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Research on the reform innovation practice of Biochemistry course teaching

  • HUANG Jing ,
  • LIU Ying ,
  • YU Dongmei
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  • College of Science, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, China

Received date: 2024-10-30

  Online published: 2024-12-31

Abstract

Based on the construction of first-class undergraduate majors in the province and combined with the OBE concept, the current situation of Biochemistry course was analyzed from 3 aspects: high teaching, difficulty uneven basic levels of students, and the need for diversified assessment and evaluation systems. Based on the actual teaching situation, corresponding innovative reform strategies were proposed. The teaching content had been restructured through the three-step reconstruction methods of adding, reducing, and integrating; the online teaching platform had been improved, in-depth pre class preparation had been achieved, the in class teaching process had been enhanced, and the effectiveness of post class teaching had been consolidated; the research literature library was jointly built between teachers and students to promote the completion of comprehensive training tasks; strengthened comprehensive training and subject competitions, and promoted learning and teaching through competitions; put students at the center and improved the assessment and evaluation mechanism. The practical results had shown that this innovative practical teaching model had effectively stimulated students’ learning enthusiasm, improved their comprehensive assessment scores, and conducived to cultivating top talents in the discipline with solid theoretical knowledge, high scientific research literacy, and strong innovative thinking ability. To provide references for exploring new teaching reform models in universities under the new situation for courses related to Bioengineering and other related majors.

Cite this article

HUANG Jing , LIU Ying , YU Dongmei . Research on the reform innovation practice of Biochemistry course teaching[J]. Anhui Agricultural Science Bulletin, 2024 , 30(24) : 118 -121 . DOI: 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.24.026

强化一流本科教育、建设一流本科专业,要求课程具有“高阶性、创新性和挑战度”。生物化学是生命科学领域较具活力的前沿学科之一,涉及生物分子的结构和功能、新陈代谢的途径和能力、遗传信息的传递和表达等知识点,是生命科学、医学、药学、农学、发酵和食品等相关专业学生必修的一门核心课程。
成果导向教育(Outcome-based education,OBE)理念注重“学生中心、成果导向和持续改进”。徐春兰等[1]将“新工科+OBE”理念应用于生物化学课程教学改革实践,通过优化教学体系、教学内容、教学资源、教学方法及考核评价体系等,助力新工科建设。宫霞等[2]以OBE理念为指导,对食品生物化学课程教学内容进行了优化,实施灵活多样的教学方法,促进了应用型、创新型人才的培养。刘群等[3]基于OBE理念,通过生物化学课程的模块化教学,将课堂学习分为线上自主预习、线下课堂学习和线上课后巩固3个部分,引入优质教学包,激发了学生的学习热情。刁欢等[4]以OBE理念及问题导向为教学设计思路,形成以课堂、慕课为平台的线上线下混合式教学模式,提升了学生的创新、实践能力。基于相关研究,本文依托省一流本科专业建设,结合OBE理念,分析了生物化学课程的教学现状,并进行创新实践研究。为培养优秀的应用型、复合型和创新型人才提供参考。

1 生物化学课程教学现状分析

该课程开设在生物工程专业大二学期,为该专业其他课程的教学提供重要的理论基础,也是学生报考相关专业硕士研究生的必考科目之一。在教学过程中,主要存在3个方面的痛点。一是教学难度大,该课程知识点繁多,生物分子结构等内容较抽象,且课时有限。刘洪艳[5]研究认为,该课程部分教学注重讲授基础理论知识,教学内容有待进一步与生物学、生物工程以及人工智能等多学科进行交叉融合。二是学生基础水平参差不齐,部分教学任务有待多样化,部分学生对专业课程的重要性认识不足,其生物、化学知识基础较薄弱,学习主动性有待进一步增强。三是考核评价体系有待多元化,对学生平时成绩的考核有待深入,综合性、过程性考核评价方式有待应用,以利于学生掌握理论知识、锻炼实践技能。

2 生物化学课程教学创新实践研究

针对以上提出的教学难度大、学生基础水平参差不齐和考核评价体系有待多元化等教学痛点,提出以下教学创新实践措施。

2.1 重构教学内容

通过增、减和融三步重构法对教学内容进行重构。

2.1.1 增加重难点的翻转课堂与讨论学时

易平等[6]选择与日常生活、人类健康密切相关的生物化学知识,让学生自由分组演讲,再由教师进行点评,以培养学生资料查询、逻辑思维、演讲及团队协作等能力。教研组针对该课程重难点,如生物化学中蛋白质的一、二、三和四级结构,课前发布需预习的章节内容,并鼓励各个学习小组深入预习,积极领取翻转课堂任务;要求参与翻转课堂的小组查看相关资料、自学相关知识及制作课堂讲义,并选出1名代表在讲台上独立讲述。教师根据学生讲述的内容对整个小组进行提问,并进行归纳、总结,重点讲解其难以理解的知识。选取较高质量的翻转课堂视频上传至线上教学平台,以供其他学生参考学习。朱鸿帅等[7]研究通过翻转课堂,组织分组讨论、案例剖析和角色扮演等方式,让学生变为主动学习者,引发其深入思考和解决问题。在这种教学方式下,课堂氛围较为活跃,学生课堂参与度得到有效提高,并有利于培养其批判性和创造性思维。

