生物化學(xué)中蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的教學(xué)探討

張國輝

摘 要： 文章分析了蛋白質(zhì)化學(xué)在生物化學(xué)教學(xué)中的地位及蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)自身知識結(jié)構(gòu)的特點，從教學(xué)環(huán)節(jié)、課件制作、高效利用課堂時間等方面對蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)教學(xué)進行探討，希望對提高生物化學(xué)中蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的教學(xué)質(zhì)量有所幫助。

關(guān)鍵詞： 蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu) 教學(xué)環(huán)節(jié) 課件制作

生物化學(xué)是學(xué)習(xí)生命科學(xué)的一門重要基礎(chǔ)課程。對于農(nóng)林院校的學(xué)生來說，學(xué)習(xí)生物化學(xué)可以使他們從分子水平認識諸多生物學(xué)現(xiàn)象，有利于他們深入認識農(nóng)林業(yè)中各種生命的化學(xué)本質(zhì)及其變化規(guī)律，從而利用這些規(guī)律處理當(dāng)前農(nóng)林業(yè)中存在的問題，促進農(nóng)林業(yè)產(chǎn)品向著高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的方向發(fā)展，造福于民。然而，許多學(xué)生反映生物化學(xué)課程內(nèi)容繁多，理解困難，難以記憶。究其原因在于生物化學(xué)的課程內(nèi)容幾乎涉及生命活動的方方面面，其概念繁多而且高度抽象，特別是蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)這一部分內(nèi)容。為了強化蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)部分的教學(xué)效果，筆者總結(jié)自己的教學(xué)實踐，談一些體會。

一、蛋白質(zhì)化學(xué)在高校生物化學(xué)教學(xué)中的地位

蛋白質(zhì)化學(xué)是生物化學(xué)課程中重要的一章，重點介紹蛋白質(zhì)的化學(xué)組成，蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系，以及蛋白質(zhì)的主要性質(zhì)、分離與純化。蛋白質(zhì)化學(xué)這個教學(xué)模塊是許多教材中的第一章，也有教材放在第二章，但都能看出該模塊是進行生物化學(xué)后續(xù)教學(xué)模塊的基礎(chǔ)。由于生物體內(nèi)酶的主要成分是蛋白質(zhì)，而生物體內(nèi)幾乎所有反應(yīng)都是在各種酶的催化下完成的，因此蛋白質(zhì)幾乎參與了生命過程的各個環(huán)節(jié)。換句話說，在生物化學(xué)的所有教學(xué)模塊中除了核酸化學(xué)這一模塊之外，其他各模塊均涉及蛋白質(zhì)。由此可見，蛋白質(zhì)化學(xué)的教學(xué)在整個生物化學(xué)的教學(xué)過程中占有十分重要的地位。

二、蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的自身知識結(jié)構(gòu)特點及教學(xué)探討

蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)化學(xué)這一章中的重點內(nèi)容，主要介紹蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)，超二級結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)域，蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)，以及蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)，要求學(xué)生掌握的基本概念比較多，而且多數(shù)概念高度抽象，不易理解[1]。這部分內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣，逐層遞進，但對與初次接觸生物化學(xué)的大學(xué)生來說，如果只是按這樣的邏輯講解，他們很難真正理解蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)層次。為了強化蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)這部分的教學(xué)效果，建議從以下幾方面把握。

1.科學(xué)組織教學(xué)環(huán)節(jié)

蛋白質(zhì)化學(xué)中對于蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)部分的教學(xué)，多數(shù)采用“蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)，超二級結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)域，蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)，以及蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)”的教學(xué)模式，對于這種“單線模式”[2]（圖1），教師每講一個層次的結(jié)構(gòu)，學(xué)生很可能就困于該層次，待到所有層次的結(jié)構(gòu)都講解完畢時學(xué)生仍有“不識廬山真面目”的感覺。事實上，這部分內(nèi)容的教學(xué)模式可以調(diào)整成“多線模式”[2]（圖2），即蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)講解完畢后直接講蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)，從蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)中講解組成它的蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)，超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域。這樣一來，學(xué)生可以清晰明了地觀察到具有三級結(jié)構(gòu)的單體蛋白質(zhì)各個層次的形態(tài)、結(jié)構(gòu)，更有利于學(xué)生從整體上把握蛋白質(zhì)的不同層次。待到這部分講解完畢后，再從蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)出發(fā)講解蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。因為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)主要考慮組成它的亞基排布及其相互作用，而其中的亞基主要指具有三級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，由此可見蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)基本不會考慮蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)一下的層次（蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)，超二級結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)域）。這種“多線模式”的教學(xué)通過課堂上學(xué)生的反饋信息分析，使學(xué)生在這種模式下學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)部分明顯提高了學(xué)習(xí)效率，換言之，該模式更有利于學(xué)生理解蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)層次。

