張二芳，高 平，馮 嫣

（呂梁學(xué)院生命科學(xué)系，山西呂梁 033000）

為推進教師教育質(zhì)量保障體系建設(shè)，提高師范類專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，2017 年中華人民共和國教育部印發(fā)《普通高等學(xué)校師范類專業(yè)認證實施辦法（暫行）》，全面推進質(zhì)量文化建設(shè)。專業(yè)認證以“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進”為基本理念[1]。該理念與1981 年由美國Spady 提出的成果導(dǎo)向教育（Outcomes based Education，OBE） 密切接軌。在此背景下，深入推進課堂教學(xué)改革，對于提升課程內(nèi)涵，以適應(yīng)社會對師范類人才培養(yǎng)的需求具有重要意義?；贠BE 理念的課程設(shè)置和教學(xué)，應(yīng)該從支撐本專業(yè)人才培養(yǎng)目標的畢業(yè)要求來設(shè)置，課程教學(xué)大綱要能體現(xiàn)課程目標對畢業(yè)要求的支撐及對課程目標達成情況進行定性和定量評價，課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核內(nèi)容和方式應(yīng)支持課程目標的實現(xiàn)。以此來提升課程內(nèi)涵和質(zhì)量，適應(yīng)新時代對師范類專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的需求[2]。

“生物化學(xué)”是生物科學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課，在專業(yè)課程體系中起著承上啟下的作用，為有效學(xué)習(xí)“分子生物學(xué)”“免疫學(xué)”等專業(yè)課程奠定良好的基礎(chǔ)，是實現(xiàn)生物科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)目標的支撐課程。因此，針對“生物化學(xué)”積極按照專業(yè)認證標準，從教學(xué)大綱、教育目標、教學(xué)內(nèi)容、課程思政、教學(xué)方法和考核方式等方面進行課程教學(xué)改革的探索和實踐，提升課程內(nèi)涵是一項重大的挑戰(zhàn)。

1 “生物化學(xué)”課程概述及傳統(tǒng)教學(xué)過程中存在問題

“生物化學(xué)”運用化學(xué)和物理的方法從分子水平上闡述生命現(xiàn)象的化學(xué)本質(zhì)，是生命科學(xué)的基礎(chǔ)與核心。內(nèi)容包括生物體的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)和功能，生命活動中物質(zhì)代謝和調(diào)控規(guī)律，其結(jié)構(gòu)功能部分枯燥、抽象，代謝過程內(nèi)容龐雜，加大了“生物化學(xué)”課程教學(xué)的難度。在傳統(tǒng)教學(xué)過程中，教學(xué)主體為教師，教師以課本為中心，圍繞考點進行知識訓(xùn)練，學(xué)生被動接受知識，喪失學(xué)習(xí)主動性，分析和解決問題的能力低下，面對紛繁復(fù)雜的教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生容易產(chǎn)生畏難情緒。以“成果導(dǎo)向”為理念的教學(xué)模式，明確學(xué)習(xí)產(chǎn)出標準，從教學(xué)方法和手段出發(fā)，反向設(shè)計課程體系與教學(xué)環(huán)節(jié)，激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)潛能，使學(xué)生成為課堂的中心。尊重教育的客觀規(guī)律，以學(xué)生為中心，因材施教，喚醒學(xué)生的主體意識，激勵學(xué)生向更高的水平邁進，滿足學(xué)生的個性發(fā)展，有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，是應(yīng)該迫切關(guān)注和解決的問題[3]。

2 基于專業(yè)認證OBE 理念下“生物化學(xué)”教學(xué)大綱的改革

2.1 適應(yīng)產(chǎn)出導(dǎo)向理念下的培養(yǎng)方案，對標改革課程教學(xué)大綱

2021 年8 月，生物科學(xué)專業(yè)按照師范類專業(yè)認證標準對培養(yǎng)方案中的畢業(yè)要求從職業(yè)規(guī)范、身心素質(zhì)、問題分析、溝通合作等8 條進行修改，每個畢業(yè)要求細分成2~3 個指標點。按照修訂的培養(yǎng)方案要求，“生物化學(xué)”對應(yīng)的畢業(yè)要求指標點為：①能夠?qū)?shù)學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)方面的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識有機結(jié)合，解決生物科學(xué)領(lǐng)域的實際問題；②能夠綜合應(yīng)用生物科學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能在生物學(xué)、生物資源開發(fā)與利用等相關(guān)領(lǐng)域從事基礎(chǔ)與應(yīng)用研究、技術(shù)開發(fā)、教學(xué)及管理等。根據(jù)指標點要求具體制定了考核方式及占比、考核主要內(nèi)容、各種內(nèi)容在總成績的權(quán)重。

