生物化學(xué)課程教學(xué)改革論文

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摘要：工程教育專業(yè)認(rèn)證是推進(jìn)我國人才培養(yǎng)與國際接軌的重要措施。分析在以工程教育專業(yè)認(rèn)證為導(dǎo)向的新形勢下，“生物化學(xué)”課程教學(xué)過程中存在的諸多問題，以及解決這些問題的可行性方法，以期培養(yǎng)具備競爭優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿Α⒛軌驖M足國際需求的高素質(zhì)畢業(yè)生。

關(guān)鍵詞：工程教育專業(yè)認(rèn)證；生物化學(xué)；教學(xué)；改革

2013年6月，在關(guān)于工程教育專業(yè)認(rèn)證的《華盛頓協(xié)議》國際大會(huì)上，我國提交的加入?yún)f(xié)議的申請(qǐng)獲得批準(zhǔn)，標(biāo)志著我國工程教育向國際化標(biāo)準(zhǔn)看齊，形成具有國際實(shí)質(zhì)等效性的工程教育體系[1-2]。工程教育專業(yè)認(rèn)證的目標(biāo)是推進(jìn)我國工程教育的改革，增強(qiáng)工程教育人才培養(yǎng)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應(yīng)性，促進(jìn)我國工程教育的國際互認(rèn)[3-4]。食品科學(xué)與工程專業(yè)認(rèn)證的核心理念是以學(xué)生為中心，其最終目的是要培養(yǎng)具備競爭優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿Φ漠厴I(yè)生，保證學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量滿足從事相應(yīng)職業(yè)的要求。江蘇大學(xué)于2016年11月進(jìn)行并順利通過了食品科學(xué)與工程專業(yè)的工程教育認(rèn)證，對(duì)該專業(yè)的建設(shè)和發(fā)展具有積極的指導(dǎo)和推進(jìn)作用。學(xué)院對(duì)畢業(yè)生在如下方面做了畢業(yè)要求：工程知識(shí)、問題分析、設(shè)計(jì)與開發(fā)解決方案研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會(huì)、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個(gè)人和團(tuán)隊(duì)溝通、項(xiàng)目管理和終身學(xué)習(xí)。專業(yè)課程體系中每一門課程的設(shè)置都圍繞著培養(yǎng)出具備上述能力的畢業(yè)生這一目標(biāo)進(jìn)行。“生物化學(xué)”是用化學(xué)的理論和方法研究生命現(xiàn)象的一門學(xué)科，是一門集教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合的綜合性課程，主要包括生命物質(zhì)的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能等靜態(tài)問題，以及各種化學(xué)物質(zhì)在生物體內(nèi)的代謝和代謝過程中涉及的能量轉(zhuǎn)換等動(dòng)態(tài)問題。“生物化學(xué)”是食品科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是工程教育認(rèn)證體系的核心課程。該課程主要從以下2個(gè)方面支撐整個(gè)專業(yè)畢業(yè)生的知識(shí)和能力培養(yǎng)：①能夠針對(duì)產(chǎn)品確定技術(shù)路線、設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝；②能夠選擇正確的方法制作食品，并能對(duì)食品原料的理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測定、對(duì)食品的品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1“生物化學(xué)”課程教育現(xiàn)狀及存在問題

