丁烽 張興麗 檀琮萍

摘要為了提高慕課環(huán)境下學生對生物化學的學習興趣與應用能力，針對現(xiàn)有慕課線上線下教學內(nèi)容及教學方法的不足，圍繞“激發(fā)學生學習熱情，吸引學生主動學習”這一宗旨，結(jié)合學生專業(yè)特點構(gòu)建知識模塊，對身邊的科研實例進行重新建構(gòu)，優(yōu)化線上平臺的視頻內(nèi)容并滲透思政教育，打造產(chǎn)品開發(fā)、美食品嘗、漫談專業(yè)中的生物化學、生物化學歌曲比賽、思維導圖繪制等形式多樣化且易于實施的線下見面課。通過在實踐中不斷探索與改進以期提高慕課環(huán)境下的教學質(zhì)量，適應不斷發(fā)展的社會對人才能力培養(yǎng)的需求。

關(guān)鍵詞 生物化學 混合式教學 教學方法

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.26.024

OptimizationandConsiderationsforBlendedTeaching andLearning inBiochemistry

DING Feng[1]， ZHANG Xingli[2]， TAN Congping[2]

（[1]School of Bioengineering， Qilu University of Technology， Jinan， Shandong 250353；

[2]School of Food Science and Engineering， Qilu University of Technology， Jinan Shandong 250353）

AbstractIn order to improve students’ learning interest and application ability of biochemistry in the MOOC environment， aiming at theshortcomings of the existing MOOC content and teachingmethods，focusing on thepurpose of "stimulating students’ learning enthusiasm and attracting students to learn actively"， we optimized the video content of the online platform and created a diversified and easy to implement offline meeting class. Through continuous exploration and improvement in practice， the teaching quality under the MOOC environment was improved， adapt to the needs of the continuous development of society for talent ability training.

Keywordsbiochemistry； blended teaching and learning； teaching method

近些年來，隨著網(wǎng)絡信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種線上線下混合式課程慕課如雨后春筍般在各大高校建設(shè)起來，對混合式學習的研究成為眾多高校教研與教改的熱點與重要發(fā)展方向。

網(wǎng)絡課程質(zhì)量良莠不齊，許多課程只是把課程知識點簡單錄制成視頻后傳到學習平臺上，仍然單一地采用傳遞式教學模式。一方面，由于錄制的視頻質(zhì)量不高、缺少傳統(tǒng)課堂上的師生互動與情感交流、學習缺乏監(jiān)管與自律，很多學生只是為了獲取線上學習分數(shù)而打開視頻刷分，沒有真正進行線上學習，進行線上學習的同學學習效果又不理想，以學生為中心開展翻轉(zhuǎn)教學無法實施，教師不得已在見面課時只得以強化重點與難點為由，將知識點再次重復講述；由于線上學習時間已經(jīng)占用了一部分課時，見面課時教師講授知識點密集，語速較快，對于原先沒有進行線上學習的學生學習起來更加吃力，對于原先已進行線上學習的學生覺得再次重復學習很枯燥。另一方面，在網(wǎng)絡信息高度發(fā)達的今天，教師單打獨斗建設(shè)的線上教學資源、缺乏學科合力、優(yōu)勢互補的深度協(xié)同機制，與全球的慕課、名校優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡開放課程相比，對學生毫無吸引力可言。教師如不重視混合教學法在實施過程中面臨的問題并加以改進，學生將會對混合式教學產(chǎn)生較大的抵觸情緒從而嚴重影響學習效果。

結(jié)合學生的專業(yè)特點進行知識模塊構(gòu)建；借助flash動畫信息量大、表現(xiàn)形式豐富的特點，在生物化學物質(zhì)代謝教學、生物化學分子機制教學等章節(jié)制作一批Flash動畫；對身邊的科研實例進行重新建構(gòu)，擴充精品線上課程資源并滲透思政教育元素，提高學生進行線上學習的興趣。

以釀酒專業(yè)中白酒釀造中的生物化學為例，打造糖類及其分解代謝、蛋白質(zhì)及其分解代謝、脂類及其分解代謝、維生素、酶以及白酒生產(chǎn)原料處理、制曲、糖化階段中的物質(zhì)變化，白酒生產(chǎn)發(fā)酵、蒸餾過程的物質(zhì)變化七個知識模塊。[1]以糖類及其分解代謝模塊、蛋白質(zhì)及其分解模塊、酶和白酒生產(chǎn)發(fā)酵、蒸餾過程的物質(zhì)變化模塊舉例說明。

