探究式教学改善生物化学教学效果的研究

任敏，曾红

(塔里木大学，新疆阿拉尔 843300)

生物化学是塔里木大学动物科学、动物医学、草业科学、园艺、园林、生物技术、食品科学等专业的基础课。该校学生来源复杂，有汉族、维吾尔族、哈萨克族等民族，有本科、专科班，不同的基础教育条件使得学生知识基础差异较大。生物化学课程的学习存在很大的难度，是生命科学领域重要的基础学科和前沿学科，是分子生物学、遗传学、细胞生物学、微生物学、生理学等课程的前期必修课程。如何有针对性地教学，激发受教对象的兴趣，使其能将复杂的生物化学知识内化形成逻辑系统，从而提高教学效果，是国内外每一位从事生物化学的教师一直追求的目标［1－3］。

探究式教学模式于1950年由美国课程理论学家和生物学家施瓦布教授提出。近60年来，该教学模式一直是世界各国教育工作最为关注的焦点之一，各国教育组织机构对其模式的方法和标准进行了各种改进［3］。

1996年，国际教育标准(The National Science Education Standards，NSES)将探究式教育定义为:“科学家运用多样的方式探索自然并通过探索提出对世界的理解。”无疑，科学的探究式教学引入课堂对学生或者教师都是一个巨大的挑战［4］。

1 探究式教学提高教学过程

探究式教学中教师的教学技术非常重要，为了达到教学效果，教师首先要明确什么是科学的探究式教学方式，教师在这个过程中所起的主要作用是什么，如何引导学生像真正的科学家一样具有科学的思维，正确对待科学问题，在讨论和寻找科学证据支持的过程中由推理得出科学问题，从而以问题讨论式方法为形式完成对探究式教学效果评估［5］。塔里木大学的模式为:两个生物化学教师(7年生物化学教龄)和动物科学学院动物医学专业学生(5人/每组)，过程约为15周时间，教师根据教学大纲要求设计研讨专题表格，学生依此检索并下载专题文献。该过程主要包括三个模型:什么是生物大分子?生物大分子的功能?生物大分子是如何合成?每两个小组选择一个模型来完成，每个模型设计一个具体的问题，以问题引导学生收集证据，例如查阅相关英文文献以推理出自己的观点，并在这个过程中向学生自然地引导出目前已有的科学观点和科学原理。在探究式教学过程中，Edwards and Merce认为目前的教学状态是多数学生学习的知识是课程设置预先订好的，因此教育本质上是社会化的过程进入现有认知论的世界。因而，当教师引导学生的时候其实是在向学生灌输现有知识［6］。因此，应以学生为主体，专题以小组讨论并制作成PPT，展示给全班同学，所有专题完全由学生完成。

1．1 设计问题 教师引导学生深层次理解概念并完成阅读文献的作业，学生在阅读过程中一定要想出至少一个与文献相关的问题。教师根据《塔里木大学生物化学》教学大纲整理出教学重点和难点，结合学科发展过程中的重大发现、前沿领域以及与人类健康和疾病相关的热点问题:①血红蛋白的功能是什么?②犯罪证据的提取与亲子鉴定是如何应用杂交技术?③各种限制性内切酶在基因重组中起了什么作用?④线粒体的电子传递链与衰老的关系是什么?⑤糖代谢与糖尿病存在怎样的关系?⑥脂代谢调控与肥胖。⑦Glu和Gln的生理学功能。⑧肿瘤细胞中的核苷酸代谢;核苷酸的代谢和肿瘤的关系是什么?⑨DNA复制与修复的分子机制;端粒复制有什么特点?⑩翻译中如何保证质量的精准?每个小组根据文献选择相应的问题并进行文献查阅式回答，在进行PPT展示之前，将问题以电子文档方式提交给笔者作为评估成绩使用。

在2012～2014年的探究式教学活动中，笔者与学生一起研讨了综述性论文和研究性论文15余篇。民族学生阅读中文文献，汉族学生阅读英文文献，文献以研究性论文为主。阅读文献的过程中注重对学生科研思维的培养。在这个教学模式中，笔者按照设计专题、选择文献、研读文献、制作讲稿、全班交流和成绩评定六个阶段进行实施［5－6］。

1．2 文献研读 选定文献之后，由教师引导学生根据兴趣分组，每组负责研读一篇文献。文献的阅读是收集证据的过程，是探究式教学式教学中的一个十分重要的环节。由于多数学生第一次接触英文科研性文献，专业术语底子薄，英文功底参差不齐，在整个研读过程中理解的速度特别慢。在研读过程中，教师重点加强对学生科学思维的引导，使学生在一个具体问题的研究中分析和思考:①作者是如何提出问题的?②作者解决问题的办法是什么?③本文的结论是什么?还有什么问题有待解决?④该文献对你的专题认识的启示是什么?引导学生带着问题阅读文献，找出文章的不足之处，并讨论可能解决的方法，对于学生创新思维的培养大有裨益。通过训练，使学生逐步掌握一些阅读英文文献的方法。

