地方高校生物化學(xué)混合式一流課程建設(shè)探索與實(shí)踐

吳影 古紹彬 韓四海 伍家發(fā) 白周亞 王萍 李鑫玲 郭金英

2019年，教育部印發(fā)《關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實(shí)施意見》，提出要按照“兩性一度”的要求開展高質(zhì)量的本科生課程建設(shè)。其中，“兩性”是指“高階性”和“創(chuàng)新性”，“一度”是指“挑戰(zhàn)度”。具體來看，“高階性”是指要促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)教育的統(tǒng)一，培養(yǎng)學(xué)生具備高級(jí)思維能力，提升對(duì)復(fù)雜問題的解決能力；“創(chuàng)新性”是指要設(shè)計(jì)具有前沿性和時(shí)代性的教學(xué)內(nèi)容，借助具有先進(jìn)性和互動(dòng)性的教學(xué)形式，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性和個(gè)性化的學(xué)習(xí)；“挑戰(zhàn)度”是指安排的課程內(nèi)容要有一定難度，需要學(xué)生在課下安排較多的時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)和思考，提升自己的綜合素養(yǎng)。

生物化學(xué)是生物、醫(yī)學(xué)、食品、農(nóng)學(xué)等相關(guān)專業(yè)本科生的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，隨著科技不斷進(jìn)步，生物化學(xué)成為生命科學(xué)領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)學(xué)科，是最具影響力、探索性和生命力的熱點(diǎn)學(xué)科，也是引領(lǐng)生物學(xué)快速發(fā)展的前沿學(xué)科。如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)把知識(shí)傳授給學(xué)生、如何提高教學(xué)效果、如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣等，是生物化學(xué)課程教學(xué)面臨的難題。河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院的生物化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)根據(jù)《河南省教育廳關(guān)于實(shí)施河南省一流本科課程建設(shè)計(jì)劃的通知》（豫教高〔2019〕166號(hào)）文件要求，以生物化學(xué)精品在線開放課程為依托，按照高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度的一流課程標(biāo)準(zhǔn)開展了課程建設(shè)和智慧教學(xué)。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，生物化學(xué)混合式一流課程激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的課堂參與度，提升了他們的思維能力、自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力、運(yùn)用專業(yè)知識(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力，取得了較好的教學(xué)效果。

一、明確課程建設(shè)目標(biāo)

教學(xué)團(tuán)隊(duì)以培養(yǎng)高素質(zhì)的生物工程專業(yè)人才為宗旨，堅(jiān)持“掌握重點(diǎn)，化解難點(diǎn)，追蹤前沿，學(xué)以致用”的教學(xué)理念，探索適合中國(guó)國(guó)情的高等教育模式，實(shí)施多模式的課程體系，密切跟蹤生命科學(xué)的最新進(jìn)展，強(qiáng)調(diào)與后續(xù)課程和生產(chǎn)實(shí)踐的密切結(jié)合，實(shí)現(xiàn)“傳授專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)方法，提高工作能力”的教學(xué)目標(biāo)。在教學(xué)過程中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)借助線上教學(xué)平臺(tái)、在線教育資源與信息技術(shù)，應(yīng)用混合式教學(xué)模式，以學(xué)生為中心、以專業(yè)畢業(yè)要求為指導(dǎo)，充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)性造，讓他們?nèi)媪私?、重點(diǎn)掌握生物化學(xué)的基本理論知識(shí)和學(xué)科發(fā)展新內(nèi)容，為以后學(xué)習(xí)其它專業(yè)知識(shí)和科研實(shí)踐奠定基礎(chǔ)。

二、重塑課程內(nèi)容體系

很多學(xué)生覺得生物化學(xué)課程很難，缺乏學(xué)習(xí)的興趣，加之課時(shí)有限，大大影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效果。針對(duì)河南科技大學(xué)生物化學(xué)課程在教學(xué)實(shí)踐中存在的問題，教學(xué)團(tuán)隊(duì)始終堅(jiān)持以學(xué)生為中心，在課程建設(shè)中緊扣社會(huì)對(duì)生物工程類專業(yè)人才的需求，充分挖掘課程資源進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。比如，充分調(diào)研本課程面向的雙一流高校本科生授課情況，結(jié)合近年來生物化學(xué)/生命科學(xué)領(lǐng)域的新發(fā)展，整合優(yōu)化、精選更新教學(xué)內(nèi)容，注重內(nèi)容的前沿性和實(shí)用性；以生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能為核心，有機(jī)整合生物分子的結(jié)構(gòu)和功能、新陳代謝及調(diào)控兩大模塊知識(shí)體系，建立更科學(xué)的課程知識(shí)結(jié)構(gòu)（圖1）；將生產(chǎn)實(shí)踐中涉及的核酸、蛋白質(zhì)、酶、維生素等專業(yè)實(shí)際問題與教學(xué)內(nèi)容中的大分子結(jié)構(gòu)與功能緊密聯(lián)系，將糖、脂、氨基酸、核苷酸代謝及調(diào)控等內(nèi)容應(yīng)用到生活中常見的代謝疾病分析，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，為今后的專業(yè)課學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性奠定必要的基礎(chǔ)。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)課程知識(shí)體系進(jìn)行了設(shè)計(jì)與重構(gòu)，將所有章節(jié)內(nèi)容歸類為25個(gè)知識(shí)點(diǎn)，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容分為頂層、上層、中層和底層四個(gè)層面。頂層是生物化學(xué)研究?jī)?nèi)容中生物分子的基本功能，上層是生物分子發(fā)揮功能的基本途徑，中層是生物分子功能發(fā)揮的調(diào)節(jié)方式，底層是各途徑之間的相互聯(lián)系和自身生理狀態(tài)的適應(yīng)。

