打造生物化学实验“金课”的改革与探索

邢国珍 石永春 贾然然

摘要：生物化学作为生命科学领域最热门、最核心的一门专业基础课，理论知识日新月异，伴随着实验技术和方法的变化与更替，势必要求当前高校生物化学实验课程进行改革。河南农业大学生化课程组针对实验课程教学内容、实验教学手段与方法、实验教学的软硬件设施条件以及实验考核等几方面存在的问题进行了剖析，并探讨了变革的必要性和迫切性。通过变革，打造生物化学实验“金课”，能使高校的生物化学实验课程贴合当代生物化学的教学要求，切实提高学生的综合实验素质，更好地培养实验应用创新型人才，为高校的生物化学实验课程的变革提供方法建议。

关键词：生物化学；实验教学；教学改革

中图分类号：G622文献标识码：A文章编号：1673-7164（2021）03-0099-02

基金项目院本文为2019年河南农业大学本科实验室开放创新项目（19JX0102）研究成果；2019年河南省高等学校优秀基层教学组织建设项目“植物生理学基层教学组织”（2019-26）研究成果之一；2019年河南省教育厅项目（20B210009）研究成果之一；2020年河南农业大学教学改革研究与实践项目研究成果之一。

生物化学是利用化学的方法去研究生命物质的化学组成和结构，同时探究生命活动过程中各种化学变化间关系的一门重要基础学科。对于河南农业大学来说，该课程涉及全校13个学院、22个专业的本科生，每年大约2700名学生必修或者选修该课程。实验教学是生物化学教学中的一个重要环节，该环节高效、合理、有序的开展，对于学生深化对理论知识的理解，提高生物化学理论及实验知识的学习积极性有很大的帮助，并且能促进学生熟练掌握各项实验技术的基本原理与操作技能，为生物化学以及其他相关专业课程的理论学习以及相关实验课程教学的顺利完成打下良好基础[1]。

2018年6月，在中国高等学校本科教育工作会议上，陈宝生部长首次提出对大学生要有效“增负”，指出在当前时代背景下应适当提升大学生的学业挑战难度，合理增加课程难度，适当拓展课程深度，有效扩大课程的可选择性，真正做到打造有教学挑战度的“金课”。同年，教育部高等教育司司长吴岩表示，课程是人才培养的核心关键要素，打造课程“金课”势在必行，解决课程普遍存在的“水课”问题，是当前中国大学带有普遍意义的关键所在[2]。

高阶性、创新性、挑战度，即“两性一度”，是吴岩司长提出的“金课”标准。“高阶性”要求学生将知识、能力和各項素质进行有机融合，同时注重高阶思维能力的培养。“创新性”则要求课程内容、教学方式方法和学习结果有创新和提升，体现课程时代前沿特征，教学方法多样且先进，学习结果富有个性化和探究性。“挑战度”要求跳一跳才能够得着，因此对老师和学生的教与学都有较高要求。在具体实施打造“金课”的道路上，本文从以下几方面入手，着力打造生物化学实验“金课”。

一、实验教材的改革

（一）更新实验教材

对于生物化学这门前沿且活跃的课程，实验教材需要不断地更新和完善，才能满足现代实验教学的需求。实验教材的更新，首先要准确定位生物化学的实验教学目标，阐明理论知识和提高实验技能；注重实验教材的先进性和科学性，致力于培养学生的科学态度和严谨作风，将生物化学研究发展中的新技术理论、新实验方法、学科发展的新研究成果融入到教材中；突出启发性、创新性和实用性，既能有机整合基础知识，又能阐明实验原理和步骤[3]。这样的实验教材才能被教师和学生广泛采纳，河南农业大学生物化学课程组为此也重新设计并出版了实验电子教材《生物化学实验基本技术与方法数字课程》（分册XVII，石永春，2018年）[4]。

（二）实验教学内容的充实提升

实验项目内容的改革，以提高学生综合科研素质，注重培养学生的创新思维能力为目标。按照国家“十三五”发展规划指导的教学准则，依据实验教学大纲，生物化学课程组将生化实验项目进行了更改和替换，完善了生物化学课程中的基础性实验（如淀粉酶活力测定）和设计性实验（如：酶的特性），开设了综合性实验（如植物DNA的提取与检测）。开展综合性实验，可以充分调动学生动手动脑，手脑并用，培养学生的科学思维能力和创新精神[5]。同时河南农业大学鼓励实验室开展开放创新项目，为学生将来走出校门，走上工作岗位奠定一定的科研能力基础。

