研究生高级生物化学课程教学模式改革与实践

陈敏

摘  要：该文分析目前烟台大学高级生物化学课程教学的现状和存在问题，在作者多年高级生物化学课程教学与实践的基础上，就课程的教学模式和教学手段等做重新设计和改进。经过教学实践检验，新的教学模式在提高研究生知识水平和多方面能力培养方面具有明显效果，并被绝大部分学生喜欢和肯定。今后还将不断总结经验，完善改革成果，为提高课程的教学质量和高层次人才培养水平而不懈努力。

关键词：研究生；高级生物化学；教学模式改革；翻转课堂；教学实践

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）11-0133-04

Abstract： In this paper， we analyze the current situation and existing problems in the teaching of Advanced Biochemistry courses of Yantai University. And accordingly， the teaching mode and methods of the course have been redesigned and improved based on the author's years of experience in teaching and practice of Advanced Biochemistry courses. The new teaching mode was subjected to practical teaching， and has shown significant effects in improving the knowledge level and comprehensive abilities of graduate students， and has been well received and affirmed by the majority of the students. In the future， we will continue to summarize experience， improve the results of the reform， and make efforts to improve the teaching quality and the level of talent cultivation unremittingly.

Keywords： post-graduate; Advanced Biochemistry; teaching mode reform; flipped classroom; teaching practice

生物化学是生命科学的前沿学科，是生物学和化学在发展过程中相互交叉而产生的边缘学科。作为生命科学的核心课程，生物化学课程在生命科学各层次的人才培养体系中都占有重要地位。高级生物化学是一门面向生物学及其他生命科学相关专业硕士研究生的专业必修课，是在本科生物化学的基础上进一步加深和拓宽。目的是使学生能从更高层次认识生物化学的原理以及生命现象和过程，以强化其在生物化学、分子生物学、分子遗传学等方面的理论和技术，从而具备在分子水平上认识、研究和阐释生命本质的基本能力。由于21世纪以来，生物化学领域飞速发展，近年来的学科交叉又使现代生物理论与物理、化学、计算机、信息技术等各种理论相互融合，新突破不断涌现，其理论和技术涉及的深度和广度都在大幅度扩展。新的知识发展、技术进步、学习方式的改变以及个性化需求的提出，也对现有的研究生培养模式、培养方法、课程质量等提出了新的要求[1-2]。相应地，高级生物化学课程的教学也需要不断改革，与时俱进，才能适应现阶段研究生培养的需要。

烟台大学的高级生物化学课程于2009年开课，教学涉及面广，学生一度覆盖生物学一级学科、海洋生物学二级学科、生物工程等多个学科方向，专业跨度大，各专业的需求和侧重要求不同。尽管多年来主讲教师一直致力于课程教学的改进，但因学生较多，生源组成也在不断变化，因而课堂教学组织难度较大。近年来随着研究生的扩招，2020年开始了分专业小班上课，课程的生师比从原来的50～60，降低到20左右，完全具备了精品化培养的条件，课程教学模式改革便具有了更大的空间。

一  高级生物化学课程状态分析

为了适应新时代研究生教育的需求，我们重新分析了目前烟台大学研究生生源特点以及教学情况，以便随时找出问题，理清改革思路，及时调整改革目标。

（一）  生源特点

1  学习基础差距较大

烟台大学作为省属高校，其生源分布层次差别较大，加上高级生物化学作为基础必修课，教学涉及面广，专业跨度大，学生生化基础不一；高级生物化学课程面向的都是刚入学的一年級研究生新生，彼此之间以及与教师之间还很陌生，学生的合作和参与度都有待提高，课堂教学组织的难度也相对加大。

2  学生对课程学习和今后发展目标缺少必要的了解

目前研究生有相当部分是因为受就业压力的影响而读研，对专业学习的目的和今后的发展、定位不明确，或对所学专业缺少必要的了解和热爱；对什么是科研、如何从事科研工作、科研工作的创新和团队合作精神等也没有足够的认识。

