高校生物化学课堂教学改革思考：加州大学戴维斯分校访学之启迪

叶满红 陈云 杨生妹

摘 要：科技的进步和研究成果的积累使生物化学课程的内容从广度和深度都得到了极大的延伸。如何在有限的课时内保证生物化学的教学效果，成为生物化学课程教学的新挑战。文章将美国加州大学戴维斯分校生物化学课程实践与国内生物化学课程教学进行了比较，从考核形式、教学内容、手段及其他辅助形式等方面分别提出了提高生物化学教学效果的新思路，以期为今后国内生物化学教学的改革提供借鉴。

关键词：生物化学；考核形式；教学内容；教学手段；教学改革

中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：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

生物化学是从分子水平研究生物大分子的结构与功能、物质代谢与调节，以及遗传信息传递与调控规律的一门学科，是应用化学和分子生物学的基本理论和方法研究生命现象、探讨生命本质的科学[1]。作为生命科学领域的基础学科，生物化学的理论与技术和多个学科交叉渗透，是自然科学领域迅速发展的前沿学科。信息量大、知识点覆盖面广是这门学科的重要特点[2]。如何在有限的课时内传递这些大量的信息并保证教学效果，成为生物化学课程教学面临的新挑战。

本文从美国加州大学戴维斯分校生物化学课程教学实践出发，通过将国内外生物化学教学实践进行比较，针对国内生物化学教学的现状，从考核形式、教学内容、教学手段等方面阐述了提出了提高生物化学课堂教学效果的具体教学策略，以期为今后国内生物化学教学的改革提供借鉴。

一、考核方式应以形成性评价取代传统的总结性评价

广义上形成性评价泛指教师与学生从事的、一切旨在获得信息并诊断性利用信息以改进教学的活动，即将评估嵌入于教学，在教学过程中即时、动态、多次对学生实施的评价，使其成为教学过程的一个重要组成部分[3]。与传统的总结性评价相比，形成性评价要求教师在开展教学活动的过程中，对学生学习过程中的表现、取得的阶段性成绩、学生在理解方面的强项与不足，以及所反映出的情感、态度和策略等信息分别进行收集，并做出相应的评价，以便及时发现教学活动中存在的问题并加以改进，从而调整教学计划提高教学效果。加州大学戴维斯分校（简称戴维斯）生物化学教学实践中就充分利用了形成性评价过程中得到的反馈，及时了解学生对知识的掌握状况，从而使教学计划有的放矢。

（一）课堂在线答题系统的应用

在国内的生物化学教学中，仍然主要采用问答记录的方式来统计课堂平时成绩，由于不能同时反映所有学生的测试表现，测试结果具有一定的偶然性。在戴维斯每节生物化学课程的教学活动中，都会穿插有若干个测试题，针对讲述的内容进行测试，学生需要在限定的时间内，在线提交自己的答案，这些课堂测试的结果最终构成了学生的课堂平时成绩。这样的集体在线做答方式，有别于国内课堂上僅仅个别学生参与的随机问答，其优点是多方面的。首先，对教师而言，由于全部学生都参与了答题的环节，因而测试结果能在第一时间反映出学生整体对课堂所授知识的理解与掌握情况。其次，对于学生而言，学生之间通过交流与讨论得出正确的答案，使学生获得了充分的成就感和自信心，并在一定程度上也培养了合作精神。更值得一提的是，戴维斯的课堂在线答题系统，能够对整个学生群体做答的正确比例以及错误分布进行实时统计，教师可以人工延长提交答案的时间，通过及时的启发与诱导，让学生有机会重新思考最终得出正确结果，然后再重新提交答案，这种通过辨析、讨论得到正确答案的自主学习过程极大地调动了学生的积极性，也使整个课堂气氛热烈且充满了活力。

（二）其他多元化的成绩评价体系的应用

除了课堂测试的平时成绩，戴维斯还有其他多种成绩评价方式（如期中考试、期末考试，小组讨论、文献阅读等）分别以不同的权重纳入学生的成绩评价体系。其中，小组讨论和文献阅读这两个教学过程的顺利实施都要求学生在课后投入一定的时间进行主动地学习，通过查阅文献和参考资料，对相关知识进行归纳，然后再返回到课堂进行提炼和总结。事实上，在国内生物化学的教学实践中，分组讨论和文献阅读这两种方式也有不同程度的应用。然而，由于学生自主学习能力有限，很难达到预期的效果。这从另一个层面也要求在国内生物化学的教学活动中必须要改变传统的、以考试成绩作为唯一评估指标的总结性评价方式，而更需注重培养学生的自主学习能力，教师的教学理念也必须相应地从传授经典的知识转向培养具有分析、归纳、总结及表达能力等综合素质的人才[4]。