1．3 全班交流 学生在阅读文献后进行小组讨论，整理出文章的目的、方法、技术结论，做成PPT。教师要求学生PPT做到“背景明亮、字体适中、颜色沉稳、图片美观”。内容方面“重点突出，条理分明、语言简练”。隔周进行一次全班交流会，每次2学时。首先由小组同学轮流上台讲解文献，然后进入提问和讨论阶段。

1．4 评估成绩 为了“激励学生学习，帮助学生有效调控自己的学习过程，使学生获得成就感，增强自信心，培养合作精神”，笔者引入了形成性评估［4］，使学生“从被动接受评价转变成为评价的主体和积极参与者”。建立了学生成绩评定的10分制。其中包括上传资料(1分)、PPT制作(2分)、演讲(2分)、答疑或提问(2分)、作业(3分)。通过成绩评定，使教学过程体现教育功能和激励功能。

3 讨论

主讲小组在文献研读的基础上将文章核心内容制成PPT，在全班进行演讲，并组织讨论。最后，教师进行课程总结和成绩评定。学生通过论文研讨，开阔了视野，提高了文献阅读能力、演讲能力，从中学习和体会到科学家的严谨思维和探索精神。生物化学探究式教学活动的开展，对学生知识、能力和素质的全方位培养起到了扎实有效的促进作用。

以教师为主体的传统教学和验证实验一直是生物化学的主要教学形式。生物化学知识点多，课时又极度压缩，学生只能强记硬背，不仅难以掌握，还可能丧失学习兴趣和积极性，教学质量难以得到保证和提高。但是探究式教学是注重以素质为核心，让学生“主动发现”的“积极学习”型的教学模式，通过教学实践总结，探究式教学具有以下优势:

2．1 思想方面 在探究式教学中，学生自主探究得到了鼓励，并在教学中导入竞争机制，充分调动了学生的积极性和主动性，从而激发了学生探索科学知识的信心，提高了对生物化学的兴趣。探究式教学实现了从科学专业素质向综合素质教育的转变，加深了学生对专业知识的理解和掌握，不仅提高了学生的实践操作能力，还提高了学生的语言表达和交流能力。

2．2 在学习能力方面 通过教师设置的专题，引导学生在文献搜索的过程中，探索和发现新知识，并进行归纳总结。提高了学生自学能力和分析解决问题的能力，培养了学生的科研思维和创新意识。

生物化学探究式教学在培养学生文献阅读能力、自学能力、演讲交流能力以及团队合作精神等方面进行了有益的尝试。在教学中积累的一些教学素材和实践经验，还可促进生物化学基础理论课程的教学，使更多的学生受益，对学生综合能力的培养是一项长期而系统的工程。

3 结语

实践基本实现以下目标:①与生物化学基础教学相配合，完成探究式教学专题的初步设计;②建立并不断完善探究式教学文献资料库;③建立了一整套学生训练计划，包括文献研读、PPT制作、演讲答疑、完成作业等环节。存在的问题主要表现为:①在专题设计方面尚存在一定的局限性，应根据学科发展动态，对选题进行优化和调整。同时可以增加学生自主选题的环节，让学生提出他们感兴趣的话题;②在文献选择方面，由于学生是二年级本科生，大多数专业课程还没学过，不适合阅读信息量较大的综述性文章，应选择难度适宜、短小易懂的研究性论文，并在研读过程中注重对学生科研思维的培养;③在教学组织方面，10～20人的小班最为适宜，人数太多，会减少学生提问交流的机会。每篇文章由2～3人主讲较为合适，有利于同一小组的学生整体把握内容，更好地体现条理性和衔接性。

［1］杨志伟，张玮玮，陈志玲，等．生物化学探究式教学的设计和实施［J］．生命的化学，2013，33(1):105－108．

［2］ERIKA G．Offerdahl Lisa Mon tplaisir．student-generated reading questions:diagnosing student thinking with diverse formative assessments［J］．Biochemistry and Molecular Biology Education，2014，42(1):29 －38．

［3］NIAZ M，TREAGUST D，TUAN，H．Inquiryin science education:International perspectives［J］．Science Education，2004，88(3):397 －419．

［4］肖建勇．问题引导式教育法在生物化学中的应用探讨［J］．基础医学教育，2012，14(2):92－93．

［5］王晓丽，晏本菊，陈惠，等．生物化学教学改革的实践探索［J］．高等教育，2003，19(4):107 －108．

［6］谭帮换．浅析施瓦布科学探究思想及科学教师培养方法［J］．世界教育信息，2010(1):49 －52．