2.1.2 减少较易知识点的课堂学时

对于较容易的基础知识,如维生素和辅酶等,适当减少课堂学时,让学生通过线上视频资料完成自学,并在课后通过超星泛雅平台、雨课堂等多种途径与教师展开讨论,加深理解。

2.1.3 融入科研前沿成果

马艳华等[8]以该课程中“氨的代谢”这一教学内容为例,将学术文献应用于课前、课中和课后环节,在教学中融入专业学科前沿知识,有效提升了教学质量与效果,培养了学生的科研能力。教研组在课堂中针对专业热点话题,引入了前沿的相关学术文献研究,在初步讲解后,组织学生对其进行讨论,激发其对该课程的学习兴趣。

2.2 完善线上教学平台

李晨等[9]充分利用雨课堂、超星学习通等线上教学平台,发布线上教学任务与随堂测验试题等,并结合平台提供的学习材料,丰富了教学资源,提高了学生学习的积极性。邓年方等[10]充分利用信息化技术手段,开展了线上线下混合式教学,提高了教学效率。教研组借鉴相关研究成果,在教学改革中不断完善线上教学平台与相关教学资料库,实现了课前、课中和课后的有效衔接,具体如下。

2.2.1 实现课前深度预习

在雨课堂、超星学习通等平台上传教学大纲、教案、课件和视频动画等课程相关资料,便于学生随时随地学习。与跨校课程申报方共同设置学习任务,包括知识章节的微视频、测试及考核等。教师课前发布学生需预习的知识任务,要求学生线上自主学习跨校视频并完成章节测试题。

2.2.2 完善课中教学环节

根据章节测试情况,就学生较难掌握的知识点进行详细讲解,并通过雨课堂发送现场测试题,让学生即时通过雨课堂手机端答题,从而检测课堂教学效果,为后续授课内容的调整及优化提供参考。

2.2.3 巩固课后教学效果

通过线上教学平台发布课后作业,学生答题后由系统自动批改,教师在下次课前对学生预习情况及所遇问题逐一讲解,进一步巩固课后教学效果。按照知识单元建设题库,并持续完善与更新,在各个知识单元完成教学任务后,抽取随堂测试习题,对教学效果进行检测。此外,要求学生完成全部跨校修学分任务,并提供跨校修学分证书,激发其学习积极性。

2.3 师生共建科研文献库

张亚琴等[11]研究认为,文献是获取科研信息的窗口,在生物化学课程教学中,培养学生养成阅读文献的能力,以兴趣为驱动力,有利于培养其科研素养。为调动学生学习的积极性与主动性,提高其课堂参与度,教研组号召学生与教师共同参与科研文献的资源库建设,带领学生组建团队,针对综合训练方向,利用各大数据库资料,通过科学的检索方法,搜索并筛选目标文献,共同建设线上科研文献库。这有利于学生更顺利地完成综合训练任务,同时培养了其科研思维与能力。

2.4 强化综合训练和学科竞赛

学科竞赛是检验学生专业能力的重要手段,对培养具有创新精神的应用型人才具有积极作用。刘金文等[12]在生物化学与分子生物学教学中以多样化竞赛、项目化训练与研究为载体,开发了“以赛促学、以研促学”等第二课堂的教育路径,培养了学生的创新能力,提高了其综合素质。教研组结合实际教学,开展综合训练与学科竞赛相结合的教学创新研究。首先,基于学科特点、学科竞赛类别与综合训练任务,要求班级各个学习小组在规定时间内协作完成相关综合训练任务,上交初稿;教师初审后,学生小组在课堂上进行答辩,并根据教师或同学提出的修改意见进行二次修改与完善。通过指导学生完成综合训练,培养了其信息获取与表达能力、创新思维、科学研究素养和团队协作精神等。其次,在综合训练的基础上,以生物化学开放实验室为载体,引导学生跟随教师开展前沿创新研究,为参加“生命科学竞赛”“食品创新大赛”等各类学科竞赛提供锻炼的平台,从而提高学生竞赛的参与度与获奖率,激发其学习的积极性,同时,提升学生的科研创新能力、实践动手能力与综合素质水平,达到“以赛促学、以赛促教”的目的。

