创新能力培养导向的“药学生物化学”教学改革

［摘 要］ 推动创新教育与课堂教学紧密结合，充分发挥课堂教学在人才培养中的主渠道作用，有效提升大学生的创新能力，已成为当前高校人才培养的重要任务之一。“药学生物化学”是药学类本科专业的核心必修课程，将创新教育融入该课程的教学体系中，对学生创新能力的提升具有重要的意义。“药学生物化学”课程教学改革有利于学生的创新能力培养体现在三个方面：开展基于创新能力培养的教学内容重构；设计适应普通高校学情特点的课程教学过程；在课程教学评价方面，突出学习过程所占的比重。上述方面在激发学生学习积极性、提升课程教学效果的同时，有效培养了学生的创新能力。

［关键词］ 创新能力培养；药学生物化学；课程教学体系

［基金项目］ 2021年度中南民族大学校级重点教研项目“创新能力培养导向的民族院校药学生物化学系列在线课程群的建设与研究”（JYZD21035）

［作者简介］ 舒广文（1984—），男，湖北武汉人，博士，中南民族大学药学院副教授，硕士生导师，主要从事药学生物化学课程教学及与传统药物相关的化学生物学研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）07-0053-04 ［收稿日期］ 2022-04-16

引言

2018年6月，在新时代全国高等学校本科教育工作会议上，时任教育部部长的陈宝生同志在讲话中明确要求：推动创新创业教育与专业教育紧密结合。在此以后，教育部办公厅在2019年3月下发的《关于做好深化创新创业教育改革示范高校2019年度建设工作的通知》中强调：“挖掘和充实各类专业课程的创新创业教育资源，将专业知识传授与创新创业能力训练有机融合，提升学生的专业研发兴趣和能力，为学生从事基于专业的创新创业活动夯实基础。”［1］课堂教学是高校人才培养的主渠道。通过教学改革将创新教育融入课程教学体系，从而实现大学生创新能力的有效提升，已成为当前高校人才培养的重要任务之一［2-3］。

“药学生物化学”课程是药学类各本科专业的核心必修课程之一，其教学内容包括生物大分子的结构和功能，以及糖类、脂类、蛋白质和核酸等生物分子在生物体内的主要代谢过程。这些内容可以帮助学生从微观视野形成对生命系统的认识，对于学生创新能力的形成具有重要意义。值得注意的是，该课程教学内容具有一定的难度，其基本概念的抽象程度高，知识体系复杂，难以基于日常生活经验形成深刻的理解。普通本科高校学生的学习基础整体弱于重点高校学生，同一教学班中学生的学习基础存在一定的不均衡现象［4］。基于普通本科高校的基本学情，从教学内容、教学过程设计和教学评价方式三个方面变革“药学生物化学”课程教学体系，既有利于提升课程的教学效果，又有利于培养学生的创新能力。

一、基于创新能力培养的教学内容重构

在教学内容中融入创新活动成果及获得创新成果的过程，对于在课程教学过程中实现创新能力培养具有积极意义［5-6］。与“药学生物化学”课程教学内容相关的一些领域正处于飞速发展状态，教师可将这些学科前沿融入课程教学内容中。近年来，我国科研工作者发现，柠檬酸循环中间产物α-酮戊二酸可作为第二信使激活肿瘤细胞内NF-κB信号通路。激活的NF-κB可上调细胞内葡萄糖转运体的表达，并代偿性地增强肿瘤细胞的葡萄糖摄入，从而维持肿瘤细胞在糖匮乏条件下的存活［7］。这一学科前沿可与《糖代谢》一章“柠檬酸循环”一节的教学内容融合起来。此外，教师还指导学生将创新活动产生的成果融入课程教学内容中。例如，教师在前期指导学生参加学科竞赛的获奖作品中，涉及利用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）技术分析蛋白质样品的组成成分的实验结果，这时可以融入《蛋白质》一章“蛋白质的分离、纯化与分结构析”一节的教学内容。将往届学生在教师指导下取得的创新成果融入教学内容，对于在普通高校开展“药学生物化学”课程教学具有特殊的意义。这些成果来自学生身边，对学生更加具有吸引力，对学习基础相对薄弱的学生具有很强的鼓舞作用。在教学过程中使用这些素材，有利于在培养学生创新能力的同时拉近学生与课程教学内容的距离，从而激发其学习兴趣，提高其学习自信心。

