岳慧峰 庫婷婷 朱 娜 桑 楠

山西大學環(huán)境與資源學院，山西 太原 030006

一、環(huán)境類專業(yè)學生學習生物化學課程的意義

生物化學主要研究生物體分子結構與功能、物質代謝與調節(jié)，以及遺傳信息傳遞的分子基礎與調控規(guī)律［1-2］。通過課程的學習，學生對最基礎、最為深入的分子水平的生命現(xiàn)象進行探索。生物化學課程是環(huán)境類專業(yè)的必修課程，普遍被學生認為是最難學的課程之一，不僅課程內容多，重點難點也很多，涉及了大量的基本概念、基本原理和生化反應。對于環(huán)境類專業(yè)的學生而言，學習生物化學課程具有以下的意義。

（一）幫助學生理解生態(tài)系統(tǒng)的化學過程。學習生物化學可以讓學生更加深入地了解生態(tài)系統(tǒng)中的化學過程。例如，植物的光合作用、微生物對污染物的降解、基于模式生物的環(huán)境污染物毒性評價等等。這種理解有助于理解環(huán)境中的生態(tài)過程，為環(huán)境保護和修復提供更為深入的思路。

（二）了解污染物的毒性與代謝途徑。學習生物化學可以讓學生了解污染物的毒性和代謝途徑。這對于分析污染源、評估環(huán)境風險、制定環(huán)境保護策略具有重要意義。

（三）研究生物技術的應用。生物技術在環(huán)境修復、環(huán)境監(jiān)測、生物制藥等方面具有廣泛的應用。學習生物化學可以為探索生物技術的應用提供基礎知識和理論支持。

（四）優(yōu)化環(huán)境治理技術。當前，環(huán)境新污染物治理常常需要采用化學方法、生物技術等多種方式的協(xié)同作用。生物化學課程學習為優(yōu)化治理技術提供基礎支撐，有助于實現(xiàn)更為高效和可行的治理方案。

（五）培養(yǎng)人才。新污染物的生態(tài)環(huán)境問題是當今世界面臨的課題之一，迫切需要從事相關領域的研究和實踐的人才。學習生物化學課程，有助于提高環(huán)境類專業(yè)學生的綜合素質和科研能力，為環(huán)境保護事業(yè)培養(yǎng)更多高素質的人才。

二、傳統(tǒng)教學過程存在的問題

（一）傳統(tǒng)教學方式受到挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)的生物化學課程教學通常采用單一的講授方式，導致學生對重難點把握不牢且學習被動，不能保證教學的質量與效率，課程的開展受到諸多挑戰(zhàn)，如線上教學課程設置不合理，教學形式五花八門缺乏規(guī)范和有效深入。

（二）缺乏特殊情景下的應對方案

教師缺乏線上教學經驗，信息素養(yǎng)亟需提升，以及學生自主學習意識欠缺，缺乏有效的學習監(jiān)管等突出問題。2020 年初，在教育部門的號召下，對傳統(tǒng)的本科教學方式進行改革，以適應新條件下的教學內容要求［3］。面對今后可能的出現(xiàn)突發(fā)性社會事件引起的非正常教學情景，我們仍有必要改變生物化學授課中靜態(tài)教學，以及填鴨式教學的傳統(tǒng)模式，探索和發(fā)展線上線下混合式教學，同時結合課程思政，開展生物化學教改新思路。

（三）面對新形勢的教學目標亟待補充與更新

近年來，環(huán)境類專業(yè)關注的核心問題，是環(huán)境污染物對生態(tài)環(huán)境和人類健康的影響。然而環(huán)境污染物復雜多變，特別是廣泛出現(xiàn)的新污染物日益得到全社會的廣泛關注。目前，國內外廣泛關注的新污染物，主要包括國際公約管控的持久性有機污染物、內分泌干擾物、抗生素等。為深入貫徹落實黨中央、國務院決策部署，加強新污染物治理，切實保障生態(tài)環(huán)境安全和人民健康，2022 年5 月4 日，國務院辦公廳制定并發(fā)布了《新污染物治理行動方案》。如何有機的將生物化學課程與新污染物治理結合起來，是環(huán)境類專業(yè)生物化學課程開展教學改革探索的必要方式。

三、教學改革的實施

為解決上述教學過程存在的問題，我們開展了以下幾個方面的改進。

（一）建立師生溝通的直接通道，拉近師生的距離

在開展傳統(tǒng)的線下教學時，只是將教學課程表分別單獨發(fā)送給任課教師和學生，師生之間的第一次交流即是課堂第一節(jié)課，即便有所交流，也需要經過學習委員和教學秘書進行反饋，缺乏必要的課前溝通和了解，使得課程開始時學生需要同步與教師保持溝通和課程知識點的理解，加大了課程啟動的難度。針對在未來再次出現(xiàn)的社會突發(fā)事件，如不對傳統(tǒng)授課方式進行改革，還會造成面對面師生交流頻次下降，進一步拉開了師生距離。為此，在教學改革后，會提前建立與學生交流的直接通道，如雨課堂、騰訊會議、企業(yè)微信群和QQ 群等，利用上述平臺，能夠完成師生信息的直接交換，將課件提前和學生共享，及時掌握學生對知識點的理解，優(yōu)化課程內容，為教學的開展提供可靠保證。

（二）教學過程中將知識點與思想政治教育的融合

在生物化學授課過程中采取多媒體為輔、互動式教學和關鍵問題導向型教學為主的教學模式，增進了學生對生物化學學習的主觀能動性。這種由宏觀逐漸演變至微觀的課程，涉及日常生活和個人生活的方方面面，特別需要引入思政內容來對教學目的、方法、內容進行指導。

