“双一流”背景下农业资源环境专业《生物化学》课程建设与教学创新

张 勇，陈 楠，陈 敏，张宇亭

(1 西南大学资源环境学院，重庆 400716；2 重庆科技学院化学化工学院，重庆 401331)

习近平总书记指出“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”是我国特色社会主义教育的根本问题。2019年《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》中也明确强调“课程是人才培养的核心要素，课程质量决定人才培养质量”。为贯彻落实全国教育大会精神，落实新时代全国高等学校本科教育工作会议要求，践行“绿水青山就是金山银山”的时代精神，以服务国家生态文明建设与资源环境保护战略需求为根本任务，坚持“以本为本”，落实“四个回归”，以“新农学建设”为导向[1]，西南大学资源与环境学院生物化学课程教学团队对本学院农业资源环境类生物化学课程进行了教学改革和实践，全面提高了该课程的教学质量。下面对生物化学课程教学进行了总结。

1 农业资源环境专业生物化学课程教学现状分析

生物化学是我校资源环境学院农业资源环境类学生的专业必修课，在人才培养计划中设置3学分。旨在通过课程教学实践使学生掌握生命现象的化学本质，了解生物化学基本原理在农业资源环境领域的实际应用和生物化学学科的发展前沿，培养学生热爱生命、遵守生命规律的价值取向，引导学生传承科学家高尚品格，树立终生学习的意识，培养学生的创新精神和社会主义核心价值观，支撑“厚基础、宽口径、重德育、强能力”的复合型高级农业资源环境类专门人才培养目标。在多年的授课过程中，笔者发现我校农业资源与环境类生物化学教学中存在以下问题：

(1)课程教学内容与农业资源环境专业交叉融合不足，学生学习缺乏激情。

生物化学是生命科学中发展最迅速的学科之一，体系庞大，知识点丰富。目前主流的生物化学教材的内容主要面向生命科学及医学、药学等专业，内容系统且深刻，但与农业资源环境专业的相关学科：如土壤学、植物营养与施肥、农业环境学、农业资源开发利用等学科的交叉融合性差，缺乏跨学科的内容，在授课中生物化学的教学内容于农业资源环境专业的交叉融合不足。西南大学资源环境学院农业资源环境专业的生物化学课程，开设于大二第一学期，此时的学生对于自己的专业认识还不深刻，也难于将生物化学基本原理与具体的专业实践结合起来，因而缺乏生物化学学习的热情。此外，由于生物化学与化学等学科交叉，知识点抽象，需要理解识记的内容，学生们有畏难、畏学情绪，进而也影响了同学们的学习积极性。

(2)生物化学课程教学目标对农业资源环境类学生的高阶能力培养不足。

国家生态文明建设和资源利用保护战略的需求以及新时代社会经济发展都对农业资源环境的人才培养提出了新要求。学生不仅要能够针对复杂的资源环境专业相关问题提出解决方案，还需具备采用辩证的科学思维对相关问题行研究的能力，即对学生的科研能力和创新能力提出了明确要求。目前生物化学课程在教学过程中重视基础知识和基本理论的传授，注重学生理解及应用生物化学基本原理能力的培养，但对本科生获取并处理信息能力、分析判断能力、质疑批评能力、解决问题能力、及创新创造等高阶能力的培养不足。此外，课程的挑战度不够，学生投入课程学习的时间不足，学习策略、学习能力和学习效率等也亟待提高。

(3)生物化学课程评价体系不够完善，评价体系对课程的持续改进推动不够。

目前我校生物化学课程的评价体系中结果性考核方式所占比例大，偏重对学生的评定与检测，形成性考核所占比例小，主要通过平时作业和考勤完成，形式单一。此外，考核内容受知识本位思想影响，具体表现为重知识，重记忆，轻能力，不能全面评价学生的学习产出，对课程教学持续性改进的推动不够。

(4)重视专业教育，立德树人作用不突出，存在专业教育与思政教育“两张皮”现象。

生物化学是在实证研究的基础上，在分子水平探索生命现象的自然规律、化学本质的学科。教师在教学过程中往往重视专业教育，注重传授逻辑严谨和论据充分的实证结果及抽象复杂概念，突出了生物化学的“工具理性”，但缺乏“价值理性”的引领，在目前课程思政的大背景下，未能将德育元素有机融入到课堂教学中，对学生进行潜移默化的思政引导的效果。而学生往往对说教形式的思政引导缺乏新鲜感，一定程度上使得专业教育与思政教育呈现“两张皮”状态。

2 生物化学课程教学改革创新措施

针对我校农业资源环境类生物化学课程在教学实践中存在的问题，课程团队依据人才培养目标优化了课程教学目标，教学大纲，在课堂教学中创新教学手段、教学方法，从以下几个方面进行了课程教学改革。