“生物化學(xué)”作為專業(yè)基礎(chǔ)課，其基本理論和方法是“食品加工”“食品保藏”“食品營養(yǎng)學(xué)”等專業(yè)課程的重要基礎(chǔ)，在食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生能力培養(yǎng)中的地位非常重要[5]。江蘇大學(xué)對(duì)該課程的設(shè)置是大二第2學(xué)期進(jìn)行，包括理論課65學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課25學(xué)時(shí)。理論課主要是通過多媒體進(jìn)行基礎(chǔ)理論和知識(shí)講授，而實(shí)驗(yàn)課主要針對(duì)靜態(tài)部分進(jìn)行驗(yàn)證性和綜合性實(shí)驗(yàn)。盡管多媒體教學(xué)結(jié)合了圖片、動(dòng)畫和視頻等教學(xué)手段，便于學(xué)生更好地理解空間結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)過程，并通過自己動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作加深對(duì)理論知識(shí)的理解。但是，結(jié)合食品專業(yè)的工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和畢業(yè)生的畢業(yè)要求，發(fā)現(xiàn)該課程仍然存在以下主要問題，有待進(jìn)一步改進(jìn)。1.1先修課程理論知識(shí)缺乏。“生物化學(xué)”的學(xué)習(xí)需要先修普通化學(xué)和有機(jī)化學(xué)，具備一定的化學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)。但學(xué)校食品科學(xué)與工程專業(yè)在江蘇省范圍內(nèi)招生較多，而鑒于江蘇省高考的特點(diǎn)，部分考生在高中時(shí)未選修化學(xué)，因此化學(xué)基礎(chǔ)比較薄弱。進(jìn)入大學(xué)后，這部分學(xué)生學(xué)習(xí)“有機(jī)化學(xué)”已經(jīng)比較吃力，再學(xué)習(xí)以有機(jī)化學(xué)為基礎(chǔ)的“生物化學(xué)”就更為吃力。結(jié)果造成學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生畏難情緒，進(jìn)而喪失學(xué)習(xí)興趣。而工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念是以學(xué)生為中心，最終的培養(yǎng)目標(biāo)也是圍繞學(xué)生這一主體為中心進(jìn)行的。因此，學(xué)生基礎(chǔ)薄弱是一個(gè)影響根本的問題，急待解決。1.2該課程基礎(chǔ)理論多、知識(shí)抽象，學(xué)生理解困難。“生物化學(xué)”課程涉及的范圍廣、知識(shí)面大，既包括闡述核酸、蛋白質(zhì)、糖類、脂類等生物大分子物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的靜態(tài)部分，也包括闡述糖類代謝、脂類代謝等的動(dòng)態(tài)部分，還有涉及中心法則的分子生物學(xué)部分的理論和知識(shí)等。課程中涉及的生物大分子，均具有龐大、復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，學(xué)生理解起來難度比較大。而且該課程還涉及到許多微觀的生物學(xué)知識(shí)，內(nèi)容抽象，無法像宏觀世界一樣用肉眼去觀察，對(duì)于生物基礎(chǔ)較薄弱的學(xué)生來講，學(xué)習(xí)更是難上加難。學(xué)生普遍反映生化課的基礎(chǔ)理論多、知識(shí)抽象，理解透徹比較困難，從而使得不少學(xué)生從心理上對(duì)該課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生畏懼心理。結(jié)果就是作為工程教育專業(yè)認(rèn)證核心課程之一，“生物化學(xué)”無法有效支撐畢業(yè)生知識(shí)和能力的培養(yǎng)。1.3畢業(yè)生解決食品工程相關(guān)問題能力欠缺。工程教育專業(yè)認(rèn)證的最終目的是要培養(yǎng)具備競爭優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿Φ漠厴I(yè)生，保證學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量滿足從事相應(yīng)職業(yè)的要求。而從目前“生物化學(xué)”教學(xué)現(xiàn)狀來看，由于該課程知識(shí)點(diǎn)多，課程安排上也是理論教學(xué)占主體，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為輔助，學(xué)生主要通過死記硬背掌握概念、原理等，結(jié)果導(dǎo)致對(duì)理論知識(shí)的理解有限，不能融匯貫通地靈活運(yùn)用到對(duì)食品工程相關(guān)問題的解決中，其結(jié)果必然是達(dá)不到專業(yè)認(rèn)證對(duì)畢業(yè)生能力培養(yǎng)的要求。