“生物化學(xué)”成績評定方法和依據(jù)見表1。

表1 “生物化學(xué)”成績評定方法和依據(jù)

2.2 “生物化學(xué)”課程教育目標的改革

美國教育學(xué)家布魯姆將認知領(lǐng)域教育目標分為6 個層次：記憶、領(lǐng)會、運用、分析、綜合、評價[4]。傳統(tǒng)教學(xué)模式下，“生物化學(xué)”課程認知領(lǐng)域的目標只是局限于學(xué)生對課程內(nèi)容的掌握，建立在了解、理解、記憶和掌握的水平。產(chǎn)出導(dǎo)向理念下的培養(yǎng)目標，要達到對知識的應(yīng)用、分析、綜合、評價及創(chuàng)新。以“生物化學(xué)”教學(xué)中對蛋白質(zhì)組成單元氨基酸等電點問題的教學(xué)為例，在線上線下混合式教學(xué)中，線上教學(xué)針對氨基酸等電點基本概念和基本原理自主學(xué)習(xí)，達到對氨基酸等電點的記憶、理解和粗淺應(yīng)用。線下教學(xué)中，教師通過引導(dǎo)，使學(xué)生能夠應(yīng)用氨基酸等電點不同的特點在電泳時初步分析氨基酸的排列順序，綜合不同氨基酸基團的pKα值差異，評價氨基酸在蛋白質(zhì)整體結(jié)構(gòu)或功能中的貢獻，如組氨酸緩沖性能在維持細胞pH 值穩(wěn)定性中的重要性。根據(jù)氨基酸在一定pH 值條件下，氨基酸所帶凈電荷不同，與不同的離子交換樹脂靜電引力和疏水作用的差異，分析不同氨基酸的析出順序。對知識進一步內(nèi)化，實現(xiàn)分析、綜合、評價的目標。在課后的拓展訓(xùn)練中，通過合適的案例，達到更高階的創(chuàng)新教育目標。

2.3 “生物化學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容的選擇

基于考研院校對“生物化學(xué)”教材選擇的實際情況，學(xué)院選擇朱勝庚和徐長法主編，高等教育出版社的第4 版《生物化學(xué)》作為教材。根據(jù)培養(yǎng)方案、大綱要求、交叉學(xué)科知識的重疊性，對教學(xué)內(nèi)容進行必要的精簡。按知識學(xué)習(xí)層次的遞進性，將“生物化學(xué)”教學(xué)內(nèi)容分為結(jié)構(gòu)生物學(xué)、代謝生物學(xué)和基礎(chǔ)分子生物學(xué)3 個主要板塊，其中結(jié)構(gòu)生物學(xué)板塊中《激素》一章內(nèi)容在人體生理學(xué)有介紹，在生物化學(xué)中略過；代謝生物學(xué)中的《光合作用》一章在植物生理學(xué)教學(xué)中是重點內(nèi)容，且主要與植物生理學(xué)有關(guān)，該部分內(nèi)容也略過；基礎(chǔ)分子生物學(xué)部分后續(xù)有專門的“分子生物學(xué)”課程的完整教學(xué)，為防止交叉內(nèi)容的贅述和針對“生物化學(xué)”教學(xué)課時少的實際情況，進行縮減。具體課時分配為：結(jié)構(gòu)生物學(xué)32 學(xué)時，代謝生物學(xué)26 學(xué)時，基礎(chǔ)分子生物學(xué)6 學(xué)時。

