生物化學課堂教學實戰經驗探討

導語：生物化學課堂教學實戰經驗探討一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

[摘要]現階段高校本科《生物化學》課程的教學目標注重應用型人才的培養，著重于訓練學生的創造性思維和創新能力。為了更好地實現這個目標，《生物化學》課程的教學內容有必要進行合理的調整，并選擇與之相符的教學資源；再通過教學方法相應的改進，把注意力更多地放在學生上，以激發學生學習生物化學的興趣，培養學生運用生物化學理論知識來解決實際問題的意識和能力。文章基于自身的本科《生物化學》課堂教學經歷，主要從教學內容和教學方法兩個方面對課程進行了總結和分析，希望為《生物化學》課程教學改革提供有價值的實戰參考經驗。

[關鍵詞]生物化學；課堂教學；實戰經驗；創造性思維；教學改革

17世紀的數學家、哲學家笛卡爾說過：“大學本科教育的價值不是學習很多事實，而是訓練大腦會思考?！备鶕?018年教育部的《關于加快建設高水平本科教育全面提高人才培養能力的意見》，近年來各高校日益重視加強本科生創新精神和實踐能力的培養[1]。《生物化學》是一門實用性較強的專業基礎課程，是農學、林學、植保、園藝、食品、生物等專業的本科生的必修課。目前《生物化學》課程的教學目標也著重于訓練學生的創造性思維和創新能力，以激發學生的學習興趣，進一步培養應用型人才[2]。授課教師如何實現這一教學目標是一項復雜的系統工程。這項工程需要以高質量的課堂教學為基礎，需要對傳統的教學內容和教學方法進行合理的調整和運用，為學生創新能力的培養創造有利條件?！皩W生為主體，教師為主導”是現代教學的指導思想。教師的主導作用在于激發學生的學習興趣，形成學習動機。目前現有的各種課堂講授方式大部分是建立在學生已經有學習主動性的前提下，而學習主動性的產生很大程度上與學習興趣相關聯[3]。那么在課堂上“如何教”就比“教什么”更值得教師去重視。文章就自身的《生物化學》課堂實踐經歷，對如何運用多樣的教學方法，培養學生的創造性思維這一方面做一經驗總結，希望為本科《生物化學》課程教學改革提供有價值的實戰參考經驗。

1引入與生物化學相關的科學史

“以史為鑒，可以知興替”。引入相關科學史不僅可以加深對生化知識點的理解，還可以了解到與生化學科相關的科研思路和發展趨勢。在緒論課上授課教師就可以開始引入與生物化學相關的科學史，在接下來的課程講授中教師可以繼續結合相應的教學內容介紹相關的科學史。比如自1901年以來，諾貝爾化學獎有差不多一半頒給了生物化學領域，諾貝爾醫學獎或生理學獎也與生物化學有著非常密切的聯系[4]。這些經典的科學史給生物化學教學提供了豐富的資源，對激發學生的愛國情懷也有一定的作用。授課教師可以給學生展示簡要的科學事件年代列表，幫助學生理清重大科學事件發生的先后順序和年代背景，同時可以突出某個生化方面的科學發現的重要性或創新性。教師還可以介紹某個生化理論的歷史來由，用照片和教學錄像還原當年研究者們探索的情境，讓學生或體驗生化理論的形成過程，或探究生化規律的發現過程，或參與生化實驗的設計過程。比如2017年是英國科學家弗朗西斯·克里克(FrancisCrick)關于“中心法則”(centraldogma)講座的第六十年[5]。授課教師就在課堂上給學生展示了克里克在美國冷泉港實驗室演講照片和“中心法則”早期的圖稿照片，并給學生指出克里克還大膽和準確地做出了關于轉運RNA(tRNA)的預測——認為必定存在可以將氨基酸引入蛋白質合成位點的小“適配器”分子，然后突出這個預測的意義：在當時tRNA是否存在是超乎想象的，是直到1961年才被證實和發表在《自然》雜志上的研究[6]。授課教師還可以給學生推薦一些與生物化學相關的科學史的書籍，比如洛伊斯N.瑪格納(LoisN.Magner)的《生命科學史》(AHistoryoftheLifeSciences)、賈雷德•戴蒙德(JaredDiamond)的《槍炮、病菌與鋼鐵》(Guns,GermsandSteel)、饒毅的《饒議科學》和王立銘的《吃貨的生物學修養》等。通過這些有趣的書籍，在課堂外繼續喚起學生課后自主學習的動力。