2.5 完善考核评价机制

林晓霞等[13]在生物化学课程建设中,建立了多种考核评价机制,以分类考核的方式,及时发现和解决教学过程中出现的问题,且较真实地反映了学生的综合素质。孙玲玲等[14]研究探讨了基于雨课堂的形成性评价在生物化学与分子生物学课程教学实践中的应用效果,激发了学生的学习兴趣,提高了其学习成绩。借鉴相关研究成果,教研组根据学生最终成绩的达成情况,完善以学生为中心的考核评价机制。细化了考核方式,加大了过程性考核的占比,总成绩由跨校修学分成绩(10%)、综合训练1成绩(10%)、综合训练2成绩(10%)、课后作业测试成绩(5%)、翻转课堂及讨论成绩(5%)及期末考试成绩(60%)构成。

3 生物化学课程教学创新实践成效分析

通过重构教学内容、完善线上教学平台、师生共建科研文献库等教学创新实践,激发了学生的学习兴趣,提高了其综合考核成绩。本次教学改革对象为2022级生物工程专业学生(53人),最终考核结果表明,该专业学生2个课程目标达成度(0.70、0.91)均较2021级(0.62、0.86)有所提高;参加学科竞赛的学生人数在90%以上,且有2组学生分别在全国生命科学竞赛中获二等奖与三等奖;学生对课程的满意度达96%。教学团队对教学创新成果进行了总结、凝练,参加了学校的创新技能大赛并正在培育省级比赛,发表了3篇教学改革论文。在省一流本科专业建设背景下,对核心课程生物化学进行教学创新研究,得到了督导教师及学生的一致好评与支持。
综上,本文依托省一流本科专业建设,结合OBE理念,对生物化学课程教学现状进行分析。提出重构教学内容、完善线上教学平台、师生共建科研文献库、加大综合训练学科竞赛和完善考核评价方式等途径,对课程进行全面创新改革。实践表明,该教学改革有效提高了学生的自主学习探究能力、团队协作能力以及创新研究能力,有利于培养出具有扎实理论知识、较高科研素养和较强创新思维能力的学科拔尖人才。为生物工程等相关专业课程探索适应新形势下高校教学改革的需求提供参考。
1
徐春兰,尚晓娅,牛卫宁. 新工科背景下基于OBE教学模式的生物化学课程改革探索[J]. 科教导刊2022(29):123-125.

2
宫霞,司晓晶,韩梅,等. 基于OBE理念的应用型本科食品生物化学课程教学改革与探索[J]. 食品工业202445(2):179-183.

3
刘群,郭洪霞,柳清. 应用型本科高校OBE理念下生物化学课程的改革创新[J]. 吉林农业科技学院学报202433(1):85-88.

4
刁欢,汤强,许燕,等. 《生物化学》课程混合式创新教学改革探讨[J]. 广州化工202351(10):149-151,157.

5
刘洪艳. 生物化学双链式教学模式的构建与应用:蛋白质分子结构 [J]. 化学教育(中英文)202445 (20):74-79.

6
易平,杨广笑,朱敏,等. “双一流” 背景下生物化学双语教学改革探索[J]. 高教学刊202410(3):29-33.

7
朱鸿帅,张波波,闫爽,等. 多元化教学融合模式在食品生物化学课程教学中的实践应用[J]. 食品界2024(9):72-74.

8
马艳华,扈瑞平,邓秀玲,等. 学术文献在生物化学《氨的代谢》教学中的应用[J]. 继续医学教育202438(5):119-122.

9
李晨,孟庆书. 食品生物化学课堂教学改革和学习方式变革研究[J]. 中国食品工业2024(2):141-143.

10
邓年方,韦学丰,殷佳雅,等. 《生物化学》课程混合式创新教学改革探讨[J]. 2023(39):85-88.

11
张亚琴,刘爱明,袁栎,等. 基于学生科研思维和创新意识培养的生物化学教学改革[J]. 基础医学教育202325(3):188-193.

12
刘金文,文晓岚,莫智雯,等. 学类专业生物化学与分子生物学多元化教学改革探索[J]. 教育观察202413(4):82-84.

13
林晓霞,田文杰,顾伟霞. 混合式教学在生物化学教学中的应用研究[J]. 化学工程与装备2023(2):296-298.

14
孙玲玲,戚之琳,凌烈锋. 医学院校生物化学与分子生物学教学中形成性评价的应用与思考[J]. 科学咨询2024(2):53-56.

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