3 基于專業(yè)認證OBE 理念下“生物化學(xué)”線上線下混合式教學(xué)的改革和設(shè)計

3.1 線上線下混合式教學(xué)的必要性

難度大、內(nèi)容多、課時少是各大院校“生物化學(xué)”課程的共性特征。在當(dāng)前大數(shù)據(jù)背景下，互聯(lián)網(wǎng)、學(xué)習(xí)通、雨課堂、MOOC 網(wǎng)，一方面為線上教學(xué)開展提供了教學(xué)平臺，另一方面，MOOC 平臺上全國優(yōu)秀重點院校教學(xué)名師發(fā)布的教學(xué)資源，可為欠發(fā)達地區(qū)學(xué)校的教學(xué)方法改進注入新鮮血液，教師可以借助這些平臺拓展教學(xué)思路，豐富教學(xué)內(nèi)容，開拓視野。傳統(tǒng)教學(xué)過程中，為保證大量教學(xué)內(nèi)容的完成，教師不得不通過填鴨式教學(xué)將所有內(nèi)容輸出，影響了與學(xué)生的互動交流，學(xué)生極易疲勞，一旦分神，跟不上教師的節(jié)奏，嚴重的情況下，會出現(xiàn)明顯的厭學(xué)情緒。線上線下混合式教學(xué)，將原來的課堂教學(xué)內(nèi)容分別按課前、課中、課后3 個環(huán)節(jié)完成，尤其課前教學(xué)，保證了學(xué)生能夠利用碎片化時間，也可以重復(fù)學(xué)習(xí)，既減輕了課堂教學(xué)的壓力，又使一些學(xué)有余力的學(xué)生可以深入學(xué)習(xí)，吃一些“偏飯”，滿足了不同學(xué)習(xí)能力學(xué)生的需求。課前預(yù)習(xí)作業(yè)的布置保證了學(xué)生有目標帶著問題聽課，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)和思考習(xí)慣。

3.2 線上線下融合，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)

翻轉(zhuǎn)課堂，也可譯為“顛倒課堂”，是指重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時間，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生[5]。在這種教學(xué)模式下，課堂內(nèi)的寶貴時間，學(xué)生能夠更專注于主動的基于項目的學(xué)習(xí)，從而獲得更深層次的理解。線上線下融合教學(xué)需要改革課題組做好的準備工作包括：首先選擇好合適的在線學(xué)習(xí)、討論、答疑等平臺，比如學(xué)習(xí)通、雨課堂等。隨后要有教學(xué)課件、錄制的分段式教學(xué)視頻、國內(nèi)外精品課程視頻、單元課后習(xí)題庫、試題庫及能夠展開討論的知識點等教學(xué)資源。課前，教師在課前1 周布置線上學(xué)習(xí)任務(wù)，如教學(xué)微視頻、課程PPT講稿，并針對預(yù)習(xí)任務(wù)有少數(shù)簡單的測試題，保證在課前將基礎(chǔ)的、簡單的內(nèi)容熟練掌握，并將線下講解內(nèi)容有效引入，給學(xué)生設(shè)置埋伏，保證學(xué)生帶著問題，有目標地聽課，切實落實以學(xué)生為中心的指導(dǎo)思想。線下課程時，以問題為基礎(chǔ)進行教學(xué)（Pro-blem-based Learning，PBL），通過組間協(xié)作，引導(dǎo)學(xué)生對疑難問題分析、討論、總結(jié)[6]。課后，可以針對線下課程講解內(nèi)容布置課后作業(yè)，也可以針對一些熱點問題布置文獻搜索、閱讀、總結(jié)等任務(wù)。但是，這些任務(wù)的時間分配要合理，既要保證學(xué)生能夠利用碎片化時間，又不能使學(xué)生疲于應(yīng)付。比如，血紅蛋白（Hb） 與氧的結(jié)合，轉(zhuǎn)運氧這一教學(xué)內(nèi)容，首先布置給學(xué)生與肌紅蛋白（Mb） 結(jié)構(gòu)對比，認識血紅蛋白的結(jié)構(gòu)，了解蛋白質(zhì)與配體結(jié)合的特點，要求學(xué)生思考為何血紅蛋白有運輸氧的能力，為何胎兒的血紅蛋白與成人有差別。在線下課程中，以血紅蛋白為何有運氧能力為主線，指導(dǎo)學(xué)生分組協(xié)作討論血紅蛋白與一個氧分子結(jié)合后構(gòu)象變化的結(jié)果，結(jié)合氧分數(shù)飽和度曲線所包含的信息，分析在不同氧分壓下血紅蛋白與氧結(jié)合能力不同的氧結(jié)合曲線，認識血紅蛋白4 個亞基的協(xié)同變化及由此引起的氧飽和度差才是血紅蛋白與肌紅蛋白不同，有運輸氧的根本原因。課后發(fā)布可以靈活理解血紅蛋白特性的題和案例，做到學(xué)以致用。

