基于 “ 金课 ” 运动生物化学综合性实验教学改革的探讨

杨 玲

随着国际信息化的发展、全球多元化知识的共享和知识传播模式的变革，实验课的传统课堂也面临着严峻的挑战，具有两性一度特点的 “ 金课 ” 将对我国的高等教育的教学改革带来前所未有的革命［1］。运动生物化学从分子水平研究运动对人体化学组成的影响，以及运动时物质代谢和能量代谢的特点和规律的一门学科，直接服务于全民健身和运动员的运动训练。运动生物化学实验是应用运动生物化学的知识与原理，通过实验基本操作、基本技能的学习与训练，解决全民健身和运动训练的实际问题，培养学生理论联系实际的思维能力；认真、严谨、求实的科学态度；正确观察与分析判断实验现象能力，以及培养学生的顽强拼搏、刻苦耐劳的素质［2］。本文从运动生物化学实验的目标出发，依据金课的 “ 两性一度 ” 特性，从高阶性、创新性和挑战度等，分析目前运动生物化学实验课的特点和教学方法、教学模式，提出具有金课特性、全新的教学方法与教学模式，打造运动生物化学实验金课课程，提高高校的体育教育教学质量和运动训练效果。

1 现阶段运动生物化学实验存在问题

学习运动生物化学基本知识，掌握一定生物化学的实验操作技术，对于全民健身的开展和奥运攻关具有一定指导作用。目前，运动生物化学实验课由于长期处于简单的传统教学阶段，依据金课的标准与要求，实验课的课堂教学内容比较陈旧，教学方法单一，学生被动学习，教学效果较差。

1.1 实验课内容单一，知识、能力与素质的培养脱节

目前，受一般传统教育思想的影响，我国大部分高等院校的运动生物化学实验教学模式较为保守和封闭，基本上延续了传统课堂的以传授理论知识为主，实验技能操作为辅的实验教学模式。运动生物化学实验课的教学一般注重基础性、验证性、演示性。很多实验内容简单，仅仅是有关知识的重复与简单的验证。学生被动学习，自主性学习能力差，提出问题和综合分析问题的能力低；实验课的教学内容和方法多年不变，理论脱离实践，未能具体联系体育运动训练与实践，忽视了对学生基本素质与专项能力的培养。现阶段，运动生物化学实验课常开展5－6个常规的一般性实验（表1）：血红蛋白、血乳酸、血尿素、尿蛋白、尿肌酐等的测试，实验课往往安排在理论课的后面，简单验证理论知识内容，实验课程模块之间没有联系，实验内容与体育运动实践关系不密切，体现不了对学生的能力、素质的培养，因此，学生学习的积极性不高，课堂气氛不浓。实验课的内容与设计缺乏金课的 “ 高阶性 ” 特征。

表1 韶关学院运动生物化学开设的实验

1.2 实验方法陈旧，时代性，创新性不强

目前，运动生物化学实验方法一般都是保留着二十世纪80年代的简单的化学比色方法，如血乳酸的测定方法，常采用杨氏改良对羟基联苯测试的方法，即取微量的新鲜血液，加上三氯醋酸，通过离心除去蛋白，无蛋白的血乳酸与浓硫酸生成乙醛，乙醛与对羟基联苯反应生成紫红色复合物，紫红色复合物的颜色深浅与乙醛浓度成正比。再与同样方法处理的标准液进行比色，即可求出血液中乳酸的含量［3］。实验过程通过简单的加样，对比，计算；学生兴趣度不高；其实，科学发达的今天，血乳酸的测定方法早已经从简单的比色法发展到了酶法、酶电极法和层析法等；仪器设备也从原来简单的分光光度计发展为乳酸半自动仪、全自动仪；测试仪器的形状也从较大型改变为便携式的掌上测试仪；但这些仅用于科学研究，没有运用到教学中，导致现阶段教学设计简单，脱离实践，现阶段的实验教学，学生学习的测试方法较为落后，未能适应目前体育科学和运动训练的要求，不具有时代的前沿性与创新性。

图一 血乳酸测定步骤

1.3 教学模式落后，未具有挑战性

现在实验教学模式基本过程是学生预习、教师讲解与示范、学生自主操作、教师课堂指导、学生提交实验报告、教师批改等环节；但每个学生是否真正按要求完成预习，老师难以跟踪监督；实验过程中，学生未能理解实验的生物化学指标的原理与应用，加之实验内容简单，预习易出现形式化；学生根据老师的要求和实验指导手册进行实验操作，老师照本宣科，实验课堂教学完全是以老师为中心，学生被动学习与操作，实验简单，缺乏挑战性，学生兴趣度不高，教学效果差。

2 基于金课运动生物化学实验课教学设计

运动生物化学综合性实验是激发自主学习意识、锻炼学生解决问题能力、培养科研创新思维教学，为打造 “ 金课 ” 提供了有效的实施平台［4］。综合性实验教学本身具备一定的高阶性，实验内容不只是简单的知识传授，而是知识、能力、素质的结合，是培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维，是对能力和思维的训练［5－6］。要求实验内容要有创新性、前沿性和时代性，要求把最新知识、理论、方法等融入教学，避免教学内容陈旧过时，另外要反映教学内容的实践价值，避免教学内容空泛虚化。因此，有必要将前沿的、有实践价值的实际案例转化为综合性实验教学资源，实现科研与教学的有机融合［7］。此外，综合性实验教学的内容应具有一定的挑战度，这样才能促进学生独立思考能力的发挥，在解决具有一定难度的实际问题过程中收获信心、提升兴趣。因此，以 “ 金课 ” 的 “ 两性一度 ” 为导向的运动生物化学综合性实验教学模式，可以最大限度地发挥运动生物化学教学的效果（如图二）。

