“互联网+”背景下科研反哺教学在生物化学教学中的探索

刘 畅，苏 娇，栗学清，汪军梅，孙笑尉，池 刚，郑 军，张毅强，曹燕飞，黄 燕，武翠玲，裴晋红△，于保锋

(1长治医学院基础部生物化学与分子生物学教研室， 长治 046000； 2山西医科大学基础医学院生物化学与分子生物学教研室； △通讯作者)

生物化学是一门重要的医学基础课程，通过介绍大分子的结构与功能，及其参与的物质代谢与调节过程，在分子水平阐明生命的本质[1]。科学家通过分子生物学实验对医学领域进行了大量的课题研究，取得了丰硕的科研成果。科研创新成果融入理论教学的置疑(课前提出问题)和探疑(学生探讨答案)模块，可引导学生将基础研究与临床应用相结合，提高专业知识水平，创新生物化学课程内容，培养临床创新性人才。

“互联网+”背景下学生可使用碎片化时间，通过网络教学平台或手机App，随时随地自主获取知识[2]。教师通过网络平台可随时与学生共享知识，指导小组学习，使教学体系更加立体、丰富、与时俱进。学生可直接使用学习通App完成章节测验和问题讨论，教师也能够客观、及时地了解学生对知识点的掌握情况。模块引导式教学是在充分融入PBL(problem-based learning，以问题为导向的学习)和CBS(case-based study，以病案为导向的学习)等教学理论的基础上，注重引导学生主动学习[3]。教师通过理论教学的置疑、探疑、答疑三个模块，帮助学生深入理解知识；通过实验教学的论证式和开放式两个模块，引导学生创新地使用知识；通过信息教学模块的学习通APP和微信群共同探讨教学过程，帮助学生融会贯通[4]。模块引导式教学充分培养了学生的自学能力、合作能力、发现问题和解决问题的能力，是一种简单、高效的教学模式[5]。

自2018年至2021年，我们在超星泛雅学习通平台构建了在线学习资料库，包括课程内容PPT、针对重难点的微课、章节作业库、生化思政素材库、生化歌曲库等，供各专业学生随时随地自主学习。针对部分班级，我们在线下授课进行了混合式教学改革，但仍然以传统讲授方式为主，即由教师通篇讲解整章节内容，并作课堂小结、布置课后作业。课后问卷调查反馈，目前的教学方式并不能充分激发学生对于生物化学的学习热情，自主学习和主动探索知识的积极性仍然较为低迷。

从教师角度讲，高校教师除去进行日常教学活动以外，还承担有科研任务，需要产出科研论文和项目等科研成果[6]。然而，认真阅读、仔细分析，挑选出适合转化成课堂教学内容的科研成果需要大量时间。因此，本领域的前沿科研成果和教师个人科研成果通常难以及时转化为教学内容，阻碍了科学研究与教学活动的有效接轨。从学生角度讲，生物化学课程本身知识点细碎，体系庞杂，有些学生为了应试把生物化学当作一门死记硬背的学科，违背其从分子水平探究生命现象的学科本质。从培养学生的科研思维和学习兴趣出发，教师更应适当引入热点问题和学科前沿。本文结合我校学生学习的实际情况，旨在探索科研成果反哺生物化学教学的具体措施，培养学生科研思维，提高生物化学教学质量。

1 科研反哺教学在我校生物化学理论课程教学中的实践

1.1 教学设计

针对长治医学院2020级临床医学专业本科教学改革2个班(共70人)，课堂教学引入科研成果，将其设为研究组。2020级临床医学专业本科3班和4班(共70人)，使用传统教学，设为对照组。教材使用《生物化学与分子生物学》第9版(周春燕，药立波主编)，学习内容为第24章常用分子生物学技术的原理及其应用，共2学时。学习通在线学习平台进一步增补科研成果教学素材库，从本教研室教师从事的科研项目、发表的论文和中国知网平台收集科研成果。按照研究方法分类，教学内容分为质粒载体构建、western blot、电泳、免疫荧光、细胞培养、免疫组化等类别。教师认真阅读归类好的科研成果，开展集体备课，根据需要加以提炼，并提前通过网络教学平台发给学生学习。课堂上，学生介绍研究思路和实验方法，教师总结实验设计理念并适当引入热点问题和学科前沿。

1.2 教学实施

1.2.1 课前准备 教师将生物化学课程分为6大模块，分别是核酸(包含第2，11，12，13，14，22，26章)、蛋白质(包含第1，3，15章)、三大物质代谢(包含第5，6，7，8，9章)、细胞信号传导与调控(包含第16，17章)、生物化学常用技术(包含第23，24章)、血液和肝脏生物化学(包含第18，19章)。我们采取专题模块化教学。每位教师分别负责自己最擅长的知识模块，以科研专题讲座的方式授课，课后设有开放式讨论。每堂课之前教师在网络教学平台发送相关科研论文，课上与学生进行生物化学研究最新进展的探讨，并引出这次课程所涉及的知识点，调动学生学习兴趣。在每次专题课结束时，教师利用学习通上传的课程教学日历提前告知学生充分做好预习，并对课程的整个体系结构有更全面的了解。教学方法上，教师注重培养学生对科学研究的敏感性，引导学生在结合临床医学专业方向的基础上，自主探索科研论文中科学问题的解决方法，开展多种形式的讨论和互动，将知识学习效果最大化。

