大數(shù)據(jù)時(shí)代大學(xué)生物化學(xué)課程教學(xué)改革

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摘要:隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)在人們經(jīng)濟(jì)社會(huì)生活中占據(jù)了重要地位。受到信息科技發(fā)展的沖擊，高校傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)不適應(yīng)快速發(fā)展的需求，教學(xué)改革迫在眉睫。本文以生物化學(xué)課程為例，闡述了其在大數(shù)據(jù)背景下課程改革的必要性以及相應(yīng)的策略。

關(guān)鍵詞:大學(xué)教育;生物化學(xué);大數(shù)據(jù);教學(xué)改革

生物化學(xué)(biochemistry)是研究生物體內(nèi)各種化學(xué)進(jìn)程的一門學(xué)科，主要研究生物大分子相關(guān)的結(jié)構(gòu)與功能、物質(zhì)代謝與調(diào)節(jié)以及遺傳信息傳遞的分子基礎(chǔ)與調(diào)控規(guī)律［1］。生物化學(xué)與有機(jī)化學(xué)、生理學(xué)、物理化學(xué)和分析化學(xué)等學(xué)科聯(lián)系密切。它在19世紀(jì)末20世紀(jì)初成為一門獨(dú)立的學(xué)科，是生物學(xué)中發(fā)展最快的一門前沿科學(xué)。生物化學(xué)是大學(xué)課程中一門至關(guān)重要的基礎(chǔ)課程，其相關(guān)知識(shí)是細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、微生物學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)。隨著現(xiàn)代通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)成為一種越來越重要的資源，被應(yīng)用于各行各業(yè)。在互聯(lián)網(wǎng)+和信息行業(yè)的蓬勃發(fā)展之下，大數(shù)據(jù)成為云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)之后信息行業(yè)的又一次巨大變革。大數(shù)據(jù)是指那些遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)數(shù)據(jù)尺度的海量數(shù)據(jù)，具有規(guī)模性、多樣性、實(shí)時(shí)性和價(jià)值性等特點(diǎn)［2］。在大數(shù)據(jù)進(jìn)行交換、整合和分析的過程中，新的規(guī)律將會(huì)被發(fā)現(xiàn)。很多工作的開展以大數(shù)據(jù)為依據(jù)和指導(dǎo)，幫助人們解決一些復(fù)雜問題。通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展給大學(xué)高等教育的傳統(tǒng)授課方式帶來巨大沖擊，使得高校的課程改革迫在眉睫。2018年，教育部提出積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，各種教學(xué)改革在大數(shù)據(jù)的背景下開始興起，特別是教學(xué)形式和教學(xué)方法的改革［3］。

1生化課程現(xiàn)狀以及存在的問題

1．1課程內(nèi)容較多且難度較大

生物化學(xué)主要研究生物體內(nèi)分子的結(jié)構(gòu)和功能，物質(zhì)代謝與調(diào)節(jié)，以及分子生物學(xué)。生物化學(xué)在內(nèi)容上較為復(fù)雜抽象，與其他學(xué)科交叉范圍較廣，學(xué)生學(xué)習(xí)較為困難［4］。生物化學(xué)中包含許多生理學(xué)的相關(guān)知識(shí)，這就要求學(xué)生擁有一定的生理學(xué)基礎(chǔ)。同時(shí)，具有一定的有機(jī)和無機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)使得學(xué)生在學(xué)習(xí)生物化學(xué)更容易理解其中的一些內(nèi)容。比如在學(xué)習(xí)氨基酸的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，部分學(xué)生的有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)較差，對(duì)于氨基酸的化學(xué)式以及構(gòu)型不熟悉，進(jìn)而無法理解氨基酸的所涉及的相關(guān)代謝過程。此外，生物化學(xué)的各個(gè)章節(jié)前后聯(lián)系密切，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中需要不斷復(fù)習(xí)，結(jié)合之前的內(nèi)容對(duì)后期所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行理解消化。例如，在學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，氨基酸作為蛋白質(zhì)的組成單體，其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)關(guān)系著所合成的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。如果學(xué)生對(duì)于氨基酸的相關(guān)知識(shí)不熟悉，那么在學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)以及代謝相關(guān)過程也會(huì)感到十分吃力。這也加大了學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)的難度，使得學(xué)生容易失去學(xué)習(xí)興趣。

1．2教學(xué)風(fēng)格單一

生物化學(xué)作為眾多專業(yè)的必修課程，各個(gè)大學(xué)均有開設(shè)。生物化學(xué)的內(nèi)容較多，且大部分內(nèi)容較為專業(yè)枯燥，沒有老師的引導(dǎo)，學(xué)生自行學(xué)習(xí)理解較為困難。所以目前，該門課程的教學(xué)模式大部分仍然采取較為傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)，即老師主講，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)。這種教學(xué)模式使得學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)的主動(dòng)性降低，大大喪失了其獨(dú)立思考的能力［5］。在這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，學(xué)生對(duì)于課堂的參與感較弱，更容易被富有娛樂性質(zhì)的手機(jī)所吸引。在現(xiàn)代大學(xué)課堂中，學(xué)生在課上玩手機(jī)已經(jīng)是一件司空見慣的事情。同時(shí)，教師為了使得學(xué)生學(xué)習(xí)的生物化學(xué)具有連續(xù)性，可以將前后的知識(shí)進(jìn)行承接，他們的授課的內(nèi)容也基本按照提前制定好的教學(xué)大綱和教材內(nèi)容來進(jìn)行?？菰飭我坏恼n本內(nèi)容導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于課程的興趣和積極性進(jìn)一步降低，對(duì)于手機(jī)的依賴性增強(qiáng)。

