大数据时代下的大学生物化学课程教学改革探析

张建庭 马静瑶

摘 要：随着互联网的不断发展，大数据在人们经济社会生活中占据了重要地位。受到信息科技发展的冲击，高校传统的教学方式已经不适应快速发展的需求，教学改革迫在眉睫。本文以生物化学课程为例，阐述了其在大数据背景下课程改革的必要性以及相应的策略。

关键词：大学教育;生物化学;大数据;教学改革

生物化学（biochemistry）是研究生物体内各种化学进程的一门学科，主要研究生物大分子相关的结构与功能、物质代谢与调节以及遗传信息传递的分子基础与调控规律[1]。生物化学与有机化学、生理学、物理化学和分析化学等学科联系密切。它在19世纪末20世纪初成为一门独立的学科，是生物学中发展最快的一门前沿科学。生物化学是大学课程中一门至关重要的基础课程，其相关知识是细胞生物学、遗传学、微生物学等学科的基础。

随着现代通信和互联网技术的不断发展，数据成为一种越来越重要的资源，被应用于各行各业。在互联网+和信息行业的蓬勃发展之下，大数据成为云计算和物联网之后信息行业的又一次巨大变革。大数据是指那些远超出传统数据尺度的海量数据，具有规模性、多样性、实时性和价值性等特点[2]。在大数据进行交换、整合和分析的过程中，新的规律将会被发现。很多工作的开展以大数据为依据和指导，帮助人们解决一些复杂问题。通信和互联网技术的不断发展给大学高等教育的传统授课方式带来巨大冲击，使得高校的课程改革迫在眉睫。2018年，教育部提出积极推进“互联网+教育”，各种教学改革在大数据的背景下开始兴起，特别是教学形式和教学方法的改革[3]。

1 生化课程现状以及存在的问题

1.1 课程内容较多且难度较大

生物化学主要研究生物体内分子的结构和功能，物质代谢与调节，以及分子生物学。生物化学在内容上较为复杂抽象，与其他学科交叉范围较广，学生学习较为困难[4]。生物化学中包含许多生理学的相关知识，这就要求学生拥有一定的生理学基础。同时，具有一定的有机和无机化学的基础知识使得学生在学习生物化学更容易理解其中的一些内容。比如在学习氨基酸的相关内容时，部分学生的有机化学基础较差，对于氨基酸的化学式以及构型不熟悉，进而无法理解氨基酸的所涉及的相关代谢过程。此外，生物化学的各个章节前后联系密切，学生在学习的过程中需要不断复习，结合之前的内容对后期所学内容进行理解消化。例如，在学习蛋白质的相关内容时，氨基酸作为蛋白质的组成单体，其结构和性质关系着所合成的蛋白质的结构和性质。如果学生对于氨基酸的相关知识不熟悉，那么在学习蛋白质的结构性质以及代谢相关过程也会感到十分吃力。这也加大了学生学习生物化学的难度，使得学生容易失去学习兴趣。

1.2 教学风格单一

生物化学作为众多专业的必修课程，各个大学均有开设。生物化学的内容较多，且大部分内容较为专业枯燥，没有老师的引导，学生自行学習理解较为困难。所以目前，该门课程的教学模式大部分仍然采取较为传统的填鸭式教学，即老师主讲，学生被动接受知识。这种教学模式使得学生对于学习的主动性降低，大大丧失了其独立思考的能力[5]。在这种传统的教学模式中，学生对于课堂的参与感较弱，更容易被富有娱乐性质的手机所吸引。在现代大学课堂中，学生在课上玩手机已经是一件司空见惯的事情。同时，教师为了使得学生学习的生物化学具有连续性，可以将前后的知识进行承接，他们的授课的内容也基本按照提前制定好的教学大纲和教材内容来进行。枯燥单一的课本内容导致学生对于课程的兴趣和积极性进一步降低，对于手机的依赖性增强。

1.3 学生的接受程度不同

由于各个学生的专业背景以及学习基础不同，每个学生对于生物化学课堂内容的接受程度存在巨大差异[6]。随着对大学课程的不断改革，学生的学习课时被压缩。为了按时完成教学任务，教师需要在有限的课程时间内完成课本教学，这使得学生需要在短时间内接收大量知识点。生物化学自身包含的内容较多，有限的课时基本上被教师用来讲课，给予学生的提问时间较少。加之，生物化学课程自身晦涩难懂，学生在有限的课堂时间内，对于本节课的相关知识点难以消化理解。即使老师留出了一部分时间用来答疑，有些学生也可能因为无法理解教学内容而无法进行提问。同时，学生的课后自学效果较差，导致教学效果并不理想。

2 生化课程教学改革的必要性

在大数据的时代背景下，现代社会发生巨大变化，信息技术的快速发展导致各个行业需要进行一系列的改革以适应当下的环境。高校的课程改革也在这个背景下轰轰烈烈开始推进。以生物化学这门课程为例，枯燥的书本内容几乎占据了所有教学内容。随着互联网的飞速发展，学生在网络上可以通过多种途径获取学习资源，传统的课堂教学已经无法满足学生的学习需求。在互联网上已经出现了很多专门用来学习网站，比如慕课、爱课程等，里面具有很多优秀教师的生物化学教授视频。并且，由于专业侧重点的不同，不同老师讲授的生物化学的侧重点则不相同。比如，药学专业比较注重学习生物大分子的结构、性质和功能，以及相关的代谢过程。与此同时，相应的移动手机客户端也随之推出，学生学习的时间和地点更加自由，可以随时随地进行线上学习。

