生物化學(xué)混合式課程線下教學(xué)方案
時(shí)間:2022-10-23 08:56:33
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摘要:為了提高釀酒專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與應(yīng)用能力,構(gòu)建課程思政,落實(shí)教書育人的主體責(zé)任,針對工科院校生物化學(xué)混合式課程線下教學(xué)方案的不足,圍繞“突出專業(yè)特色,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,融入思政潤物無聲”這一宗旨,改革現(xiàn)有教學(xué)方案,優(yōu)化基本理論教學(xué)內(nèi)容,突出專業(yè)特色。在適當(dāng)?shù)沫h(huán)節(jié)讓不同專業(yè)背景的老師聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)給學(xué)生做報(bào)告并開展說課交流;在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上精心設(shè)計(jì),引入具有實(shí)際應(yīng)用背景而又簡單易行的實(shí)驗(yàn);在立德樹人課程思政方面,挖掘素材潛移默化影響學(xué)生。通過不斷的教學(xué)實(shí)踐以期有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)、提高實(shí)際應(yīng)用能力,使學(xué)生通過課程學(xué)習(xí),達(dá)到知識扎實(shí)、能力卓越、品質(zhì)優(yōu)良的培養(yǎng)要求。
關(guān)鍵詞:釀酒工程;生物化學(xué);學(xué)習(xí)興趣;課程思政
生物化學(xué)是釀酒工程專業(yè)的主干課程之一,其課程目標(biāo)要求通過對基本理論、基本知識和基本技能的學(xué)習(xí),為后續(xù)其他基礎(chǔ)課程和釀酒工程核心課程的開展奠定基礎(chǔ)。[1]近些年來興起的線上線下混合式教學(xué)促進(jìn)了生物化學(xué)教學(xué)改革的極大發(fā)展,線下的見面課作為線上教學(xué)的延續(xù)是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要環(huán)節(jié),也對學(xué)生進(jìn)行課堂思政教育的重要窗口。[2]然而,由于學(xué)生自身基礎(chǔ)情況差異,學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)等因素,對日常教學(xué)工作提出了一定的挑戰(zhàn)。[3]因此,釀酒專業(yè)生物化學(xué)課程線下教學(xué)活動(dòng)中往往存在:對學(xué)生學(xué)習(xí)需求與學(xué)生興趣分析不充分、線下師生互動(dòng)不足且效果不明顯、專業(yè)學(xué)習(xí)與思政內(nèi)容不能有機(jī)結(jié)合等情況,因此使得釀酒工程專業(yè)生物化學(xué)線下教學(xué)方案急需進(jìn)行改革。
1生物化學(xué)課程現(xiàn)有線下教學(xué)方案的不足
1.1理論教學(xué)內(nèi)容的專業(yè)特色不突出
[4]從教學(xué)大綱上來看,現(xiàn)行大綱往往過多強(qiáng)調(diào)了知識的全面性和系統(tǒng)性,體現(xiàn)不出和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的聯(lián)系,如生物膜的結(jié)構(gòu)與功能、維生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)式等遠(yuǎn)離專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的內(nèi)容依然占有一定比例。教師在講課時(shí)不注意結(jié)合專業(yè)特色,沒有突出生物化學(xué)在釀酒中的作用,無法讓學(xué)生找到學(xué)以致用的感覺。例如在講解酶這一章的內(nèi)容時(shí),教師除了講授傳統(tǒng)的基礎(chǔ)性、知識性的內(nèi)容之外,可以給學(xué)生補(bǔ)充講授酶在釀酒工業(yè)中的應(yīng)用,并通過舉例讓學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容與專業(yè)背景相聯(lián)系。例如,課堂上可以讓學(xué)生就“糖尿病病人是否能夠飲用啤酒”為題目進(jìn)行討論。我們知道糖尿病人不能飲用高糖度的啤酒,因此可以應(yīng)用糖化酶降解啤酒中的殘留糊精,這一方面保證了啤酒中最高的乙醇含量,另一方面不必添加濃糖液來增加啤酒的糖度,這樣糖尿病人也可以適量飲用這種低糖度的啤酒。可實(shí)際上由于教師不重視這一點(diǎn)或教師對釀酒專業(yè)知識了解較少,所以這部分只是講述有關(guān)酶的組成結(jié)構(gòu)、催化性質(zhì)、酶促反應(yīng)速度的影響因素、酶的分離純化等基礎(chǔ)性的生物化學(xué)知識。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中一方面覺得內(nèi)容抽象枯燥、另一方面又覺得課程內(nèi)容似乎和自己專業(yè)沒什么關(guān)系,學(xué)了沒用,因而喪失了學(xué)習(xí)興趣。
