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摘要:生物化學是生物學相關(guān)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課。河南農(nóng)業(yè)大學生物化學教學團隊建設(shè)了生物化學網(wǎng)絡(luò)教學平臺,基礎(chǔ)生物化學MOOC、虛擬仿真實驗教學共享平臺及生物化學微信公眾號等多種線上教學平臺,包括基礎(chǔ)理論、實驗技術(shù)和前沿進展。相關(guān)內(nèi)容輔助學生夯實理論基礎(chǔ)、提升實驗技能、培養(yǎng)學習興趣。生物化學系列在線課程建設(shè)對探索線上線下混合式教學模式,拓寬高素質(zhì)專業(yè)人才培養(yǎng)途徑和方法具有重要意義。

關(guān)鍵詞:生物化學;互聯(lián)網(wǎng)+;網(wǎng)絡(luò)教學;在線課程

1　“互聯(lián)網(wǎng)+”模式成為課程改革趨勢

2018年教育部《教育信息化2.0行動計劃》,該計劃的基本目標是2022年基本實現(xiàn)“三全、兩高、一大、三變、三新”,其中“三新”即努力構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”條件下的人才培養(yǎng)新模式、發(fā)展基于互聯(lián)網(wǎng)的教育服務(wù)新模式、探索信息時代教育治理新模式[1]。相關(guān)文件的出臺,為新時期高等教育教學的改革指明了方向。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展、移動智能終端的普及和便捷化,利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)化升級教學方法、滿足高等教育發(fā)展的探索在高等院校廣泛開展,如中國大學MOOC、超星學習通、優(yōu)客、智慧樹、雨課堂等在線課程平臺如雨后春筍般涌現(xiàn)。在線課程平臺建設(shè)初步實現(xiàn)了教學資源快速共享,師生高效互動,不僅彌補了傳統(tǒng)課堂的缺陷,同時優(yōu)質(zhì)高等教育資源得到充分共享。線上線下混合式教學的探索,對高等院校培養(yǎng)高素質(zhì)人才,乃至提升全民文化素養(yǎng)都具有重要意義。因此,從教育教學和社會需求的角度而言,基于“互聯(lián)網(wǎng)+”模式下的課程改革勢在必行[2]。

2　生物化學課程地位與傳統(tǒng)教學面臨的挑戰(zhàn)

誕生于20世紀之初的生物化學是生物學領(lǐng)域基礎(chǔ)且前沿的學科,其發(fā)展過程貫穿百年的生物學發(fā)展歷史,生物化學學科先后培養(yǎng)了近70位諾貝爾獎獲得者,為推動生物學各學科的發(fā)展做出了卓越貢獻。時至今日,生物化學已經(jīng)成為關(guān)聯(lián)分子生物學、細胞生物學、遺傳學及基因工程、酶工程等領(lǐng)域的支柱學科,在全世界范圍內(nèi)成為高等院校生物學專業(yè)教學中的主干專業(yè)基礎(chǔ)課[3]。然而,生物化學研究成果日新月異與傳統(tǒng)課堂教學之間的矛盾已日益凸顯。依靠有限學時的課堂教學,難以兼顧經(jīng)典理論知識傳授和前沿知識的拓展;相對滯后的實驗教學,脫離一線科研實踐,無法使學生動手能力得到本質(zhì)提升;受時間和空間的限制,傳統(tǒng)課堂無法滿足高效互動的需求,缺乏對學生足夠的引導(dǎo)和啟發(fā)。

3　生物化學線上課程的建設(shè)與探索

結(jié)合農(nóng)業(yè)院校生物化學特色,河南農(nóng)業(yè)大學生物化學教學團隊立足傳統(tǒng)課堂,開拓創(chuàng)新,建設(shè)包括“基礎(chǔ)理論”“實驗技術(shù)”及“綜合拓展”三位一體的在線開放課堂(見圖1),利用校內(nèi)外多級在線教學平臺,充分發(fā)揮時空自由、資源共享、系統(tǒng)開放等優(yōu)點,全方位、立體式服務(wù)于河南農(nóng)業(yè)大學及全國農(nóng)林院校本科教學。

 3.1　精品課程建設(shè),輔助突破課程重點難點為突出河南農(nóng)業(yè)大學生物化學教學特色,輔助本校學生掌握課程重點難點,生物化學教學團隊開啟“河南農(nóng)業(yè)大學生物化學精品課程”建設(shè)。仔細梳理現(xiàn)行教學大綱內(nèi)容,確定生物化學課程重點和難點,并以文本的形式共享于學院主頁上,方便學生下載學習,幫助學生鞏固和加深對理論知識的理解和掌握。本課程建設(shè)涉及內(nèi)容14章,共1025頁演示文稿(PPT,power-point),包含課程重、難點的歸納總結(jié)及部分課堂知識的內(nèi)容補充,便利學生高效率復(fù)結(jié)。