3  自主学习和创新意识、能力有待提高

普通高校的研究生中，有一定比例学生受应试教育影响的后果延续痕迹较明显。尤其是扩招后，部分生源中常存在例如更习惯于接受或按照老师的指定目标学习、对知识的总结和综合能力不够、不擅于在工作中发现或解决问题等情况。因此，如何培养他们的自主学习和探索知识的能力，以及敢于质疑的科学精神，往往需要付出更大的努力。

（二）  课程教学存在的问题

1  教学模式单一，学生课堂参与度低

由于教师在自身科研工作中投入大量精力，且大多兼具本科教学，因此对于学习能力相对教强的研究生理论课堂的教学投入相对偏少。课堂教学模式也比较单一，多年来或讲授为主，或课下自学为主，尤其是大班上课时，课堂上学生参与和互动有限，教学效果有待提高，因此是课程改革的主要目标点。

2  提高综合素质的举措不够充分

专业文献搜集、综合和提炼、专业英语水平、跟踪前沿知识、主题汇报、语言表达、回答及应对专业问题等的能力，都是研究生阶段必须具备的。更重要的是学以致用、理论为实践服务的意识以及创新精神。目前的本科学生常常把学习知识的目的停留在课程考试和分数上，而不是随时应用于实际问题的解决或深入探究，这对于研究生来说就是根本性的缺陷。因此，研究生课程若依然只强调知识的传递而忽视能力培养和科学研究思想及方法的多方引导，显然不利于学生的各方面综合能力的培养。

3  教学效果评估方式单一

课程评估过于依赖传统的期末考试形式，或者一篇课程论文就结课，因此无法反映学生综合能力的培养效果。

二  高级生物化学课程的教学模式改革思考和模式框架的建立

针对上述教与学过程中存在的问题，我们对高级生物化学课程的教学目标、理念、改革设计思路、教学模式和方法等做了综合的考量。

（一）  教学目标和教学理念的调整

教师需要调整教学理念，更加重视研究生的理论课堂教学。其一，在强化专业知识与技能的同时，课程改革设计时适当融入思政教育内容，重视引导学生热爱科学、立志科研事业的创新热忱，培养爱家国、具有为社会服务献身精神的高品质人才。其二，需要特别注重专业自豪感和科研兴趣的培养。兴趣是人们认识世界、改造世界的动力[3]，教学过程中激发的兴趣，可能成为学生一生的志向。其三，要注意改变研究生的学习意识、看问题的视角和思维方式。引导学生学会站在一定高度上了解学科总体情况和发展趋势，培养学生的大局观、科研信息综合及分析意识和能力。其四，研究生培养阶段，对学生自主学习能力的培养至关重要，督促学生主动获取知识和资料，汇总资料信息，分析研究现状和存在问题，乃至能提出自身见解的能力训练，是研究生课堂教学的重要目标。其五，培养学生敢于质疑的创新思维和解决实际问题的意识及能力，引导学生如何将学到的理论知识应用到今后的科研和实际的工作中，从而培养出真正的科研储备人才。

（二）  教学模式和手段的改革

完全以教师为主导的传统教学模式在师生之间缺少互动和沟通，显然不能满足研究生培养需要，但也不可能完全废除；而单纯的课堂提问和质疑模式，会使学生感到紧张、被动。因而更多互动式教学模式，甚至以学生为主导的翻转课堂模式被广泛提倡。目前被采用的互动式教学模式主要包括：社会建构主义理论（通过学生之间的互动与合作，共同探究和讨论建构知识体系）、问题解决教学模型（强调学生通过解决真实的问题来学习）、反思教学模型（鼓励学生在学习过程中进行反思和元认知，意识到自己的学习策略和过程，并进行调整和改进）、问题导向教学模型（突出课程中引入具有挑战性的问题，激发学生的兴趣和动力，并引导学生主动学习）以及制导式教学模型（提供一定的指导和支持，帮助学生逐步构建知识体系）等[3-12]，都强调了引导学生的互助、主动学习和自主探究，但动手实践环节相对薄弱。因此对于培养要求较高的研究生来说，结合一定比例的翻转课堂教学训练[3，8]，使学生从“教”的实践过程中实现“学”的目的，更有利于综合能力的培养。但由于教学初期，新生之间以及教师间的熟悉程度不够，且学生还未适应新的研究生学习狀态，更难于直接进入“教”的角色。因此，我们认为，课堂教学的模式不应是单一的，而应该是随着学生学习状态和学习进度而调整和变化，至于如何设计和规划模式的变化时间曲线，需要以本课程学生学习能力和适应情况为依据。为此我们在借鉴他人经验的基础上，提出和构建了适合自身情况的三段式教学改革模式，以及相应的考核方式。

