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化学工程与装备 2023 年 第 2 期 296 Chemical Engineering&Equipment 2023 年 2 月 混合式教学在生物化学教学中的应用研究混合式教学在生物化学教学中的应用研究1010 林晓霞，田文杰，顾伟霞（金陵科技学院材料工程学院，江苏 南京 211169）摘 要：摘 要：生物化学是生命科学相关专业的一门重要基础课程，为满足专业高素质人才培养的需要，激发学生学习兴趣，高校生物化学需要紧跟科技发展、把握学科前沿，不断改革创新。本文以信息技术为基础，结合生物化学课程的特点，采用混合式教学方法，提高学生的学习自主性，培养学生的创新精神和科研兴趣，提升教学效果。实践表明，混合教学法能有效激发学生的学习兴趣、实现素质与能力的协同培养，为进一步建设生物化学课程做出贡献。关键词：关键词：生物化学；混合式教学；教学改革 基金项目：基金项目：江苏省现代教育技术研究课题(2022-R-100618)，江苏高校哲学社会科学研究项目(2020SJA0545)，金陵科技学院校级教育教改研究课题(JYJG202137)，江苏高校哲学社会科学研究项目(2020SJA0545)生物化学是生物技术的基础，是生命科学领域最具活力的前沿学科，其原理和方法已渗透到生物学科类相关学科1,2，但生物化学课程理论抽象、概念较多、结构复杂且代谢烦琐，尤其是随着科技日新月异地发展，学生想要在有限的课堂时间掌握课程内容存在较大难度。因此，重新审视生物化学课程体系、实施教学改革、更新教学目标和内容，对提高课程教学质量具有重要意义。教育部 2018 年 4 月印发的教育信息化 2.0 行动计划中提出积极推进“互联网+教育”，教师可以借用信息技术创新教学模式、提升教学水平，这在一定程度上可以解决传统教学内容有限、教学时间有限等问题3,4；同时，翻转课堂、慕课、微课等优质数字资源的使用也可以适应学生职业发展和社会对创新人才培养的需求。本文基于教育信息化手段，以线下课程为基础、线上课程为依托，开展线上线下混合式教育模式，充分调动学生的学习兴趣和学习积极性，真正落实“以学生为中心”的教学理念，全面推进课程的教学改革。1 生物化学传统教学模式存在的弊端 1 生物化学传统教学模式存在的弊端 生物化学传统课堂授课模式主要是以教师讲授加放映PPT 的模式展现给学生，该教学模式形式单一、内容枯燥，且由于课堂时间短、信息量大，部分学生会跟不上教师进度，进而失去学习兴趣。同时，目前生物化学教学普遍存在重理论轻实践现象，理论学习可以使学生了解学科前沿动态，但是生物化学作为实验性学科，学生应将学习的理论知识应用至具体实践并解决问题。本文将借助现代信息化技术手段，采用线上线下混合式教学模式，突破时空限制，使全方位、多手段、多维度，随时沟通、互动共享的学习成为可能5,6。2 改革传统教学模式，线上线下融合促进 2 改革传统教学模式，线上线下融合促进 2.1 混合式教学模式研究 生物化学是一门介于生物学与化学之间的交叉学科，是研究物质在生物体内发生的化学变化及这些物质结构的变化与生理机能之间关系的一门学科。生物化学课程的教学内容包括：生物体的基本物质（糖类、脂类、蛋白质、核酸、酶、维生素、辅酶）的结构、性质和生物学机能及相关实验技术，生物分子的新陈代谢，遗传信息的储存和传递等几个方面的知识7。通过生物化学课程的学习，学生可掌握生命科学的基础理论和基本的实验技术、实验方法，为后续生物学相关学科的学习奠定基础。线上线下混合式教学方法高度凸显“以学生为中心”的教学理念，采用以问题为导向的教学方法(PBL)和教师教授为主体(LBL)的方法相结合8，针对不同学习背景的学生设置不同的教学目标，这种教学方法可增强师生互动、生生互动，避免学生学习主动性差、思考能力欠缺、考核评价机制单一等诸多问题8。依托现代信息技术，充分利用慕课、微课资源库，依托超星学习通平台和腾讯课堂录制网络课程，采用“录播+直播”的优势互补方式，建立线上学习平台与线下教育相结合的学习策略(见图 1)。