课程思政和工程教育专业认证背景下的教学改革与创新——以“生物化学”课程为例

邓年方，韦学丰，殷佳雅，张丽芳

（贺州学院 食品与生物工程学院，广西 贺州 542800）

引言

立德树人是教育的根本任务，做好高校思想政治工作要充分发挥课堂教学主渠道作用，课堂教学改革要以课程思政为目标，在传授知识的同时，实现能力培养和价值观的塑造，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应，构建全员全程全方位育人的“大思政”格局［1］。

工程教育专业认证的核心理念是教育要以学生为中心，以产出为导向，并持续改进教育质量［2］。工程教育专业认证有德育方面的要求，如具有社会责任感，具备法律、安全和环保等意识，具有健全人格和良好的人文素养，遵守职业道德，能够积极服务国家与社会等，和课程思政目标一致，但由于其旨在实现国际互认，在社会主义核心价值观、民族伟大复兴的责任与担当、爱国主义情怀等方面还不够。因此，结合课程思政和工程教育专业认证需求，开展“生物化学”教学改革与创新是提高生物工程专业人才培养质量的重要手段。

“生物化学”课程是高校生物工程专业的重要专业基础课，是核心课程之一。“生物化学”是用化学的原理和方法，从分子水平研究生物体的化学组成，及其在体内的代谢转变规律，从而阐明生命现象本质的一门科学。学习内容主要包括:（1）生物体的分子组成。构成生物体的主要化学物质（如糖、脂、蛋白质、核酸、酶、维生素等），掌握这些分子的化学组成、化学结构、物理化学性质及生物学功能；（2）生物分子的变化规律。生物体的物质代谢、能量交换和代谢调节；（3）生物信息分子的合成及其调控，也就是遗传信息的贮存、传递和表达。工程教育专业认证对“生物化学”的教学提出了新要求，要求培养学生的工程观念，建立初步的工程思维，锻炼能够解决复杂工程问题的能力。课程思政运用全程多维度的育人模式，体现全员全课程“大思政”教育体系，符合当今时代发展的方向和需求，培养学生既具有较强社会责任感和担当精神，又掌握牢固专业本领，能更好地服务国家和社会的有用人才［3］。在课程思政和工程教育专业认证背景下，“生物化学”的教学必须实施教学改革和创新，才能满足新时代人才培养的需要。

一、“生物化学”教学的改革与创新

以学生为中心的教学创新主要体现在教学目标要以学生发展为中心，组织学生的学习活动以学生学习为中心，学生的学习评价以学习成效为中心。我校“生物化学”课程教学团队结合立德树人目标，将课程思政和工程教育专业认证对人才培养的具体要求融入“生物化学”教学全过程。在教学目标方面，进一步完善能力目标、思政目标，修订了以学生发展为中心的“生物化学”教学大纲；在组织学习活动方面，通过改革和创新教学模式、手段及教学方法等措施激发学生的学习兴趣，增强自主学习能力；在学习评价方面，通过建立教学质量持续改进机制，多途径实施教学质量闭环监控管理，持续改进考核方式和教学方法，完善质量保障体系内涵建设。

（一）重新修订教学大纲

根据《工程教育认证通用标准》对生物工程专业特色和培养目标的12项能力要求（工程知识、问题分析、研究等）和36个指标点，我校“生物化学”课程对应的毕业要求指标点有三个：一是能运用数学、自然科学、工程基础和专业知识对复杂生物工程问题进行恰当描述；二是能运用基本原理、借助文献研究，分析生物工程过程的影响因素，获得有效结论；三是能够根据研究目标，选择研究路线，设计实验方案［4］。

修订与德育培养目标一致的“生物化学”教学目标。知识目标是使学生对构成生物体的各类化学物质的结构、性质、功能及代谢等方面的基本理论、基本规律、基本概念有全面、系统的认识，牢固掌握“生物化学”中有关的基本原理，为后续课程的学习奠定坚实的基础；能力目标是培养学生用“生物化学”的理论知识分析和解决生物工程实实际问题的能力，培养学生辩证思维、批判性思维、创新及团队合作的能力；思政目标是培养学生严谨认真的科学态度，勇于探索和创新的精神品质，团队合作的协作精神，激发学生的爱国主义情怀，增强民族自强意识，坚定科技自信［5-6］。

