研讨式教学法在生物化学教学中的应用

张婷婷 王晓伟* 孙昶达

（郑州大学生态与环境学院 河南·郑州 450001）

现如今的生物技术在环境污染治理中起着愈发重要的作用，生物技术具有安全、彻底、操作简便、成本低、效果好等优点，所以国内外许多高校都将生物化学设置为环境科学与工程专业的必修课。生物化学主要研究生物体内分子的结构和功能，物质代谢与调节，以及分子生物学[1]。其与其他学科交叉范围较广，学生学习较为困难，易产生枯燥感，亟须创新教学方式，激起学生积极性，使学生在有限的课时内能够较好地掌握生物化学的知识[2]。

研讨式教学方法起源于早期的德国大学，其教学内涵和思路由西方发达国家的高校普遍采用，并不断地进行深化创新[3]。研讨式教学是一种将研究与讨论贯穿于课程的教学方式，教师设定问题情境，并指导学生研究，师生之间互动，研讨解决方案，借此培养出学生的创新精神，掌握科学的学习方法[4]。此方法可以弥补传统教学的短板，调动学生主观能动性，突破教学桎梏，活跃气氛，提高学生学习积极性与效率，在解决问题的过程中更好地掌握专业知识和实践技能。

1 生物化学教学现状及存在的问题

生物化学是环境科学与工程专业的基础理论课中比较难以理解和掌握的一门课程，知识点繁多，大部分学生的课程理解仅在表层，不了解知识点的内在机理，需要教师的正确引导，调动积极性去主动思考[5]。本文将以郑州大学生态与环境学院本科环境科学专业为例，分析生物化学课程中存在的问题，探讨并构建出契合专业特点的研讨式教学模式。

1.1 课程内容抽象且理论性强

生物化学是用化学方法和化学理论研究生命过程的化学变化和能量代谢的一门科学，课程涉及到的专业理论较多，学习需要一定的有机化学、无机化学以及生物学基础，而且各个章节联系密切，需要不断课后复习进行内容理解，但生物化学教学课时却相对较少，如郑州大学生态与环境学院环境科学专业的授课课时仅有32学时，有限的时间内大量的知识点的涌入致使学生不能完全掌握课程的关键知识点和基本原理，课程学习效果不尽人意。

1.2 教学方法单一

生物化学课程内容较为专业枯燥，而且内容较多，学生自行学习掌握较为困难，目前生物化学依旧采取传统的填鸭式教学，教师单向输出知识点，学生被动接受，而且学时的压缩以及课程内容的完整教授致使教师在课堂上几乎不停的进行知识点讲授，这种教学模式很难调动学生的积极性，使得他们的学习主动性较低，仅靠死记硬背应对考试，而且教师授课一讲到底，学生可能因为在课堂上缺少机会或者不理解教学内容而不能提出问题，导致老师和学生之间缺乏互动和有效的沟通，所以需要改革传统的教学模式，鼓励学生充分参与到教学过程中，调动学生学习的积极性，激发学习主动性，强化学生对生物化学基本理论的理解，提升学生的综合分析能力和利用理论解决问题的能力，教师也能更充分地了解学生对知识的掌握情况，更新课程内容的教授。

1.3 缺乏实践教学

实践教学在生物化学课程教学中十分重要，但现实是环境科学与工程专业的生物化学实践教学课时普遍偏少，甚至没有开设实践课程，而且实验课程基本是先教师讲解实验原理、目的和步骤，后学生机械地完成实验，内在机理的不理解很难引起学生探索的积极性。研讨式教学将研究与讨论纳入教学过程，以学生为主体，以问题为导向，学生利用学习的专业理论知识和技能查找资料，通过批判分析、讨论交流、整理总结等过程解决问题，在此过程中实现知识传授、能力培养和素质提高，并且使学生对课程的基础理论知识融会贯通，学会用理论知识主动思考和正确分析实际环境问题，学以致用，以弥补实践教学的不足。

2 生物化学研讨式教学过程初探

研讨式教学以学生为中心，教师引导学生针对选题或者某个专题展开研究，学生充分发挥主观能动性，自行分组搜集资料、讨论分析，最后提出解决思路或者方案[6]。

2.1 优化课程内容，丰富教学手段

生物化学课程的基础知识学习主要还是以老师讲授为主，生物化学教学内容广泛，结合环境专业特点，进行教学内容调整，使教学内容更有针对性，如精简激素化学、代谢调节控制等于环境科学与工程专业联系相对较少的课程，增加原核生物生理、结构与代谢特征的内容，重点讲述糖化学、脂质化学、蛋白质化学、酶化学、核酸化学、糖代谢、脂质与脂肪酸代谢、蛋白质代谢等内容，并利用雨课堂、超星学习通等网络客户端与学生互动，提前给学生上传一些与环境保护与污染防控相关的引导性问题和背景资料，激发学生兴趣，并通过评论区及时了解学生的疑惑点进行解答，对一些抽象的知识点如呼吸链电子传递、DNA转录翻译等结合小视频进行讲解，课后也可以发布一些小测验，这既利于学生对知识的理解，也利于了解学生的情况。

2.2 教师引领案例学习，培养学生创新意识

在前期的学习过程中，教师要先结合环境热点问题和前沿研究，提前发布自主学习内容，后对案例进行深入的分析和讲述。例如，结合生活中为何自来水放久会有藻类生长，太湖水华污染事件，讲解污水处理厂常见的脱氮工艺涉及的生化过程，进一步讲解国内外脱氮过程生物化学机制的研究进展和学院进行的相关的研究项目；另外也可讲述与垃圾填埋场运行过程中的生物化学变化过程、土壤重金属污染与生物化学过程的相互作用、生物法脱硫脱硝的机理及意义、饮用水安全与微生物的作用等相关的案例并进行延伸。案例讲解后由教师来提问，如生态与环境学院环境科学专业有学生53人，每组7-10人，学生自由分小组讨论，可以将分散的知识进行重组整合，学以致用，激发学生的学习兴趣，拓展丰富理论教学内容，帮助学生了解了本学科领域的研究热点。

2.3 自主探索学习，学生思维启发

前期的引导已使学生具备一定的知识积累，教师先拟定一些研究方向，如农作物秸秆堆肥过程中氮素的转化规律、沼气微生物除臭的生物化学机制、水体中抗生素的危害及微生物转化途径、温室气体的生物净化和合成生物柴油过程、自养反硝化微生物去除地下水硝酸盐污染、土壤中铁循环与氮素转化的相互作用机制等，学生组队选择感兴趣的方向，也可自行设定方向，发现问题，查阅资料并分析，设计出完整的研究计划，学生自我去求证和创新。之后每个小组对自主设计的实验方案进行讲解，分享他们的学习过程和心得，其它组的同学提出问题，相互讨论学习，教师则对设计的可行性、科学性等要点进行讲解，训练其知识运用能力，形成科研思维和团队意识。

3 结语

研讨式教学以学生为中心，学生通过自主探索，结合课程相关基础知识，由传统的教师在课堂上独自讲授转变为在教师的引导下学生充分的积极的参与课堂教学过程，通过精简课程内容、教师案例引导、学生积极讨论，进而自主探索学习，可以达到更好的课堂效果，学生能够围绕科学问题进行知识整合并进行较深入的思维探索，强化学生对生物化学基本理论的理解，激发学生对知识的渴求与兴趣，引导学生运用所学知识去辨析问题、发现方法并求证和创新，锻炼批判性分析问题的能力。