“新农科”背景下“生物化学”实验教学改革探究

2023-10-14李红梅崔明勋

科教导刊 2023年23期

李红梅，崔明勋

（延边大学农学院吉林延边 133002）

2018 年，教育部启动实施了“新农科”建设计划，“新农科”建设的重点是以现代科学技术改造与提升现有涉农专业，适应新产业发展、更新教育观念、深化教育领域改革、推进育人方式，培养一批高层次、高水平、国际化的复合应用型农林人才。“新农科”建设要求地方本科院校推进高质量课程体系、强化实践教学体系、健全协同育人机制等方面的改革。“生物化学”作为农科类高校的专业基础必修课，是培养创新型卓越农林新人才的基本单元，在本科教学中有着重要的地位和作用。“生物化学”实验教学，有利于学生理解和验证抽象的理论知识，培养发现问题的能力和科学探索的精神。然而，传统“生物化学”实验教学忽视了学生的主体性和自主性，教学效率较低。基于此，为调动学生对“生物化学”实验课程的兴趣与积极性，深化实验课程的教学效果与成果，教学改革势在必行。

1 传统“生物化学”实验教学的现状与问题分析

1.1 教学方法单一

“生物化学”实验教学大多采用以教师为中心的传统实验教学，以教师教授为主，注重知识的传授而忽视学生能力的培养，学生被动接受课堂内容，然后进行机械的操练巩固。教师依据实验内容，开课前把所需的实验材料、实验仪器设备、所需药品试剂等准备好之后，讲授实验目的、原理、方法与步骤等。学生以小组为单位，根据实验步骤机械地完成实验过程，操作过程缺乏主动性。虽然传统教学模式讲解全面、知识体系清晰、实操性强，有利于培养团队合作能力，但不能引导学生主动思考和培养学生的科研思维与创新能力。这种教学模式下学生的主观能动性无法得到开发，不利于培养符合社会发展的高素质应用型人才。

1.2 教学内容陈旧

“生物化学”实验教学能加深学生对抽象、枯燥的“生物化学”理论知识的理解，有助于培养学生的实践技能、科学探究精神和创新能力。因此，其教学内容应该是多维性的，注重实验设计，为培养学生的科研思维奠定基础。但目前，大多数实验以验证性为主，实验功能单一，很难培养学生的主动性与兴趣，大多数学生只按实验指导书的步骤操作，缺乏思考。而且，因实验室已有的设备条件、时间、经费等限制，实验内容多年不变，没有与时俱进。比如，随着科技的进步，检测试剂和检测手段也在不断更新，如果一直用之前的检测试剂或检测手段，就会出现走上工作岗位后才发现学校里学到的内容和实际工作中所需的技能严重脱节的现象。

1.3 学习形式单一

传统“生物化学”实验教学模式中，课前预习资料不足，导致学生预习不充分，实验课上部分学生不知所措，严重影响课堂效率。课后复习资料不足，学生无法巩固所学知识，学生主要根据教师的讲授进行简单的实验操作后完成实验报告书，整体教学效果不佳。

1.4 教学评价方式单一

现行的实验教学主要以提交实验报告作为考核依据，缺乏对整个实验过程的评价，但实验结果、实验报告不能全面反映学生对整体实验的掌握程度和效果。这种评价方式无法提高学生的自主学习能力和培养科研思维，容易造成学生实验态度不端正、应付实验过程、只注重实验结果、课后抄袭他人实验报告等问题，不利于提升学生的综合应用能力。

2 “生物化学”实验教学模式改革与探索

2.1 加强师资队伍建设，提升教师的教学能力

为了满足新时代的新需求，农林高校应大力推进课程体系、实践教学、协同育人等方面的改革。学校或学院通过邀请国内外经验丰富的专家培训青年教师，帮助他们更好地理解大纲的内容。动员教师积极参加教学能力大赛，构建教学督导等制度，促使青年教师尽快把握教学要点，为建设一支高素质、高水平的师资队伍而努力。

2.2 优化教学内容，构建新课程体系

“生物化学”实验教学能够培养学生发现问题的能力和科学态度。根据科技发展趋势和社会所需要的人才设计“生物化学”实验教学内容，构建验证性实验、综合性实验、设计性实验的分阶段教学内容体系。验证性试验主要培养学生的基本操作技能和常规仪器的使用方法。比如血液样品的处理，蛋白质含量的测定，淀粉酶活性的观察，醋酸纤维素薄膜电泳法分离动物血清蛋白等实验包含基本的实验技术和常规生化仪器的使用。综合实验是根据专业特点开设的和科技发展相关的实验项目，通过综合性实验可培养学生的思考能力、开阔知识面、提升学习积极性和增强综合能力。设计性实验是主要加强学生的科研创新能力。在整个实验过程中，以学生为主体，教师为主导，引导学生独立查阅相关资料、设计实验方案，最终根据实验室的仪器设备等实际情况确定实验内容。学生通过实验操作和对实验现象和实验结果的分析讨论，活跃思维及培养自主学习意识、构建知识体系，进而提高发现和解决问题的能力[1]。