针对教学过程和学生特性，将线上、线下模式与“教”与“学”有效结合，强调课前、课中、课后三个阶段的相互融合9。根据学生的学习问题和内容、学习特征和学习支持方式，制定教学模式，保证教学方法的有效性，具体的线上线下混合式教学模式流程见图 2。在课前环节以学生为学习主体，教师通过线上任务模式向学生布置学习任务，学生可登录平台进行预习，通过自主学习完成对一般知识的理解和掌握，并可在线实时提出问题与老师同学互动讨论。在课中也就是课堂教学过程中，教师可以根据学生在线学习过程中反馈的问题，利用教材、多媒体及融合科研创新成果等的方法手段对学习的重点和难点进行讲解，并解决学生学习过程中遇到的通性问题。对于重DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.02.037 林晓霞：混合式教学在生物化学教学中的应用研究 297 点知识，引导学生分组开展学习讨论，小组成员对课堂没有解决的问题课后可通过网络教学平台、QQ 群或微信群继续与老师和同学们进行交流。这种学习方式不仅可以锻炼学生的自学能力和解决问题的能力，还能增强团队协作能力，促进同学间的交流、合作与课堂参与。在酶与酶促反应这一章节的教学中，根据“酶的分子结构与功能、酶的工作原理、酶促反应动力学、酶的调节、酶在医学中的应用”5 部分内容，将全班同学分为 5 个小组，每个小组选题后查阅相关资料，制作 PPT 展示汇报并讨论，在讨论过程中遇到问题及时反馈。小组学习不仅增强了同学间的交流合作与课堂参与度，也有利于增强团队合作能力，进而产生良性循环。在酶这一章节的授课过程中，也融入思政元素，重点讲授王应睐、邹承鲁、曹天钦等老一辈科学家为我国酶学发展做出的杰出贡献，使我国在酶化学与营养代谢领域居于领先地位，学习他们热爱祖国、淡泊名利，在艰苦的环境中将爱国热情转化到科技创新中，为国家的科技发展而努力奋斗的精神，树立学生的专业自信，明确专业方向。课后，学生可根据课堂及时反馈与在线测试进行拓展延伸，巩固提升；拓展性学习主要包括：高水平 SCI 论文研读，生化领域诺贝尔奖项及生物学意义的探索与思考，考研题目精选与解答，课程论文等相关内容。2009 年诺贝尔生理或医学奖授予卡罗尔等三位科学家，表彰他们发现了端粒和端粒酶保护染色体的机理。通过学习，学生了解到 1984 年 24 岁的卡罗尔就和导师一起研究端粒酶及其作用，这很容易使学生产生共鸣，激发学习和求知欲，变被动学习为主动学习。图 1 PBL+LBL 个性化学习支持策略框架图 1 PBL+LBL 个性化学习支持策略框架 图 2 线上线下混合式教学模式 图 2 线上线下混合式教学模式 生物化学同时是一门非常活跃的实验学科，需要在实验实践中发现生命的规律，近年来随着生物化学领域研究的突飞猛进，实验方法和技术革新层出不穷。因此，为加强学生创新应用能力的培养，要充分发挥实验教学的作用。在实验教学过程中，除配备荧光显微镜、酶标仪、细胞破碎仪等配置较高的仪器设备外，也对实验教学内容进行改革，注重实验内容的实用性、条理性、科学性、兴趣性及前沿性，实验模式由传统以演示性、验证性占比较高改为以设计类、综合类为主的教学模式。在设计、综合性实验项目中，要求学生每 3-5 人组成一个团队，通过查找文献、小组讨论设计研究方案、汇总耗材、仪器，交由指导老师审核等步骤，将学到的生物化学理论应用到实际科研中。比如在脂肪酸-氧化的实验过程中，学生不仅可掌握脂酰辅酶 A 转运过程(难点)和脂肪酸-氧化过程(重点)；还可以通过合作学习进一步明确知识结构，将所学的相关知识用于解释日常生活中的问题，明确不同营养物质的代谢关系(见图 3)，树立正确的减肥观，充分体现了“以学生为主体，学以致用”的教学理念。对于基因序列分析、基因克隆、基因真核表达等因实验技术含量较高而难以开展综合性实验的项目，可以虚拟仿真的实验形式呈现。