圖1：生物化學(xué)課程知識(shí)結(jié)構(gòu)

三、建設(shè)課程線上教學(xué)資源

基于網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)的空間理論，圍繞“以生為本”的教學(xué)理念，教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)了生物化學(xué)課程線上教學(xué)平臺(tái)，分為“生化預(yù)習(xí)天地”“教學(xué)之窗”“素材資源”“學(xué)科前沿”“生化案例”“科學(xué)家故事”“思政專欄”“互動(dòng)論壇”等模塊，涵蓋了上述25個(gè)知識(shí)點(diǎn)。在線上教學(xué)平臺(tái)中，教師上傳了授課視頻、動(dòng)畫、課件、習(xí)題庫(kù)、測(cè)驗(yàn)、分組討論、創(chuàng)新教育、學(xué)科前沿等教學(xué)資源，將抽象的內(nèi)容生動(dòng)化、具體化、形象化，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握。學(xué)生在課余時(shí)間可以不受時(shí)間、空間限制，利用線上教學(xué)平臺(tái)開展自主、自助學(xué)習(xí)，從而開拓學(xué)生的視野，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

四、開展課程教學(xué)設(shè)計(jì)和改革

生物化學(xué)混合式一流課程的具體教學(xué)過程主要分為課前預(yù)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)討論、課后練習(xí)提升三個(gè)環(huán)節(jié)。

課前，教師提前發(fā)布章節(jié)預(yù)習(xí)任務(wù)，提醒學(xué)生進(jìn)行線上課前預(yù)習(xí)，并完成相應(yīng)的測(cè)試題，教師根據(jù)學(xué)生的線上預(yù)習(xí)數(shù)據(jù)，在課堂或者線上開展課前答疑、主題式討論。比如，在學(xué)習(xí)“糖代謝”這章內(nèi)容前，授課教師通過學(xué)習(xí)通發(fā)布“糖尿病發(fā)病率及發(fā)病臨床表現(xiàn)”等相關(guān)學(xué)習(xí)資料，向?qū)W生布置“觀看央視的健康之路視頻《有氧運(yùn)動(dòng)可以改善糖代謝》”等任務(wù)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

課中，教師以知識(shí)點(diǎn)為單元，有機(jī)融合教師的講授、動(dòng)畫、視頻、案例等教學(xué)手段，期間穿插彈幕、問卷、答題等互動(dòng)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的教學(xué)參與度。比如，在學(xué)習(xí)“脂代謝”這章內(nèi)容時(shí)，教師提出關(guān)于“肥胖與科學(xué)減肥”的討論話題：只有消耗完人體內(nèi)的糖原，才會(huì)開始消耗脂肪嗎？如何又快又不反彈地甩掉脂肪？什么是最好的減肥運(yùn)動(dòng)？什么時(shí)間做運(yùn)動(dòng)減脂最好？脂肪肝的來歷？通過提問，教師可以清楚地了解學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握和理解情況。

課后，通過練習(xí)自測(cè)，復(fù)習(xí)和理解課堂中的重要知識(shí)點(diǎn)，并借助線上平臺(tái)開展互動(dòng)互助學(xué)習(xí)，即學(xué)生在線上對(duì)課堂上理解不透的內(nèi)容發(fā)起主題討論，學(xué)生之間可以相互給出自己的見解，教師進(jìn)行適時(shí)的解答和分析，幫助學(xué)生加深對(duì)知識(shí)的理解。

五、完善課程考核體系

目前，生物化學(xué)課程的考核方式存在以下問題：形成性考核占比較小，且形式單一；考核內(nèi)容重知識(shí)輕理解、重記憶輕能力；評(píng)價(jià)的方法不夠合理、體系不夠完善，不能全面評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出。針對(duì)這種情況，教學(xué)團(tuán)隊(duì)在教學(xué)過程中注重過程性考核，構(gòu)建了多層次的教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系（圖2），加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的監(jiān)控和考核，對(duì)學(xué)生的平時(shí)成績(jī)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。學(xué)生的總評(píng)成績(jī)中，線上成績(jī)（含任務(wù)點(diǎn)、課堂測(cè)驗(yàn)、章節(jié)測(cè)驗(yàn)、討論、文獻(xiàn)匯報(bào)交流）占比30%，期中考試的線上測(cè)驗(yàn)成績(jī)占比20%，期末考試成績(jī)占比50%。