1.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容以驗(yàn)證為主,缺乏應(yīng)用背景
[5]從實(shí)驗(yàn)教材的選擇上來看,很多學(xué)校都采用教師自編的實(shí)驗(yàn)教材,從名字上來看這些實(shí)驗(yàn)教材有“食品生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”“釀酒生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”等,似乎是考慮到了不同的專業(yè)背景,但是翻開書來看,很多實(shí)驗(yàn)不僅缺乏應(yīng)用背景,而且只是簡單的進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),這樣不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、也很難提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。例如“3,5-二硝基水楊酸比色法測定還原糖”這一實(shí)驗(yàn)在食品科學(xué)、釀酒工程、生物工程、生物技術(shù)等專業(yè)都有,但實(shí)驗(yàn)內(nèi)容幾乎千篇一律,根本沒有體現(xiàn)出這個(gè)實(shí)驗(yàn)在不同專業(yè)的應(yīng)用背景,學(xué)生也弄不清楚自己做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)對于日后的專業(yè)學(xué)習(xí)和應(yīng)用有什么樣的幫助,又加上學(xué)生沒有經(jīng)過探究性實(shí)驗(yàn)的鍛煉,他們在實(shí)際工程問題面前很難聯(lián)系所學(xué)的知識和方法。1.3現(xiàn)有的教學(xué)方法不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣線上學(xué)習(xí)以后,有的教師以總結(jié)重點(diǎn)、難點(diǎn)為由,打開制作好的課件,繼續(xù)進(jìn)行填鴨式、滿堂灌的教學(xué),很少與學(xué)生互動(dòng)或者互動(dòng)的內(nèi)容、質(zhì)量很低;由于教師還往往承擔(dān)著其他的教學(xué)和科研任務(wù),空閑時(shí)間較少加上近年來很多高校大量引進(jìn)師資,很多教師沒有辦公地點(diǎn)可以和學(xué)生互動(dòng)交流,教師往往課后給學(xué)生留好作業(yè)后再無其他形式的交流。課件的制作上往往只注重課程內(nèi)容的系統(tǒng)性、課件的條理性、美觀性等因素,而忽略了如何借助課件這一線下教學(xué)的重要載體使學(xué)生對復(fù)雜抽象的生物化學(xué)知識產(chǎn)生興趣。這樣的教學(xué)方法很難引起學(xué)生的興趣。這些問題不僅需要教師熟練地掌握專業(yè)知識更需要教師花費(fèi)一定的時(shí)間去思考、去研究具體的解決辦法。此外,生物化學(xué)屬于自然學(xué)科類的專業(yè)課程,如何在課堂教學(xué)中做到自然科學(xué)和思政教育相結(jié)合,也是教學(xué)過程中需要關(guān)注和解決的問題。
2優(yōu)化理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
2.1在理論教學(xué)中充分考慮學(xué)生的專業(yè)特色
例如講到氨基酸的重要化學(xué)反應(yīng)時(shí),一般教材對羰氨反應(yīng)這部分通常講述比較簡略或干脆不提。在這里,教師可以給學(xué)生詳細(xì)地展開講述氨基酸與還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng),在不同的條件下形成呋喃、吡嗪、吡咯化合物,正是這些化合物賦予了白酒焦香、糊香、堅(jiān)果香等不同的風(fēng)味。講到蛋白質(zhì)的沉淀作用中的生物堿試劑沉淀法這一部分時(shí),可以給學(xué)生舉例:在啤酒生產(chǎn)工藝中有麥芽汁加啤酒花煮沸的工序,其目的之一就是借酒花中的單寧類物質(zhì)與變性蛋白質(zhì)成鹽沉淀,使麥汁得以澄清,防止成品啤酒產(chǎn)生蛋白質(zhì)渾濁。講酯類這一部分時(shí),強(qiáng)調(diào)雖然酯的絕對含量并不高,但是,酯的種類和數(shù)量卻對白酒“香型”的形成起決定性作用。給學(xué)生講述一些酒類發(fā)酵過程中酯的生物合成機(jī)理,并告訴學(xué)生目前這方面的認(rèn)識還很膚淺,有待進(jìn)一步研究。在理論教學(xué)過程中始終注意聯(lián)系學(xué)生所學(xué)專業(yè),突出特色,從而讓學(xué)生感受到這門課程的學(xué)習(xí)與自己的專業(yè)聯(lián)系密切、與自己將來的工作、學(xué)習(xí)聯(lián)系密切,從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