“生物化學(xué)”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式及達成目標見圖1。

圖1 “生物化學(xué)”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式及達成目標

3.3 融入課堂思政，落實立德樹人

在全國高校思想政治工作座談會上，習(xí)近平總書記指出，要利用好課堂教學(xué)的主陣地，各類課程與思想政治理論課形成協(xié)同效應(yīng)[7]。以德育人，離不開課堂思政，但課堂思政是要以潤物細無聲的方式潛移默化，如何挖掘思政元素，需要教師以學(xué)生關(guān)注的現(xiàn)實問題為切入點，從哲學(xué)、民族自信、專業(yè)自信、中國傳統(tǒng)文化等方面，引導(dǎo)學(xué)生形成正確的價值觀、人生觀。同樣，可利用血紅蛋白和肌紅蛋白為例，血紅蛋白的4 個亞基相互協(xié)同，使其不僅跟肌紅蛋白一樣能夠結(jié)合氧，更能夠運輸氧到全身的肌肉組織，其中就有團結(jié)協(xié)作的思政理念。同時，嬰兒血紅蛋白與成人的不同，使其可以從胎盤吸收大量的氧供自己快速生長發(fā)育的需要，一方面說明遇到困難要靈活變通，生物進化尚且能夠變通適應(yīng)，作為當(dāng)代天之驕子的大學(xué)生更應(yīng)該遇到問題多動腦，少抱怨。胎兒從母體吸收大量的養(yǎng)分，也反映了母親天生的奉獻精神，讓學(xué)生要有感恩的心，父母有意識無意識地總在默默奉獻著，教育學(xué)生努力學(xué)習(xí)付出也是一種感恩的方式。同樣，施一公、顏寧、屠呦呦等科學(xué)家在生物學(xué)方面的研究成果都可以作為素材，鼓勵學(xué)生樹立專業(yè)自信心。

3.4 化結(jié)果考核為過程多元考核，提高學(xué)生服務(wù)社會的能力

傳統(tǒng)的“生物化學(xué)”教學(xué)中，考核形式單一，就是平時作業(yè)和期末考試?？茖W(xué)的課程考核方式應(yīng)建立在客觀全面的多元化考核評價體系上，強調(diào)從學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)成效實踐性的角度出發(fā)，多方位綜合分析評價學(xué)生學(xué)習(xí)成效，促進對學(xué)生整體應(yīng)用能力的全面培養(yǎng)[8-9]。過程性考核注重學(xué)生的轉(zhuǎn)化能力，從線上預(yù)習(xí)完成和掌握情況、在線章節(jié)測驗、問題分析討論結(jié)果等方面入手，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)和思維習(xí)慣，避免培養(yǎng)高分低能學(xué)生，也避免學(xué)生突擊式復(fù)習(xí)，將期末壓力分散到平時的每一天學(xué)習(xí)中[10]。比如，線上預(yù)習(xí)可在平臺直接設(shè)定不允許快放，自動檢測完成情況，預(yù)習(xí)后作業(yè)的完成情況也可以反映學(xué)生預(yù)習(xí)狀況，也可通過預(yù)習(xí)后的小作業(yè)發(fā)現(xiàn)學(xué)生問題所在，從而在線下教學(xué)重點講解。在學(xué)完生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能、分離、純化，即生物化學(xué)靜態(tài)學(xué)知識后，會組織一次中期考試。問題分析需要學(xué)生查閱一定數(shù)量的文獻和網(wǎng)絡(luò)資源，考慮到學(xué)生精力和壓力，“生物化學(xué)”課程問題分析討論不超過6 次。比如，在講到酶動力學(xué)曲線時涉及到酶的特征性常數(shù)、米氏常數(shù)（Km），以丙酮酸為例，結(jié)合Km 定義分析在丙酮酸濃度較低的情況下，同時有丙酮酸脫氫酶、乳酸脫氫酶、丙酮酸脫羧酶作用下，丙酮酸優(yōu)先向哪種途徑代謝，并以此為契機會應(yīng)用Km 去分析一些生物化學(xué)現(xiàn)象。