（二）创新教学模式和手段

我校“生物化学”教学团队充分利用教学信息化技术进行了课程资源和课程信息化平台的构建，开展了线上线下混合式教学模式。在学习通上利用优质教学资源，并结合本团队录制的教学视频，搭建了适合地方性应用型大学的生物工程专业学生学习的“生物化学”在线课程。线上资源主要由学习视频、讨论、章节测验和线上考试等组成。预习视频分为12章（30个视频），根据知识点发起15次讨论，布置了12次线上作业。通过课前发布预习任务点，课上进行随堂测验，课后进行线上讨论和考试，使学生的学习不限于纸质资料和课本。学生深刻感受到信息化的便利，大大提高了学习效率；对教师来说，能及时了解学生的学习情况，便于有针对性地讲解重点和难点，根据实际情况调整教学进度。

将思想政治教育贯穿教学全过程，信息化技术与课堂面对面的两种途径相融相促，“线上与线下、课内与课外、知识与思政”相结合，构建了专业基础课思想政治育人的全新模式。线上资源不仅包括知识点视频，还包括生物化学领域相关的学科前沿、科学事件、生物化学名人故事及拓展学习等；线下课堂教学中润物无声地渗透思政元素，保证思想政治教育贯穿课前、课中和课后的各个环节。通过讲授、参与、讨论及翻转课堂等方式，将严谨认真、勇于创新、爱党、爱国、民族自信自强的精神体现在专业知识学习中，以期达到思想政治教育的目的。

（三）创新教学方法

工程教育专业认证的核心理念是以学生为中心，学生是学习的主体［7］。而传统的教学方法中，教师一般采用“满堂灌”的方式讲授，师生互动少，学生处于被动接受知识的状态，缺乏主动获取知识的积极性，这与工程教育专业认证的目标背道而驰。因此，在进行工程教育专业认证的背景下，我校“生物化学”教学团队改变教学方法，以学生为主体，激发学生学习的内驱力，教师仅起引导、辅助作用，教学过程不再是传统的直接灌输理论知识，而是采用了以下以学生为中心的教学方法。（1）翻转课堂教学法。在“生物化学”课程的线上线下混合式教学过程中，翻转课堂教学法是常用的教学方法，学生线上完成基础知识的视频学习，课堂上教师和学生互动，包括答疑解惑和知识的应用等。教学视频短小精悍，教学信息清晰，明确重构了学习流程（第一阶段是信息传递，第二阶段是吸收内化），复习检测方便快捷，从而达到了较好的教学效果。（2)对分课堂教学法。分为讲授—作业—讨论三模块，变被动学习为主动学习，培养学生批判性思维、创造性思维、沟通能力和合作能力。比如，在讲到酶活性的调节时，不是事无巨细地讲解酶活性调节的几种方式及特点，而是提纲挈领地讲调节酶活性的方式主要是两类，一类是通过改变酶的数量与分布；另一类是通过改变酶的结构来调节活性。然后给学生布置课堂思考题目：（1）如何通过激素的作用改变酶的浓度？（2）列举通过改变酶的结构调节活性的方法有哪些？并举例说明。最后在班上组织讨论，学生讨论之后，主动权再次移交到教师，进行知识点的总结和归纳。比起传统的“满堂灌”，对分课堂教学方法体现了工程教育专业认证要求的以学生为中心，教师为主导的教学理念。（3）比较教学法。将两个或两个以上的事物放在一起比较，确定事物的异同点，使学生掌握相关知识。比如，在讲到核酸的变性和复性时，让学生回顾蛋白质的变性与复性，然后比较这两种大分子的变性和复性之间的异同点，通过比较教学法，促进学生理解大分子的结构以及变性和复性的概念。在讲到淀粉、纤维素、糖原的结构时，要求学生比较这三者在结构（包括一级结构和空间结构）及物理性质和生物学性质的异同点。在“生物化学”课程教学实践中证明，比较教学法促进了学生对抽象知识的理解，效果良好。（4）问题引导式PBL（Problem-based Learning）教学法。通过一些社会热点或学生所关心的问题，以提问题的方式让学生思考、讨论，从而主动获取知识。比如，在讲到蛋白质变性这个知识点时，不是按部就班地用“灌输式”方法讲解蛋白质变性的概念、变性的原因及变性的后果，而是给学生展示一副生鸡蛋和熟鸡蛋的图片，然后提出几个问题：我们为什么吃熟鸡蛋而不是吃生鸡蛋？为什么鸡蛋加热后由液态变成了固态？其蛋白质的结构发生了什么变化？煮熟的鸡蛋与生鸡蛋比，营养价值降低了吗？煮熟的鸡蛋能不能返生？通过问题引导式的教学方法，不仅激发学生的学习兴趣，还能引导他们去探究蛋白质变性的理论知识及应用，促进学生将思考和学习有机结合。另外，在问题引导式的教学过程中，应注意通过专业知识与思政元素相结合，在知识学习中润物无声地融入精神指引，起到较好的课程思政教育效果。同时还要教育学生不能人云亦云，要具备质疑精神和批判性思维，要严格遵守学术诚信，务必不可学术造假。（5）案例教学法CBL（Case-based Learning）。选择与日常生活和身体健康息息相关的案例开展案例教学，既能激发学生的学习兴趣，有助于学生掌握生化知识，又能起到教育学生关注生命健康，保持健康生活习惯的理念。比如，在讲到糖原合成和分解时，举例某些学生早上不吃早餐来上课，刚开始不觉得饿，10点左右感觉饥饿，乏力、注意力不集中，严重的甚至心跳加速、心慌手抖，要求学生用生化知识解释该现象，然后教师根据学生的发言进行总结，刚开始不饿是因为肝糖原分解成葡萄糖补充了血糖，后来是因为肝糖原耗尽，出现了低血糖症状。通过这种案例式教学法既提高了学生的学习兴趣，又将抽象的“生物化学”理论知识应用于解释与健康相关的生命现象，同时还可以根据教学内容挖掘思政元素，教育学生关注生命健康，保持健康的生活方式和饮食习惯，以期达到思想政治教育的目的。