圖2：生物化學(xué)混合式一流課程的考核體系

將多元考核方式應(yīng)用于生物化學(xué)課程后，通過小組討論、翻轉(zhuǎn)課堂、課外實(shí)踐、問卷調(diào)查等環(huán)節(jié)，能全方位考核學(xué)生的課外拓展學(xué)習(xí)能力、應(yīng)用創(chuàng)新能力、課程思政成效等，強(qiáng)化學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)過程的積累，促使對(duì)學(xué)生書本理論知識(shí)的考核轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)成效的培養(yǎng)。

六、課程教學(xué)應(yīng)用情況及效果

在生物化學(xué)課程的線上教學(xué)平臺(tái)，共上線教學(xué)相關(guān)視頻246個(gè)，覆蓋所有大綱知識(shí)點(diǎn)，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐、臨床案例相關(guān)知識(shí)，拓展學(xué)科前沿研究熱點(diǎn)。目前，在線測(cè)驗(yàn)和作業(yè)的習(xí)題總數(shù)為1236道，考試題庫(kù)總數(shù)為520道，非視頻資源為376個(gè)。在前三期運(yùn)行過程中，參與互動(dòng)討論的學(xué)生累計(jì)發(fā)帖4206人次，課程活動(dòng)數(shù)為105218個(gè)，發(fā)放測(cè)驗(yàn)和作業(yè)137次，共9218人參與。具體課程統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)參見表1。

在本校應(yīng)用三輪該教學(xué)模式后發(fā)現(xiàn)，資源豐富的線上課程平臺(tái)為學(xué)生提供了更多的復(fù)習(xí)途徑，有效提升了學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)和提升，得到了多數(shù)學(xué)生的高度評(píng)價(jià)。

七、課程教學(xué)總結(jié)與展望

課程團(tuán)隊(duì)在教學(xué)改革和課程建設(shè)實(shí)施過程中，逐漸形成了“一個(gè)中心、兩個(gè)基礎(chǔ)、三條主線”的全新教學(xué)模式，建立了“預(yù)習(xí)-講授-討論-演示-檢驗(yàn)”相結(jié)合的多元教學(xué)方法，構(gòu)建了多維度、全方位的教學(xué)評(píng)價(jià)體系，形成了過程評(píng)價(jià)和結(jié)果考核相結(jié)合的課程考核方式（圖3）。

圖3：生物化學(xué)混合式一流課程建設(shè)內(nèi)容

通過教師講授、學(xué)生匯報(bào)、課堂互動(dòng)、課堂討論、課堂測(cè)試、課后答疑等教學(xué)手段，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)線下教學(xué)“滿堂灌”和互動(dòng)性不足的缺點(diǎn)，拓展了生物化學(xué)課程的學(xué)習(xí)深度和廣度，能更好地發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，從而融匯貫通地掌握生物化學(xué)課程的相關(guān)知識(shí)及操作技能。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，生物化學(xué)混合式一流課程培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新科研思維能力，提高了獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，增強(qiáng)了再學(xué)習(xí)和掌握新知識(shí)、新理論、新技術(shù)的能力，多名學(xué)生積極融入科研項(xiàng)目和專業(yè)競(jìng)賽中，獲得國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目2項(xiàng)、省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目2項(xiàng)。此外，在教師的指導(dǎo)下，多名學(xué)生獲得全國(guó)大學(xué)生生命科學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)4項(xiàng)、三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，全國(guó)“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，河南省“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，河南省“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽銅獎(jiǎng)4項(xiàng)，培養(yǎng)了符合國(guó)家戰(zhàn)略需要、滿足產(chǎn)業(yè)需求的學(xué)術(shù)型、工程型、應(yīng)用型、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型綜合高素質(zhì)人才。

基金項(xiàng)目：河南科技大學(xué)教育教學(xué)改革與研究計(jì)劃項(xiàng)目：基于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的混合式教學(xué)模式探索和實(shí)踐——以《生物化學(xué)》課程為例（13140012）。

作者簡(jiǎn)介：吳影（1981-），女，副教授，博士，研究方向?yàn)橐嫔δ茉u(píng)價(jià)和功能食品開發(fā)。

*通信作者：古紹彬（1975-），男，教授，博士，研究方向?yàn)槟c道微生態(tài)與營(yíng)養(yǎng)健康、益生菌作用機(jī)制和產(chǎn)品開發(fā)等。