地方高校生物化学混合式一流课程建设探索与实践

吴影 古绍彬 韩四海 伍家发 白周亚 王萍 李鑫玲 郭金英

2019年，教育部印发《关于一流本科课程建设的实施意见》，提出要按照“两性一度”的要求开展高质量的本科生课程建设。其中，“两性”是指“高阶性”和“创新性”，“一度”是指“挑战度”。具体来看，“高阶性”是指要促进学生知识、能力、素质教育的统一，培养学生具备高级思维能力，提升对复杂问题的解决能力；“创新性”是指要设计具有前沿性和时代性的教学内容，借助具有先进性和互动性的教学形式，引导学生进行探究性和个性化的学习；“挑战度”是指安排的课程内容要有一定难度，需要学生在课下安排较多的时间进行学习和思考，提升自己的综合素养。

生物化学是生物、医学、食品、农学等相关专业本科生的重要专业基础课程，随着科技不断进步，生物化学成为生命科学领域的重要基础学科，是最具影响力、探索性和生命力的热点学科，也是引领生物学快速发展的前沿学科。如何在有限的学时内把知识传授给学生、如何提高教学效果、如何激发学生的学习兴趣等，是生物化学课程教学面临的难题。河南科技大学食品与生物工程学院的生物化学教学团队根据《河南省教育厅关于实施河南省一流本科课程建设计划的通知》（豫教高〔2019〕166号）文件要求，以生物化学精品在线开放课程为依托，按照高阶性、创新性、挑战度的一流课程标准开展了课程建设和智慧教学。实践发现，生物化学混合式一流课程激发了学生的学习兴趣，提高了学生的课堂参与度，提升了他们的思维能力、自主学习能力、实践创新能力、运用专业知识发现和解决问题的能力，取得了较好的教学效果。

一、明确课程建设目标

教学团队以培养高素质的生物工程专业人才为宗旨，坚持“掌握重点，化解难点，追踪前沿，学以致用”的教学理念，探索适合中国国情的高等教育模式，实施多模式的课程体系，密切跟踪生命科学的最新进展，强调与后续课程和生产实践的密切结合，实现“传授专业知识，培养学习方法，提高工作能力”的教学目标。在教学过程中，教学团队借助线上教学平台、在线教育资源与信息技术，应用混合式教学模式，以学生为中心、以专业毕业要求为指导，充分发挥学生在学习中的积极性、主动性和创性造，让他们全面了解、重点掌握生物化学的基本理论知识和学科发展新内容，为以后学习其它专业知识和科研实践奠定基础。

二、重塑课程内容体系

很多学生觉得生物化学课程很难，缺乏学习的兴趣，加之课时有限，大大影响了学生的学习积极性和学习效果。针对河南科技大学生物化学课程在教学实践中存在的问题，教学团队始终坚持以学生为中心，在课程建设中紧扣社会对生物工程类专业人才的需求，充分挖掘课程资源进行教学设计。比如，充分调研本课程面向的双一流高校本科生授课情况，结合近年来生物化学/生命科学领域的新发展，整合优化、精选更新教学内容，注重内容的前沿性和实用性；以生物大分子的结构与功能为核心，有机整合生物分子的结构和功能、新陈代谢及调控两大模块知识体系，建立更科学的课程知识结构（图1）；将生产实践中涉及的核酸、蛋白质、酶、维生素等专业实际问题与教学内容中的大分子结构与功能紧密联系，将糖、脂、氨基酸、核苷酸代谢及调控等内容应用到生活中常见的代谢疾病分析，提高学生分析问题和解决问题的能力，为今后的专业课学习和实验设计的合理性奠定必要的基础。

教学团队对课程知识体系进行了设计与重构，将所有章节内容归类为25个知识点，每个知识点的内容分为顶层、上层、中层和底层四个层面。顶层是生物化学研究内容中生物分子的基本功能，上层是生物分子发挥功能的基本途径，中层是生物分子功能发挥的调节方式，底层是各途径之间的相互联系和自身生理状态的适应。

图1：生物化学课程知识结构

三、建设课程线上教学资源

基于网络课程学习的空间理论，围绕“以生为本”的教学理念，教学团队建设了生物化学课程线上教学平台，分为“生化预习天地”“教学之窗”“素材资源”“学科前沿”“生化案例”“科学家故事”“思政专栏”“互动论坛”等模块，涵盖了上述25个知识点。在线上教学平台中，教师上传了授课视频、动画、课件、习题库、测验、分组讨论、创新教育、学科前沿等教学资源，将抽象的内容生动化、具体化、形象化，加深学生对知识的理解和掌握。学生在课余时间可以不受时间、空间限制，利用线上教学平台开展自主、自助学习，从而开拓学生的视野，提升学生的学习效果。

