环境类创新人才培养模式下生物化学教学改革
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摘要：我校环境类专业是新的创新实验专业，注重学生自主创新能力的培养。针对本校环境专业特点，我校从教学理念的转变、教学思路的设计、教材的选取、教学内容的取舍和教学方法的调整等方面着手实施教学改革，构建具有专业特色的创新型生物化学教学模式，充分激发学生的学习兴趣，提高环境类专业生物化学课程的教学质量，为切实提高课堂效率和培养创新型应用人才的深入研究打下了坚实的基础。
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）43-0109-03
我校环境类专业是以培养创新型应用人才为目标的新型专业，符合我国教育部公布的高校转型发展战略里面的增强高校学生应用技能培养，与用人单位接轨，通过产学研融合、与企业合作等，培养创新应用型高层次技术人才的要求。大家都知道，教育的根本点是教学，所以教学的改革也就势在必行，教师的教学理念、教学思路，学生所扮演的角色，教师的教材选取、教学内容的取舍、教学方法的调整，学生的学习方式等多方面的改革，促使整个教学活动向着适应创新型应用人才培养的方向发展。
近年来，随着全球环境污染问题的日益加剧，生物技术由于具有安全、无毒害、效果好等优点，不断渗入到环境生物监测、工业废弃物处理和城市生活垃圾处理等方面，在环境中污染物的治理和资源化回收利用中起着举足轻重的作用。生物化学是生物学和化学交叉的一个边缘学科，是环境专业的专业基础课，对环境类专业后续专业课程例如环境微生物学、环境化学、环境生物化学等课程的学习至关重要。由于生物化学内容多，跳跃性大，学生学习起来抓不到重点，不仅觉得很难真正掌握与专业相关的内容，又不知道如何针对自己的专业需要进行选择性学习。为了充分调动学生的学习兴趣，提高课堂教学效果，使学生在有限的课堂时间内能够较好地、全面系统地掌握与专业相关的生物化学知识，为以后相关专业课的学习打下良好的基础，我们从教学理念的转变、教学思路的设计、教材的选取、教学内容的取舍和教学方法的调整等方面着手实施教学改革，构建具有专业特色的创新型生物化学教学模式，以期取得更好的教学效果。
一、教学理念的转变
教学理念是教师从事教学活动的信念，正确的教学理念能很好地指导教学活动的进行。现代大学教育提倡以学生为主体，关注学生的思维和能力的提高，老师们要树立“一切为了学生”的思想，抛开了“学生”，就谈不上“教学”。以生物化学这门课程为例，在“一切为了学生”这样的理念主导下，教师要多引导学生注意学科的交叉和融合，充分理解交叉学科的概念，掌握交叉学科知识体系的整体构建，使其能够更好的与其他学科的学习相结合，以达到其实用的目的，在这样的理念下教学，应用型人才培养就得到了实际体现。
二、教学思路的设计
教学思路的设计是教师在分析了教学需求的基础上，进一步确定解决教学问题的方案设计，通过学生和同行评价来检验方案实施的效果，并进一步修订和完善方案，以优化教学的一种规划过程操作。教学思路的设计要求必须遵循教学过程的基本规律，选择好教学目标，以解决教什么的问题，实现教师的教学目标，意在开发学生的才能。为了创新型应用人才的培养，在教师授课时，适当减少像碱基分子的结构、核酸分子的构象、核酸分子等电点计算等记忆性的东西，让学生了解碱基、核酸的功能，以穿插案例的方式着重让学生掌握碱基、核酸分子的化学组成、性质、分析测定方法和生物功能，这样不仅降低了学习的难度，而且大大增加了应用性和实用性。
三、教材的选择
就目前阶段来说，想找到专门针对环境类专业的生物化学教材很难，由于本课程是一门16学时的短课时教学，我们经过比较各类生物化学教材，最终选取了张洪渊等主编的《生物化学》。此教材主要面对工科类院校，以现代生物化学的基础知识为主线，用在食品、医药、环境等许多领域中的实际应用作为实例，并且适当介绍了最新的发展趋势及成就。整本教材知识结构由浅入深，由易到难，知识讲述通俗易懂，简明流畅，文字叙述较少，图表丰富，比较适合环境类专业学生使用。
四、教学内容的删减