2新導(dǎo)向下的教學(xué)改革

“生物化學(xué)”不僅有助于學(xué)生掌握食品工程基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，而且在學(xué)生進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)論文等實(shí)踐技能訓(xùn)練環(huán)節(jié)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面都起著重要的作用，從而有力地支撐起畢業(yè)生知識(shí)和能力培養(yǎng)這一工程教育的終極目標(biāo)。對(duì)于食品科學(xué)與工程專業(yè)來說，學(xué)生需要通過該課程的學(xué)習(xí)，從分子水平上認(rèn)識(shí)生物體的化學(xué)組成及其在生命活動(dòng)中所進(jìn)行的化學(xué)變化和調(diào)控變化規(guī)律等生命現(xiàn)象的本質(zhì)，并熟練掌握生物化學(xué)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和基本原理，進(jìn)一步將其靈活應(yīng)用到食品營養(yǎng)與健康，工藝設(shè)計(jì)與生產(chǎn)實(shí)踐中，輔助解決食品工程相關(guān)問題，做到學(xué)以致用，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)和能力培養(yǎng)這一工程教育目標(biāo)。由于學(xué)生個(gè)體的差異和課程本身的特點(diǎn)，許多學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中容易產(chǎn)生畏難情緒，而逐漸喪失學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)積極性不高。為了提高該課程的學(xué)習(xí)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將課堂教學(xué)內(nèi)容更好地運(yùn)用于工程教育實(shí)踐中，針對(duì)上述存在問題，提出在教學(xué)過程中應(yīng)著重于以下幾方面的改革。2.1針對(duì)學(xué)生主體的不同采取措施。工程教育是以學(xué)生為本，需要滲透到每一門課程的培養(yǎng)目標(biāo)中。因此，“生物化學(xué)”課程必須充分考慮到學(xué)生的特點(diǎn)，做到“因材施教，一切為了學(xué)生”。江蘇大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)大部分江蘇的學(xué)生在高中時(shí)未選修化學(xué)，造成他們?cè)谶M(jìn)入大學(xué)后，學(xué)習(xí)化學(xué)相關(guān)課程困難。針對(duì)學(xué)生的這一特點(diǎn)，江蘇省教育廳也在不斷探索，改革高考模式，增加學(xué)生在高中階段選修各門課程的機(jī)會(huì)。另一方面，在進(jìn)入大學(xué)階段后，對(duì)于化學(xué)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，要有針對(duì)性地強(qiáng)化他們化學(xué)課程的學(xué)習(xí)。例如，學(xué)校可以增設(shè)高中化學(xué)補(bǔ)修班，學(xué)生可以利用課余時(shí)間補(bǔ)修高中化學(xué)；部分學(xué)生跟不上“生物化學(xué)”課程進(jìn)度，可以利用課余時(shí)間申請(qǐng)補(bǔ)課。2.2改變教學(xué)模式。工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念是以學(xué)生為中心，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體。而傳統(tǒng)的教學(xué)方法中，教師講授占主導(dǎo)地位，學(xué)生處于被動(dòng)接受的狀態(tài)，這與工程教育專業(yè)認(rèn)證的目標(biāo)背道而馳。這種傳統(tǒng)的教學(xué)方式培養(yǎng)的學(xué)生雖然掌握了一定的理論知識(shí)，但只知其然而不知其所以然，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力和獨(dú)立思考能力的培養(yǎng)。而“生物化學(xué)”是食品科學(xué)與工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程，學(xué)生對(duì)該課程的理解和掌握情況必然會(huì)影響其他相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。因此，在進(jìn)行工程教育專業(yè)認(rèn)證的新形勢下，必須改變教學(xué)模式，以學(xué)生為主體，教師起引導(dǎo)和輔導(dǎo)作用，教學(xué)過程將不再是傳統(tǒng)的直接灌輸理論知識(shí)。簡單來說，即以生活中常見問題和實(shí)例導(dǎo)入，設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，然后再通過課堂知識(shí)解決問題；也可以選取一定的章節(jié)，利用翻轉(zhuǎn)課堂[6]等形式，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，加深對(duì)關(guān)鍵問題的理解和掌握。2.3激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。興趣是一切學(xué)習(xí)的動(dòng)力[7]。“生物化學(xué)”是專業(yè)基礎(chǔ)課，其知識(shí)點(diǎn)多。