（三）  三段式教学模式的构建

1  教学初期

教学初期应以教师为主导的传统模式为主，强化基础知识。随着学生之间以及师生之间的熟悉程度的增加，教师可逐步加大与学生的互动，如采用问题解决教学模型引导等，以前人（特别是诺贝尔奖获得者）著名的经典实验工作和结果为例，在介绍前人解决实验问题的方法和思路，包括RNA性质的核酶（ribozyme）独立具有催化功能的证实、朊病毒（prion）的发现和分子生物概念的形成等的同时，引导、鼓励学生提出自己的看法、设想和建议，并要求学生给出组内同学的不同反馈，尽快增加新生之间以及教师间的熟悉程度。其次，结合自身科研经验，以科研带动教学，提高学生的动手能力。可以在课堂上与学生探讨科研中的实际问题，如不同学生课题方向相关的生物材料分离、纯化、鉴定以及多种方法学问题等，鼓励全体学生积极动脑、参与科研问题的讨论和解决。一方面加强课堂讨论和师生沟通，提高学生课堂参与度，通过启发式教学提高学生兴趣和探索欲；另一方面培养学生敢于质疑前人的勇气和创新思维。

此外，通过合理设计课后分组讨论题，要求学生以分组的方式完成，并且论点需要有近三年的文献依据。完成过程中鼓励学生之间资料互通有无，并开放教师的网络教学平台供研究生利用（包含了中英文原版教材、中英文或双语课件、101个文件的视频库、600多道习题和答案的题库以及中英文习题集等），从而充分发挥同伴之间互帮互助的作用（社会建构主义理论或同伴式教学法），帮助学生习惯以团队合作的方式，主动、共同完成指定目标，为后续翻转课堂教学的实施做准备。

2  教学中期

根据前期教学观察，将学生按照个性和今后课题方向分组，每个组的学生大概5～6人，分别承担糖与糖生物学、脂类与细胞膜功能、蛋白质前沿和高级核酸生化4个知识模块的翻转课堂教学任务。要求学生以教师的PPT课件为蓝本，合理分工，确定了每个学生准备承担的课程教学内容后，教师为每个学生提供一定的原则性指导，给出设计要求和注意事项，帮助学生构建授课的框架（制导式教学模型）。随后每个学生通过查阅资料（给出文献出处，且保证英文文献的比例）、组内讨论后，各自设计完成20分钟以上的课堂教学内容，并配套教学内容下载图片、视频等完成PPT课件制作，最终按照课程进度完成课堂讲授。教师为所有的学生授课过程进行录像、拍照和点评（反思教学模型），对学生未能讲述透彻的部分加以补充和完善，初步实现翻转课堂教学。

3  教学后期

在学生适应了翻转课堂的教学模式后，在后期教学过程中逐步加大翻转课堂的难度和要求。在中期翻转课堂的基础上，要求学生完成角色换位，以小老师的方式组织课堂教学，提出课后思考题、讨论题，甚至布置作业。课堂上要求每位小老师至少要提出一个讨论话题，可涉及知识点疑问、基础知识背景、经典问题的个人看法、应用前景、发展趋势等等，并组织学生现场回答；同时听课的学生也可随时提问，同一组内的同学则可以课程组的方式共同给出解答，对于精彩问题和回答予以加分，从而进一步活跃课堂氛围，提高翻转课堂教学效果。