高等院校的思想政治教育可以增强大学生的创新意识、塑造大学生的创新人格和优化大学生的创新思维，对于大学生创新能力培养具有积极的意义［8-9］。因此，课题组将进一步尝试把相关的思政元素融入课程教学内容中。例如，结晶牛胰岛素的人工合成是新中国成立之初我国科研工作者在党的领导下克服重重困难，经过长时间曲折努力才取得的重大科研成果，其中蕴含着十分丰富的思政元素，这时可以与生物化学课程中和胰岛素相关的教学内容相融合。此外，课题组还可以把开展创新活动所必需的基础实验技能整合到课程群内的实验课程中。以上教学内容的重构，为学生在课程学习过程中树立创新意识、了解创新范例、掌握创新思维、磨砺创新意志、训练创新技能奠定了必要的基础。

二、适应普通高校学情特点的教学过程设计

学好教材上的知识是开展创新能力、培养导向的“药学生物化学”课程教学的基础要求。然而，“药学生物化学”课程的教学内容多，基本概念理解难度大，一直以来，学生对这门课程都较为畏惧，普遍反映读懂教材有难度。针对普通高校学生的实际情况，教师对课程基础内容的教学过程进行了优化。首先，对逻辑层次较深、理解难度较大的教学内容按层次进行划分，从而降低了学生理解单个层次教学内容的难度。比如，糖原合成与分解代谢的协同调节涉及因子多、调控层次复杂、激素调控和神经调控交织等问题，这些都是本课程的难点。尽管教材中这一内容所占的篇幅不足两页纸，但是多数学生认为，读懂教材中对这一问题的叙述是相当有难度的。为有效破解这一难点，教师将此教学内容划分为五个层次。一是对糖原分解代谢关键酶——糖原磷酸化酶的共价修饰调节，即磷酸化酶b激酶催化糖原磷酸化酶磷酸化并激活该酶，而磷蛋白磷酸酶1则催化糖原磷酸化酶去磷酸化并抑制其活性。二是对糖原合成代谢关键酶——糖原合酶的共价修饰调节，即磷蛋白磷酸酶1催化糖原合酶去磷酸化并提升其活性，而蛋白激酶A（PKA）或磷酸化酶b激酶则催化糖原合酶磷酸化并降低其活性。三是胰高血糖素/肾上腺素的相关调节作用。胰高血糖素通过上调细胞内cAMP浓度激活PKA，PKA通过共价修饰调节激活磷酸化酶b激酶。激活的PKA和磷酸化酶b激酶即可对糖原合酶与糖原磷酸化酶施加调控作用。而肾上腺素的调节作用与胰高血糖素基本相同，只是作用的具体组织不一样。肾上腺素作用于肌肉，而胰高血糖素作用于肝脏。四是胰岛素的相关调控作用。其要点在于胰岛素可以激活磷蛋白磷酸酶-1，从而通过磷蛋白磷酸酶-1介导的去磷酸化作用来协同影响糖原的合成与分解代谢。五是神经冲动的调节作用。在肌肉细胞中，神经冲动可以上调细胞内钙离子的浓度，钙离子对磷酸化酶b激酶具有别构激活作用。通过以上五个层次的划分，分散了学习的难度，学生可以由易到难、层层深入地学习各个因子对糖原合成与分解代谢的协同调控机制，再把整个知识网络连结起来，从而收到较为理想的学习效果。

通过对教学内容的层次化分解，降低了学生理解教学内容的难度。在此基础上，教师根据教学内容的特点，选择合适的教学模式，开展课程教学设计。研究发现，在“生物化学”课程教学中应用翻转课堂、问题导向的学习、案例式教学等新教学模式，有利于激发学生的学习积极性，提升课程教学效果［10-12］。教学实践表明，这些新教学模式存在一些薄弱之处。一方面，新教学模式对学习基础和自学能力具有一定的要求。普通本科高校的部分学生，在课程学习的起始阶段，其学习基础和自学能力往往不能达到新教学模式的要求。另一方面，新教学模式需要占用学生较多的课下时间。当课下时间并不宽裕的时候，学生往往疲于应付，这样就难以取得理想的教学效果。因此，教师应根据教学内容的特点来选择合适的教学模式开展教学设计。对于概念性强、抽象程度高、新专业名词出现比较集中的教学内容，如课程基础知识中较为困难的内容，适合采用传统讲授模式开展教学设计。对于生动活泼、拓展性好、趣味性强的教学内容，如整合到课程教学内容中的相关学科前沿，则适合采用新教学模式开展教学设计。这样，可以在充分尊重高校实际学情的情况下，充分发挥各种教学模式的长处，从而取得理想的教学效果。

