生物化学拓展教育教学研究——以药学类等非化学生物学专业本科生为例

刘庆培，张丹

（中南民族大学 药学院，武汉 430074）

现阶段，依据旧观念培养的“专业对口型”社会人才，在步入社会后往往被迫转行。究其原因主要是很多门专业设置课程结构固定死板，教学内容不能及时更新，培养出的学生理论知识落后于时代发展，且缺少多学科交叉融合或者跨专业经历，就业面也相对较窄。生物化学是用化学理论和方法研究生命的化学分支学科，同时也是药学类和生物类等多个专业的必修课，深入学习生物化学对药学类专业学生构建综合知识体系，进行后续课程学习，以及提高综合素质、多方面发展等具有十分重要的意义。在树立培养创新型人才的理念下，建立交叉学科实验室综合体系，多种实践性教学形式相结合；建设开放实验室及本科生科研导师制，改革传统的专业学生进入对口专业的实验室学习方式，且使做实验不受课堂时长与课程考核约束，是培养非化学生物学专业学生深入学习生物化学的系列有效途径。传统线下教学多注重教材基础知识的讲授，有时会忽略前沿的科学技术发展与应用，使学生的知识相对于学科发展落后。线上教育相对于传统教育而言，突破了时间、地域和交流等各种限制，保障了师生交流的及时性、知识的全面性及时效性，增加了信息与知识呈现的方式与途径，为学生创造性思维的发展和创新能力的孕育提供了保证。

一、生物化学拓展教育现状分析

（一）对学科创新设置不够重视

随着社会经济与科学的不断发展，不少过去相对独立的单学科开始不断深化与扩展，最终因为研究与应用的需要而选择与其他学科进行交融以达到进一步的发展。简单来说，交叉学科就是两个或多个不同学科专业之间的取长补短、各学科精华的融合。例如：化学与物理交叉产生化学物理学；经济与金融交叉产生经济金融学等。多学科交叉融合是现代科研发展的趋势，是科技创新的动力和源泉，所以要提高对多学科创新设置整合的认识，积极探索多学科整合的有效途径，促进创新，提高专业竞争力。因此，迫切需要高素质的专业人员，特别是在缺乏多学科工作人员的多学科领域。然而，目前多数高校仅将重视交叉学科停留于理论阶段，实际与理论脱节；并且沙盘式、无连贯性的实验课程安排，已经无法满足不同专业的基础教育要求。在如此严峻的形势下，依然推行鼓励学生进入专业对口学科实验室学习的政策，不利于学生了解多学科交叉的优势，从而很少有学生会考虑课外参加多学科实验活动。

（二）生物化学课程教育停留于考核教育

在生物化学的理论课程教育中，相当一部分教师将教学内容等同于教材内容，进行教材复制式教学，把课堂拘泥于教材，然而又缺少实时更新的前沿教材，内容相对而言比较陈旧。

其次，在多数情况下，由于课程安排课时少但内容多，外加不合时宜的考核测评限制了教师的自由发挥，课堂上老师多专注于完成课程的推进，采用灌输式快速掠过的方式教学，和同学们缺少有效地沟通与交流，导致学生难以对稍有难度的理论知识有深入的理解，从而产生抵触情绪。并且，非专业学生的理论学习仅限于课本的冰山一角，所有的学习都只是为了考核的任务点，而生物化学知识的发展与更新极为迅速，授课老师不能够及时更新知识，因此学生常常都得不到科学前沿方面的拓展，对于生物化学的学习常常兴致缺缺。在生物化学实验课程的学习上，绝大多数同学只是对实验参考步骤的搬运，重点不在于做实验的本身，而在于实验最后的结果甚至在于写一份看上去漂亮的实验报告。而且，在很多高校，生物化学课程仅限于对于课堂的学习，课外拓展几乎为零，又由于课堂上老师很难有时间引入生物化学相关领域的前沿知识，无法体现课程内容的思想性、科学性与时代性，同学们对于生物化学很难有深入的了解，相关实验的实际操作能力也很难提升。

