生物化学混合式课程线下教学方案

摘要：为了提高酿酒专业学生的学习兴趣与应用能力，构建课程思政，落实教书育人的主体责任，针对工科院校生物化学混合式课程线下教学方案的不足，围绕“突出专业特色，激发学生学习兴趣，融入思政润物无声”这一宗旨，改革现有教学方案，优化基本理论教学内容，突出专业特色。在适当的环节让不同专业背景的老师联系生产实践经验给学生做报告并开展说课交流；在实验教学上精心设计，引入具有实际应用背景而又简单易行的实验；在立德树人课程思政方面，挖掘素材潜移默化影响学生。通过不断的教学实践以期有效激发学生学习兴趣、培养科学素养、提高实际应用能力，使学生通过课程学习，达到知识扎实、能力卓越、品质优良的培养要求。

关键词：酿酒工程；生物化学；学习兴趣；课程思政

生物化学是酿酒工程专业的主干课程之一，其课程目标要求通过对基本理论、基本知识和基本技能的学习，为后续其他基础课程和酿酒工程核心课程的开展奠定基础。[1]近些年来兴起的线上线下混合式教学促进了生物化学教学改革的极大发展，线下的见面课作为线上教学的延续是激发学生学习兴趣的重要环节，也对学生进行课堂思政教育的重要窗口。[2]然而，由于学生自身基础情况差异，学习动机等因素，对日常教学工作提出了一定的挑战。[3]因此，酿酒专业生物化学课程线下教学活动中往往存在：对学生学习需求与学生兴趣分析不充分、线下师生互动不足且效果不明显、专业学习与思政内容不能有机结合等情况，因此使得酿酒工程专业生物化学线下教学方案急需进行改革。

1生物化学课程现有线下教学方案的不足

1.1理论教学内容的专业特色不突出

[4]从教学大纲上来看，现行大纲往往过多强调了知识的全面性和系统性，体现不出和专业培养目标的联系，如生物膜的结构与功能、维生素的化学结构式等远离专业培养目标的内容依然占有一定比例。教师在讲课时不注意结合专业特色，没有突出生物化学在酿酒中的作用，无法让学生找到学以致用的感觉。例如在讲解酶这一章的内容时，教师除了讲授传统的基础性、知识性的内容之外，可以给学生补充讲授酶在酿酒工业中的应用，并通过举例让学生对所学内容与专业背景相联系。例如，课堂上可以让学生就“糖尿病病人是否能够饮用啤酒”为题目进行讨论。我们知道糖尿病人不能饮用高糖度的啤酒，因此可以应用糖化酶降解啤酒中的残留糊精，这一方面保证了啤酒中最高的乙醇含量，另一方面不必添加浓糖液来增加啤酒的糖度，这样糖尿病人也可以适量饮用这种低糖度的啤酒。可实际上由于教师不重视这一点或教师对酿酒专业知识了解较少，所以这部分只是讲述有关酶的组成结构、催化性质、酶促反应速度的影响因素、酶的分离纯化等基础性的生物化学知识。学生在学习的过程中一方面觉得内容抽象枯燥、另一方面又觉得课程内容似乎和自己专业没什么关系，学了没用，因而丧失了学习兴趣。

1.2实验教学内容以验证为主，缺乏应用背景

[5]从实验教材的选择上来看，很多学校都采用教师自编的实验教材，从名字上来看这些实验教材有“食品生物化学实验”“酿酒生物化学实验”等，似乎是考虑到了不同的专业背景，但是翻开书来看，很多实验不仅缺乏应用背景，而且只是简单的进行验证性实验，这样不利于激发学生的学习兴趣、也很难提高学生的科学素养。例如“3,5-二硝基水杨酸比色法测定还原糖”这一实验在食品科学、酿酒工程、生物工程、生物技术等专业都有，但实验内容几乎千篇一律，根本没有体现出这个实验在不同专业的应用背景，学生也弄不清楚自己做了这个实验对于日后的专业学习和应用有什么样的帮助，又加上学生没有经过探究性实验的锻炼，他们在实际工程问题面前很难联系所学的知识和方法。1.3现有的教学方法不利于激发学生的学习兴趣线上学习以后，有的教师以总结重点、难点为由，打开制作好的课件，继续进行填鸭式、满堂灌的教学，很少与学生互动或者互动的内容、质量很低；由于教师还往往承担着其他的教学和科研任务，空闲时间较少加上近年来很多高校大量引进师资，很多教师没有办公地点可以和学生互动交流，教师往往课后给学生留好作业后再无其他形式的交流。课件的制作上往往只注重课程内容的系统性、课件的条理性、美观性等因素，而忽略了如何借助课件这一线下教学的重要载体使学生对复杂抽象的生物化学知识产生兴趣。这样的教学方法很难引起学生的兴趣。这些问题不仅需要教师熟练地掌握专业知识更需要教师花费一定的时间去思考、去研究具体的解决办法。此外，生物化学属于自然学科类的专业课程，如何在课堂教学中做到自然科学和思政教育相结合，也是教学过程中需要关注和解决的问题。