对学生的成绩评定和考核方法采用多元化机制，将传统期末考试分解为线上作业、线上自测、阶段测验和期末考试等多个模块，该种模式可以促使学生避免考前突击的不良习惯，养成课后自主学习的习惯，充分调动学生的主观能动性。298 林晓霞：混合式教学在生物化学教学中的应用研究 图 3 不同营养物质之间的代谢关系 图 3 不同营养物质之间的代谢关系 2.2 完善成绩评价体系 以往生物化学成绩以期末考试为主要的考查形式，采用混合式教学方法后，成绩评价线上和线下都要占一定的比例，具体占比如下：课前导学预习占 10%、课程参与度占 10%、单元作业及单元测验占 15%、实验部分占 15%、期末考试占50%，建立形成多种评价机制。这种分类考核的方式，可及时发现和解决教学过程中出现的问题，能较真实地反映出学生的综合素质，最大限度地调动学生学习的主动性和自觉性，避免小部分平时不认真学习、考试突击复习几天应付考试的学生出现，以实现良好的教学效果。3 教学效果分析 3 教学效果分析 3.1 学生期末考试分析 学习兴趣是影响学生成绩多种因素中的关键因素之一，与传统线下教学模式相比，采用线上线下混合式教学法，在题目难易程度相等的情况下，学生期末成绩有较大提升，85分以上的同学占比由原来的 18.5%提升至 39.6%，95 分以上的高分数同学数量也明显增多，这在一定程度上证明学生的学习兴趣和学习积极性获得了提升。3.2 学生对课程满意度调查分析 混合式教学模式增加了教师和学生之间的互动交流，与传统教学模式相比，学生普遍认为这种线上线下混合式教学模式更能提升他们的学习兴趣，有助于理清知识点之间的脉络，拓宽专业视野。学生在讨论区会积极交流讨论学习过程中遇到的问题和困难，对于老师提出的问题也能积极参与讨论；有同学认为该种教学方法使书本上原本枯燥的内容变得生动有趣，具有实用性和时代感，更能体现以学生为中心的教学理念。同时，为了进一步客观的评价教学效果，深入了解学生的学习体验，在试点班级设计进行问卷调查，共 112人参与调查，85%以上的学生认为混合式教学模式提升了他们的自主学习能力，98%的学生认为该种教学模式学习效果更佳，能使他们充分做到课前预习、课后复习，这说明线上线下混合式教学模式在未来的教学活动中具有极大的应用前景。虽然线上线下混合式教学模式能显著提升生物化学课程的教学质量，但是该教学模式仍存在一定的不足，教学内容与学科前沿进展联系不够紧密，初期探索阶段存在线上、线下课程时间分配比例以及实验项目在线内容需要进一步覆盖的问题，这都需要在实践过程中进一步完善。4 结 论 4 结 论 生物化学是一门多学科多专业的重要基础课程，也是一门不断发展的前沿学科。近年来，生命科学的高速发展给人才培养带来新的机遇和挑战，而信息技术与在线教育的深度融合也给教育发展带来了空前机遇。针对生物化学课程的特点及线下单一教学模式存在的问题，充分利用网络优质资源，探索线上线下混合式教学模式在生物化学课程中的应用。在教学过程中，学生全程参与，这极大地提高了他们的学习主动性和积极性，满足学生的个性化学习需求，能做到因材施教。加强对知识点的掌握，提高资料查找、整理汇总能力，提升团队协作能力。实现教师由“教学”到“导学”，学生由被动听课到“自学、研学”地转变。因此，基于信息化“互联网+”背景下的生物化学课程线上线下混合式教学模式，不但可以使学习更有效率，还能推动现代教育的改革，是满足学生自身学习需求的有效途径。参考文献 参考文献 1 常冰梅,赵虹,王玉瑶,等.打造线上线下混合式“金课”-医学生物化学与分子生物学在线精品课程建设的探索与实践J.生命的化学,2020,40:2102-2108.2 张少斌.生物化学实验线上线下混合式教学模式探索与实践J,生物学杂志,2021,38(6):123-126.3 教育部.教育信息化 2.0 行动EB/OL.2019.http:/ 吕艳芳,周颖,马春颖,等.网络信息技术时代生物化学实验教学的改革J.食品工业,2019,40(8):255-257.5 罗晓东,戴庆伟,尹立孟,等.互联网+实践教学模式探讨J.实验室