xué)習(xí)有了更明確的方向。

（二）課堂互動(dòng)

首先，學(xué)生通過(guò)掃碼進(jìn)入課程簽到，節(jié)省了點(diǎn)名時(shí)間。課堂引入環(huán)節(jié)，通過(guò)一張“主食”的圖片，提問(wèn)學(xué)生為什么我們每天要吃飯，每天必吃的主食是什么成分，它進(jìn)入我們?nèi)梭w后會(huì)有哪些變化。這些問(wèn)題的提出方式，既可以是雨課堂的“彈幕”，也可以是“搶答”功能。這些新穎的提問(wèn)方式會(huì)讓學(xué)生有新奇的體驗(yàn)感覺(jué)，從而提升課堂氣氛。在學(xué)生熱烈的回答聲中，開(kāi)始第一節(jié)內(nèi)容的講解，淀粉進(jìn)入人體的消化吸收過(guò)程，此時(shí)學(xué)生求知欲強(qiáng)烈，可以繼續(xù)展示一張“釀酒高粱到蒸餾出酒”的圖片，提問(wèn)學(xué)生高粱中的淀粉是如何變成白酒的，想要知道答案就要學(xué)習(xí)第二節(jié)的糖酵解內(nèi)容，從而引起學(xué)生對(duì)第二節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣。

第二節(jié)糖的分解代謝，糖酵解將是學(xué)生接觸到的第一條代謝途徑，可結(jié)合有機(jī)化學(xué)的結(jié)構(gòu)和基團(tuán)反應(yīng)，來(lái)分析代謝途徑中各步反應(yīng)之間的連續(xù)性，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)第1、3、10步限速反應(yīng)及其限速酶，第7、10步兩步磷酸化步驟，最后結(jié)合前面第八章的知識(shí)分析NADH和丙酮酸的命運(yùn)，從而引出酒精發(fā)酵，回答前面提出的微生物發(fā)酵產(chǎn)酒的問(wèn)題，這是釀酒工程專業(yè)學(xué)生必須掌握的代謝機(jī)理，將枯燥的生化理論知識(shí)與白酒生產(chǎn)實(shí)際想聯(lián)系，會(huì)讓學(xué)生對(duì)自己所學(xué)知識(shí)產(chǎn)生信心和興趣，記憶也會(huì)更加深刻。第二條代謝途徑三羧酸循環(huán)，也叫Krebs循環(huán)，而從引出科學(xué)家Hans Krebs獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)家的重要貢獻(xiàn)，促進(jìn)社會(huì)責(zé)任感的形成。第二條代謝途徑的講解不在于各個(gè)化學(xué)反應(yīng)步驟，而在于總反應(yīng)過(guò)程的特點(diǎn)，即四次脫氫、二次脫羧、一次底物水平磷酸化。兩條代謝途徑的比較和聯(lián)系是要和學(xué)生一起去總結(jié)的，并且要著重分析整個(gè)有氧氧化過(guò)程的ATP生成情況。磷酸戊糖途徑是糖的分解代謝支路，只需強(qiáng)調(diào)其生理意義和發(fā)生部位，其代謝過(guò)程可弱化講解。

第三節(jié)糖的合成代謝，重點(diǎn)是糖異生途徑的講解，需要強(qiáng)調(diào)它并不是糖酵解途徑的簡(jiǎn)單“逆反應(yīng)”，存在一個(gè)丙酮酸羧化支路，與糖酵解的3個(gè)限速步驟相對(duì)應(yīng)，該途徑也有3個(gè)關(guān)鍵反應(yīng)。此途徑的生理意義也是學(xué)習(xí)的一個(gè)重點(diǎn)，對(duì)于維持血糖濃度的恒定非常重要。

此外，在整個(gè)章節(jié)的講解中，每完成一小節(jié)或者一段知識(shí)點(diǎn)，都設(shè)計(jì)有相應(yīng)的練習(xí)題，由于雨課堂平臺(tái)的存在，可以讓老師和學(xué)生實(shí)時(shí)查看到答題情況，有利于老師判斷學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握情況，從而有針對(duì)地做相應(yīng)的講解和分析，并及時(shí)對(duì)課程設(shè)計(jì)做出相應(yīng)調(diào)整。

（三）課后鞏固

生物化學(xué)這門課程需要理解和記憶的概念非常多，需要在平常的學(xué)習(xí)中逐步去消化理解，不能寄希望于期末的突擊，因此，每個(gè)章節(jié)完成后，通過(guò)雨課堂給學(xué)生發(fā)放課后任務(wù)單，包括多種題型，涵蓋眾多知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生在練習(xí)中鞏固。

總之，通過(guò)雨課堂線上線下混合式教學(xué)實(shí)踐方法的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式和學(xué)習(xí)模式，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、分析問(wèn)題能力和解決問(wèn)題能力。同時(shí)，這對(duì)教師也是一種全新的考驗(yàn)，需要專業(yè)課教師不斷學(xué)習(xí)新的技術(shù)、新的理念和新的工具，接受時(shí)代賦予教師的挑戰(zhàn)〔5〕。

〔參 考 文 獻(xiàn)〕

〔1〕張洪淵，萬(wàn)海清.生物化學(xué)〔M〕.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2018：1.

〔2〕武慧敏，鄭曉珂，趙樂(lè)，等.中藥學(xué)專業(yè)生物化學(xué)《糖代謝》教學(xué)設(shè)計(jì)案例〔J〕.中醫(yī)藥管理雜志，2017，（17）：37-39.

〔3〕中華人民共和國(guó)教育部.教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃.2018-4-18〔EB/OL〕.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_334188.html.

〔4〕楊菁，李寧，王順，等.基于雨課堂的混合式教學(xué)在留學(xué)生生物化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用〔J〕.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2019，（04）：312-314.

〔5〕李寧，王順，楊菁，等.基于雨課堂的混合式教學(xué)在生物化學(xué)脂代謝教學(xué)中的應(yīng)用〔J〕.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2018，（06）：491-493.

〔責(zé)任編輯：侯慶海〕