一流课程导向下的课程建设和探索-以“生化分离分析技术与原理”课程为例

教育部2018年发布的《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》和2019年发布的《关于一流本科课程建设的实施意见》中明确提出一流课程建设，其核心是完成高水平的育人能力和内涵式的育人机制建设。教学模式改革是提升一流课程建设的核心和关键，应紧密围绕高阶性、创新性、挑战度的目标开展，全面培养学生学科思维融合、专业能力应用、科学项目的实践能力。一流课程建设是高校教育改革的重中之重［1］。“生物分离分析技术与原理”是生物技术专业的主干必修课程之一，是校级精品课程和双语课程。它被安排在“生物化学”课之后，“生物化学与分子生物学综合实验”课之前，在生物技术专业的课程设置中起到承上启下的作用。在中山大学生命科学学院生物技术专业“双万计划”和国家特色专业的支持下，对标一流课程建设要求，我们对“生化分离分析技术与原理”课程进行了建设和探索。一、“生化分离分析技术与原理”课程特点及教学现状“生化分离分析技术与原理”课程以生命大分子物质的分离和纯化为核心，涉及该过程中的方法原理及操作技巧。课程的教学目标是使学生能牢固掌握各种生化技术的原理和生化技术的操作，初步了解其应用范围，达到强化基础、开拓思维、拓宽视野、培训技能、提高素质的目的，为后续课程的学习和今后的科研工作奠定良好的理论基础，并培养比较熟练的动手能力。与此同时，突出培育学生的科学精神、探索创新精神，注重将科学创新精神贯穿渗透到课堂教学中，引导学生增强人与自然环境和谐共生的意识，明确人类共同发展进步的历史担当。课程的教学对象为生物技术、生物技术及应用基地班、生物科学（强基计划）的学生。课程存在的问题是：需记忆的概念多、知识体系复杂、综合运用难度大；学生无法解决实际问题以及将知识串联成有机整体；学生对枯燥的技术缺乏兴趣；由于其他课程安排较满，学生无暇专注于理解知识点，仅在考试前死记硬背。因此，探索新的教学模式，提高课堂效率，帮助学生牢固地掌握所学知识是创建一流课程的当务之急。二、创建“生化分离分析技术与原理”一流课程的探索（一）创建新的课程体系、优化课程内容习近平总书记在第十八届中共中央政治局第九次集体学习时强调：“要深化教育改革，推进素质教育，创新教育方法，提高人才培养质量。”［2］教育水平的提升是实现中华民族伟大复兴的首要前提，是实现强国目标的基础。一流课程建设是教育改革的重大举措，在注重优质课程培育的同时，要努力提升学生对专业的认同度。“生化分离分析技术与原理”课程的授课对象是大二学生，他们初次接触专业课，专业思想还不成熟。课程体系的当务之急是突出课程特点，让学生尽快对所要学习的课程建立一个全面认识。为此，我们创建了新的课程体系，确保授课知识与科学研究、实际应用相结合；介绍最新前沿技术，深化教学内容，优化课程内容，增强学生对专业的认可度。（二）依据课程特性，突出高阶性、创新性、挑战度一流课程建设要确立学生中心、产出导向、持续改进的理念，下大气力提升课程的高阶性，突出课程的创新性，增加课程的挑战度［3］。高阶性是指将知识、能力、素质有机融合，培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维。一门好的专业课，其目标必须兼顾知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面。这三个方面并不是独立的，而是有机结合的，缺一不可。在“生化分离分析技术与原理”教学过程中，加上立德树人的价值观，融合思政元素，培养学生的核心素养。