1．3學(xué)生的接受程度不同

由于各個(gè)學(xué)生的專業(yè)背景以及學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不同，每個(gè)學(xué)生對(duì)于生物化學(xué)課堂內(nèi)容的接受程度存在巨大差異［6］。隨著對(duì)大學(xué)課程的不斷改革，學(xué)生的學(xué)習(xí)課時(shí)被壓縮。為了按時(shí)完成教學(xué)任務(wù)，教師需要在有限的課程時(shí)間內(nèi)完成課本教學(xué)，這使得學(xué)生需要在短時(shí)間內(nèi)接收大量知識(shí)點(diǎn)。生物化學(xué)自身包含的內(nèi)容較多，有限的課時(shí)基本上被教師用來講課，給予學(xué)生的提問時(shí)間較少。加之，生物化學(xué)課程自身晦澀難懂，學(xué)生在有限的課堂時(shí)間內(nèi)，對(duì)于本節(jié)課的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)難以消化理解。即使老師留出了一部分時(shí)間用來答疑，有些學(xué)生也可能因?yàn)闊o法理解教學(xué)內(nèi)容而無法進(jìn)行提問。同時(shí)，學(xué)生的課后自學(xué)效果較差，導(dǎo)致教學(xué)效果并不理想。

2生化課程教學(xué)改革的必要性

在大數(shù)據(jù)的時(shí)代背景下，現(xiàn)代社會(huì)發(fā)生巨大變化，信息技術(shù)的快速發(fā)展導(dǎo)致各個(gè)行業(yè)需要進(jìn)行一系列的改革以適應(yīng)當(dāng)下的環(huán)境。高校的課程改革也在這個(gè)背景下轟轟烈烈開始推進(jìn)。以生物化學(xué)這門課程為例，枯燥的書本內(nèi)容幾乎占據(jù)了所有教學(xué)內(nèi)容。隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)62上可以通過多種途徑獲取學(xué)習(xí)資源，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)已經(jīng)無法滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。在互聯(lián)網(wǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了很多專門用來學(xué)習(xí)網(wǎng)站，比如慕課、愛課程等，里面具有很多優(yōu)秀教師的生物化學(xué)教授視頻。并且，由于專業(yè)側(cè)重點(diǎn)的不同，不同老師講授的生物化學(xué)的側(cè)重點(diǎn)則不相同。比如，藥學(xué)專業(yè)比較注重學(xué)習(xí)生物大分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能，以及相關(guān)的代謝過程。與此同時(shí)，相應(yīng)的移動(dòng)手機(jī)客戶端也隨之推出，學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間和地點(diǎn)更加自由，可以隨時(shí)隨地進(jìn)行線上學(xué)習(xí)。3生化課程教學(xué)改革采取大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)在大數(shù)據(jù)背景下，信息的交互速度不斷提升。而隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，數(shù)據(jù)已經(jīng)融入人們生活的方方面面。大數(shù)據(jù)在高校教育中的應(yīng)用，有助于提高教育的公平性，有利于學(xué)生個(gè)性化發(fā)展計(jì)劃的制定。同時(shí)，還可以促進(jìn)教學(xué)實(shí)踐的發(fā)展，提升教學(xué)質(zhì)量。生物化學(xué)知識(shí)點(diǎn)多且雜，每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度以及理解不同。利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)研，可以清楚了解學(xué)生對(duì)于生化學(xué)習(xí)的難點(diǎn)以及學(xué)習(xí)進(jìn)度，幫助教師更好地調(diào)整教學(xué)方案以及進(jìn)度。

4基于大數(shù)據(jù)背景下的生化課程教學(xué)改革主要策略

4．1進(jìn)行課程內(nèi)容篩選教學(xué)，提高與專業(yè)的契合度

生物化學(xué)教學(xué)內(nèi)容廣泛。因此，為了適應(yīng)不同專業(yè)對(duì)于生物化學(xué)學(xué)習(xí)的不同要求，應(yīng)該將生化的授課內(nèi)容根據(jù)不同專業(yè)進(jìn)行調(diào)整，做到有專業(yè)針對(duì)性。這樣，教師在有限的課時(shí)時(shí)間內(nèi)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。與專業(yè)聯(lián)系不太緊密的部分可以選擇簡(jiǎn)略地進(jìn)行講解，重點(diǎn)講述與專業(yè)相關(guān)的部分。在講課的過程中，提高與學(xué)生的互動(dòng)，設(shè)置相關(guān)問題進(jìn)行討論，來增加學(xué)生課堂參與度。同時(shí)，收集相關(guān)的前沿學(xué)科進(jìn)展來提高學(xué)生的好奇心，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在工科專業(yè)學(xué)習(xí)生化的過程中，就要注重將理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐等相結(jié)合，教師在講課的過程中也要注重內(nèi)容的實(shí)用性。例如，在化工專業(yè)的講授中，就要注重將生化與化工生產(chǎn)相結(jié)合，利用實(shí)踐案例來闡述生化理論的必要性，比如固定化酶技術(shù)的應(yīng)用。