首先，在生物化學課程基礎上，完善思政課程理論研究，制作具有思政課程特點的新教學大綱、講義以及課件。及時對聽課教師和學生的意見和建議進行總結和反饋；其次，在上課之前和課間，組織學生觀看愛國主義短片，增強學生的愛國情懷，引導學生反對歷史虛無主義；再次，積極結合時事政治事件，從事件中分析總結經驗和教訓，同時將時事政治與生物化學課程內容相結合，幫助學生做到舉一反三；最后，制作生物化學和課程思政相專題教學視頻，構建推動和保障課程思政建設的制度體系，搭建高質量的生物化學思政課程體系。

（三）課程內容與最新科技前沿融合

生物化學是一門綜合性較強的課程，其基本概念與生物、化學、物理等基礎科學密不可分［4］。每年頒布的諾貝爾物理學獎、化學獎、生理學或醫(yī)學獎總能看到生物化學家的身影。因此在教學過程中，利用PubMed、Google Scholar、Web of Science、ACS、Elsevier、中國知網等科技信息平臺，檢索最新的生物化學論文，向學生分享最新的科技前沿信息。通過介紹，能激發(fā)學生的學習熱情，使得學生在完成課程任務的同時，能有機感受到生物化學課程并不僅僅是理論，還能開展生物化學創(chuàng)新性的研究，能夠解決實際生產生活中的大量問題。

（四）課程教學與線上資源進行結合

當代大學生接觸知識的媒介多種多樣，但大多以互聯(lián)網為基礎。在課程改革過程中，首先，借助“互聯(lián)網+”把生物化學實驗學習過程變得更具趣味性，更加輕松；其次，利用Bilibili、Jove 等在線共享視頻平臺，比較毒理學數(shù)據(jù)庫（CTD）、有機小分子生物活性數(shù)據(jù)庫（PubChem）、美國基因表達綜合數(shù)據(jù)庫（GEO）、中國國家生物信息中心（CNCB）等公開數(shù)據(jù)集，搭建生物化學課程教學線上資源矩陣，學生能夠將課程知識點圖像和視頻化，加深了對生物化學抽象概念的深刻理解；最后，教師則通過開展線上講座的方式，邀請相關領域專業(yè)人士交流，引領學生主動思考，達到課程鞏固的目的。

（五）助力學生深刻理解生物化學課程在新污染物治理中扮演的可能角色

新污染物的降解機理可能與生物化學途徑有關。學習生物化學課程幫助學生掌握了新污染物的代謝途徑和毒性，了解了生物技術的原理和應用，以及環(huán)境污染物的檢測方法和技術路線，探索了新型生物技術方法。同時，結合發(fā)表在國內外環(huán)境領域頂級期刊和本人所在課題組有關新污染物的環(huán)境暴露—健康影響—毒性機理研究，為將來可能從事新污染物治理相關工作的學生打下了可靠的理論基礎。

四、量化課程教學效果

為了評價課程教學改革效果，根據(jù)教學大綱連續(xù)3 年量化了2 個生物化學課程目標。第一，能夠掌握蛋白質、核酸、糖類、脂質、酶、維生素等生命基礎物質的化學組成、分子結構、作用機制和生物學功能；第二，能夠對新陳代謝過程中涉及的糖、脂質的代謝，蛋白質的降級和氨基酸代謝，核苷酸代謝，核酸的生物合成以及物質代謝的調節(jié)控制的基本過程有所了解，評價學生對生命活動現(xiàn)象進行探索和解釋的能力。

結果發(fā)現(xiàn)，第一年學生對于課程目標1 和目標2 的達成度（滿分為1.00）分別為0.79 和0.78（如圖1 所示），第二年分別為0.86 和0.77（如圖2 所示），第三年為0.85 和0.86（如圖3 所示）?？梢?，經過教學改革，學生對知識點的掌握整體上呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。課程目標2 達成度在第一年和第二年均存在個別同學達成度低于0.6 的情況，而在教改后，所有同學的課程達成度均大于0.6 且趨近于0.8，提升效果明顯。第二學年課程目標1 達成度較第一年有提升，第三學年的課程目標1 和2 的達成度較第一學年均有顯著性提升（如圖4 所示）。

圖1 教改第一學年學生（A）課程目標1 和（B）課程目標2 達成度

圖2 教改第二學年學生（A）課程目標1 和（B）課程目標2 達成度

圖3 教改第三學年學生（A）課程目標1 和（B）課程目標2 達成度

圖4 教改課程目標達成度變化趨勢

五、對今后教學改革的思考

經過三年的教改實踐，完善和更新了教學大綱和教學方案，完成了生物化學課程思政建設體系；通過整體課程教學設計與教學過程兩個維度，有機結合線上資源，全面優(yōu)化教學方法和模式；充分考慮與理論相關的生活或環(huán)境方面的具體現(xiàn)象及狀況，豐富課堂內容，提高了教學效果，教改成果顯著。本教學改革嘗試為面向新污染物治理和健康評價以及大范圍社會突發(fā)事件引起的非正常教學情境下的生物化學課程開展提供了寶貴經驗。

綜上所述，在今后的教學中，要繼續(xù)圍繞專業(yè)定位和培養(yǎng)目標，從課程建設、課程相關實驗以及科研訓練進行全面、系統(tǒng)的綜合改革，真正實現(xiàn)人才培養(yǎng)面向世界科技前沿，面向國家和區(qū)域重大需求［5］。同時，進一步明確“以教師為主導，學生為主體”的教學理念，引導和促進學生積極和主動參與到教學活動中［6］。面對生物化學前沿，生物化學課程教學內容要不斷更新，通過研讀生物化學相關最新進展，不斷更新生物化學教學。通過教學改革，進一步促進學生全面發(fā)展，為培養(yǎng)有立場、有擔當、有能力的環(huán)境人奠定堅實的基礎。