1.2.2 课堂实施 70位学生被分为12组，选题涉及10大技术板块(细胞培养、DNA测序、PCR技术、western blot技术、电泳技术、流式细胞术、免疫组化技术、MTT技术、动物实验设计、载体构建)，PPT结合至少5篇中英文文献，每组汇报15 min。其他小组的学生和教师可以随时提出问题，与汇报小组的学生进行讨论。对学生讲解不到位、理解不透彻，或PPT中没有涉及，但需要掌握的知识点，教师及时进行适当补充和引导。此外，我们重视将课堂知识和近年来诺贝尔生理学或医学奖的获奖项目相融合，以提升学生对科研领域研究进展的兴趣。

1.2.3 课后 学生提交思维导图，反思并重新整合知识脉络，完成线上作业。教师课后登录学习通平台，浏览学生章节测试的得分，提醒未完成的学生按时完成，总结共性的易错题目；下次上课回顾讲解错误率高的题目，帮助学生查漏补缺，并通过问卷调查反馈教学效果。

2 效果评价

2.1 章节测试

根据本章内容需要掌握的知识点，学习通发布20道单选题，以检测教学效果。研究表明，研究组学生成绩在90-100分区段有65人，80-89分区段有5人。研究组测验成绩为(94.4±4.7)分，有65人满分，最低分80分(2人)。对照组学生成绩在90-100分区段有48人，80-89分区段有11人，70-79分区段有9人，60-69分区段有2人。对照组学生测验成绩为(80.3±5.2)分，有40人满分，最低分61分(1人)。

2.2 问卷调查

本科室自主设计课堂教学效果匿名调查问卷，主要包括课前花费时间、自学能力培养、学习效率和满意度评价。教师课后向学生发放问卷70份，回收70份，回收率100%。95.7%(67/70)的学生认为“常用分子生物学技术的原理及其应用”这一章涉及实验技术繁多，课本中内容介绍非常复杂，很多分子生物学技术都是第一次学习，没有亲身做过实验，不好理解，课前自主学习时间大于3 h。但90%(63/70)的学生在此过程中主动阅读文献资料，互相配合搜索网络视频，查询涉及技术的操作步骤，能够深入理解这项技术的实验目的，将基础研究和临床应用相结合，紧跟学科前沿。85.7%(60/70)的学生主动利用互联网查阅资料和相互讨论，解决难点问题，自主学习能力得到明显提升，只有少部分学生被动等待教师讲解。85.7%(60/70)的学生认为尽管前期花费较多时间自学和讨论，但与只聆听教师课堂讲解相比，参与整个过程后对知识的掌握更加深入透彻，对科学研究也更加有兴趣，赞成课堂教学引入科学前沿。超过60%(42/70)的学生认为教师课前参与线上讨论，课后参与线上线下答疑有助于课堂学习，课堂互动讨论加深了对知识的理解。

2.3 统计学处理

我们采用SPSS 19.0软件，完成章节测验成绩和调查问卷的统计学分析，使用独立样本t检验分析两个样本的平均数。P<0.05即为差异有统计学意义。

3 讨论

课堂观察和课后问卷调查表明，研究组学生的自主学习能力有显著提升，且多数学生满意该教学方法；章节测验结果表明，研究组学生的知识掌握情况和成绩明显优于对照组，差异有统计学意义。结果表明，模块化教学融入科学前沿，“互联网+”背景下鼓励学生利用碎片化时间自主探索知识，对激发学生学习热情和提高课堂效率有显著的促进作用。

提升教学质量的核心在于培养学生科学的思维方式以及获取知识、综合分析、归纳总结和应用知识的能力，并将此训练贯穿整个教学过程之中。教师以科研论文为主线，实验方法为手段，串讲课本基础知识，带领学生了解科学研究过程中提出问题-解决问题的大致思路，引导学生体会科研之美，体会科研论文“讲故事”的逻辑性。科研成果融入生物化学课堂教学，有助于丰富教学内容，克服教学和科研分割的现状，让两者能相互支撑和促进，培养高素质应用型人才[7-10]。我校鼓励教师将科研成果融入课堂教学中，鼓励学生参与教师的科研工作并申报各种大学生创业创新项目。

本科院校在资源配置时适当倾斜科研，有助于促进基础学科建设和教师自身发展。课程教学活动引入科研成果，对丰富教学体系具有积极的促进作用：①科研成果与社会发展需求紧密相联，能够促进课堂教学设计的完善。科研成果反映学科学术前沿，将科研成果引入生物化学课堂教学，将会提升教学内容的前沿性和应用价值，避免学生陷入死记硬背的怪圈。②科研促进课堂教学活动质量的提升。教师在生物化学的教学过程中讲授自身研究成果，实际上是在带领学生体验知识的发现过程，让学生明白课本上的知识不是死板教条的文字，也是科学研究成果，从而提升学生兴趣，更新教学模式。在此过程中，教师自然地采用体验式教学，改变传统教学过程“满堂灌”问题，促进学生自发的提问、讨论和探究，增强教学过程中的互动性，提升学生的学习兴趣。③科研促进课堂考核模式的更新。教师将依据融入科研成果的教学内容和具体学情，采用多样化的课堂教学质量考核方式：如课程论文、总结PPT口头汇报等形式[11-13]。

在教学方案实施过程中，我们发现以下不足，还需在今后的实践过程中进一步改进：①5位学生组成一个小组，但部分学生有浑水摸鱼的行为。教师应建立有效的组员互评监督机制，在汇报成绩中根据贡献进行差异化评分。②教师严格控制汇报时间，及时加入师生讨论和互相质疑环节，保证所有小组充分展示其核心内容。③教师鼓励学生探索课本以外的知识点和实验技术，进一步提高学生发现问题和解决问题的能力。根据我校生物化学课程的教学现状，本文旨在进一步综合运用各种教学方法，加强科研成果与生物化学的交叉融合，提高学生创新能力与综合分析问题的能力，为其后续学科学习奠定基础。