從靜態(tài)生物化學(xué)部分來講，內(nèi)容理論性強(qiáng)；而從動(dòng)態(tài)的生物化學(xué)來講，內(nèi)容晦澀難懂。如果單單以灌輸理論為教學(xué)目的，授課不與食品科學(xué)實(shí)踐相聯(lián)系，學(xué)生很容易失去學(xué)習(xí)興趣，而變成不得不學(xué)來應(yīng)付考試。因此，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲變成關(guān)鍵點(diǎn)。首先，在教學(xué)過程中單純的理論要多與生活相結(jié)合，尤其是利用身邊常見實(shí)例，引起學(xué)生的關(guān)注和興趣。例如，可以通過引入學(xué)生日常生活中常見的例子開始一堂課，引導(dǎo)學(xué)生思考，然后再切入知識(shí)點(diǎn)。其次，對(duì)于理解困難的空間結(jié)構(gòu)和代謝過程，多媒體課件要多運(yùn)用圖片、動(dòng)畫和視頻等直觀的手段，甚至結(jié)合自制道具，幫助學(xué)生理解生物大分子的立體空間結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)的代謝過程等，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力。2.4理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。工程教育專業(yè)認(rèn)證的目的是培養(yǎng)能夠解決實(shí)際生產(chǎn)中各種工程問題的畢業(yè)生，因此理論與實(shí)踐相結(jié)合極其重要。首先，知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)結(jié)束后，可以引入食品生產(chǎn)中的實(shí)際問題，引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)來解決，從而增強(qiáng)了學(xué)生分析、歸納問題的能力，學(xué)會(huì)思考并與實(shí)踐相聯(lián)系。其次，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生將課堂理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié)，在生物化學(xué)教學(xué)中要重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本上教師設(shè)定好實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生按部就班地依照步驟完成操作。以工程教育專業(yè)認(rèn)證為導(dǎo)向的“生物化學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)，應(yīng)該以學(xué)生為主體。教師提出知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生首先根據(jù)掌握的知識(shí)點(diǎn)，提出實(shí)驗(yàn)思路，討論后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程，最后實(shí)施實(shí)驗(yàn)過程、評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)效果。這種實(shí)驗(yàn)方法通過學(xué)生主動(dòng)思考、設(shè)計(jì)路線、解決問題，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，為將來在國際食品工業(yè)中解決相關(guān)問題奠定基礎(chǔ)。再次，鼓勵(lì)學(xué)生參與科研活動(dòng)。在大三和大四，學(xué)生有大量機(jī)會(huì)參與相關(guān)科研活動(dòng)。在參與科研活動(dòng)過程中，能夠遇到各種比較接近實(shí)際生產(chǎn)的問題。而“生物化學(xué)”課程在二年級(jí)結(jié)束，學(xué)生可以充分利用“生物化學(xué)”和其他專業(yè)知識(shí)來解決這些問題。這對(duì)于提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力非常重要。因此，科研活動(dòng)對(duì)于達(dá)到工程教育專業(yè)認(rèn)證目標(biāo)具有重要的支撐作用。

3結(jié)語

工程教育專業(yè)認(rèn)證的目的是培養(yǎng)出對(duì)世界產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求具有普適性的畢業(yè)生。食品工程專業(yè)認(rèn)證在我國實(shí)施時(shí)間尚短，以專業(yè)認(rèn)證為導(dǎo)向的畢業(yè)生的培養(yǎng)計(jì)劃還處于不斷調(diào)整階段。“生物化學(xué)”作為該專業(yè)的基礎(chǔ)課程，在專業(yè)認(rèn)證中對(duì)培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才起著重要的作用。因此，在教學(xué)過程中，需要根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)和專業(yè)認(rèn)證對(duì)畢業(yè)生的要求，因材施教，不斷調(diào)整教學(xué)模式，著重學(xué)生工程能力的培養(yǎng)，提升食品工程畢業(yè)生的教育質(zhì)量，從而為我國甚至世界食品制造業(yè)提供具備國際競爭力的新型高素質(zhì)人才。

作者:張曉云 張紅印 顧香玉 趙利娜 單位:1.江蘇大學(xué) 2.江蘇科技大學(xué)