2优化理论和实验教学内容

2.1在理论教学中充分考虑学生的专业特色

例如讲到氨基酸的重要化学反应时，一般教材对羰氨反应这部分通常讲述比较简略或干脆不提。在这里，教师可以给学生详细地展开讲述氨基酸与还原糖发生美拉德反应，在不同的条件下形成呋喃、吡嗪、吡咯化合物，正是这些化合物赋予了白酒焦香、糊香、坚果香等不同的风味。讲到蛋白质的沉淀作用中的生物碱试剂沉淀法这一部分时，可以给学生举例：在啤酒生产工艺中有麦芽汁加啤酒花煮沸的工序，其目的之一就是借酒花中的单宁类物质与变性蛋白质成盐沉淀，使麦汁得以澄清，防止成品啤酒产生蛋白质浑浊。讲酯类这一部分时，强调虽然酯的绝对含量并不高，但是，酯的种类和数量却对白酒“香型”的形成起决定性作用。给学生讲述一些酒类发酵过程中酯的生物合成机理，并告诉学生目前这方面的认识还很肤浅，有待进一步研究。在理论教学过程中始终注意联系学生所学专业，突出特色，从而让学生感受到这门课程的学习与自己的专业联系密切、与自己将来的工作、学习联系密切，从而提高学生学习的积极性。

2.2立德树人，增加课程思政内容

生物化学是一门重要的专业基础课，也是一门发展迅速的科学，教师应不断加强本专业学习，及时掌握最新动态，充分挖掘课程思政元素。在介绍学科发展成就时，传播我国科学家攀登科学高峰的事迹，培养学生的爱国情怀。例如，20世纪60年代，我国科学家在国际上首次采用人工方法合成了具有生物学活性的结晶牛胰岛素，并利用X射线衍射技术解析出了猪胰岛素的晶体结构。[6]此外，我国著名结构生物学家施一公团队历时十余年，在酵母中一共解析了10个不同状态的剪接体高分辨的三维结构，这10个状态的剪接体完整覆盖了剪接通路，首次将剪接体介导的RNA剪接过程完整的串联起来，为人类理解RNA剪接的分子机理提供了最清晰、最全面的结构信息。[7]科学家们勇攀科研高峰的精神，无形中激发学生追求科学真理的兴趣，更好的传承科学家的优秀品质。

2.3增强实验教学内容的应用背景

例如在做3,5-二硝基水杨酸比色法测定还原糖和考马斯亮蓝染色法测定蛋白质含量这两个经典的实验时，可以指导学生做两个有应用背景的实验。应用背景：麦芽浸出率低是国产啤酒大麦用途不畅的主要原因，影响麦芽浸出率的因素很多，其中以糖化力与蛋白质含量最为关键。麦芽糖化力的高低主要取决于-淀粉酶的活性，-淀粉酶活性的高低取决于-淀粉酶的热稳定性。第一个实验：利用-淀粉酶与可溶性淀粉作用，释放麦芽糖残基的还原性末端，将3,5-二硝基水杨酸还原成3-氨基-5-硝基水杨酸，在一定范围内，还原糖的浓度与颜色深浅成正比，从而可以用可见分光光度计测定产物含量。利用这一实验原理让学生根据实验教材上3,5-二硝基水杨酸比色法测定还原糖这个基本实验并查阅文献设计实验研究Na+、K+、Ca2+、Zn2+等无机离子对-淀粉酶的热稳定性的影响。第二个实验：选取几种国内外不同品种的啤酒大麦设计实验。用考马斯亮蓝染色法检测其萌发过程中清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量的变化（可以选一种做）。先可以让学生设计方案，教师再汇总并提出意见，讨论后形成最终方案。教师要鼓励学生自己进行设计，并传授试验设计方法和经验，让学生感觉学习如同是自己在研究一样，并且能够对学习产生浓厚的兴趣。