糖類及其分解代謝模塊。玉米、高粱、小麥、大米、甘薯、馬鈴薯等白酒生產(chǎn)原料，進行發(fā)酵生產(chǎn)主要依靠其中的淀粉等糖類原料，糖類的分解代謝途徑是發(fā)酵生產(chǎn)主要途徑。此視頻模塊的制作的知識目標應圍繞（1）具備糖類概念。（2）熟悉單糖、低聚糖、多糖種類和性質(zhì)。（3）熟悉白酒生產(chǎn)中重要的糖類。（4）具有糖酵解的概念，清楚糖酵解的基本途徑，理解糖酵解途徑的意義。（5）具備糖有氧氧化概念，知道三羧酸循環(huán)基本途徑，三羧酸循環(huán)的特點及意義。（6）有糖類提取和糖含量測定基礎(chǔ)能力。

蛋白質(zhì)及其分解模塊。白酒生產(chǎn)原料中的蛋白質(zhì)，不僅是生物體的重要物質(zhì)，同時在釀酒生產(chǎn)過程中蛋白質(zhì)分解的產(chǎn)物，會經(jīng)過一系列變化，形成某些重要的白酒成品物質(zhì)。此視頻模塊的制作的知識目標應圍繞（1）具有蛋白質(zhì)概念，能識記蛋白質(zhì)元素組成和蛋白質(zhì)分類。（2）弄清氨基酸結(jié)構(gòu)特點及分類，認識人體必需氨基酸，熟悉氨基酸的理化性質(zhì)。（3）認識蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)特點，理解蛋白質(zhì)變性及其影響因素，熟悉蛋白質(zhì)理化性質(zhì)。（4）熟悉蛋白質(zhì)水解和降解，清楚氨基酸降解轉(zhuǎn)化及其產(chǎn)物的去處。（5）具備蛋白質(zhì)性質(zhì)檢驗能力、氨基酸層析分離能力以及蛋白質(zhì)提取和含量測定能力。

酶模塊。白酒生產(chǎn)中采用糖化酶代替麩曲可使出酒率提高2%-7%，這既能節(jié)約糧食，又可簡化設(shè)備，節(jié)省廠房。果酒釀造中采用酸性蛋白酶、淀粉酶、果膠酶可消除渾濁，改善破碎果的榨汁操作。此視頻模塊的制作的知識目標應圍繞（1）具有酶的概念，認識酶的催化特性和酶的分類。（2）認識酶的結(jié)構(gòu)特點和催化功能，理解酶的專一性及其催化機理。（3）具備酶促反應概念，了解影響酶促反應的因素。（4）認識白酒生產(chǎn)常用的酶及其酶類情況。（5）具備酶活測定基礎(chǔ)能力和酶影響因素分析能力。

白酒生產(chǎn)每個階段都會發(fā)生許多物質(zhì)的變化，而最主要的是糖化發(fā)酵過程和蒸餾過程，會產(chǎn)生白酒主要成分酒精和對白酒品味有利的產(chǎn)物。此視頻模塊的制作的知識目標應圍繞（1）識記白酒中醇的種類作用，掌握熟悉乙醇、雜醇油和多元醇的生成途徑，以及乙醇生成的影響因素。（2）認識白酒中有機酸的種類作用，熟悉它們的生成途徑。（3）熟悉白酒生產(chǎn)中酯類的生成途徑，了解白酒中各種酯生成的影響因素。（4）認識白酒中羰基化合物的作用和生成途徑。

將原本動態(tài)抽象的代謝過程利用動畫進行演示，能夠形象直觀地幫助學生增強學生的理解能力，提高學生主動學習的興趣。以糖的有氧氧化全過程為例，主要包含糖酵解、丙酮酸氧化脫羧、三羧酸循環(huán)、氧化磷酸化四個階段，應用flash動畫以如何把食物變成細胞能識別和使用的能量物質(zhì)為題，進行演示講解。第一步是將食物轉(zhuǎn)變成小分子，然后這些分子進入細胞，這些分子一旦進入細胞，細胞呼吸作用就開始了，通過細胞呼吸作用，這些來自食物的分子會變成有用的能量；消化過程結(jié)束后，食物中的糖和其他營養(yǎng)物質(zhì)進入到血液中，接著營養(yǎng)物質(zhì)（如葡萄糖）會離開血液并通過毛細血管壁進入組織細胞，細胞呼吸作用會完全氧化進入細胞的葡萄糖分子，并釋放高能電子，呼吸作用的目標是生成ATP，一種大多數(shù)細胞使用的能量物質(zhì)。Flash動畫重點演示糖酵解、丙酮酸氧化脫羧、三羧酸循環(huán)、氧化磷酸化四個階段是如何進行的。

