化工类生物化学课堂教学设计的实践探索

卢美贞，杨振平

（浙江工业大学 化学工程学院，浙江 杭州 310014）

化工类生物化学课堂教学设计的实践探索

卢美贞，杨振平*

（浙江工业大学 化学工程学院，浙江 杭州 310014）

为适应新的学科特点和社会需求，“生物化学”课程已成为化工学科人才培养体系的重要课程。笔者结合多年课堂教学经验，在生物化学课堂教学设计中做好教学分析的基础上，围绕“一个目标，两个重点，一个关键”的设计理念，即准确定位、凝练教学目标（一个目标）；系统和缜密地设计教学过程，优化教学方法（两个重点）；构建适宜的教学平台（一个关键），以此提高课堂教学效果。

生物化学；教学设计；目标；过程；方法

生物化学是研究生命化学本质的科学，是利用化学的理论和方法从分子水平探讨生命本质、揭示生命奥秘的科学。该课程是生命科学院开设的重要基础主干课程，同时也是其他专业开设的一门拓展课程[1-4]。早在1993年全国化学工程专业教学指导委员会福州会议上就决定化学工程专业必须开设生物化学基础课，教育部“面向21世纪化工类专业人才培养方案及课程内容体系改革研究与实践”重点研究课题组也将生物化学内容列入化工类专业必修课内容之一[5]。如何使“生物化学”课堂教学既能紧跟学科发展的步伐，又能突出化工类特色，是目前工科院校“生物化学”教学改革的重点之一，而科学的教学设计是有效教学的基础，对课堂教学效果有着直接的影响和关键作用。教师必须依据现代教育理论，对教学系统中的诸多要素进行设计，才能确保教学设计的科学性和合理性，促进教学目标的更好实现。本文结合化工类学生特点，在对生物化学进行教学分析的基础上，通过制定教学目标、设计教学过程、优化教学方法以及构建教学平台进行课堂教学设计。

一、教学分析

教学分析是做好教学设计的基础，因此必须对教材和学情进行深入分析。

1.深刻理解教材，挖掘教材内容的多重价值。教材是构成教学内容最基本的要素，是教师教学活动和学生学习的主要依据，因此分析教材内容是教学设计的重要环节之一。教科书有两种功能，一是教学资源的功能，二是教学工具的功能。新一轮课程改革倡导“材料式”的教材观，教材作为一种重要的教学资源而存在，教材是学生获得知识的重要渠道，同时教材为学生提供多种实践和探索的机会，培养学生探究问题的能力和科学研究的素养；与此同时教材还是一种有效的教学工具，作为教学工具，教材体现先进的教育教学观念，以及符合学生身心发展的学习规律，引导学生在学习中提高综合能力，树立正确的世界观、人生观和价值观，培养高尚的道德情操。因此如何充分利用已有的或可以再造的教学资源，充分挖掘其多重价值，以适应教师的教学需求和学生的学习需求已成为关键。所谓充分挖掘教材资源的多重价值，就是指认真的钻研，深刻理解教材所承载的内容、重点难点及文化内涵和知识体系，认真分析理解其设计意图和活动策略及其对学生学习策略、情感态度、价值观以及思维能力等方面的影响。因此在新的学科特点和社会需求下，以培养学生综合素质和创新能力为宗旨的工科院校课程改革，不仅重视教材作为信息资源的功能，更强调教材促进学生发展的功能，在获得知识与技能的同时使“知识”向“素质”转变。比如，在讲到“核酸变性、复性、杂交和核酸研究技术”这一章节时，不仅仅局限于概念、原理上的信息价值，还要挖掘它更深层的探究价值、应用价值及情感价值等。比如与之相关的社会研究热点问题，转基因大豆油、小球藻的开发应用、DNA指纹技术以及高科技成果带给人类利益的同时所产生的情感价值等，培养学生分析探究问题的能力和科学研究素养。

2.深入了解学生，找到师生情感交流的切入点。课堂教学是以学生为主体，教师为主导的互动过程。教师只有深入了解学生已有的知识经验及思想状况，才能采取适合学生特点的教学模式和教学方法，实现课堂教学目标。本课程授课的对象是化工类本科三年级学生，这阶段的学生自主意识和思维发散性较强，已系统学过有机化学，但生物学知识薄弱。与此同时为了更好地上好这门课，我们在课前对学生进行了问卷调研，共发放了300份问卷，其中80%的学生认为需要增加科研内容和科研动态，85%的学生要求增加与职业发展相关联的内容。这说明他们关注职业发展，注重知识的学以致用。结合这些学情特点，我们在课堂教学设计中，强调用科研带动教学，用实例来延伸课本知识，并以此为契机，准确抓住师生情感交流的切入点，使课堂教学取得事半功倍的效果。