三、强化过程考核的教学评价方式改革

《教育部关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知》（教高函〔2018〕8号）要求：要切实加强学习过程考核，加大过程考核成绩在课程总成绩中的比重。《教育部关于深化本科教育教学改革 全面提高人才培养质量的意见》（教高〔2019〕6号）强调：完善过程性考核与结果性考核有机结合的学业考评制度。为落实以上要求，学校对于课程考核的成绩构成出台了一系列规范。按照上级要求，综合已有的过程评价方式［13］，设计了一套突出过程考核的教学评价体系。在这套评价体系中，期末卷面成绩占总成绩的50%，平时成绩占总成绩的50%。平时成绩由平时测验、平时作业、交流讨论与考勤四部分组成，所占比例分别为45%、30%、15%和10%。平时测验一学期安排3次，检验学生5～6周的阶段性学习效果。平时作业每周安排1次，帮助学生了解自己对本周课程教学内容的掌握程度。平时测验和平时作业依托学校提供的在线教学平台来开展。客观题由系统自动批改，主观题主要采取学生互评的方式批改。学生在批改他人答卷的同时，巩固了自己对相关问题的理解。交流讨论要求学生就教师提出的问题进行讨论，主要是依托在线课程平台进行。教师将相关素材与具体讨论问题发送到“课程论坛”板块。学生以发帖、回帖的形式参加交流讨论，也可以在课间时间与教师当面讨论。在学习过程成绩评定的各环节，教师应充分考虑学生创新能力的培养与提升。在“交流讨论”环节，教师从与教学内容相关的学科前沿中选取相关素材，凝练成讨论问题，供学生讨论研究。在“平时作业”和“在线测验”环节，各引入一部分具有启发性的问题。这些问题能够帮助学生在理解现有教学内容的基础上独立思考，提出教材上没有的新见解或解决问题的新方案。同时，通过合理利用现代教育技术，发挥在线教学平台的优势，平时测验和作业均能及时批改与归档保存，这样既能帮助学生及时掌握自身学习情况，又能有效保存学习过程的痕迹，从而提升学习过程考核的公信力。教学实践表明，多数学生认可这套过程成绩评价体系。

“药学生物化学”课程是药学类本科专业学生从微观水平对生命系统形成理解和认识的基础，对于学生创新能力的形成与提升，具有举足轻重的作用。为了帮助学生在学习教材经典教学内容的同时，实现创新能力的有效提升，教师开展了三方面的课程教学改革。一是将相关的前沿性科研成果，以及获得这些科研成果的过程转化为课程教学内容，帮助学生树立创新精神，了解创新方法。二是开展层次分明、教学内容难度阶梯递进、教学模式与教学内容相适应的教学设计，帮助学生筑牢知识架构，打好创新基础。三是构建合理有效的融入创新元素的课程成绩评价体系，帮助学生掌握学习效果，树立创新意识。从学校“学评教”系统反馈的信息来看，以上举措得到了大部分学生的认可。

参考文献

［1］教育部办公厅关于做好深化创新创业教育改革示范高校2019年度建设工作的通知：教高厅函〔2019〕22号［A/OL］.（2019-03-28）［2022-03-19］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s5672/201904/t20190408_377040.html.

［2］聂建峰，蔡佳林，徐娜.我国高校在线开放课程建设与应用的问题分析和改进策略［J］.国家教育行政学院学报，2020（4）：60-65+79.

［3］彭红超，陈林林，庞浩，等.创造取向的翻转课堂教学样式：理论与实践的桥梁［J］.中国电化教育，2017（7）：58-66.

［4］胡传波，李廷真，尹华伟.普通高校卓越化工人才培养模式探索［J］.云南化工，2021，48（4）：177-178.

［5］申哲民，袁涛，程金平.多元互动混合教学模式的“环境毒理学”课程探索与实践［J］.高等工程教育研究，2021（S1）：43-46.

［6］闫荣玲，李常健，廖阳，等.生物化学前沿研究动态及其在课堂教学中的应用［J］.生物学杂志，2018，35（3）：115-117.

［7］WANG X J， LIU R L， QU X J， et al. α-ketoglutarate- activated NF-κB signaling promotes compensatory glucose uptake and brain tumor development［J］. Molecular Cell，2019，76（1）：148-162.

［8］姚文生，韩硕，彭馨瑶.《精细有机合成化学》课程思政教育渗透与融合研究：基于“诺贝尔”奖科学精神教学环节设计［J］.广东化工，2021，48（18）：292+313.