（四）改革课程评价方法

传统“生物化学”课程的考核方法是期末考试成绩占70 %，平时成绩（包括平时作业和考勤）占30%，评价方式单一。教师不了解学生平时的学习状况，也无法进行有效的指导，不利于激发学生学习的主动性和积极性，部分学生平时不认真学习，考试前临时抱佛脚，这种考核方式对教学没有促进作用。按照工程教育专业认证的理念和要求，课程质量评价应客观判定与毕业要求指标点相关联的课程目标的达成情况，聚焦学生的学习成果，方便教师了解学生的学习状况，从而提供改进教学的路径［8-9］。在工程教育专业认证背景下，“生物化学”课程教学团队加强过程考核力度，学生在预习环节、平时作业及讨论环节的成绩占比提高。为了拓展课程学习的深度和广度，考核的基础知识所占比例下降，而是强化能力应用的考查；为了提升课程学习的挑战性，还应加强综合性和非标准化等评价。改革后的考核方式要求学生课前在学习通上预习知识点视频及学科前沿、生物化学故事等内容，占总成绩的15%；每章学习完后立即在学习通上进行每章测验，测验成绩占总成绩的10%；学习通上每章都有体现知识应用能力的讨论题，占总成绩的15%；翻转课堂小组汇报占总成绩的10%；学习通上两次线上考试（静态生物化学考试和动态生物化学考试）成绩占总成绩10%；期末考试成绩占总成绩40%。课程质量评价最终服务的是课程的持续改进，以提高教学质量，根据课程评价暴露出来的问题，我们教学团队将继续优化教学模式和方法，力争建成校级及省级一流课程。

结语

“生物化学”作为生物工程专业的专业基础课和核心课程，在工程教育专业认证中对培养高素质的生物工程应用型人才起着重要作用，“生物化学”课程教学团队在课程思政和工程教育专业认证背景下重新修订教学大纲，创新教学模式和手段，创新教学方法及改革课程评价方法等方面进行了“生物化学”教学的改革和创新，为新时代培养出满足生物工业发展和满足社会需求的生物工程专业人才。