作为教学改革的核心之一，教学内容的改革也是至关重要的。针对本课程的特点，结合我校环境类专业对生物化学教学内容的要求，教师需要合理删减教学内容，要构建完整的知识框架体系，内容详略得当，重点、难点突出。根据教材内容，我们知道生物化学课程内容主要分为三个方面：各生命大分子的组成、结构、性质及其生物学功能（静态生物化学），生命体内各物质的化学变化及其与外界进行物质和能量交换的规律（动态生物化学），重要生命物质的结构和功能（功能生物化学）。对学生来说课程内容量大，难度也高，学生往往感到内容杂乱，无从学起。而我校环境专业的生物化学课学时量少，如果讲授全部内容显然学时不够，而且也没有必要。这时就需要教师对课程内容进行删减。因此，针对此情况，结合环境类专业性质及后续专业课程需要，在备课的过程中我们充分参考了各种版本的教材资料，对现有的教学内容进行简化、优化、补充，突出知识主线及专业特点。在讲述静态生物化学时，引导学生从掌握各种生物大分子的简单结构组成开始，逐渐过渡到对复杂构像的认识，这些内容主要以学生记忆为主，但是又属于生物化学的基本知识要求学生必须掌握，所以可以快速讲述，穿插一些实际应用案例以便于学生记忆。而动态生物化学则要求学生在学习过程中明确四种生物大分子――糖类、脂肪、蛋白质和核酸各自的代谢途径，它们之间既相互独立，又相互联系，可采用精讲一个，其他简化的讲述模式。例如在讲述酶化学时，补充增加酶在环境污染与治理中的实际应用。由于四大物质代谢紧密相关，可通过一定的中间产物相互联系起来，所以可以在重点讲授糖代谢的基础上，缩减其他物质代谢的学时。另外，教师不仅要熟练掌握教材内容，还要注意将生物化学的最新研究成果补充到教学内容中，使教学内容不仅重点突出，而且具有实用性和先进性，既符合教学要求，拓宽了学生的知识面，又能够适应社会发展的需求。
五、教学方法的调整
1.以引导启发为主，培养学生的自主学习能力。以引导启发为主，就是在遵循客观规律的情况下，有目的、有内容地启发和引导学生去学习，使学生能够主动学习。古语云：“授人以鱼，只供一饭之需;教人以渔，则终生受用无穷。”引导启发式教学法就是要授学生以“渔”，使他们终生受用。例如，在讲述蛋白质的元素组成时，可以“三聚氰胺”事件为例讲述。在课堂上，引导同学思考三聚氰胺所引发的毒奶粉事件和蛋白质的元素组成有什么联系，激发学生的学习兴趣，培养他们自主学习的能力。在课堂上与学生进行小组讨论，这样下课后，同学们不仅深化了知识点――蛋白质的元素组成特点，同时也深入了解了学科以外的知识。将引导启发式教学方法贯穿于教学活动全过程，并灵活运用，对提高学生的综合素质具有重要意义。
2.利用多媒体教学手段，充分调动学生的学习积极性。生物化学课程的特点是抽象、难懂、难学、难教，由于本课程没有设置实验课环节，课堂教学成为其主要渠道。多媒体教学是当前教学中一种普遍存在的教学手段，其优势在于图文并茂、直观易懂，能将复杂抽象的内容形象化、具体化，化繁为简、化难为易，还可以制作图片、动画，超级链接一些课外知识，以此来激发学生的学习兴趣，提高教学质量。但是多媒体教学也存在着一些不足，例如，学生不再主动记笔记了，所学知识不连贯，只对有趣的图片感兴趣，捕捉不到重点。因此，教师要在多媒体教学中融入恰当的板书，帮助学生把知识串联起来。制作多媒体课件时应以所选教材为主线，根据大纲要求将学习的重点和难点用不同颜色、大小的字体显示，每页幻灯片要求尽量做到少而精，并且图文并茂，可以应用Flas，使复杂问题简单化，以便于学生课后自学和复习。如讲课中将离子交换层析、凝胶过滤、双向电泳、透析及DNA、RNA的生物合成等相关内容以Flas的形式进行演示，使得学生对抽象概念更容易理解，同时提高了学生的学习兴趣，此外还有助于提高学生分析、解决问题的能力，教学效果良好。再加上授课时教师将每节课的主要内容以板书的形式写在黑板左侧，也方便学生系统地理解和掌握所学内容。另外，下课前再抽出10分钟归纳总结本次课所学内容中的重点难点，以便学生加深对知识的掌握，布置一些问题，让学生课后去查资料、自学讨论。然后在下次上课时先抽出10分钟提问、讨论，这样既是对学生前面所学内容的复习巩固，又充分调动了学生的学习积极性，保证了良好的教学效果。
3.穿插案例教学，注重理论联系实际，培养学生的创新应用能力。生物化学是一门与人们的生产生活关系最为密切的学科之一，很多生物化学知识都可以运用到企业或生活中来。例如，许多制药公司在生产过程中所用到的大多是与生物化学密切相关的知识，目前较常见的“糖尿病”就是人体中激素的调节出现问题而导致的疾病。这样可以激发学生的学习兴趣和热情，让学生走出课堂，将学到的知识灵活运用到生产生活中来，培养学生的创新应用能力，使学生感觉所学的东西不再是抽象、空洞的理论知识，而是能运用到实际生产生活中的，从而大大提高教学效果。