對身邊的科研實例進行生物化學知識網(wǎng)絡的重新建構(gòu)，使學生感受到所學知識在科研中的應用，培養(yǎng)學生科研思維，達到學以致用的目的。在講不飽和脂肪酸的合成代謝時，聯(lián)系實驗室正在進行的10-羥基-2-癸烯酸（王漿酸）合成科研項目進行建構(gòu)，該項目曾獲省“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽金獎。王漿酸不僅能夠增強機體的免疫功能，而且在抗腫瘤、抗癌、抗輻射、抗菌等方面亦有顯著療效，開發(fā)潛力廣闊，國內(nèi)市場需求量大，因此，探索其高效方便、低成本的合成方法，對其大規(guī)模開發(fā)和利用具有重要的理論和應用價值。通過將科研實例進行生物化學知識網(wǎng)絡的重新建構(gòu)，讓學生切實感受到學好知識可以運用到有意義的科研工作上。

精心挖掘并制作可用于課程思政教育的視頻。在介紹學科發(fā)展成就時，可以傳播我國科學家攀登科學高峰的事跡，培養(yǎng)學生的愛國情懷。例如，20世紀60年代，我國科學家在國際上首次采用人工方法合成了具有生物學活性的結(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)。[2]此外，我國著名結(jié)構(gòu)生物學家施一公團隊歷時十余年，在酵母中一共解析了10個不同狀態(tài)的剪接體高分辨的三維結(jié)構(gòu)，這10個狀態(tài)的剪接體完整覆蓋了剪接通路，首次將剪接體介導的RNA剪接過程完整的串聯(lián)起來，為人類理解RNA剪接的分子機理提供了最清晰、最全面的結(jié)構(gòu)信息。[3]科學家們勇攀科研高峰的精神，無形中激發(fā)學生追求科學真理的興趣，更好的傳承科學家的優(yōu)秀品質(zhì)。

精心設(shè)計線下見面課，可以嘗試以下幾種方法開展線下課堂活動，做到形式靈活多樣，緊密結(jié)合學生生活及專業(yè)特點，使學生勇于參與、樂于參與，在參與中有所收獲。

產(chǎn)品開發(fā)：收集與生物化學相關(guān)的產(chǎn)品制作流程，通過小制作培養(yǎng)學生研發(fā)興趣和綜合素質(zhì)。例如，在進行脂類化學這一部分見面課時，可以讓學生動手制作手工皂。根據(jù)脂類皂化原理，油脂在堿作用下生成脂肪酸鈉鹽即肥皂。通過皂化值計算，可以確定油脂的分子量。[4]

美食品嘗：見面課時拿出小零食凍干果蔬脆讓學生品嘗，首先，讓學生思考新鮮果蔬含有哪些維生素？這些維生素的性質(zhì)如何？新鮮果蔬經(jīng)過冷凍干燥，脫去多余水分，一些不穩(wěn)定的維生素會被破壞，如維生素C是其中一種性質(zhì)不穩(wěn)定、不耐高溫、很容易被破壞的維生素，除維生素C外，其他維生素如維生素A、B、D等較為穩(wěn)定的維生素則會被濃縮保留下來。[5]然后，讓學生結(jié)合糖代謝與脂類代謝的相關(guān)知識分析，為什么食用凍干果蔬脆要適量，大量食用會引起肥胖？

漫談專業(yè)中的生物化學：筆者所帶的學生為釀酒專業(yè)的學生，考慮到啤酒麥汁的制備過程涉及蛋白質(zhì)、糖類、酶、脂類等知識點，讓學生思考并討論此過程中這幾類生物分子的變化情況，既加深了學生對線上課程相關(guān)知識點的理解又提高了學生分析專業(yè)問題并解決問題的能力；將啤酒發(fā)酵過程與糖代謝途徑對接，將枯燥的糖酵解和檸檬酸循環(huán)途徑的知識點活化。[6]在適當?shù)沫h(huán)節(jié)邀請從事白酒釀造、啤酒釀造、葡萄酒釀造、微生物酶技術(shù)等方向研究的老師聯(lián)系生產(chǎn)實踐經(jīng)驗并結(jié)合自身的科研給學生做專題報告，優(yōu)化學生的知識結(jié)構(gòu)，讓學生學習時有的放矢，鼓勵學生參與討論，互相取長補短，培養(yǎng)創(chuàng)新興趣和習慣，學會在論壇中發(fā)表意見以及提問，培養(yǎng)解決實際問題的能力。