4．2積極借助各種軟件，豐富教學(xué)風(fēng)格

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式容易導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的自律性差，易拖延。加之課堂中老師如果按照教材照本宣科進(jìn)行課程的講解，學(xué)生的課堂參與感較弱，學(xué)習(xí)興趣會(huì)進(jìn)一步下降，課堂上玩電子設(shè)備的人數(shù)比例增加。但隨著科技和社會(huì)的不斷進(jìn)步，互聯(lián)網(wǎng)在教學(xué)中的應(yīng)用更加廣泛?！膀v訊課堂”“釘釘”等一系列遠(yuǎn)程教育客戶端的相繼出現(xiàn)，使得教師和學(xué)生上課不在拘泥于傳統(tǒng)教室。軟件內(nèi)不同功能的插件也使得線上學(xué)習(xí)資源和趣味性進(jìn)一步加強(qiáng)，極大地改善了傳統(tǒng)課堂的弊端。以生化中糖代謝的學(xué)習(xí)為例，教師可以在這些客戶端上提前一些引導(dǎo)性問題，引起學(xué)生對(duì)于糖代謝的學(xué)習(xí)興趣與好奇心。同時(shí)可以一些背景資料，使得學(xué)生上課時(shí)對(duì)于課程內(nèi)容太過陌生。教師在上課時(shí)可以通過評(píng)論區(qū)的學(xué)生的留言及時(shí)了解學(xué)生的疑惑點(diǎn)并進(jìn)行解答。這種留言交流方式既可以不打斷教師的上課節(jié)奏，也使得學(xué)生的問題可以得到解決。在上課過程中，教師也可以邀請(qǐng)學(xué)生進(jìn)行連麥來回答問題，或者幾個(gè)學(xué)生一起打開麥克風(fēng)，討論課前布置的一些問題或者談?wù)撟约簩?duì)于糖代謝的看法。這樣的交流互動(dòng)，既可以提高學(xué)生的課堂參與感，也可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

4．3完善課后評(píng)價(jià)機(jī)制

課后評(píng)價(jià)一直是被教師和學(xué)生長(zhǎng)期忽略的一個(gè)問題。課后評(píng)價(jià)不僅僅是老師對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)效果的檢測(cè)，也是學(xué)生對(duì)于老師教學(xué)成果的反饋。遠(yuǎn)程線上教育在大數(shù)據(jù)的背景下不斷蓬勃發(fā)展，特別是其對(duì)于線上測(cè)試數(shù)據(jù)采集的便利性。在生化的學(xué)習(xí)過程中，教師可以通過各種學(xué)習(xí)客戶端以及微信的一些學(xué)習(xí)小程序課后小測(cè)驗(yàn)，以及一些課堂效果反饋評(píng)價(jià)等。這樣教師通過后臺(tái)數(shù)據(jù)，可以及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)接受度和學(xué)習(xí)進(jìn)度，以及課堂教學(xué)存在的一些問題，對(duì)自己的教學(xué)方式進(jìn)行一定的修正。此外，教師還可以將學(xué)生這些課后參與的活動(dòng)作為平時(shí)成績(jī)的一部分。這不僅增加期末成績(jī)組成的多樣性，可以多方面對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行考察。還可以提升學(xué)生課后活動(dòng)的參與度，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。比如，當(dāng)教師講完蛋白質(zhì)的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，可以在“雨課堂”“超星學(xué)習(xí)通”等客戶端或微信小程序上相關(guān)問題，測(cè)試學(xué)生對(duì)于課堂內(nèi)容的接受度以及掌握度。根據(jù)學(xué)生的反饋結(jié)果，來調(diào)整自己的課程進(jìn)度以及教學(xué)方案。

5結(jié)論

目前，在教學(xué)過程中，采用大數(shù)據(jù)收集分析來促進(jìn)教學(xué)改革的趨勢(shì)逐漸成為主流。作為高等人才的主要培育基地，各個(gè)高校應(yīng)該及時(shí)跟上時(shí)展的步伐。在大數(shù)據(jù)的背景下對(duì)生物化學(xué)課程進(jìn)行教學(xué)改革，不但可以提升學(xué)生的對(duì)于生物化學(xué)這門課程的學(xué)習(xí)興趣，還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)的難點(diǎn)，幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)方面的問題，使得學(xué)生可以學(xué)以致用，為新時(shí)代培養(yǎng)更多高新技術(shù)人才。

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作者：張建庭 馬靜瑤 單位：華僑大學(xué)