多元考核中的過程考核評價見表2。

表2 多元考核中的過程考核評價

4 專業(yè)認證OBE 理念下“生物化學(xué)”課程教學(xué)改革評價與成效

對“生物化學(xué)”教學(xué)改革的評價主要通過學(xué)生問卷調(diào)查、座談會、教學(xué)督導(dǎo)委員會的隨機督導(dǎo)檢查，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)效果、考核方式等方面展開。教學(xué)內(nèi)容分為線上部分和線下部分，保證了學(xué)生利用碎片化的時間，學(xué)生能夠針對已有資料展開討論，線上信息的收集也使線下教學(xué)更好地落實了以學(xué)生為中心，教師作為組織者有的放矢，統(tǒng)籌安排，提高了學(xué)生的參與熱情。教學(xué)方式結(jié)合傳統(tǒng)的講解式，增加了探究式、問題式教學(xué)，探究式教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生提出問題的能力，案例式教學(xué)結(jié)合健康、生物代謝實際，使學(xué)生明顯感覺到知識能夠?qū)W以致用，極大地增加了課程及專業(yè)自信心。過程性考核靈活地檢驗學(xué)生，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生問題，是促進養(yǎng)成學(xué)生終身學(xué)習(xí)和終身發(fā)展的重要手段?？傊谶M行教學(xué)改革后，學(xué)生發(fā)言的積極性、上課專注性和教學(xué)滿意度顯著提高。

在2020 年（學(xué)生對應(yīng)2019 級） 初步探索翻轉(zhuǎn)課堂到2021 年9 月開始從培養(yǎng)方案、教學(xué)大綱全面按照專業(yè)認證OBE 理念進行修訂后，從教師團隊來說，團隊對課程理念的認識有所改變，教師更注重角色轉(zhuǎn)換，從往屆學(xué)生的意見中尋找改進方法，從社會、用人單位對畢業(yè)生考研、考公務(wù)員、作為未來教師等各方面要求著手思考，反向設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生達成高峰成果，落實產(chǎn)出導(dǎo)向。最明顯的變化是學(xué)生分析問題、解決開放問題的能力有所提高，學(xué)生期末考試成績在同等難度下與未進行改革的2018 級學(xué)生相比，平均分數(shù)明顯提高，成績的提高差異顯著。其中，2020 級學(xué)生90 分以上學(xué)生占比4.71%，80~90 分的學(xué)生比例也大于2018、2019 級學(xué)生。2020 級沒有低于60 分的學(xué)生，2018 級不及格學(xué)生比例最高。

近3 年“生物化學(xué)”期末考試成績比較見圖2，近3 年“生物化學(xué)”期末考試各分數(shù)段比例統(tǒng)計見圖3。

圖2 近3 年“生物化學(xué)”期末考試成績比較

圖3 近3 年“生物化學(xué)”期末考試各分數(shù)段比例統(tǒng)計

5 結(jié)語

以專業(yè)認證OBE 理念指導(dǎo)，對“生物化學(xué)”課程從教學(xué)大綱的課程教育目標、教學(xué)內(nèi)容的選擇，從線上線下混合式教學(xué)改革設(shè)計中的翻轉(zhuǎn)課堂、課堂思政、多元考核、改革效果評價與成效，全方位，多維度進行了實踐探索，并取得了一定成效。翻轉(zhuǎn)課堂的改革真正落實了以學(xué)生為中心，產(chǎn)出導(dǎo)向的理念，學(xué)生主動性提高，視野變得更開闊；問題式教學(xué)促進了學(xué)生團隊協(xié)作精神的提高，不僅扎實掌握基本理論和概念，重要的是學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力改善明顯；多元考核方式使學(xué)生的基本功扎實，杜絕了考前臨時抱佛腳的現(xiàn)象；課堂思政的有機融入使學(xué)生樹立專業(yè)自信心，提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)，取得了更好的教學(xué)效果，受到學(xué)生一致的好評。