二、教学内容应以完善知识结构为重点

（一）合理地整合教学内容

生物化学课程的内容知识覆盖面广、专业知识交叉点繁多，如何对大量的知识进行有效地整合，成为提高课堂授课效率的关键。戴维斯的生物化学课程教学内容设置与教科书的章节体系并不完全一致，在其教学环节中充分体现了多个知识点的整合与延伸。以血红蛋白为例，从其结构组成与基本功能，到血红蛋白携氧能力的变化规律、肌肉剧烈运动时的波尔效应，延伸到镰刀型贫血症的分子机理及其患者对疟疾的抵抗力、运动员的高海拔训练，以及胎儿如何从母体血液获得氧气等多个方面，分别对不同生理条件下血红蛋白的氧饱和度曲线的变化进行了详尽的讲述，涉及到了蛋白质的一级结构与空间结构、蛋白质结构与功能的关系、亚基的协同效应、分子病的遗传机理等多个知识点，将原本分散在不同章节中的内容通过一个共同的联系点进行了有机整合，不仅强化了学生的理解与记忆，而且还有助于学生就某个知识点形成了一个较为完善的知识结构。在国内生物化学的教学过程中，往往严格按照教科书的内容编排进行授课，导致学生掌握的知识绝大部分处于零散的状态，无法形成一个网络结构。因此，适时地脱离依据整个学科的知识结构层次而严谨划分的章节，围绕某一主题将相关知识进行富集，有助于同时提高教师授课效率和学生的学习效率。

（二）合理地取舍教学内容

在教学内容的取舍上，戴维斯生物化学课堂教学实践尤为值得借鉴。一方面在其教学过程中尽可能多地保留了生物化学的经典理论，另一方面，对于很多依赖于记忆力的内容则选择了略讲、甚至不讲。例如，很多关于生物化学定义、概念的测试，在国内通常是以名词解释的形式进行考核，而在戴维斯往往是从辨析的角度去测试学生对这个概念的理解是否有偏颇，测试的题型也以多项选择题居多，由此有效地避免了没有理解的机械记忆，而考核的重点则更注重学生深层次的理解与辨析能力。根据美国教育心理学家布鲁姆对教育目标体系划分的理论，认知并记忆具体或抽象的知识在认知领域中属于最基本的层次，在此基础上高层次的分析、综合与评价则需要明确概念之间的相互关系、综合内外信息而推导出相应的规律[5]。很显然，当今信息时代，任何课程教学与测试的重点都不应放在最低层次的认知与记忆上，在生物化学的教学实践中，培养学生独立思考的能力和终身学习的意识，比机械地掌握学科术语更为重要。

（三）延伸教学内容

从提升人才培养的角度出发，仅仅传授教科书上有限的内容是远远不够的。在生物化学教学实践中应在保留经典理论的前提下，应尽可能多的融入学科前沿的最新科研进展。在这一方面戴维斯生物化学教学实践也做得很有特色。具体表现在，首先，要求学生课后阅读的一般都是近几年来在相关领域具有较高影响力的文献，很多最新的研究成果是教科书上经典内容的补充和进一步延伸。这样的学习过程有助于学生接触到生命科学领域最新的研究进展，形成比较完整的知识结构框架。其次，教师还会将自己目前正在开展的科研课题引入课堂讨论，通过对自己工作的描述，让学生了解课题设立的背景、目前的研究现状、所应用到的具体技术、以期解决的问题等，以实际的例子生动地说明生物化学理论在实践中的具体应用。相比之下，国内生物化学课堂的氛围相对沉闷，引入更多的、学生有可能感兴趣的研究热点及其应用，不仅可以延伸课堂知识，同时还能够激发学生的学习积极性，提高教学的效率。

三、应用多元化的教学手段

在戴维斯的生物化學课堂上，充分体现了讲授法、启发法、讨论归纳以及案例式教学等多种手段并用的多元化教学形式。

1. 针对重点采用讲述法教学。和国内生物化学课堂一样，戴维斯的生物化学课堂采用的也是多媒体交互式教学方式。针对基础知识的讲授也是以讲述法为主。不同的是，在戴维斯的生物化学课程教学实践中充分利用了网络信息量大、资源丰富的优势，将大量制作精美、生动形象的图片、动画和视频纳入教学活动，直观地展现抽象的知识，且这些教学辅助材料的应用主要是针对课程的重点和难点，在限定的教学时间内大大地提高了教学质量。在国内的生物化学课堂中，图文并茂的图片使用得比较多，而具有动态演示效果的视频资源相对较少，收集和制作相关知识点的视频可以达到事半功倍的效果。