（三）生物化学知识在药学专业研究生中的应用比例不断加重

回顾生物化学的发展史，药学的发展与之有着千丝万缕的联系，例如，源于夏朝的酿酒术，北魏贾思勰利用酒曲的滤液制曲，以及唐代药王孙思邈应用猪肝治疗夜盲症等。现代生化制药技术即现代生物化学广泛应用于新药研制、药品生产和生物化工等方面的技术被广泛应用于科研中，因此生物化学是开展很多科研课题的关键，例如研究生借助离心、电泳和层析等技术分离纯化具有生物活性的分子等。其次，生物结合化学是药物研究领域近年来兴起的学科方向，能加快筛选有效化合物进程，同时还可大量合成众多同系物，改善了以往药物研发生产更新慢、周期长的缺点。另外，中医药作为中华文化的瑰宝，一直是药学研究的核心部分。研究者们能够利用生物化学技术将中草药或者稀缺天然药物中有效成分的基因片段提取出来，再利用相关技术对其进行生物合成，可以缓解部分中草药稀缺的问题。因此，药学类专业本科生升入研究生阶段后，其生物化学学习效果对其研究生阶段的研究进程至关重要，所以对生物化学理论知识和实验技术的教学要求也便逐年升高。

二、生物化学具体拓展内容及措施

（一）师资力量建设

1.构建理论和实验专业体系

高素质的教师队伍是高质量教学的质量保障。目前，多数高校生物化学课程教育采用的是“理论和实验共一人”，即教授理论课和实验课的为同一个教师，更多的理解是生物化学实验课是理论课的连带课，这种类似于“独行侠”的安排不但在工作量上让教师身心疲惫，而且一定程度上限制了教师的提升空间。学校人事分配和管理方面可考虑采用专职理论+高技能水平实验制度，即理论课是专业理论老师，实验课是专业实验老师，各自发挥优势，二者平行但不彻底独立，调整与优化教师队伍，有力保障学生学习掌握生物化学课程。教师通过良性互动建立有效的反馈机制，根据每个学生状况给予个性化引导和激励，并适当调整理论和实践教学进度和方法等。

2.优先引进教学方式多样的教师团队

“师者，传道授业解惑也。”讲解法教学是一种传统的教学方式，在其沿用的历程中，自身在社会变化中的局限性，使其在新理念的现代教学背景下逐渐显露出不适应的弱势一面。因此，仅是传统的灌输式讲授法教学，模式固化，不能够培养学生全方位发展。人们常说“教无定法”，教学方法的特点应是完整性、功能性和灵活性，以不同的课程性质和不同的教学任务为前提，根据实际情况结合教学实践、自主学习和交流活动等，使课堂具有实效性。多样式教学在注重讲解理论的基础上，适时拓展前沿的科学研究，合理利用学生兴趣点调动其积极性，比如师生多边互动，讲授与自学相结合，辅之以课堂讨论等。

赞可夫曾说过“只有当教学走在学生发展前面的时候才是好的教学”。传统的“一教室一老师一班人”受到互联网一体化的不断冲击，在明显不能适应类似此次新冠肺炎疫情等突发情况后开始转型。“云课堂”“微课”“网上会议课堂”“线上+线下”等新模式层出不穷，疫情背景下，网络教学平台得以充分建设和完善，这就要求教师团队要熟悉并掌握各类新媒体技术，还要学会利用现代化网络的优势，通过QQ、微信和邮箱等通信方式及时与学生进行答疑。

（二）生物化学拓展教育课程设置

1.突破传统教材的局限

非化学生物学专业学生生物化学类教材多且更新慢，即使是教材后面的拓展资料也有一定的延迟性，并且从培养学生的应用能力及创新能力角度来看，目前市面上的生物化学类教材仍需完善。生命科学近年来快速发展，有关生物化学的新知识不断产生，作为教师，需要跟踪学术前沿发展，结合自己所从事的研究领域，在教学时从章节教学目标出发，利用多媒体技术结合前沿科技新结果，将近年来与课本相关的研究热点引入教学内容，深入浅出地讲解其学术背景、创新点及应用，创设教学任务，鼓励学生自主探索，调动学生积极性；师生合作一起提出问题，分析并解决问题，促成富有成效的合作学习，使交流分享成为理论课的主流；由于课堂时间有限，很多问题不能深入探讨，鼓励学生课后合作，广泛关注科学前沿、热点和生产生活中的应用，多了解理论知识，定期以PPT 形式汇报小组的学习收获，对于产生的疑问合作探讨，广泛交流，取长补短，获得更深的理解。

专业英语在生物化学的理论教学中比例不高，课件、教材和资料等除必要名词有英文注解外都是中文教学，仅仅依靠普通英语课程学习，不利于培养学生阅读英文文献及相关文献撰写的能力，对此可参考其他学科的中英双语分班教育。

2.建设开放实验室，建立本科生科研导师制

随着生物化学相关技术地快速发展，学科前沿新技术应不断应用于实验教学，同时要重视各实验项目之间的连贯性与有机结合，通过形成综合性实验体系，丰富实验内容，使学生更全面地理解生物化学实验这门课程。并且，还可尝试开展“生生合作”，建设开放实验室、多学科交叉实验室，以及建立本科生科研导师制等方式来增加学生的合作意识、探索意识，使学生不局限于参考书上的实验现象验证，自己主动设计实验，让非专业本科生在生物化学实验操作基础上实现“提升”。