二、实验教学方式和方法的改革

（一）强化实验授课技巧方法

吴岩司长提出建设“金课”第一个教学目标就是要加强线下“金课”打造，线下课程是课程教学的第一场所，是最直接有效的一种授课方式。传统的实验课讲授方式并不能很好地让学生真正掌握该实验的原理、目的和意义；不能很好地将生物化学的理论知识和实验操作过程融会贯通。生物化学课程组尝试将“对分课堂”引入到实验课程的教学过程中，将课堂一半的时间给教师引导试验思路、原理以及操作等，一半的时间留给学生进行讨论式讲学，这中间的内化过程，使学生对讲授内容吸收并操作练习，“对分课堂”这种高效、科学的特点在课程讲授中即保证了知识体系传递的效率，又充分激发了学生的主动性，显著活跃课堂气氛，提高教学质量[6]。

（二）改革授课教学方式

吴岩司长提出建设“金课”另外一个教学目标就是线上“金课”，信息时代的发展，使当代大学生接受知识的方式更加灵活多样，他们更倾向于使用电脑、手机等多媒体的学习方式，学习地点不受限制，可以更加便利地预习、学习和复习。授课方式的多样化也能促进课程的学习，慕课、微课等除了可以满足在校学生的学习，还可以接受校外学生或者专业技术人员的学习，对此，生物化学课程组开设了“生物化学”精品在线课程，另外还开设有中国慕课网课程“基础生物化学”（石永春，2018年）。对于不具备现实条件的实验项目，进行虚拟仿真教学，现代化的课堂利用多媒体授课的高效性和生动性，使实验项目的讲授更加生动有趣，学生也更易理解和接受实验的内容。

三、教学设施设备的改善

近几年，通过更新仪器设备，改善教学环境，生物学国家级实验教学示范中心已建设成了现代化、开放式的实验室平台。要想实现科学研究的突破与创新，除了良好的理論基础外，更重要的是依赖于先进的技术和优良的仪器设备及良好的研究环境。高端和精密的仪器设备能有效加快实验进程，适于深层次科学研究，为了培养学生适应现代科研进展的发展需求，学生应掌握高端仪器设备的操作和使用方法。学校为示范中心分配了更大的实验室面积和空间，购置了大型的先进仪器，如激光共聚焦荧光显微镜等，这些条件的改善有利于对实验项目进行更新和设置，更有利于培养学生学习和使用先进的仪器设备，提高学生的实验操作技能，提升培养学生的档次[7]。

四、实验考核方式的完善

仅把实验报告的书写和实验结果是否正确作为实验课程评判标准，忽略了学生对基本实验操作和对实验结果客观分析和讨论的能力。实验课程成绩占比过小，对实验课程的开展、学生实验课程学习的主动性以及实验教师准备工作的积极性带来了非常不利的影响，进而直接影响学生的实验能力和实验技术水平的提升[8]。河南农业大学生物化学课程组将生物化学实验课程考核方法进行优化：实验课程成绩占生物化学课程期末总成绩的30%，其中包含实验报告书写及结果和分析成绩、实验教学环节参与度成绩以及实验操作技能考试成绩，有效提高了实验成绩考核比重。

五、以全面教学改革打造实验“金课”

生物化学课程需要通过实验课程的教学来加强理论认知和学习，以便于学生掌握生物化学的基础理论和实验技能，为增强学生的科研创新能力打下基础。按照“金课”要求，最终的教学效果要以学生的学为中心，在注重教的同时，更加注重教学的过程，最终以学生掌握知识体系并做出教学评价为教学效果的评判标准。从软件和硬件两个方面着手进行全面的改革，通过实验教学内容、教学方法、教学仪器设备和教学考核方法等方面的切实改进，期望构建适于高校各专业的生物化学实验教学体系，并取得了一些成效。比如：学生的实验课程积极性与参与度明显提高；生物化学学习成绩总体得到极大提升；大学生参与的创新实验项目屡次在国家级和省级比赛中获得奖项。总之，高校的生物化学实验教学“金课”的打造是一个长期、持续的过程，需要在教学实践中不断探索和完善，培养具有创新精神和实践能力的农业高科技人才。

参考文献：

[1]李晓宇，包永明，李宁，等.改革生物化学实验教学，提高学生综合素质[J].实验科学与技术，2015，13（05）：101-104.

[2]吴岩.建设中国“金课”[J].中国大学教育，2018（12）：4-9.

[3]沈剑敏，田晓柱，马明.生物化学实验教材的编写与改进方向[J].实验室科学，2012，15（01）：202-204.

[4]石永春.生物化学实验基本技术与方法数字课程（分册XVII）[M].北京：高等教育出版社，2018.

[5]周香艳.农业院校生物化学实验教学探索与实践[J].实验室科学，2014，17（01）：107-109.

[6]张学新.对分课堂：大学课堂教育教学改革的新探索[J].复旦教育论坛，2014（05）：6.

[7]邢国珍，许君，刘娜，等.农业高等院校生物化学实验教学改革探讨[J].现代农业科技，2016（08）：334-336.

[8]宋淇淇，李留安，金天明，等.农业院校动物生物化学实验教学改革探讨[J].天津农学院学报，2018，25（01）：96-99.

（责任编辑：胡甜甜）