二、凝练教学目标，设计教学过程，优化教学方法

教学目标的设计是教学设计的核心内容，是教师选择教学策略、安排和组织学生活动、实施教学评价的重要依据。新课程的三维目标包括：知识与技能，过程与方法，情感态度与价值观[6]。教学目标的三个维度是相互联系、相互渗透及相互统一的。比如，DNA复制这一章节的知识与技能目标是让学生掌握复制的特点、过程以及DNA损伤和修复，它是达成过程与方法、情感态度与价值观目标的基础，是三维目标中的主线，贯穿于课堂教学的始终；过程与方法目标是让学生掌握分析探究问题的能力、归纳总结的能力以及自主学习与创新的能力。通过教师精心设计的教学平台，既让学生获得知识和技能，又让它成为学生探究科学、联系社会实际、形成科学价值观的过程。它是掌握知识与技能，形成情感态度价值观的中介，是实现三维目标的关键；情感态度与价值观目标是突显工科特色，教学中关注学生职业发展，重在提高学生科学研究的素养，它是掌握知识与技能，形成科学过程与方法的动力，发挥着调控的作用。

“生物化学”教学内容微观抽象，概念多而繁杂且学时有限，加上工科学生的生物学基础薄弱，增加了理解难度。如何化繁为简，将抽象的概念形象化是突破难点的关键。这就需要教师在教学中合理设计教学过程，不断地创设情境，环环相扣，帮助学生理解。同时，选择行之有效的教学方法同样非常重要。在课堂上充分利用多媒体，将启发式、科研反哺、案例式及互动式等教学方法贯穿于课堂教学始终，充分调动学生的学习积极性和主动性，给学生足够的时间与空间，让学生去分析、讨论、归纳并总结，提高学生的自主学习能力和创新能力。

1.科研反哺，导入新课。在课堂教学中，如何激发学生兴趣，将学生思路巧妙地导入新课，是课堂教学的首要步骤。近几十年来，生物技术发展突飞猛进，而生物技术最核心的技术就是基因工程，生物化学的教学内容跟基因工程紧密相关，通过介绍克隆羊、转基因大豆、亲子鉴定等这些同学们熟悉的技术以及结合教师团队研究的课题，比如转基因富油海藻的培养，这也是目前有关生物质能源比较热的一个研究课题，通过结合研究热点，激发学生的想象力，从而引出课堂内容。

2.营造氛围，授业解惑。生物化学课程涉及的概念都比较抽象，比如DNA变性，教师通过现场展示的DNA双螺旋模型进行阐述，把原本较抽象复杂的概念形象化，同时抛出思考题，变性后DNA会引起哪些理化性质变化？让所有学生都参与到思考过程中，再抛出第二个问题变性后OD260为什么会增高？通过巧设悬疑，层层递进，引发学生去思考和讨论。与此同时，教师在一旁点拨，让学生从有关DNA双螺旋的结构和组成上考虑，让学生自己找到问题答案。通过师生互动，授业解惑。复性是变性的逆过程，这跟蛋白质的变性和复性概念相类似，让学生自己去归纳总结出复性和减色效应的概念，引导学生举一反三，提高归纳总结的能力。

3.导入联想，拓展应用。工科院校生物化学教学改革的特点是加强基础、面向应用。教学中多增加理论联系实际的内容，不但可以激发学生学习兴趣，也是课堂上师生情感交流的纽带。比如核酸研究技术，通过列举DNA指纹技术将书本知识得以拓展，DNA指纹技术这个在刑事案件中用得非常多的技术手段，常用于罪犯的指认，而Southern印迹的杂交技术就是其主要的技术手段之一。另外，还可以跟学生所学专业联系起来，使学生了解生物化学与其他相关学科之间的联系，让学生结合身边的实例，发散思维；通过知识延伸，不仅开阔了学生的视野，也为学生今后的职业发展打下基础；师生的双向互动，拉近了师生的情感距离，提高了教学效果。

4.总结反馈，深入探究。生物化学知识点比较多，学生难记忆，因此在课堂教学中，用精练的语句把教学内容总结出来，再给这些语句赋予特别的含义，这样的教学将有利于加深学生对于一些暂时难以理解或易混淆、易遗忘的知识的印象，方便其记忆。探究式学习是一种强调学生自主积极获取知识的学习方式，传统的教育只注重于知识的传播，轻视能力的培养，学生以接受学习为主，新课程改革的重点之一是转变学习方式，但是这种转变，更多强调从被动到主动，从一元到多元[6]。通过“DNA分子杂交能否用来基因诊断”、“食用玉米油氢化制造的黄油还是乳化制造的黄油有益于身体健康”等问题进行深入探究，引导学生积极思考，培养学生科研素养。

