大數(shù)據(jù)時代大學生物化學課程教學改革
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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)濟社會生活中占據(jù)了重要地位。受到信息科技發(fā)展的沖擊，高校傳統(tǒng)的教學方式已經(jīng)不適應快速發(fā)展的需求，教學改革迫在眉睫。本文以生物化學課程為例，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的策略。
關鍵詞:大學教育;生物化學;大數(shù)據(jù);教學改革
生物化學(biochemistry)是研究生物體內(nèi)各種化學進程的一門學科，主要研究生物大分子相關的結構與功能、物質代謝與調(diào)節(jié)以及遺傳信息傳遞的分子基礎與調(diào)控規(guī)律［1］。生物化學與有機化學、生理學、物理化學和分析化學等學科聯(lián)系密切。它在19世紀末20世紀初成為一門獨立的學科，是生物學中發(fā)展最快的一門前沿科學。生物化學是大學課程中一門至關重要的基礎課程，其相關知識是細胞生物學、遺傳學、微生物學等學科的基礎。隨著現(xiàn)代通信和互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)成為一種越來越重要的資源，被應用于各行各業(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、實時性和價值性等特點［2］。在大數(shù)據(jù)進行交換、整合和分析的過程中，新的規(guī)律將會被發(fā)現(xiàn)。很多工作的開展以大數(shù)據(jù)為依據(jù)和指導，幫助人們解決一些復雜問題。通信和互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展給大學高等教育的傳統(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“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，各種教學改革在大數(shù)據(jù)的背景下開始興起，特別是教學形式和教學方法的改革［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
生物化學主要研究生物體內(nèi)分子的結構和功能，物質代謝與調(diào)節(jié)，以及分子生物學。生物化學在內(nèi)容上較為復雜抽象，與其他學科交叉范圍較廣，學生學習較為困難［4］。生物化學中包含許多生理學的相關知識，這就要求學生擁有一定的生理學基礎。同時，具有一定的有機和無機化學的基礎知識使得學生在學習生物化學更容易理解其中的一些內(nèi)容。比如在學習氨基酸的相關內(nèi)容時，部分學生的有機化學基礎較差，對于氨基酸的化學式以及構型不熟悉，進而無法理解氨基酸的所涉及的相關代謝過程。此外，生物化學的各個章節(jié)前后聯(lián)系密切，學生在學習的過程中需要不斷復習，結合之前的內(nèi)容對后期所學內(nèi)容進行理解消化。例如，在學習蛋白質的相關內(nèi)容時，氨基酸作為蛋白質的組成單體，其結構和性質關系著所合成的蛋白質的結構和性質。如果學生對于氨基酸的相關知識不熟悉，那么在學習蛋白質的結構性質以及代謝相關過程也會感到十分吃力。這也加大了學生學習生物化學的難度，使得學生容易失去學習興趣。
1．2教學風格單一
生物化學作為眾多專業(yè)的必修課程，各個大學均有開設。生物化學的內(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，學生自行學習理解較為困難。所以目前，該門課程的教學模式大部分仍然采取較為傳統(tǒng)的填鴨式教學，即老師主講，學生被動接受知識。這種教學模式使得學生對于學習的主動性降低，大大喪失了其獨立思考的能力［5］。在這種傳統(tǒng)的教學模式中，學生對于課堂的參與感較弱，更容易被富有娛樂性質的手機所吸引。在現(xiàn)代大學課堂中，學生在課上玩手機已經(jīng)是一件司空見慣的事情。同時，教師為了使得學生學習的生物化學具有連續(xù)性，可以將前后的知識進行承接，他們的授課的內(nèi)容也基本按照提前制定好的教學大綱和教材內(nèi)容來進行。枯燥單一的課本內(nèi)容導致學生對于課程的興趣和積極性進一步降低，對于手機的依賴性增強。
1．3學生的接受程度不同
由于各個學生的專業(yè)背景以及學習基礎不同，每個學生對于生物化學課堂內(nèi)容的接受程度存在巨大差異［6］。隨著對大學課程的不斷改革，學生的學習課時被壓縮。為了按時完成教學任務，教師需要在有限的課程時間內(nèi)完成課本教學，這使得學生需要在短時間內(nèi)接收大量知識點。生物化學自身包含的內(nèi)容較多，有限的課時基本上被教師用來講課，給予學生的提問時間較少。加之，生物化學課程自身晦澀難懂，學生在有限的課堂時間內(nèi)，對于本節(jié)課的相關知識點難以消化理解。即使老師留出了一部分時間用來答疑，有些學生也可能因為無法理解教學內(nèi)容而無法進行提問。同時，學生的課后自學效果較差，導致教學效果并不理想。