通过课程设计、教学指导等形式，引导学生养成良好的习惯，形成系统思维、逻辑思维和科学思维，提升学生处理复杂问题的能力。在课程内容的选取上，注重突出内容的深度和广度，突破习惯性认知，激励学生的学习自主性，培养其勇于创新的能力。“生化分离分析技术与原理”课程关注生命大分子物质的分离，目标产物提取是否成功，直接决定着后续分离、纯化的效果。青蒿素的发现给了学生极好的启示。屠呦呦团队在最初的实验中，发现青蒿素提取物对疟疾的抑制率并不高，之后受《肘后备急方》的启发，改以低沸点的乙醚为溶剂，极大地提高了青蒿素的提取率。通过这个故事，让学生在学习专业知识的同时，能深入了解中国科学家在生物医药领域的贡献，提升学生的社会责任感。教学内容要与时俱进，体现时代性，顺应社会发展的潮流。教师要在“生化分离分析技术与原理”教学过程中，介绍最新的科研成果，并综合运用作图、动画、声音等形式的教学手段。如完成“生化分离分析技术与原理”慕课建设，开展读书报告会，充分利用互联网教学资源等。这些全方位、立体式的教学方式保障了教学效果，突出了课程的创新性，同时，有针对性地拓宽了学生的视野。赫赛汀（注射用曲妥珠单抗）是第一个用于临床的人源化单克隆抗体，是针对HER-2阳性乳腺癌的分子靶向治疗药物，其出现引发了全球抗体药物研发的热潮。它创造了销售神话，上市多年后，仍能保持60亿美元以上的年销售额。但它的研发历程困难重重，是科学家丹尼斯·斯拉蒙的执着和毅力才争取到它最后上市的机会。电影《生存证明》讲述了他研发的过程。让学生在震撼与感动的同时，体会到科学家的责任和信念。科学地设计课程的挑战度。对“生化分离分析技术与原理”课程设置研究性问题，促使学生查阅文献，综合利用不同的技术方法，提高其解决实际问题的能力。20世纪60年代，“反应停”事件（沙利度胺）震惊全球，受害人数超过一万五千人。沙利度胺被作为未经充分验证毒副作用就获准上市的反面案例，一度销声匿迹。有何方法能让它起死回生？鼓励学生查阅资料，结合已学的技术进行分析。另外，当时的美国却没有一例因“反应停”导致的畸胎，鼓励学生探究其背后的原因，使学生了解严谨的科学态度对生命的意义，提高学习兴趣。（三）采用线上线下混合式教学模式，创建一流课程互联网技术的发展为优化教学模式提供了新方法、新方向和新可能。采用线上线下混合式教学模式，可以提高学生学习的主动性，提升教学质量，取得更好的教学效果［4］。该方法的主要问题是线上线下课程如何衔接和最佳匹配［5］。因此，加强课前、课中、课后的无缝衔接，优化线上线下混合式教学模式，是推进一流课程建设的关键。为了更好地从线下转为线上教学，覆盖更多的学生，教学团队完成了“生化分离分析技术与原理”慕课建设，并于2022年4月在智慧树平台正式上线（/）。慕课的成功上线，为线上线下混合式教学奠定了坚实的基础，可在课前、课后供学生预习和复习。同时，配合章节测试，可以让学生及时了解自己的学习状态。教师通过回答学生的线上提问，可了解学生的预习或复习情况，极大地提高了教学效率。慕课起到了复习巩固知识点的作用，得到了学生广泛的好评，成为辅助线下教学的良好手段。自慕课首次开课以来，共有4个班级97名学生在线选课，31名公众选课，合计128人选课，互动累计达2729次。“生化分离分析技术与原理”课程以对分易教学软件为主要辅助教学工具，常用课程资源共享、考勤记录、信息发布、问题答疑等功能。另外，为增强课堂活跃度，教师可以通过线上平台提问，采用让学生抢答和互评等方法，快速了解学生对知识点的掌握情况，实现了课堂的翻转，建立了学、思、辨、用的教学模式。（四）将科研融入教学的模式在授课过程中，教师可以结合讲授内容适当介绍自己承担的科研项目，将研究内容融入教学中，激发学生的兴趣。组织学生成立课后科研兴趣小组，定期培训和实操。