2.2立德樹人,增加課程思政內(nèi)容
生物化學(xué)是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,也是一門發(fā)展迅速的科學(xué),教師應(yīng)不斷加強(qiáng)本專業(yè)學(xué)習(xí),及時(shí)掌握最新動(dòng)態(tài),充分挖掘課程思政元素。在介紹學(xué)科發(fā)展成就時(shí),傳播我國科學(xué)家攀登科學(xué)高峰的事跡,培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷。例如,20世紀(jì)60年代,我國科學(xué)家在國際上首次采用人工方法合成了具有生物學(xué)活性的結(jié)晶牛胰島素,并利用X射線衍射技術(shù)解析出了豬胰島素的晶體結(jié)構(gòu)。[6]此外,我國著名結(jié)構(gòu)生物學(xué)家施一公團(tuán)隊(duì)歷時(shí)十余年,在酵母中一共解析了10個(gè)不同狀態(tài)的剪接體高分辨的三維結(jié)構(gòu),這10個(gè)狀態(tài)的剪接體完整覆蓋了剪接通路,首次將剪接體介導(dǎo)的RNA剪接過程完整的串聯(lián)起來,為人類理解RNA剪接的分子機(jī)理提供了最清晰、最全面的結(jié)構(gòu)信息。[7]科學(xué)家們勇攀科研高峰的精神,無形中激發(fā)學(xué)生追求科學(xué)真理的興趣,更好的傳承科學(xué)家的優(yōu)秀品質(zhì)。
2.3增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用背景
例如在做3,5-二硝基水楊酸比色法測定還原糖和考馬斯亮藍(lán)染色法測定蛋白質(zhì)含量這兩個(gè)經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)時(shí),可以指導(dǎo)學(xué)生做兩個(gè)有應(yīng)用背景的實(shí)驗(yàn)。應(yīng)用背景:麥芽浸出率低是國產(chǎn)啤酒大麥用途不暢的主要原因,影響麥芽浸出率的因素很多,其中以糖化力與蛋白質(zhì)含量最為關(guān)鍵。麥芽糖化力的高低主要取決于-淀粉酶的活性,-淀粉酶活性的高低取決于-淀粉酶的熱穩(wěn)定性。第一個(gè)實(shí)驗(yàn):利用-淀粉酶與可溶性淀粉作用,釋放麥芽糖殘基的還原性末端,將3,5-二硝基水楊酸還原成3-氨基-5-硝基水楊酸,在一定范圍內(nèi),還原糖的濃度與顏色深淺成正比,從而可以用可見分光光度計(jì)測定產(chǎn)物含量。利用這一實(shí)驗(yàn)原理讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)教材上3,5-二硝基水楊酸比色法測定還原糖這個(gè)基本實(shí)驗(yàn)并查閱文獻(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究Na+、K+、Ca2+、Zn2+等無機(jī)離子對-淀粉酶的熱穩(wěn)定性的影響。第二個(gè)實(shí)驗(yàn):選取幾種國內(nèi)外不同品種的啤酒大麥設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。用考馬斯亮藍(lán)染色法檢測其萌發(fā)過程中清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量的變化(可以選一種做)。先可以讓學(xué)生設(shè)計(jì)方案,教師再匯總并提出意見,討論后形成最終方案。教師要鼓勵(lì)學(xué)生自己進(jìn)行設(shè)計(jì),并傳授試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和經(jīng)驗(yàn),讓學(xué)生感覺學(xué)習(xí)如同是自己在研究一樣,并且能夠?qū)W(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣。
2.4組織相關(guān)專業(yè)背景的教師舉辦“釀酒與生物化學(xué)論壇”并開展說課活動(dòng)