(1)紧扣专业实际、基于学情，修订大纲，引入学科前沿、重塑生物化学教学内容。

生物化学学科发展迅速，知识量大。课程教学团队紧扣农业资源环境专业人才培养目标，有机整合生物分子的结构和功能、新陈代谢及调控、遗传信息传递和表达三个模块，突出蛋白质、酶、核酸、脂类的分子结构与功能教学内容与专业实际问题的联系；突出新陈代谢及调控与养分高效利用等方面的应用，使教学内容与专业实际问题交叉融合。课程采用专题讨论、补充阅读、案例分析等引入生物化学的前沿技术以及课程团队教师农业资源环境方向的研究成果，激发学生的学习热情和学习兴趣，开拓学生视野，使科研与教学相统一，让生物化学课堂生动有趣。

(2)以学生发展为中心、以产出为导向，运用信息技术智慧教学，培养学生高阶能力。

课程课程团队建设了立体化课程教学资源，集合中国大学MOOC《结构生物化学》国家精品课程，超星课程平台校内SPOC课程进行线上-线下混合式教学。在教学实施过程中，教学团队也灵活运用多种教学方式：以问题为导向的案例式教学法，以文献为向导的讨论式教学法，组织学生开展线上-线下学习讨论，组织学生开展文献检索、专题研究，撰写文献综述、读书报告等教学活动，提高学生自主学习的能力、获取并处理信息的能力、自我分析判断的能力、质疑批评的能力、解决问题的能力以及创新的能力，最终在教学实践中形成了一套教师主导，学生深度参与的自主-协作的“教-学”混合。

(3)形成性考核与结果性考核相结合严格课程管理，突出能力考核，持续改进课堂教学质量。

生物化学课程教学团队坚持创新考核与严格管理相结合，从专业知识和综合能力双维度评价课程教学效果、检验学生学习成效，注重过程评价，全面考核教学效果。目前生物化学课程总评成绩=平时成绩×15%+非标答案考核×15%+期末考核×70%考核方式进行考核。平时成绩主要包括考勤、课后作业、课堂讨论汇报、线上教学视频反刍比，观看频率，课堂讨论参与度、学生自我评价等。非标准答案考试题重点考察学生思维能力，主要包括对重点知识的逻辑把控、对国内外学科前沿重大成果的知晓与理解、对社会重大事件如新冠病毒爆发、传播、防护的深刻理解等。期末考试过程中，提高主观题比例，弱化记忆性知识点考核，多采用问答题、案例分析等考核学生高阶能力，实现评价过程与教学过程的有机融合，动态评价学生学习过程，持续改进提高课程教学质量。

通过考核方式的创新，调动了学生主观学习积极性，科学增负，促进学生的思维能力提高，提升了学生团队协作能力，改变了以往课程评价“重理论知识、 轻能力， 重结果、 轻过程”的局面。改革课程评价方式以来，学生的优秀率，及格率均有显著提高，如2020年学生较2019年学生优秀率和及格率分别提高了9%和11%，达22%，89%。

(4)深挖课程思政元素，探索思政教育与专业教育有机融合、提升课程“三全”育人功能。

为了实现生物化学课程目标中的素质价值目标，实现价值引领，在教学实践中深掘课程思想政治教育资源和德育元素，并有机融入课堂教学中，在润物细无声中培养具有社会主义核心价值观的高素质应用型农资环人才[3]。课程教学团队采用画龙点睛式，浸润式，文献资源支撑式引入思政教育教学案例，实现通过介绍生物化学科学发展史，科学家故事，利用生物化学设计精巧的实验传授实事求是辩证唯物主义世界观教育，激发学生追求科学的志趣，传承科学家的高尚品格。如针对当前新冠病毒疫情引导学生深刻了解新冠病毒侵染宿主细胞的详细分子机制、新冠病毒核酸检测的基本原理、进而剖析阻断新冠病毒传播的科学手段，引导学生科学防护，传播科学知识，提高科学素养；对比国内外应对新冠疫情措施及防疫效果的差异，引导学生深刻理解我国“始终把人民生命安全和身体健康放在第一位”的民族担当与民生情怀，激发学生热爱党，热爱祖国，热爱社会主义的深厚情怀；同时，针对美国强加的“武汉病毒”帽子及“中国溯源”。引导学生剖析其政治图谋，教会学生使用正确的立场观点和方法认识和分析问题，从而建立危机意识、爱国情怀和历史使命感。此外，在糖类物质合成代谢章节穿插我国世界上首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的从头合成的重大研究发现，引导学生深刻了解其详细机制及重大意义，增强大家民族自豪感及科研兴趣；在维生素及辅酶章节穿插“湖南黄金大米事件”，引导大家剖析其中的“转基因生物安全”及学术不端行为；在核酸代谢章节穿插“珍奥核酸时间”引导学生科学选用保健品等联系生活实际的案例，培育学生的社会责任感，特别是在物质代谢这一部分内容中切入与代谢疾病，身体健康，营养与药物等例子，既紧密联系授课内容又激发学生的学习兴趣，促进学生养成健康生活习惯；在核酸生物合成章节穿插“贺建奎基因编辑婴儿事件”，引导学生关注生命伦理道德，关注生命健康。