在大數(shù)據(jù)的時代背景下，現(xiàn)代社會發(fā)生巨大變化，信息技術的快速發(fā)展導致各個行業(yè)需要進行一系列的改革以適應當下的環(huán)境。高校的課程改革也在這個背景下轟轟烈烈開始推進。以生物化學這門課程為例，枯燥的書本內(nèi)容幾乎占據(jù)了所有教學內(nèi)容。隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，學生在網(wǎng)絡62上可以通過多種途徑獲取學習資源，傳統(tǒng)的課堂教學已經(jīng)無法滿足學生的學習需求。在互聯(lián)網(wǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了很多專門用來學習網(wǎng)站，比如慕課、愛課程等，里面具有很多優(yōu)秀教師的生物化學教授視頻。并且，由于專業(yè)側重點的不同，不同老師講授的生物化學的側重點則不相同。比如，藥學專業(yè)比較注重學習生物大分子的結構、性質和功能，以及相關的代謝過程。與此同時，相應的移動手機客戶端也隨之推出，學生學習的時間和地點更加自由，可以隨時隨地進行線上學習。3生化課程教學改革采取大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢在大數(shù)據(jù)背景下，信息的交互速度不斷提升。而隨著經(jīng)濟和社會的發(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)在高校教育中的應用，有助于提高教育的公平性，有利于學生個性化發(fā)展計劃的制定。同時，還可以促進教學實踐的發(fā)展，提升教學質量。生物化學知識點多且雜，每個學生的學習進度以及理解不同。利用大數(shù)據(jù)進行調(diào)研，可以清楚了解學生對于生化學習的難點以及學習進度，幫助教師更好地調(diào)整教學方案以及進度。
4基于大數(shù)據(jù)背景下的生化課程教學改革主要策略
4．1進行課程內(nèi)容篩選教學，提高與專業(yè)的契合度
生物化學教學內(nèi)容廣泛。因此，為了適應不同專業(yè)對于生物化學學習的不同要求，應該將生化的授課內(nèi)容根據(jù)不同專業(yè)進行調(diào)整，做到有專業(yè)針對性。這樣，教師在有限的課時時間內(nèi)，對教學內(nèi)容進行調(diào)整。與專業(yè)聯(lián)系不太緊密的部分可以選擇簡略地進行講解，重點講述與專業(yè)相關的部分。在講課的過程中，提高與學生的互動，設置相關問題進行討論，來增加學生課堂參與度。同時，收集相關的前沿學科進展來提高學生的好奇心，提高學生的學習興趣。在工科專業(yè)學習生化的過程中，就要注重將理論知識與生產(chǎn)實踐等相結合，教師在講課的過程中也要注重內(nèi)容的實用性。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)相結合，利用實踐案例來闡述生化理論的必要性，比如固定化酶技術的應用。
4．2積極借助各種軟件，豐富教學風格
傳統(tǒng)的課堂教學模式容易導致學生學習的自律性差，易拖延。加之課堂中老師如果按照教材照本宣科進行課程的講解，學生的課堂參與感較弱，學習興趣會進一步下降，課堂上玩電子設備的人數(shù)比例增加。但隨著科技和社會的不斷進步，互聯(lián)網(wǎng)在教學中的應用更加廣泛。“騰訊課堂”“釘釘”等一系列遠程教育客戶端的相繼出現(xiàn)，使得教師和學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習資源和趣味性進一步加強，極大地改善了傳統(tǒng)課堂的弊端。以生化中糖代謝的學習為例，教師可以在這些客戶端上提前一些引導性問題，引起學生對于糖代謝的學習興趣與好奇心。同時可以一些背景資料，使得學生上課時對于課程內(nèi)容太過陌生。教師在上課時可以通過評論區(qū)的學生的留言及時了解學生的疑惑點并進行解答。這種留言交流方式既可以不打斷教師的上課節(jié)奏，也使得學生的問題可以得到解決。在上課過程中，教師也可以邀請學生進行連麥來回答問題，或者幾個學生一起打開麥克風，討論課前布置的一些問題或者談論自己對于糖代謝的看法。這樣的交流互動，既可以提高學生的課堂參與感，也可以提高學生的學習興趣。
4．3完善課后評價機制
課后評價一直是被教師和學生長期忽略的一個問題。課后評價不僅僅是老師對于學生學習效果的檢測，也是學生對于老師教學成果的反饋。遠程線上教育在大數(shù)據(jù)的背景下不斷蓬勃發(fā)展，特別是其對于線上測試數(shù)據(jù)采集的便利性。在生化的學習過程中，教師可以通過各種學習客戶端以及微信的一些學習小程序課后小測驗，以及一些課堂效果反饋評價等。這樣教師通過后臺數(shù)據(jù)，可以及時了解學生的學習接受度和學習進度，以及課堂教學存在的一些問題，對自己的教學方式進行一定的修正。此外，教師還可以將學生這些課后參與的活動作為平時成績的一部分。這不僅增加期末成績組成的多樣性，可以多方面對學生的學習進行考察。還可以提升學生課后活動的參與度，提高學生的學習熱情。比如，當教師講完蛋白質的相關內(nèi)容時，可以在“雨課堂”“超星學習通”等客戶端或微信小程序上相關問題，測試學生對于課堂內(nèi)容的接受度以及掌握度。根據(jù)學生的反饋結果，來調(diào)整自己的課程進度以及教學方案。
5結論
目前，在教學過程中，采用大數(shù)據(jù)收集分析來促進教學改革的趨勢逐漸成為主流。作為高等人才的主要培育基地，各個高校應該及時跟上時展的步伐。在大數(shù)據(jù)的背景下對生物化學課程進行教學改革，不但可以提升學生的對于生物化學這門課程的學習興趣，還可以及時發(fā)現(xiàn)學生學習生物化學的難點，幫助學生解決學習方面的問題，使得學生可以學以致用，為新時代培養(yǎng)更多高新技術人才。
參考文獻:
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［3］曾京京．大數(shù)據(jù)背景下微積分課程的教學改革［J］．教育教學論壇，2020(34):178-179．
［4］張桂春，李華敏．教育新時代下生物化學教學內(nèi)容改革探索與實踐［J］．生命的化學，2020，40(08):1453-1457．
［5］萬加武，卓澤文，王宇．基于多媒體技術的大學生物類課程教學改革探究［J］．教育教學論壇，2020(27):181-182．
［6］馬蘭，蔣珍菊，王騰．大數(shù)據(jù)時代下的高校普通化學教學改革探析［J］．廣州化工，2020，48(15):205-206．
作者：張建庭 馬靜瑤 單位：華僑大學