生物化学中很多生化机理和概念非常抽象、而且枯燥难懂，因此在授课过程中穿插一些生活中的实际案例，或尽量和环境专业相结合，采用引导启发式教学，也就是先提出问题，引导学生思考、讨论，然后再进行系统讲解的教学方法。这种方法既加深了学生对生物化学基本理论知识的理解掌握，又可以为学生日后学习其他专业课程打下良好的基础。例如，讲到酶化学时，教师可以首先向学生提出“羊能吃草而人为什么不能”，各种动物要吃的食物也不尽相同，从而引导学生思考。然后给出答案“因为羊体内有一种能消化、水解纤维素的酶，而人体内没有此酶，因此人不能像羊一样吃草;各种动物要吃的食物不尽相同也是同理”[6]。讲到氨基酸的特殊反应――茚三酮显色反应时，可以告诉学生公安机关采集指纹时就是用这个显色反应来辨别显示;讲到生物膜时可以补充环境污水处理中的膜技术等。还有很多生活中的实例，如高温可以灭菌消毒、缺乏一些维生素会生病、激素内分泌失调会生病等。这样可以使原本复杂抽象的生物化学机理变得非常生动有趣，大大提高了学生的学习积极性，对知识的理解掌握记忆也更加深刻，同时也锻炼和提升了学生的创新应用能力。
六、展望
综上所述，现在各个高校都在不断进行教学改革，改革的方式都是将以教师“填鸭式”讲授为主的课堂转换成以学生自主学习为中心的课堂。改革之后我们将多媒体教学手段和传统的板书教学相结合，中间穿插许多实际生活案例，多讲生物化学应用到环境专业的实例、案例。这样使学生对生物化学课程的兴趣得到了很大提高，让学生能够较容易地掌握生物化学的基本理论知识，并且能够学以致用，大大提高了课堂的教学质量。
“授之以鱼不如授之以渔”，大学生在四年大学的学习生活中会接触到很多不同的课程，如果能够使学生学会主动学习，对自己学习的课程产生兴趣，真正做到喜欢学习，那么将会为他们以后的学习和人生发展奠定坚实的基础。
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On the Teaching Reform of Biochemistry in the Cultivation Mode of Environmental Innovation Talents
KOU Ying-ying，REN Xiang-hao，YUE Guan-hua
（School of Environment and Energy Engineering，Beijing University of Civil Engineering and Architecture，Beijing 100044，China）
Abstract：Evironmental profession of our school is a new creative experimental profession which focuses on the cultivation of students' ability of independent innovation. Therefore，according to the professional characteristics of the school environmental profession，we started the implementation of the teaching reform from the change of teaching idea，teaching idea of design，materials selection，the choice of teaching content and adjustment of teaching methods. So we construct the professional characteristics of innovative biological chemistry teaching mode;fully arouse the students' interest in learning and improve the teaching quality of biochemistry course of the experimental profession. In order to improve the efficiency of classroom teaching and to cultivate innovative talents，it lays a solid foundation for further research.
Key words：cultivation of innovative talents;biochemistry;teaching reform