开放实验室的建设是一项重要内容，要求对外开放性实验室及多学科交叉实验室均配备专职实验教师，制定安全可行的实验室开放制度，鼓励学生相互合作，查阅资料，在课外时间设计完成自己感兴趣的实验或者实验课内容的重复及拓展，利用有限资源开拓学生的知识面和创新思维。比如说电泳的相关实验，由于电泳种类较多，受时间限制的实验教学课堂不能让学生一一操作，可简单介绍电泳种类，并鼓励学生利用课余时间在开放实验室继续学习。同时，为鼓励非专业学生积极参与，学校管理方面可考虑将实验时长与取得的结果记入综测考核。与验证性实验相比，开放性实验更强调培养学生的科研思维、自主学习能力和团队合作精神。在此次对新冠肺炎疫情的发现、诊断、检测、治疗和防御等方面，多学科融合的参与面和参与度是大家始料未及的，所以生物化学实验课程的学习也可以考虑和其他学科融合，提供新的综合实验思路。

（三）学生管理建设

1.志愿分班管理制

非生物类专业如药学类本科生的生物化学教学要求稍低，然而进入研究生阶段后对掌握生物化学理论知识和相关技术的需求逐年提高，这对于非专业本科生来说挑战较大。既如此，为何不在本科阶段将相应要求提高？考虑到一部分学生不会继续读研，仅追求完成本科学业，原有的较低教学要求的生物化学则更适合其学习通过，所以提高本科阶段的生物化学教学要求亦不可一刀切，需根据学生志愿，分班管理，使同专业难度不同，有意愿继续深造的学生也不会在进入研究生阶段后被生物化学知识为难。针对于不同志愿的学生，实验考核也可设置不同难度。教师可根据实验项目将实验原理、步骤和注意事项等编成不同难度等级的试题形式，在实践教学过程中随机安排抽考，由学生根据个人理解口述答案并独立完成相关实验。这种考核体制要求学生在短时间内迅速思考分析，最大限度调动学生提取、整合信息的能力和语言表达能力，对提升学生素质、改进实践教学也具有积极意义。

2.增设学科比赛等活动

学科比赛可以让学生获得更多知识，提高专业素养，很多专家呼吁学科比赛“升温”，以培养创新型人才。但高校的运行系统多未完全建立，且多学科比赛是拔尖学生特殊能力的展现，因此学科比赛长期处于不温不火的状态。可降低学科比赛门槛，由学校组织本校学生参加，将比赛和公益结合，或者与学分挂钩，尽可能调动学生的积极性，给非专业学生提供一个展示和拓展的平台；同时还可分理论答题和技术操作、实验设计等多个独立部分，增加学生获奖概率，培养学生自信心。让非化学生物学专业本科生在生物化学基础上实现“补缺”和“纳新”，“补缺”指的是补充那些在生物化学课堂教学中没有掌握的重点，或者由于课时限制没有学习的内容；而“纳新”指的是纳入新的生物化学知识。

除此之外，还可利用课外时间增设选修课、兴趣小组、知识讲座、相关创新课题，积极组织实践性教学，突出教师的指导性、学生的参与感。最重要的是，课外的教学实践是课程教学的重要延续。

三、结束语

传统生物化学理论教学多局限于讲解教材的“应试教育”，实践教学则多为理论课程的关联课程，把学生考试成绩作为评价教育质量的标准，而学生在一定程度上以应付考试和拿学分为目的，这种模式不利于学生的长远发展。现代社会科技高速发展，各种新概念、新技术层出不穷，生药产业也进入快速发展期，各专业人才均对生物化学学习的需求日益加大，要求也日益提高，生物类和化学类产业的发展对复合型专业人才也提出了更高的要求，因此生物化学的教学也应与时俱进。学好生物化学的主体不再局限于化学生物学专业学生，而非专业本科生通过不断地拓展学习，将学习内容应用于实践，重视课外实践探索，提高科研思维和创新能力，激发自我潜能，也将成为建设生物化学的中坚力量。以“创新型，研究型人才”为培养目标，提高药学专业学生的化学生物相关实践应用能力，是适应现代医药市场的重点方向。应用上述重点针对药学类等非化学生物学专业本科生生物化学教学的改革方法，主要目的是通过改革提高学生的参与性、主动性与积极性，在拓宽学生视野，提高学生综合能力的基础上让学生养成主动思考、独立钻研和解决问题的学习习惯。