3 生化课程教学改革采取大数据的优势

在大数据背景下，信息的交互速度不断提升。而随着经济和社会的发展，数据已经融入人们生活的方方面面。大数据在高校教育中的应用，有助于提高教育的公平性，有利于学生个性化发展计划的制定。同时，还可以促进教学实践的发展，提升教学质量。生物化学知识点多且杂，每个学生的学习进度以及理解不同。利用大数据进行调研，可以清楚了解学生对于生化学习的难点以及学习进度，帮助教师更好地调整教学方案以及进度。

4 基于大数据背景下的生化课程教学改革主要策略

4.1 进行课程内容筛选教学，提高与专业的契合度

生物化学教学内容广泛。因此，为了适应不同专业对于生物化学学习的不同要求，应该将生化的授课内容根据不同专业进行调整，做到有专业针对性。这样，教师在有限的课时时间内，对教学内容进行调整。与专业联系不太紧密的部分可以选择简略地进行讲解，重点讲述与专业相关的部分。在讲课的过程中，提高与学生的互动，设置相关问题进行讨论，来增加学生课堂参与度。同时，收集相关的前沿学科进展来提高学生的好奇心，提高学生的学习兴趣。在工科专业学习生化的过程中，就要注重将理论知识与生产实践等相结合，教师在讲课的过程中也要注重内容的实用性。例如，在化工专业的讲授中，就要注重将生化与化工生产相结合，利用实践案例来阐述生化理论的必要性，比如固定化酶技术的应用。

4.2 积极借助各种软件，丰富教学风格

传统的课堂教学模式容易导致学生学习的自律性差，易拖延。加之课堂中老师如果按照教材照本宣科进行课程的讲解，学生的课堂参与感较弱，学习兴趣会进一步下降，课堂上玩电子设备的人数比例增加。但随着科技和社会的不断进步，互联网在教学中的应用更加广泛。“腾讯课堂”“钉钉”等一系列远程教育客户端的相继出现，使得教师和学生上课不在拘泥于传统教室。软件内不同功能的插件也使得线上学习资源和趣味性进一步加强，极大地改善了传统课堂的弊端。以生化中糖代谢的学习为例，教师可以在这些客户端上提前发布一些引导性问题，引起学生对于糖代谢的学习兴趣与好奇心。同时可以发布一些背景资料，使得学生上课时对于课程内容太过陌生。教师在上课时可以通过评论区的学生的留言及时了解学生的疑惑点并进行解答。这种留言交流方式既可以不打断教师的上课节奏，也使得学生的问题可以得到解决。在上课过程中，教师也可以邀请学生进行连麦来回答问题，或者几个学生一起打开麦克风，讨论课前布置的一些问题或者談论自己对于糖代谢的看法。这样的交流互动，既可以提高学生的课堂参与感，也可以提高学生的学习兴趣。

4.3 完善课后评价机制

课后评价一直是被教师和学生长期忽略的一个问题。课后评价不仅仅是老师对于学生学习效果的检测，也是学生对于老师教学成果的反馈。远程线上教育在大数据的背景下不断蓬勃发展，特别是其对于线上测试数据采集的便利性。在生化的学习过程中，教师可以通过各种学习客户端以及微信的一些学习小程序发布课后小测验，以及一些课堂效果反馈评价等。这样教师通过后台数据，可以及时了解学生的学习接受度和学习进度，以及课堂教学存在的一些问题，对自己的教学方式进行一定的修正。此外，教师还可以将学生这些课后参与的活动作为平时成绩的一部分。这不仅增加期末成绩组成的多样性，可以多方面对学生的学习进行考察。还可以提升学生课后活动的参与度，提高学生的学习热情。比如，当教师讲完蛋白质的相关内容时，可以在“雨课堂”“超星学习通”等客户端或微信小程序上发布相关问题，测试学生对于课堂内容的接受度以及掌握度。根据学生的反馈结果，来调整自己的课程进度以及教学方案。

5 结论

目前，在教学过程中，采用大数据收集分析来促进教学改革的趋势逐渐成为主流。作为高等人才的主要培育基地，各个高校应该及时跟上时代发展的步伐。在大数据的背景下对生物化学课程进行教学改革，不但可以提升学生的对于生物化学这门课程的学习兴趣，还可以及时发现学生学习生物化学的难点，帮助学生解决学习方面的问题，使得学生可以学以致用，为新时代培养更多高新技术人才。

参考文献：

[1]刘春城.生物化学课程中糖酵解教学改革的思考与探索[J].科技视界，2020（18）：111-113.

[2]阿斯燕.大数据时代下的高校思政教学改革策略分析[J].才智，2020（21）：100-101.

[3]曾京京.大数据背景下微积分课程的教学改革[J].教育教学论坛，2020（34）：178-179.

[4]张桂春，李华敏.教育新时代下生物化学教学内容改革探索与实践[J].生命的化学，2020，40（08）：1453-1457.

[5]万加武，卓泽文，王宇.基于多媒体技术的大学生物类课程教学改革探究[J].教育教学论坛，2020（27）：181-182.

[6]马兰，蒋珍菊，王腾.大数据时代下的高校普通化学教学改革探析[J].广州化工，2020，48（15）：205-206.

作者简介：张建庭（1989— ），男，汉族，福建漳州人，博士研究生，讲师，研究方向：生物材料;马静瑶（1995— ），女，汉族，山西晋城人，硕士研究生。