3.2　中國大學MOOC基礎(chǔ)生物化學課程建設(shè),推動線上線下課程融合

2015年,教育部提出建設(shè)大規(guī)模開放在線課程(massiveopenonlinecourse,MOOC)。中國大學MOOC是線上課程建設(shè)主要平臺,整合了大量優(yōu)質(zhì)教學資源,受到高校師生廣泛關(guān)注[4]。課程團隊以中國大學MOOC為平臺,圍繞生物化學核心理論知識及基礎(chǔ)性實驗技術(shù),建設(shè)適用于農(nóng)林院校本科教學使用的基礎(chǔ)生物化學在線課程。課程包括在線授課、隨堂測驗、期中期末測試及互動討論等板塊,承擔了線下課堂之外內(nèi)容補充、測試檢驗及互動交流的任務(wù),緩解線下課堂壓力,保證線下課堂有足夠的空間和時間專注于課程內(nèi)容傳授與專業(yè)興趣的引導(dǎo)。近年來,先后有14位生化教學骨干教師參與中國大學MOOC基礎(chǔ)生物化學建設(shè),共制作包括10章基礎(chǔ)理論,55個授課視頻,16個常規(guī)生化實驗視頻,累計669min;為方便學習者整體把握章節(jié)內(nèi)容,每一章課程內(nèi)容配以思維導(dǎo)圖;課程組對應(yīng)主講內(nèi)容,制作課程PPT近1300張,配套文本約19萬字;同時設(shè)置隨堂練習題10套,單元習題8套、期中和期末試卷及考研模擬真題20套,共計1600余題。在線課程2017年上線之初,便受到了同行和學習者的好評,并在第一年順利通過了“SPOC課程與學期”階段,進入正式建設(shè)階段。選課人數(shù)也隨著課程的完善而不斷增加,見圖2(a)。課程組嘗試將線上隨堂測試引入傳統(tǒng)課堂,利用每章課程結(jié)束前15分鐘對上課學生進行隨堂測試,及時掌握授課效果。同時,積極利用平臺討論區(qū),及時解答學生疑問,教師討論話題900余條,學生參與回復(fù)5900余條,隨著課程建設(shè)不斷推進,課程中討論的主題數(shù)量及評論數(shù)量逐年增加,見圖2(b)。通過對熱點問題的互動交流,增強學生對課程的了解和興趣。2019年,本在線課程作為首批入選“河南省精品在線開放課程”。

3.3　仿真模擬實驗建設(shè),助力學生感受高階實驗

高校實驗課程是培養(yǎng)學生實踐能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。長期以來,由于受到實驗成本、實驗設(shè)備及實驗室空間等客觀條件限制,本科實驗教學與科研工作要求嚴重脫節(jié)。針對教學中“做不到”“做不好”“做不了”“做不上”的實驗,生化教學團隊借助近年興起的Unity3D仿真模擬手段[5-7],依托當下生物化學領(lǐng)域最為熱門的CRIPSR/Cas9基因編輯技術(shù)[8-9],設(shè)計并建成了生物化學虛擬仿真實驗“基于CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)的玉米定向種植改良虛擬仿真實驗”(課程網(wǎng)址為www.ilab-x.com/details/v5?id=5192&isView=true)。通過實地取景,教師現(xiàn)場演示,計算機3D模擬配合pbr(physicallybasearenating)材質(zhì)和高光法線貼圖,完美再現(xiàn)了CRISPR/Cas9基因編輯靶點設(shè)計、重組載體構(gòu)建,大腸桿菌轉(zhuǎn)化、玉米幼胚侵染及組織培養(yǎng)再生等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。此實驗課程建設(shè)先后制作網(wǎng)頁版軟件5個,本地版軟件12個,編寫腳本近12萬字。最終實現(xiàn)通過35步人機交互操作,以高于40幀/秒的流暢畫質(zhì)(見圖3),最大程度模擬實驗室真實操作體驗。課程開設(shè)以來,來自全國各個高校累計10919人觀摩了實驗,1222人直接參與實驗,實驗通過率達到99.7%,其中670人參與課程評分,得分4.9分(滿分5分)。該實驗課程的開設(shè),極大改善了本科實驗相對滯后和簡單的弊端,幫助學生親身體驗生物化學前沿技術(shù),提升對生物化學學科及生物學科學研究的興趣,被評為河南省首批精品虛擬仿真課程。

3.4　綜合網(wǎng)絡(luò)教學平臺建設(shè),提升學生綜合科研素養(yǎng)