2.4组织相关专业背景的教师举办“酿酒与生物化学论坛”并开展说课活动

在适当的环节让不同专业背景的老师联系生产实践经验并结合自身的科研给学生做报告，有从事白酒酿造、啤酒酿造、葡萄酒酿造、微生物酶技术等专业的教师主讲，优化学生的知识结构，让学生学习时有的放矢，鼓励学生参与讨论，互相取长补短，培养创新兴趣和习惯，学会在论坛中发表意见以及提问，培养解决实际问题的能力。授课老师面对酿酒专业具有丰富实践经验的老师进行说课。重点阐述教师对生物化学在专业学生培养方案中所起作用的理解，针对专业特色课程在教学内容方面进行的取舍、整合等课程改革情况，说明课程对学生素质培养的具体思路。结合学校办学定位、生源情况，说明课程的重点、难点及解决办法。

2.5密切联系生活实际，活跃课堂气氛

例如，讲到脂类及其代谢时，通过演示肥胖人群和含脂肪高的食物的图片，归纳脂肪类物质的形式、概念及与其他生物分子的区别，通过图片讲解脂肪的结构与组成，对比饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的结构总结不同来源的脂肪的性状和特点。例如，糖代谢过程本身比较复杂，学生往往对复杂的东西都有种疏远的心理。因此，教师可通过联系实际来提出一些学生感兴趣而又富有思考性的问题（为什么早上不吃饭会精力分散，四肢无力；为什么有的人从来不吃肥肉却还是长得很胖等）来让学生讨论。通过这种方式层层深入，引导学生理解本节知识。同时为使内容更为生动形象，还可以运用多媒体辅助教学软件，增强教学内容的直观性、启发性，使学生更好地从感性认识上升到理性认识。3推行有利于培养科学素质和创新思维的多元化作业方式生物化学课程考核和成绩评定多采用结构评分方式综合考核学生学习成绩，即传统的期末闭卷考试成绩占总评成绩的一部分（50%-70%），而将出勤、课堂表现、课后作业等纳入平时成绩考核（占30%-50%），实验教学不单独设课的实验成绩也要占一部分比例。从形式上来说，已经实现了多元化的考核方式。然而，教师布置课后作业往往简单地选用教材所附习题，或者线上学习平台的题库建设不考虑学生的专业特点及兴趣爱好，结果造成学生之间相互抄袭、从网上抄袭答案的现象普遍存在，学生抱着一种完成任务的心态去应付，学习效果可想而知。如何通过课外作业激发学生学习兴趣，提高学生综合能力而避免流于形式是非常值得研究的。我们提倡在保持作业总量不变的前提下，采用教师统一布置作业与学生自主选择课外作业的方式相结合。教师统一布置作业，不要仅限于教材的课后习题，一定要兼顾学生基础与专业特色，多参考书籍，充分利用互联网资源精选习题；学生自主选择作业的类型可以包括撰写文献综述、翻译英文资料、提出值得研究的问题等类型，也可以让学生自己提出作业类型，和教师讨论并确定可行性。对于学生自主选择作业的类型，教师可以先向学生介绍完成作业的基本方法，并提醒学生不能抄袭，否则作业雷同算不合格。

参考文献

[1]丁烽.酿酒工程专业生物化学教学中专业特色的探讨[J].广州化工,2014,42(09):223-224.

[2]丁鸽.生物化学课程教学中思政教育探索思考[J].广东化工,2021,48(12):257.

[3]韩四海,吴影,李佩艳,等.生物化学课程思政与教学创新探索[J].广东化工,2021,48(12):224-225.

[4]吴兵,高海宁,张宁,等.一流本科专业建设中的《基础生物化学》课程教学改革与探索[J].河西学院学报,2021,37(02):121-125.

[5]刘旖璇,王青松,胡晓倩.生物化学实验在线教学的探索与实践[J].高校生物学教学研究(电子版),2020,10(06):35-39.

[6]刘凌云,张要军,张亚歌,等.一流专业建设背景下课程思政的渗透与融合——以生物科学专业《生物化学》教学为例[J].教育教学论坛,2020(3):43-44.

[7]WanR,BaiR,YanC,etal.StructuresoftheCatalyticallyActivatedYeastSpliceosomeRevealtheMechanismofBranching[J].Cell,2019.

作者：苏静 丁烽 张兴丽 单位：齐鲁工业大学生物工程学院 齐鲁工业大学食品科学与工程学院