四、开展课程教学设计和改革

生物化学混合式一流课程的具体教学过程主要分为课前预习、课堂学习讨论、课后练习提升三个环节。

课前，教师提前发布章节预习任务，提醒学生进行线上课前预习，并完成相应的测试题，教师根据学生的线上预习数据，在课堂或者线上开展课前答疑、主题式讨论。比如，在学习“糖代谢”这章内容前，授课教师通过学习通发布“糖尿病发病率及发病临床表现”等相关学习资料，向学生布置“观看央视的健康之路视频《有氧运动可以改善糖代谢》”等任务，提高学生的学习主动性。

课中，教师以知识点为单元，有机融合教师的讲授、动画、视频、案例等教学手段，期间穿插弹幕、问卷、答题等互动环节，提高学生的教学参与度。比如，在学习“脂代谢”这章内容时，教师提出关于“肥胖與科学减肥”的讨论话题：只有消耗完人体内的糖原，才会开始消耗脂肪吗？如何又快又不反弹地甩掉脂肪？什么是最好的减肥运动？什么时间做运动减脂最好？脂肪肝的来历？通过提问，教师可以清楚地了解学生对所学知识的掌握和理解情况。

课后，通过练习自测，复习和理解课堂中的重要知识点，并借助线上平台开展互动互助学习，即学生在线上对课堂上理解不透的内容发起主题讨论，学生之间可以相互给出自己的见解，教师进行适时的解答和分析，帮助学生加深对知识的理解。

五、完善课程考核体系

目前，生物化学课程的考核方式存在以下问题：形成性考核占比较小，且形式单一；考核内容重知识轻理解、重记忆轻能力；评价的方法不够合理、体系不够完善，不能全面评价学生的学习产出。针对这种情况，教学团队在教学过程中注重过程性考核，构建了多层次的教学效果评价体系（图2），加强对学生学习过程的监控和考核，对学生的平时成绩进行综合评价。学生的总评成绩中，线上成绩（含任务点、课堂测验、章节测验、讨论、文献汇报交流）占比30%，期中考试的线上测验成绩占比20%，期末考试成绩占比50%。

图2：生物化学混合式一流课程的考核体系

将多元考核方式应用于生物化学课程后，通过小组讨论、翻转课堂、课外实践、问卷调查等环节，能全方位考核学生的课外拓展学习能力、应用创新能力、课程思政成效等，强化学生平时学习过程的积累，促使对学生书本理论知识的考核转变为学习能力和学习成效的培养。

六、课程教学应用情况及效果

在生物化学课程的线上教学平台，共上线教学相关视频246个，覆盖所有大纲知识点，并结合生产实践、临床案例相关知识，拓展学科前沿研究热点。目前，在线测验和作业的习题总数为1236道，考试题库总数为520道，非视频资源为376个。在前三期运行过程中，参与互动讨论的学生累计发帖4206人次，课程活动数为105218个，发放测验和作业137次，共9218人参与。具体课程统计数据参见表1。

在本校应用三轮该教学模式后发现，资源丰富的线上课程平台为学生提供了更多的复习途径，有效提升了学习效果，促进了学生自主学习能力、创新实践能力的培养和提升，得到了多数学生的高度评价。

七、课程教学总结与展望

课程团队在教学改革和课程建设实施过程中，逐渐形成了“一个中心、两个基础、三条主线”的全新教学模式，建立了“预习-讲授-讨论-演示-检验”相结合的多元教学方法，构建了多维度、全方位的教学评价体系，形成了过程评价和结果考核相结合的课程考核方式（图3）。

图3：生物化学混合式一流课程建设内容

通过教师讲授、学生汇报、课堂互动、课堂讨论、课堂测试、课后答疑等教学手段，弥补了传统线下教学“满堂灌”和互动性不足的缺点，拓展了生物化学课程的学习深度和广度，能更好地发挥学生学习的主观能动性，从而融汇贯通地掌握生物化学课程的相关知识及操作技能。实践发现，生物化学混合式一流课程培养了学生的创新科研思维能力，提高了独立发现问题、解决问题的能力，增强了再学习和掌握新知识、新理论、新技术的能力，多名学生积极融入科研项目和专业竞赛中，获得国家级大学生创新创业训练计划项目2项、省级大学生创新创业训练计划项目2项。此外，在教师的指导下，多名学生获得全国大学生生命科学创新创业大赛一等奖3项、二等奖4项、三等奖2项，全国“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛三等奖1项，河南省“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛特等奖1项、一等奖2项，河南省“互联网+”大学生创新创业大赛铜奖4项，培养了符合国家战略需要、满足产业需求的学术型、工程型、应用型、创新创业型综合高素质人才。

基金项目：河南科技大学教育教学改革与研究计划项目：基于网络学习空间的混合式教学模式探索和实践——以《生物化学》课程为例（13140012）。

作者簡介：吴影（1981-），女，副教授，博士，研究方向为益生菌功能评价和功能食品开发。

*通信作者：古绍彬（1975-），男，教授，博士，研究方向为肠道微生态与营养健康、益生菌作用机制和产品开发等。