《Biochemistry and Molecular Biology Education》：Integrating Digital Technologies Into Biochemistry Education: A Decade of Efforts, Pandemic Impacts, and Emerging Insights
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本综述系统梳理了近十年数字信息通信技术（TDICs）在生物化学教育中的应用，基于批判技术理论视角，重点分析了虚拟实验室、增强现实、游戏化和在线平台等工具的实际效果及潜在挑战。文章指出，这些技术虽然能提升学生参与度和学习效果，但也可能加剧教育资源不平等，并削弱动手实验技能的培养。疫情期间的数字工具普及进一步凸显了数据隐私、算法偏见和教学商业化等伦理问题。作者呼吁未来研究应聚焦技术的公平性整合，确保科技进步不会固化或放大教育鸿沟。
生物化学作为生命科学与化学科学的桥梁，是理解生命分子过程、疾病治疗、药物开发乃至农业与环境科学的基础学科。然而，这门课程因其内容的复杂性、抽象性以及需要强大的空间想象力和跨学科整合能力，常常让学生望而生畏。传统教学方法在呈现三维分子结构、动态代谢途径以及提供充足的动手实验机会方面存在局限，尤其在资源匮乏的学校，实验室的不可及性成为了一个突出的教学障碍。
数字信息通信技术的崛起为解决这些教学困境提供了新的可能性。过去十年间，一系列数字工具被引入生物化学课堂，旨在将抽象概念具象化，并弥补实践资源的不足。
沉浸式技术：让分子“活”起来
面对生物分子三维结构与复杂相互作用的抽象性，增强现实和虚拟现实技术展现了巨大潜力。它们允许学生以沉浸式、可交互的方式探索蛋白质、核酸等大分子的精细结构，从而深化对结构与功能关系的理解。例如，利用Palantir等开源AR应用，学生可以将蛋白质模型投射到真实环境中进行观察；而Bug Off Pain这类VR游戏则能将蜘蛛毒液的生化作用机制转化为生动的互动体验。研究表明，这些工具不仅能有效提升学生的空间推理能力和概念理解，还能显著激发学习兴趣。然而，高昂的设备成本和数字鸿沟问题，使得AR/VR技术在发展中国家的普及面临挑战。此外，如何将沉浸式体验与课程知识体系深度融合，而非仅仅作为炫酷的演示工具，也是教育者需要审慎思考的问题。
在线平台：连接、协作与内容的双刃剑
在线学习平台、社交媒体工具和数字模拟软件在生物化学教育中的应用最为广泛。它们作为沟通媒介，支持翻转课堂、远程教学和协作学习。例如，Google Classroom、Moodle等学习管理系统在疫情期间保障了教学的连续性；而像NPTEL这样的国家项目则提供了高质量的开放课程资源。平台能够整合视频、动画、即时测验和讨论区，创造灵活的学习路径。然而，这些工具也存在被简单用作内容“仓库”的风险，可能强化以教师为中心的传统教学模式，而非真正促进探究式学习。平台的内容同质化、语言壁垒（多为英语）、以及潜在的隐私与数据所有权问题，都需要从批判性视角进行审视，确保技术应用服务于个性化、包容性的教育目标。
虚拟实验室：是补充而非替代
实验室操作技能是生物化学教育的核心。当实体实验因安全、成本或资源限制而无法进行时，虚拟实验室和模拟软件提供了宝贵的替代或预习方案。从模拟分光光度计操作、配制缓冲溶液，到进行氨基酸滴定和蛋白质定量分析，一系列在线模拟工具（如ChemCollective、Vlab Amrita）让学生能够在安全的数字环境中反复练习实验步骤、理解原理。这在新冠疫情期间尤为重要，帮助维持了实践教学的连续性。然而，虚拟实验无法完全复现真实操作中的触觉反馈、意外状况处理以及团队协作的真实体验。因此，最有效的策略是采取混合模式，将虚拟模拟作为实体实验的铺垫或补充，共同构建完整的技能培养体系。
游戏化与互动工具：提升参与度的催化剂
将游戏机制和互动元素融入教学，是提升学生动机和参与度的有效策略。从棋盘游戏BioDomínio到基于案例的在线学习活动，这些方法通过设置挑战、提供即时反馈和营造竞争或合作氛围，使学习过程更具吸引力。互动式动画、3D打印模型以及使用点击器进行的实时课堂反馈，都能帮助学生聚焦关键概念并澄清误解。这些方法的核心在于将被动接收信息转变为主动建构知识的过程。
展望：迈向批判性与公平的技术整合
本文综述强调，数字技术在生物化学教育中的应用远不止于工具层面的效率提升。它触及更深层的教育伦理与社会责任问题。技术的接入不平等可能放大已有的教育差距；算法设计可能隐含偏见；商业教育平台的运作逻辑可能与开放、批判的科学教育精神相悖。未来的研究和实践不应止步于验证某项技术的“有效性”，而应更关注其“公平性”与“批判性”。这要求教育者在整合技术时，始终以促进学生深度理解、培养批判思维和保障教育机会均等为核心目标。唯有如此，数字革命才能真正赋能生物化学教育，培养出能够应对21世纪复杂挑战的下一代科学家。