2善用類比和比較的方法引導學生

《生物化學》課程中有些概念和理論相當抽象，需要學生有一定的想象力。這時教師可以善用類比和比較的方法將之變得生動有趣。比如把F1F0-ATP合酶比喻成分子印鈔機，印出了ATP這種能量貨幣(energycurrency)。比如用形象的教學錄像給學生展示tRNA像電插頭接頭一樣，將特定的氨基酸帶到核糖體進行蛋白質裝配。比如在講授糖類化合物代謝途徑的課堂上，教師可以把糖酵解比喻成被“攔腰截斷”的一條線段，而在有氧條件下緊接其后的三羧酸循環是類似交通樞紐的一個圓環。此外，還有DNA和RNA的比較，不同代謝途徑之間的比較，氧化磷酸化和光合磷酸化的比較，三種能量儲存方式糖原、脂肪和蛋白質的比較等。類似的例子還有很多，需要授課教師長期的積累和不斷的總結。當學生掌握某部分生化內容后，教師可以引導他們將學習該部分內容的思路和方法用于其它相關部分的學習。比如在講授RNA的轉錄這部分的知識時，教師在講解完DNA復制之后，不要急于給學生講解RNA轉錄，而是應該針對RNA轉錄的學習內容設計表格，讓學生自行比較DNA復制和RNA轉錄的條件，包括模板、原料、所需的酶等，在表格中留下教學內容的“空白”，讓學生自己去探究復制和轉錄的異同點后填空。學生會發現DNA復制和RNA轉錄合成鏈的方向是一致的，但兩者所用的模板鏈、半保留復制和不對稱轉錄等有所差異。在這個比較學習的過程中，學生在鞏固已學知識的同時，加深了對新知識的理解，創新意識和創新能力也得到了鍛煉。

3設計好啟發性問題促進思考

啟發式教學是有效激發學生學習興趣，開發學生創造性思維，引導學生探究科學問題，幫助學生理解和掌握課程重要知識點的手段[7]。教師可以根據教學進展提前設計好啟發性問題，但是不要直接將參考答案和盤托出。如果設計的問題涉及到的知識點比較多，或者需要進行資料查詢，教師可以考慮將其布置成課后作業，在將參考答案提供給學生之前，盡可能地讓學生自行去發現。通過學生的解答或作業反饋，教師也可以了解學生對重要知識點的掌握程度，可以更有針對性地進行指導。比如為了讓學生對堿基互補配對(base-pairing)原則有更多更深入的了解，教師可以引導學生去收集“堿基互補配對無處不在”的事實，讓他們自行去發現堿基互補配對不僅存在于DNA雙螺旋結構中，還存在于DNA復制、轉錄、翻譯、反轉錄過程中，原核生物起始密碼子的識別中，RNA干擾(RNAi)中，聚合酶鏈式反應(PCR)中，Southern印跡雜交(Southernblotting)中，Northern印跡雜交(Northernblotting)中，DNA芯片(DNAchip)中，熒光原位雜交(FISH)中，基因組編輯(genomeediting)中等等。通過學生主動地去搜尋資料和歸納總結，不僅掌握了生化知識點，還拓寬了知識面和視野。在《生物化學》的課程教學中，教師還可以在學生已經基本掌握生化基礎理論的前提下，針對與生化相關的熱點內容設計問題，在課堂上提問學生，并圍繞問題展開討論，提高課堂參與度。結束時教師進行必要的指導、評價和總結。在教學核酸這一章節時，教師可以在給學生系統講解核酸的結構和性質等基礎理論知識之后，先提問學生：“轉基因食品安全嗎？”再層層分解為一個個小問題拋給學生：“食物中的核酸能進入人體細胞嗎？人體如何產生核酸？吃太多核酸會有什么危害？核酸營養品與核苷酸類似物有什么不同？”