5.多元化训练，提升综合能力。课堂学习始于课外，结于课外，课后的温习与拓展，迁移与巩固，是课堂学习的自然延伸。由于生物化学对于化工类学生来说属于考察课，平时成绩注重学生课外知识的积累。因此以自主研究题为载体，让学生撰写小论文，可以拓展课堂知识；针对学生感兴趣的热门话题开展小组课外讨论，并进行课堂PPT展示，通过合作学习，促进成果的形成与共享。同时教师加以点评，通过课后的多元化训练，不仅可以实现课前课后的教学互动，同时使学生的综合能力得以提升。

三、构建教学平台

学生的学习是一个知、情、意、行全面发展的完整过程，因此在教学设计时需要把知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观有机地融合为一个整体。这就需要借助教学平台，让学生去亲历、去体验、去感悟，这是教学设计的关键。为此在课堂教学设计中我们构建了四个教学平台。

1.学生活动平台。在教学活动中教师是主导，学生是主体。因此，在教学中需要教师合理地构建学生活动平台，最大限度地发挥学生的主体作用。本堂课通过教师巧设悬疑，引发学生去讨论；通过理论联系实际，引导学生去寻找身边实例，让学生发散思维；通过课后多元化作业，培养学生积极探索、勇于创新的精神。

2.师生互动平台。师生互动是教师和学生在课堂教学中发生的各种形式、各种性质、各种程度的相互影响与作用。如何实现有效的师生互动，如何将学生被动式的学习变成主动式的学习是教师能否上好课的关键。课堂上通过教师点拨，学生归纳；通过案例呈现，学生分析，通过教师启发，学生回答，师生互动，授业解惑。同时教师在构建师生互动平台时，必须关注学生间客观存在的差异，将学生的需求与教学目标有机结合，引导不同层面的学生积极参与互动，从而有利于调动各个层面学生的学习积极性。

3.教师活动平台。提高课堂教学效率是课堂教学的首要任务。虽然影响教学质量的因素很多，但教师的主导作用是至关重要的。教师要在有效的时间内，把自己课堂教学设计内容通过教学活动平台去实施，这需要教师精心地组织教学，教学内容要科学、充实、突出其实用性，教学语言要准确、精练，教学方法要适宜，教学过程设计要合理，能充分体现教师为主导、学生为主体的教育理念。教师以自己的人格魅力、渊博的学识和精湛的教学艺术，去激发学生的学习热情。本节课难点之一是分子杂交技术，通过Flash动画演示分子杂交的过程，吸引了学生的注意力，形象直观的画面，使教学难点迎刃而解；难点之二是重组DNA技术，通过科研成果分析、展示，激发学生的想象力，培养学生科学思维能力。

4.情感交流平台。情感的交流在教学中起着举足轻重的作用。教学活动是一种特定情境中的人际交往活动，因此在教学中需要构建情感交流平台。结合大三学生关注职业发展的特点，课堂上注重科研带动教学，通过知识拓展环节，让学生认识到学有所用；通过课后多元化训练，师生互动，生生互动，共同提高；同时，教师定期进行教学调研，经常反思教学，及时整改，师生情感得以交流，促进了教学目标的实现。

四、结语

教学设计是教师最基本的教学工作，教师应依据现代教育理论，深入地分析教材和学生，凝练教学目标，通过教学平台的构建，把知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观有机地整合为一体，真正发挥课堂教学的效率，确保教学目标的落实。

[1]刘其友，张云波，王永强.化工专业本科“生物化学”课程内容及教学方法的探讨[J].科教文汇，2012，（6）：49-51.

[2]赵越.生物化学课程教学改革的几点尝试[J].东北农业大学学报（社会科学版）.2007，5（3）：108-109.

[3]高健.工科生物化学教学改革研究与实践 [J].教育与职业，2007，（7）：113-114.

[4]刘宝亮.非生物化学专业生物化学的教学体会[J].广州化工，2009，37（7）：218-219.

[5]李再资，黄肖容，谢逢春.生物化学工程基础[M].第二版.北京：化学工业出版社，2011.

[6]杨九俊.新课程三维目标：理解与落实[J].教育研究，2008，（9）：40-46.

G642.0

A

1674-9324（2014）28-0201-03

浙江工业2012年校级教学改革项目（JG1204）。

卢美贞（1980-），女，浙江台州人，讲师，硕士，主要从事生物质能源的相关教学研究工作。

杨振平（1962-），女，辽宁阜新人，副教授，硕士，主要从事有机化学教学与研究工作。