合格的生物學領(lǐng)域?qū)I(yè)人員需要具備扎實的理論基礎(chǔ)和實驗技能,優(yōu)秀的科學技術(shù)人才則需要開闊的學術(shù)視野和濃厚的科研興趣。為滿足學生在課堂之外對生物化學知識的渴求,教學團隊建設(shè)了基于課堂內(nèi)容之上的進階教學服務(wù)平臺———河南農(nóng)業(yè)大學生物化學網(wǎng)絡(luò)教學平臺(見圖4)。此網(wǎng)絡(luò)課程包括“進步教程”“實驗技術(shù)”“三點一測”和“專業(yè)拓展”模塊,基于基礎(chǔ)理論和基本實驗,普及一線科研常規(guī)研究技術(shù)理論與操作流程,實現(xiàn)本科教學與研究生實踐的有機結(jié)合?！皩I(yè)拓展”部分為學習者提供了包括專業(yè)軟件、專業(yè)機構(gòu)、專業(yè)網(wǎng)站及專業(yè)期刊等大量專業(yè)擴展信息,囊括了絕大部分專業(yè)領(lǐng)域權(quán)威信息的獲取渠道。對于學生走出書本,以更加開闊的視野去認識所學專業(yè)具有重要意義。隨著近年來移動網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展,移動互聯(lián)終端使用頻率逐步提高,因此,基于移動終端的在線學習平臺大量涌現(xiàn)。微信公眾號依托社交平臺“微信”客戶端,開展人人互動、人機互動乃至機器之間互動,成為當下社會知識傳播的重要途徑之一[10-11]。生化教學團隊準確把握這一發(fā)展趨勢,迅速建立生物化學移動客戶端學習平臺———“生化之窗”微信公眾號(gh_2ab4f82f2485)。公眾號包括“實驗指導(dǎo)”“網(wǎng)絡(luò)公開課”和“專業(yè)前沿”模塊,分別從實驗、理論和拓展三方面為學習者及時推送有價值的學習信息,充分發(fā)揮移動互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢,真正實現(xiàn)“一機在手,名師隨行”。

4　線上課程改革的展望

近年來,教育部多次對教育教學信息化建設(shè)做出指示,連續(xù)印發(fā)《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011—2020年)》和《教育信息化“十三五”規(guī)劃》等相關(guān)文件[12-13]。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”成為社會發(fā)展趨勢,“雙萬計劃”成為教學改革的風向標,建設(shè)“線上線下混合式金課”已經(jīng)逐漸成為新時期課程建設(shè)和改革的重要舉措。河南農(nóng)業(yè)大學生物化學教學團隊為助力全國高等院校深化教育改革,立足自身教學特色,探索線上線下混合式教學模式,打造依托中國大學MOOC、實驗空間、微信公眾號等多級開放式公共平臺及學院門戶網(wǎng)站,以“夯實理論基礎(chǔ),提升實驗技能、拓寬科研視野”為建設(shè)思路,初步完成了三位一體的線上課程組合,為線下課程提供了有力補充,在激發(fā)學生的學習興趣,拓寬學生的視野,促進學生學習的主觀能動性,實現(xiàn)教與學互動,提高學生的培養(yǎng)質(zhì)量方面發(fā)揮重要的作用。本教學團隊在基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的生物化學課程建設(shè)中積累了大量的經(jīng)驗,同時也發(fā)現(xiàn)了諸多問題。如課程建設(shè)支撐平臺相對較少,課程平臺功能完善、內(nèi)容更新、互動版塊回復(fù)、公眾號定期維護等工作需要課程團隊投入大量的時間和精力,而現(xiàn)行高等教育教師考核機制某種程度制約了線上課程高質(zhì)量發(fā)展,導(dǎo)致大量線上課程曇花一現(xiàn),造成了教育資源的浪費,偏離了建設(shè)優(yōu)質(zhì)教育資源的初衷。線上課程在知識傳播中的價值,已經(jīng)被發(fā)達國家無數(shù)成功案例證實[14-15],隨著我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展,線上課程建設(shè)也勢在必行。搭建與課程建設(shè)相關(guān)的優(yōu)質(zhì)平臺,完善教育教學管理體系才能促進“生物化學”在內(nèi)所有在線課程高質(zhì)量且可持續(xù)發(fā)展,實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學資源開放共享。

參考文獻

[1]　段偉偉.“教育信息化2.0行動計劃”背景下高校教師網(wǎng)絡(luò)學習空間應(yīng)用研究[J].河南教育(高教版),2019(7):72-75

[2]　孫莉,李明.“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的高校教育改革的思考[J].中國管理信息化,2017,11(20):116-118

[3]　黃卓然,吳曉敏,宋運賢,等.高校生物化學課程的教學實踐與方法創(chuàng)新[J].淮北師范大學學報,2020,41(2):86-91

[4]　冀蘆沙,張揚.基于MOOC/SPOC的地方高校生物化學在線開放課程建設(shè)[J].生命的化學,2017,37(5):867-871

[5]　田婧,羅通,羅華鋒,等.新建本科院校虛擬仿真實驗室的建設(shè)及教學[J].實驗科學與技術(shù),2015,13(6):219-222

[6]　宋予震,郭素琴,史洪濤,等.動物醫(yī)學虛擬仿真實驗教學平臺的建設(shè)與應(yīng)用[J].高教學刊,2020(21):79-81

[7]　張澤志,王峰,韓春亮.虛擬仿真實驗在化學化工教學中的應(yīng)用與探索[J].河南教育學院學報,2019,28(4):68-71

作者：王瀟然  單位：河南農(nóng)業(yè)大學