4教學案例既聯系日常又與時俱進

《生物化學》是專業基礎課，知識點多且理論性強。如何激發學生的學習興趣和求知欲成為教學的關鍵點。緊密結合課程講授的知識點選擇教學案例是一個有效的方法，選擇的案例最好既聯系日常又與時俱進，并結合多媒體技術把這些實例直觀生動地展現在學生眼前。聯系日常的案例可以優選一些與生化知識點密切相關的生活實例。比如教師在講授蛋白質等電點的概念時，可以聯系“喝酸奶舔瓶蓋”這個生活實例，正好華農酸奶是華南農業大學生產的著名產品之一。教師可以引導學生分析“倒掛”在瓶蓋上的酸奶口感更濃郁的原因，指出在牛奶發酵成為酸奶的過程中，當pH值降低到酪蛋白的等電點時，酪蛋白膠粒就會相互交聯形成酪蛋白網，鎖住乳清蛋白和水分[8]；而“倒掛”在瓶蓋上的酸奶由于乳清蛋白和水分的進一步析出而導致蛋白質含量更高，故口感更為濃郁。此外，比如在講授代謝途徑時恰逢學校運動會的舉行，教師就可以從生化的角度引導學生探討田徑徑賽中的200米和400米短跑哪個挑戰性更大。類似的案例還有熱帶水果榴蓮的氣味是與哪個氨基酸的分解有關，制作粵式煲仔飯選用的米中支鏈淀粉含量高還是低等等。在緒論課時教師可以做一個有關諾貝爾獲得者最近在生化方面的研究進展介紹。在介紹生物化學的發展階段時教師可以引入一些與各章節密切相關的經典實例。比如諾貝爾獎背后的微小功臣——嗜熱四膜蟲(Tetrahymenathermophile)是如何在端粒和端粒酶的發現和研究中做出了貢獻。這些學生不知道或知道一些但了解不深入的案例可以讓學生感到生化課程學有所用。

5總結和進一步的想法

綜上所述，文章根據自身教學體會，從教學內容和教學方法兩個方面對《生物化學》的課程改革進行了探討，目的是有效地提高學生學習生化課程的積極性，培養學生的創造性思維。教學內容的優化結合教學方法的改進，不但能提高生化課程的教學質量和課堂參與度，還能調動學生思考問題的積極性，培養學生的自主學習能力。建議有可能的話，講授理論課程的老師可以同時帶實驗課程，這樣既能增進師生之間的交流，又能更好地了解學生對理論知識的掌握情況。在高校本科《生物化學》教學過程中，如何更有效地提高學生對課程的關注度，如何讓選取的教學案例更好地為理論知識服務，如何不斷地提高授課教師的課堂組織能力等問題，都為今后的教學實踐留下了不斷探索的廣闊空間。

參考文獻

[1]何倩鴻，王科盛，丁杰雄．探索新形勢下實踐創新能力培養新機制[J]．教育教學論壇，2020(53)：203-205．

[2]徐春蘭，尚曉婭，牛衛寧．《生物化學》課程教學與考核模式改革初探[J]．教育教學論壇，2020(15)：162-164．

[3]劉彥彤．生物化學課程教學方法改革初探[J]．中外企業文化，2020(6)：151-152．

[4]IoannidisJPA，CristeaI-A，BoyackKW．WorkhonoredbyNobelprizesclustersheavilyinafewscientificfields[J]．PLoSONE．2020，15(7)：e0234612．

[5]CobbM．60yearsago，FrancisCrickchangedthelogicofbiology[J]．PLoSBiol．2017，15(9)：e2003243．

[6]JudsonHF．Theeighthdayofcreation：makersoftherevolutioninbiology[M]．Plainview：ColdSpringHarborLaboratoryPress，1996．

[7]孫夢，王靜，尤衛艷，PBL在基礎醫學專業高級生物化學中的應用[J]，教育教學論壇，2020(51)：147-148．

[8]張和平．乳中酪蛋白膠粒的形成及其結構[J]．中國乳品工業，1991(5)：235-239

作者：黃曉 巫光宏 羅娜 李發強 單位：華南農業大學 生命科學學院