（四）  教学效果评估模式改革

教学效果评估模式由单纯的期末考试向平时扩展，运用多种评价手段，包括考试、思考题、课后讨论和问卷调查等，全面考察和了解学生的知识掌握能力、思维能力。课程总成绩=40%×期末笔试成绩+30%×翻转课堂成绩+30%×平时成绩。其中平时成绩又包括课堂表现（包括课堂点名、提问、讨论发言等）和课后学业完成情况（课后讨论题、网络平台登陆和学习情况等），两部分各占50%；翻转课堂成绩为每个学生完成翻转课堂任务（文献查阅、PPT设计和制作、现场表达和课堂组织等）的综合成绩。

三  教学模式改革的实施和效果

高级生物化学教学通过课堂教学改革，引导学生调整学习模式和思维方式，逐渐强化能力，以适应研究生阶段的培养目标和需求。目前针对2021级（32人）和2022级（20人）研究生已进行了两轮课堂教学的改革实践，调查问卷显示，90%的学生认为采用新的教学模式收获很大，主要有以下几个方面：①通过指定内容的课下自学、知识方向性扩展（如查阅、学习当年的诺贝尔化学奖和生理学奖工作内容、研究生自身课题方向与生物化学相关的知识点进展，以及选择性完成在网络教学平台提供的中、英文教学资源的学习等），改变了以往本科时期只知被动掌握基础知识、应对考试的习惯，从一开始的被迫完成教师布置的学习任务，到逐渐适应了主动学习。平均89.5%的同学认为课程训练提高了自主学习意识，且对今后作为研究生的学习思维和方式有了较明确的理解。②近95%的学生认为，参与备课后，对自己所讲授的内容部分比单纯听老师讲有了更深一步的理解、强化了相关生化基础知识；74%的同学认为课程全面接触的知识前沿，生化知识结构有明显更新。③通过完成课后论述题、布置主题完成翻转课堂讲授等方式，让学生在新的教学模式中提高了文献阅读查阅和搜集（100%）、英文阅读（84.2%）、PPT制作（89.47%）、专业内容的口头和书面表达能力（94.7%）等各方面的綜合能力，以及团队合作意识（100%）。④通过为翻转课堂上每个站在讲台上授课的学生拍照、录制视频、教师点评打分的方式，提高学生的参与热情和重视程度，达到挖掘学生自身学习能力、组织教学能力和表现力的目的，所有的学生都非常珍视自己作为主角的、难得的教学视频记录。

当然，课程在改革探索过程中也存在不足之处，有学生的评价中提出：①小组之间的互动还可以进一步增加；②由学生主讲的翻转课堂质量和活跃度与每个学生的能力有关，希望教师能更多地给予课下指导甚至试讲；③可以提醒学生老师们增加一些视频内容（丰富各自的教学资料），以增进对知识的形象化理解。学生们的意见和建议都将成为今后课程不断改进的方向。

四  结束语

研究生教育是高等学校的高层次教育，是培养我国科技高层次人才的重要途径。研究生教育水平关系到高校的科研学术能力，也影响着国家的科技、创新能力。高校研究生作为今后科学研究的储备人才，不仅要具备扎实的基础知识，更要培养其科研创新意识和各种从事科研工作的综合能力。高级生物化学作为生物学、海洋生物学等生命科学相关学科硕士研究生最重要的专业基础课之一，其教学质量直接影响研究生的培养质量。为此，课程在分析了烟台大学和其他院校高级生物化学等课程的现状后，基于烟台大学研究生的生源特点，围绕目前培养高层次创新型人才的培养目标，重新设计并提出了适合自身教学需求的三段法高级生物化学课程模式。新的教学模式注重研究生的自主学习能力、创新能力和综合科研能力的培养，力求在理论教学过程中，将各方面综合能力的培养逐步、有序地融入到教学的各个环节。经过实践教学检验，新的教学模式在提高研究生知识水平和多方面能力培养方面具有明显效果，并被绝大部分学生喜欢和肯定。十年树木，百年树人，今后课程还将不断总结经验，完善改革成果，为提高课程的教学质量和高层次人才培养水平而不懈努力。

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