(5)分层分类培养学生，满足学生个性化学习要求。

课程教学团队充分尊重学生学习主体地位，正视学生的个体差异，分层培养，分类成才。丰富的立体化学习资源支撑学生自主学习，利用生物化学课内(线上-线下教学环境)课外(长江经济带农业绿色发展研究中心)教学环境、学业导师指导大学生科技创新计划、大学生创新创业行动计划等支撑学生个性化学习，提高课程的创新性和挑战度，分类培养学生研究创新能力、工程设计能力及技术开发能力等，满足学生个体化学习需求。基于西南大学的人才培养目标定位，生物化学课程还需对学生学科能力拓展，学生创新能力进行培养[5]。为了使学生了解学科前沿，课程组不断更新，筛选出与教学内容相关的学科前沿和新的研究进展，结合学生的英文文献阅读能力，设置课前推送，课后阅读思考分析为主，例如蛋白质的结构与功能单元引入2021年science十大科学突破之首的“阿尔法折叠2”可准确度根据蛋白质的氨基酸序列预测其三维结构，并引发学生讨论这一基于人工智能对蛋白质结构的预测会给结构生物学和蛋白质的未来带来哪些改变。在核酸这一章中推送2020年诺贝尔化学奖获奖成果CRISPR/Cas9基因编辑技术，并让学生思考其在作物基因功能研究和品质改良中的应用。

3 创新成效

课程创新教学以来，通过课程平时成绩考核要求全部选修同学发表学习体会和学习收获，学生自学，自己录结难点习题解析视频，向选修学生展示优秀思维导图作业，学习感悟，挑战作业等成果，通过教学问卷调查的反馈结果，学生最喜欢的教学环节和教学方法中包括：小组合作讨论，分组学习，随堂考核。通过一系列的教学改革，生物化学课堂教学取得了优良的教学效果，受到学生的普遍欢迎，学生评教始终名列前茅，选修学生在历年研究生入学考试中取得好成绩，并有多名学生在校学习期间在SCI期刊发表论文或在各种竞赛中获奖。通过调查问卷及开放性试题教学团队调研选修学生的收获，发现课程对学生的学习能力，学生主动思考，提出问题的能力的培养效果突出。

4 教学改革体会

对照一流课程建设指标，课程教学团队利用生物化学课程内容的丰富素材，创新了教学新模式和教学学新形态，应用比较法、基于问题求解的认知方法，培养学生逻辑思维能力，激发学生的学习兴趣和学习主动性。下面总结一下课程组在教学改革中的一些体会，供同行参考。

学生逻辑思维能力的培养，一直是生物化学教学过程中的重点任务之一，这需要授课教师团队对授课内容进行重组和精选协调，教师本身需要勤思考，精心设计教学的各个环节，课程组教师之间加强沟通交流和学习，同时关注学生所关注的问题，及时采用客观，公正的调查问卷，学生座谈等方式集思广益，不断调整教学的内容和教学策略，把生物化学这门课程与学生能力培养结合起来，从教师教和学生学的两个方面来提高生物化学课程教学质量。

今年来，全国高校在课程思政教学方面进行了很多的改革和探索，取得了一些宝贵的经验，课程组在生物化学课程思政教学实践中也有一些体会，如关于思政案例的引入可使用问题创设，故事导入或事件导入的方法，使案例的引入不显得突兀；在课堂上可结合翻转课堂进行讨论，辩论，学生演讲等多元化的形式培养学生自觉，主动参与学习，有效激励学生学习内动力，结合信息技术，使用超星，雨课堂等“一平三端”推动课程思政同新教学技术的融合，提高课程思政教学的时代感和吸引力。对于课程思政的考核是难点也是课程教学质量提升的突破口，结合课程专业性考核，可采用开课前，开课后设计问卷和量表，对学生进行量化评价，初步判断学生的思想状况，在课程进行中通过学生对课程的参与性，课堂教学情况的记录、观察学生的学习行为并进行评价和反馈，而在终结性评价中我们主张采用撰写心得收获，给予学生定性的评价。