本科生的“生物化学”实验教学往往难以让学生开展前沿领域的科学研究，但可构建线上教学资源库，让学生了解前沿科研领域的相关知识，激发学生的学习兴趣[2]。近年来，随着互联网的飞速发展和普及，其已成为现代生活学习中不可缺少的一个组成部分。《2019 年地平线报告》指出，混合式学习设计将是高等教育领域短期内的主要趋势之一。在信息时代，线上资源共享为教学提供了巨大的便利，线上资源结合实验教学，不仅为学生提供了丰富的学习资源，还有利于师生、生生之间的即时互动，有利于拓宽学生视野和强化学习效果。课前，教师可通过在线互动平台上传图片、视频等多媒体形式的学习资料，如实验内容、相关背景知识、实验仪器设备的操作等，学生通过电脑端或手机端学习掌握实验内容，也能够在课后反复观看，巩固内容。教师通过互动平台，在实验时采用签到、测试、提问答疑、互动交流、评价反馈等方式开展活动，实现个性化的自主学习。

2.3 丰富教学模式

近年来PBL 和以案例为基础的教学（Case-based learning，CBL）等教学模式掀起了教学模式改革的新浪潮[3]。PBL教学模式是学生在教师的引导下，借助自我学习和小组讨论等达到深度学习的目的。教师在课前将思考题留给学生，引导学生预习后课堂上进行相关讨论与分析，达到系统化学习。CBL 教学模式是以问题为基础，学生为主体，教师为主导的小组讨论式教学法。学生采用探索案例的方式进行学习，讨论分析案例所涉及的问题，学生遇到问题时教师设置一些情景帮助学生加深理解。研究表明，PBL 教学模式可以有效地巩固知识，CBL教学模式可以使学生充分运用所掌握的知识，自主进行分析或决策。基于此，将PBL 联合CBL 多模式教学法运用到“生物化学”实验课程中，可提高教学质量，为今后该课程的建设提供理论支撑和满足新时代对农科人才培养的需要。

2.4 建立新的考核标准

实验教学考核是对学生掌握知识程度和实际应用能力的检验，合理的评标体系能反映教学效果，并且促进学习效果和提高教学质量。但传统的“生物化学”实验教学考核方式单一，不能全面反映学生的综合素质。因此，基于线上平台可实现多样化的评价体系，更客观地评价学生的整体学习和操作过程。线上、线下教学后实验总成绩分成不同维度的考核，比如考勤、课堂互动、实验报告、作业完成度、线上学习和答题情况等。教师可通过线上平台管理功能查看学生的任务完成情况，还可以设置额外的创新分值，综合作为最终的实验成绩，以形成全程化的监督评价体系。通过这样的考核体系，教师能够全面追踪学生的学习和实操过程，学生可通过线上自主学习和线下实践操作的方式，有效提高实践操作和创新能力，成为符合新时代社会发展的人才。

3 信息化实验教学模式的思考

“生物化学”是一门理论和实践相结合的课程，是生命科学发展的重要基础。随着科技的不断发展，现代教育技术也需要不断地更新和发展。互联网+教学是我国教育领域发展的必然趋势, 结合实践训练，在课前使教学资源与线下实践有机结合的信息化实验教学新模式[4]，主要体现在智能化、移动化、互联网化、虚拟化、开放化和个性化等方面。这些趋势的出现实现个性化教学、评估和辅导等功能来满足学生的学习需求。移动设备的普及可提高学习的自由度，让学生掌握学习的主动权，促进师生之间积极有效的互动与自主评估。

理论课可借助线上平台确保正常教学进度及教学质量，但实验课不同于理论课，需要现场动手操作。线上教学对于实验课而言是一个难题，因为涉及多种仪器设备的规范使用和复杂的操作方法。为了丰富“生物化学”实验教学，教师可利用各种信息化资源进行线上教学。目前，在线平台种类、功能多样，任课教师可根据其专业与课程特点利用某一在线教学平台（如超星学习通、钉钉、智慧树、慕课等）或搭配使用以达到更好的教学效果。学生可通过在线平台观看慕课上开放的课程，不受教学时间、空间的约束，可以自行安排时间进行自主学习，而且还可以反复学习，更加有利于学生的理解。教师提前准备一些相关问题，学生和教师可通过班级群或者是腾讯会议等平台互动讨论。学习结束后，教师通过相应的测试题和实验报告等评估学生的知识掌握情况并及时反馈，也可以利用虚拟仿真平台让学生开展仿真实验，通过反复演练，掌握仪器的操作规范[5]。在开展线上教学的基础上，教师补充线下实验训练学生的动手能力和培养分工协作能力，线上、线下结合的教学模式可以更好地促进教与学的齐头并进。