图二 实验课金课建设设计图

2.1 综合性实验设计的高阶性分析

大强度运动时，肌肉工作的能量主要来自糖酵解供能，糖酵解的代谢产物是乳酸，所以，乳酸越多说明糖酵解的供能能力越强［8］。因此，可用血乳酸评定运动强度。目前的血乳酸的实验是简单的比色方法，教师讲授→学生倾听→学生模仿→操作测试→教师总结。实验课堂教学中，教师忽视了学生的主体地位，未能很好培养学生自主学习和实践动手能力。因此我们依据金课标准，对血乳酸检测的实验教学改革（表2）：首先让学生自主学习血乳酸评定运动强度的有关知识。如在体育运动训练中，血乳酸浓度的变化与运动训练时人体的能量供应系统有关：短时间的激烈运动，运动时间不超过10秒，体内的能量供应一般以磷酸原系统供能为主，运动后血乳酸一般不超过4 mmol／L；而运动强度大，时间在30秒之90秒之间的运动，一般以糖酵解系统供能为主，血乳酸常为12－14 mmol／L；长时间的有氧代谢的耐力运动，运动后血乳酸也较少［9］，因此，通过测试和分析运动后的血乳酸，我们不仅能判断不同类型的运动，还可以科学评定运动的负荷强度；我们引导学生线下学习运动与血乳酸的原理，学习血乳酸的测试方法；线上学生综合设计血乳酸评定长跑的运动负荷强度；学生线下组内讨论；教师利用线上审核学生的综合实验设计方案，线下实地指导学生在运动场实施测试；小组统计和分析实验测试结果，最后写出初步报告并进行讨论。在整个实验过程中，通过线上线下学习糖酵解与运动强度评定的相关理论知识和实验操作技术，培养学生的自主学习的能力；经过学生小组学习和讨论，设计实验方案，从而提高学生的提出问题，团队协作的能力；在现场实验过程中，培养学生的现场组织和实验的协调能力，提高他们的科研意识和刻苦耐劳的素质。

表2 运动与糖酵解综合性实验教学改革设计

2.2 综合性实验设计的创新性分析

为了更好提高实验课的教学效果于创新性，我们组织学生参加教师的科研活动，将体育科学研究与实验相结合，培养学生理论学习于实验的兴趣。以现在大众关心的青少年肥胖问题为依托，我们组织学生在网上查阅和现场调研有关少儿肥胖的原因和运动防控肥胖的方法，结合实际问题学习运动生物化学有关《脂肪代谢与运动》章节，由学生进行探究性学习，设计综合性实验，学生创新性通过测试受试者的血脂四项分析肥胖儿童的原因，并通过血乳酸调控有氧运动强度，达到减肥的目的。

图三 综合性实验设计过程

2.3 综合设计性实验挑战度的分析

大学生的身体素质是影响其身体健康和学习成绩的重要因素。大学生身体素质的训练最关键就是训练的方法应用和训练手段的选择，该实验的设计对于学生有一定的挑战度。在前期实验模块中，学生线上线下学习和实验技术学习的基础上，教师组织学生学习有关大学生身体素质训练的有关参考文献，以本班同学互为实验对象，开展时间较长的综合实验，并组织学生统计测试的各项生物化学指标。由于该实验较为复杂，需要多学科的理论与方法，教师又要多次与学生一起学习讨论，制度实验科研方案。与学生一起分析有关实验数据，同时，组织研讨，写出研究报告，经过多次修改和口头报告，最终形成课程小论文。从实验的综合设计到测试与分析，最后撰写小论文，具有一定的难度和挑战性。

3 基于金课的运动生物化学综合性实验线上线下交互融合教学模式

运动生物化学综合性实验以线下课程为基石，线上课程为重要依托，开展线下线上混合式教学模式，以打造 “ 金课 ” 为目标，进行教学设计。根据教学目标和教学大纲，结合 “ 两性一度 ” 的金课理念，将运动生物化学各章节知识点录制成微视频，构成主要线上基本课程资源。线上主要是引领学生提出问题、观看微课视频自主学习、提出问题、分析问题及时反馈，并可在线上实时提出问题和老师同学讨论互动。线下课堂除传统的课堂讲授外，依据学生在线上学习过程中出现的问题反馈，教师可及时调整授课时的重难点，及时引导。线下组织学生进行小组讨论，鼓励学生利用开放性实验室，设计实验进行自主探索，自主验证，培养学生解决复杂问题的综合能力。

基于金课，运动生化实验课线上线下交互融合的教学模式设计（图四），在线上：通过自主探究学习、观看微教学与实验的视频、协同学习与讨论、提出问题，在教学认真的学习与分析。在线下：在老师的指导下认真学习，掌握实验的操作方法与技术，与老师一起讨论，再次提出问题、分析问题，经老师审核后进行综合实验，最后撰写实验报告。以上的学习模式，提升了学生应用所学的知识，同时拓展相关的学科知识，自主探究学习，综合应用多学科的理论与知识，创新性分析和解决问题的能力。也培养学生刻苦钻研、勇于探索的科学素养。

图四 基于金课的运动生化实验课线上线下交互融合的教学模式

4 小结

传统的运动生物化学实验课教学，的确存在教学内容单一；知识、能力与素质的培养严重脱节；实验教学方法陈旧，创新性不强；教学模式落后，未具有挑战性等问题。因此，在综合实验课程的教学中，教师必须学习、更新教学理念，以金课建设的标准，不断改革探索，创新、优化教学方法，运用线上和线下混合式的实验教学模式；坚持以学生为本，激发和提高学生实验课的学习兴趣，培养学生的综合实验的设计能力和科学研究的能力，建设 “ 金课 ” 标准的运动生物化学实验课程。