在適當(dāng)?shù)沫h(huán)節(jié)讓不同專業(yè)背景的老師聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合自身的科研給學(xué)生做報(bào)告,有從事白酒釀造、啤酒釀造、葡萄酒釀造、微生物酶技術(shù)等專業(yè)的教師主講,優(yōu)化學(xué)生的知識結(jié)構(gòu),讓學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)有的放矢,鼓勵(lì)學(xué)生參與討論,互相取長補(bǔ)短,培養(yǎng)創(chuàng)新興趣和習(xí)慣,學(xué)會(huì)在論壇中發(fā)表意見以及提問,培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力。授課老師面對釀酒專業(yè)具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的老師進(jìn)行說課。重點(diǎn)闡述教師對生物化學(xué)在專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)方案中所起作用的理解,針對專業(yè)特色課程在教學(xué)內(nèi)容方面進(jìn)行的取舍、整合等課程改革情況,說明課程對學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)的具體思路。結(jié)合學(xué)校辦學(xué)定位、生源情況,說明課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決辦法。
2.5密切聯(lián)系生活實(shí)際,活躍課堂氣氛
例如,講到脂類及其代謝時(shí),通過演示肥胖人群和含脂肪高的食物的圖片,歸納脂肪類物質(zhì)的形式、概念及與其他生物分子的區(qū)別,通過圖片講解脂肪的結(jié)構(gòu)與組成,對比飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸的結(jié)構(gòu)總結(jié)不同來源的脂肪的性狀和特點(diǎn)。例如,糖代謝過程本身比較復(fù)雜,學(xué)生往往對復(fù)雜的東西都有種疏遠(yuǎn)的心理。因此,教師可通過聯(lián)系實(shí)際來提出一些學(xué)生感興趣而又富有思考性的問題(為什么早上不吃飯會(huì)精力分散,四肢無力;為什么有的人從來不吃肥肉卻還是長得很胖等)來讓學(xué)生討論。通過這種方式層層深入,引導(dǎo)學(xué)生理解本節(jié)知識。同時(shí)為使內(nèi)容更為生動(dòng)形象,還可以運(yùn)用多媒體輔助教學(xué)軟件,增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的直觀性、啟發(fā)性,使學(xué)生更好地從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。3推行有利于培養(yǎng)科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新思維的多元化作業(yè)方式生物化學(xué)課程考核和成績評定多采用結(jié)構(gòu)評分方式綜合考核學(xué)生學(xué)習(xí)成績,即傳統(tǒng)的期末閉卷考試成績占總評成績的一部分(50%-70%),而將出勤、課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)等納入平時(shí)成績考核(占30%-50%),實(shí)驗(yàn)教學(xué)不單獨(dú)設(shè)課的實(shí)驗(yàn)成績也要占一部分比例。從形式上來說,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多元化的考核方式。然而,教師布置課后作業(yè)往往簡單地選用教材所附習(xí)題,或者線上學(xué)習(xí)平臺(tái)的題庫建設(shè)不考慮學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)及興趣愛好,結(jié)果造成學(xué)生之間相互抄襲、從網(wǎng)上抄襲答案的現(xiàn)象普遍存在,學(xué)生抱著一種完成任務(wù)的心態(tài)去應(yīng)付,學(xué)習(xí)效果可想而知。如何通過課外作業(yè)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生綜合能力而避免流于形式是非常值得研究的。我們提倡在保持作業(yè)總量不變的前提下,采用教師統(tǒng)一布置作業(yè)與學(xué)生自主選擇課外作業(yè)的方式相結(jié)合。教師統(tǒng)一布置作業(yè),不要僅限于教材的課后習(xí)題,一定要兼顧學(xué)生基礎(chǔ)與專業(yè)特色,多參考書籍,充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源精選習(xí)題;學(xué)生自主選擇作業(yè)的類型可以包括撰寫文獻(xiàn)綜述、翻譯英文資料、提出值得研究的問題等類型,也可以讓學(xué)生自己提出作業(yè)類型,和教師討論并確定可行性。對于學(xué)生自主選擇作業(yè)的類型,教師可以先向?qū)W生介紹完成作業(yè)的基本方法,并提醒學(xué)生不能抄襲,否則作業(yè)雷同算不合格。
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作者:蘇靜 丁烽 張興麗 單位:齊魯工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院 齊魯工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院