2. 大量应用启发式教学。在戴维斯生物化学教学过程中大量应用了启发式教学方法。如从人乳糖不耐症的原因，延伸到牛奶和酸奶对人体的营养价值，继而让学生去思考酸奶与牛奶成分上的区别、酸奶制作工艺中所加入的不同细菌菌株的作用、酸奶的适用人群，酸奶发酵过程中维生素的产生等。在这样的一个与日常生活密切联系的实例中，让学生主动去分析蛋白质的功能、蛋白质的变性特点、蛋白质的降解与吸收、维生素的来源及其对机体的作用等这些生化基本知识，极大地调动了学生思考的积极性。事实上生物化学是研究生命过程中所发生的化学变化的学科，如果以贴近生活的例子为切入点，把原本枯燥的知识变成一次生动有趣的探索之旅，既能提高学生的学习兴趣，又有助于对知识点的透彻理解。这样的教学方式非常值得在国内生物化学的教学中去推广和应用。

3. 实时的讨论与归纳。戴维斯生物化学教学实践中的讨论形式多种多样，既有课堂中进行的分组讨论，也有需要课后由学生独立完成的小组讨论。不过其最有特色的讨论形式，是在课堂上针对某个测试题目，将选择不同答案的学生分为相应的组别，然后再由学生分别陈述自己的解题思路，这样的讨论方式无形中培养了学生辨析、归纳和总结的能力，也锻炼了学生交流与表达的能力。而且和戴维斯课堂在线答题系统结合使用时非常具有趣味性，可以在大屏幕上实时显示学生由于不断调整答案导致的组别人数分布变化，能使学生主动地去思考自己的答案是否正确，并意识到干扰选项之所以局限偏颇的原因。相比之下，国内生物化学课堂中的讨论往往还是以教师引导为主，最终由教师进行解答和点评。如果能针对学生对知识点的理解和掌握情况，在学生之间通过自主的讨论甚至辩论得出正确的答案，很显然更有助于学生综合素质的提高。

4. 穿插案例式教学。为了提高学生的学习兴趣，吸引学生积极思考，活跃课堂气氛，戴维斯生物化学教学中还经常将授课内容及要点和某些广为人知的电影或者电视中的片段进行有机地整合。比如在一个犯罪现场调查中，针对常见的亲子鉴定这一刑侦技术，让学生去关注视频中的一些基本环节，包括生物样本的采集、基因组DNA的提取、PCR技术的原理、PCR产物的序列测定、所使用的仪器等等，生动地展现出来，由此再延伸到样品污染的后果、亲子鉴定结果的可靠性、序列测定方法以及仪器的发展等等，使学生在较短的时间内比较牢固地掌握了原本抽象且枯燥的核酸提取、DNA体外扩增与测序等内容。这样的教学方式也非常值得在国内的生物化学课堂中加以应用。

四、应用其他教学辅助形式

戴维斯其他的教学辅助形式也值得国内借鉴。例如所有课程的课堂录音、录像和课堂笔记，在上完课后的第一时间都会上传到教学平台，这使得没有参加课堂学习以及需要课后复习的学生，能够获得有关课堂教学的第一手资料、及时地跟上进度。在国内，通常只上传上课用的课件，没有课堂录像或录音，如果能学习戴维斯的这种模式，使学生根据需要随时重现课堂内容，对其巩固复习无疑是很有好处的。另外，戴维斯每门课程根据选课人数的多少，都配备有若干名教辅人员，以生物化学课程为例，选课学生约400名，一共有4名教辅人员协助教师管理教学平台、负责答疑、批改作业、总结复习。这样一方面可以推动课后讨论复习等活动的开展、提高生物化学的教学效果，另一方面也给研究生以锻炼的机会，达到双赢的效果。

五、结束语

生物化学是生命科学领域的一门基础学科，掌握和理解生物化学课程的内容是学习其他生命科学领域专业课程的基础。国内很多大学都有生物化学精品课程、慕课、微课等多种平台和资源，在此基础上，从改进教学评估方式、完善知识结构、采用多元化教学手段等角度，综合提升生物化学的课堂教学效果，有助于提高教学效率和学习效率，为培养具有综合素养的科研人才奠定基础。

参考文献：

[1]邵颖，陈宏伟，曹泽虹，等.“微课”与“翻转课堂”在生物化学教学中的应用初探[J].教育教学论坛，2016，39：200-202.

[2]王艳君，陈盛.生物化学教学改革的实践探索[J].生物学杂志，2012，29（5）：100-103.

[3]赵德成.教学中的形成性评价：是什么及如何推进[J].教育科学研究，2013，3：47-51.

[4]瞿振元.素质教育：当代中国教育改革发展的战略主题[J].中国高教研究，2015，5：1-6.

[5]李貴生.布鲁姆认知理论在遗传学教学中的应用[J].教育教学论坛，2016，33：140-141.