带领学生参观学院的生物学国家实验教学示范中心，让他们对相关仪器设备有直观的了解和认识，促进知识与研究课题相结合，加深学生对各类技术原理的理解。帮助学生了解和掌握科学研究的全套流程，包括文献查阅、实验总结、科学汇报、论文撰写等，提升学生的自主学习能力、分析和解决问题能力、实践创新能力、团队协作和沟通能力以及综合素质，帮助学生在科研课题研究和各类竞赛中取得优异的成绩。学生获得了校级课题8项目资助，并在国际SCI刊物上发表了20篇论文，其中第一作者的论文有10篇；在广东大学生生物化学实验技能大赛获得一、二、三等奖；考试成绩有显著进步，及格率和优秀率大幅度提高。授课班级学生有32%获得硕博或推免资格，也有部分学生赴国外著名高校深造。教师和学生相互成就，取得了丰富的成果。目前已获教改项目18项，发表教学论文15篇。教师两次获全国高校生命科学类微课教学大赛二等奖；获中山大学教学成果二等奖。（五）“走出去”和“请进来”的教学模式在课堂讲授基本知识的同时，邀请校外专家举办讲座，深化学生对某一专业知识的了解。邀请广州分析测试中心的吴惠勤研究员做了“质谱分析”的专题讲座，扩展了学生的眼界和思维，加深了学生对质谱原理的理解。广州牌牌生物科技有限公司袁晓总经理分享了从一名科研工作者到企业老总的创业经历，让学生受益匪浅。一位学生的感想是：“通过公司袁总的创业分享和问题解答，自己对自身未来发展也有了一定的思考，袁总的话也让我对生物领域的发展以及就业问题有了进一步深刻的认识，更使自己懂得现阶段应专注于本科阶段专业知识的学习，以为今后的发展奠定可靠的基础。”除了课堂上讲授专业知识外，还可以积极组织学生外出参观，了解企业的运作，促进学生对专业知识的理解，拓宽视野。带领学生参观了广州白云山拜迪生物医药有限公司、广州白云山奇星药业有限公司、广州牌牌生物科技有限公司，提升了学生的专业兴趣。到广东肇庆星湖生物科技股份有限公司的生产实习，直接提升了学生分析、解决问题的能力。一名学生的参观感言是：“感谢老师给了我们机会，让我能够去参观相关的生物公司。自从报考了生科专业后，对于此方面日后的就业前景等一直都是未知和迷茫的状态，参观了牌牌公司后让我对生物的未来发展有了新的见解和看法，特别是老总讲的关于自身创业经历的过程，令我受益匪浅，知道了未来可以有这么一个出路，更让我明白了未来无论做什么都要有百折不挠的精神，要紧跟时代的脚步。中大是一个优秀的平台，给予我们很多机会去接触各式各样的东西，我一定会好好珍惜，努力学习，为祖国为社会献出自己的一份力。”另一名学生的感言是：“我昨天在参观了牌牌公司以后受益匪浅。第一，我知道了如何在大学本科结束之后做出人生的重要选择。这个选择可能是不可逆转的，因此我们在实现这个选择时遇到的艰难险阻肯定需要自己想办法解决，不能退缩，因此学会自立的解决困难非常重要。第二，作为一个企业家应有的是家国情怀，这也是中山大学的校训。企业家区别于普通的商人就是在此，企业家应当做创新，把核心技术把握在自己手里，这才是最重要的。第三，把自己做的东西做好，就不会害怕失败，整天想着失败只会使自己徘徊不前，碌碌无为地度过一生。”（六）构建多元化考核方式，创新课堂评价体系考核是检验教学成果的重要环节，更是检验学生对知识掌握的主要方式。构建多元化考核方式，对于人才培养目标的实现具有决定性的作用。在“生化分离分析技术与原理”教学评价体系中，我们尽可能做到多元、科学、全面、完整和创新。最终成绩由平时和期末考试成绩两部分组成，平时成绩包括了出勤率，课堂综合表现，慕课上的预习、复习和测试以及读书报告等方面。平时和期末成绩所占比例由40%和60%调整为各占50%，极大地激发了学生参与课堂互动和线上学习的热情，达到了促进学生多学