生物化學歌曲比賽：國內(nèi)外研究結(jié)果顯示，將科學內(nèi)容放在音樂視頻中，能夠顯著提高人們對知識的理解，并且使學習體驗更加愉悅。[7]石河子大學沈軍隊老師在蛋白質(zhì)章節(jié)教學中根據(jù)黃梅戲《夫妻雙雙把家還》改編的《“蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)”之歌》涉及蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次及各結(jié)構(gòu)層次間的關(guān)系、肽鍵的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)、蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)元件的類型、維持蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)至四級結(jié)構(gòu)的作用力等知識點，知識與音樂的碰撞給學生帶來了巨大震撼，極大地提高了學生的學習興趣，活躍了課堂氣氛。為了使歌曲旋律的選擇符合當代大學生的審美觀，將學生分成幾組，分別就自己感興趣的知識點改編成適合大多數(shù)同學的歌曲，見面課上進行演唱比賽，根據(jù)歌曲內(nèi)容的嚴謹性、旋律的優(yōu)美性及節(jié)奏感、歌曲的思想性等方面進行打分評選。

思維導圖繪制：如在進行糖代謝這一章的見面課時，教師要求學生首先將需要整理的知識點列舉出來，選定最能體現(xiàn)知識內(nèi)容的主題詞，其次明確一級分支的關(guān)鍵詞，然后確定各分支并對每個分支添加知識具體說明，最后繪制出網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖。[8]此外，在構(gòu)建過程中教師應提醒學生注意相近知識點之間的歸納總結(jié)，比如糖酵解和糖異生，兩者關(guān)鍵的3步不可逆反應是兩個代謝路徑之間的不同點，列出各自對應的關(guān)鍵酶及調(diào)控機制。思維導圖的繪制有助于學生理清知識脈絡，構(gòu)建具有系統(tǒng)性、邏輯性、條理性的知識體系。

*通訊作者：張興麗

基金項目：1.山東省教改面上項目（M2018X072）《生物化學》在線開放課程的建設(shè)；2.齊魯工業(yè)大學校級重點項目（2019zd27）《生物化學實驗》在線開放課程建設(shè)及應用研究；3.齊魯工業(yè)大學核心課程群建設(shè)項目（40012712），食品科學專業(yè)核心課程群的建設(shè)；4.齊魯工業(yè)大學（山東省科學院）2020年度教學改革與教學研究項目，《生物化學》線上教學方法創(chuàng)新研究（線上教學專項）（40013615）

參考文獻

[1]趙軍.白酒生物化學[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2021.

[2]劉凌云，張要軍，張亞歌，等.一流專業(yè)建設(shè)背景下課程思政的滲透與融合——以生物科學專業(yè)《生物化學》教學為例[J].教育教學論壇，2020（3）：43-44.

[3]Wan R ， Bai R ， Yan C ， et al. Structures of the Catalytically ActivatedYeastSpliceosomeRevealtheMechanismofBranching[J].Cell， 2019.

[4]常桂英，邢力，葉飛，等.生物化學課程思政案例庫的建設(shè)與實踐——以吉林農(nóng)業(yè)科技學院為例[J].吉林農(nóng)業(yè)科技學院學報，2021，30（2）： 71-74.

[5]陳璇.凍干果蔬脆案例在“食品生物化學”課程教學中的應用[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2020，512（9）：107-108.

[6]王紅波，劉琴，陳禪友.啤酒釀造案例在食品生物化學課程教學中的拓展應用[J].科教文匯，2019，454：82-83.

[7]李玉璽，劉慧敏，楊榮武.運用《生物化學》歌曲，輔助《生物化學》教學[J].中國生物化學與分子生物學報，2021，37（3）：401-406.

[8]李慧娟，崔志芳，李桂江，等.思維導圖結(jié)合案例教學法在生物化學教學中的探索[J].廣州化工，2020，48：209-211.