圖1 單線模式

圖2 多線模式

2.精心制作課件

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，多媒體教學(xué)已成為高校課堂教學(xué)的主要模式。多媒體教學(xué)是指在以教師講解為主的傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，將多媒體計算機和大屏幕投影系統(tǒng)作為教學(xué)媒體和教學(xué)手段引入課堂[3]。這種教學(xué)模式以圖形、圖像、動畫、視頻等形式將教學(xué)內(nèi)容比較直觀形象地加以呈現(xiàn)[4]-[5]。蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)部分基本概念繁多并且高度抽象，利用多媒體可以將課程中這些抽象的概念生動直觀地表現(xiàn)出來。但制作課件時有兩點要把握。首先，每張幻燈片除了核心概念其余文字盡量壓縮，使學(xué)生在短時間內(nèi)把注意力集中在知識點上；其次，精心選擇圖片，切記勿用與主題無關(guān)的圖片，更不能喧賓奪主。這部分對圖片的選擇直接關(guān)系到學(xué)生對蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的理解，一張好的圖片會達到事半功倍的效果，其中蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的圖片必須精心選擇，因為關(guān)系到“多線模式”教學(xué)的成敗。蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的圖片必須選擇具有兩個以上結(jié)構(gòu)域的單體蛋白質(zhì)，并且每個結(jié)構(gòu)域中要能清晰呈現(xiàn)出蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)和超二級結(jié)構(gòu)。這類圖片最好從高質(zhì)量的學(xué)術(shù)論文中下載，一方面圖片清晰完整，另一方面圖片真實更具說服力。

3.高效利用課堂時間

教學(xué)是教和學(xué)的結(jié)合，在教學(xué)過程中教師起引導(dǎo)作用，學(xué)生是教學(xué)對象和參與者。教師在教學(xué)活動中要充分調(diào)動學(xué)生的積極性，高效利用課堂時間，注重教學(xué)方法和手段，以強化教學(xué)效果[6]。具體來說要做到以下兩點。

首先，在蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)教學(xué)中，要調(diào)動學(xué)生的積極性。雖然這部分內(nèi)容比較抽象，但也要盡可能將理論知識與實際問題結(jié)合起來，以提高學(xué)生積極性。如在講蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)中α-螺旋和β-折疊時，將毛發(fā)蛋白和蠶絲蛋白的例子引入，讓學(xué)生先有感性認識再進入微觀結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，調(diào)動學(xué)生積極性。

其次，課程內(nèi)容的講授時間要有所選擇。生物化學(xué)作為農(nóng)林院校的專業(yè)基礎(chǔ)課雖然學(xué)時比較多，但每到一個知識點講授時要本著“能用一學(xué)時不用兩學(xué)時，能用一次課不用兩次課”的原則集中講解，這樣可以最大限度地避免學(xué)生因兩次課之間的間隔時間而影響對完整知識點的理解。蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)部分的講授更是如此。這就需要教師在課下做更多工作，把這個知識點的內(nèi)容吃透——把書變薄。這樣課堂上省下來的時間可以和學(xué)生共同探討對該部分的理解，從而既使學(xué)生對所講知識有消化吸收的時間，又可借此機會了解不同學(xué)生的掌握程度。

參考文獻：

[1]王亮，王清河，李先軍，等.運用Flash制作生物化學(xué)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)章節(jié)課件的探討[J].承德醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2001，28（4）：159-160.

[2]宋月芹，董鈞鋒.高校普通昆蟲學(xué)昆蟲分類教學(xué)探討[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2011（6）：14-15.

[3]王曦.多媒體教學(xué)中幾個值得注意的問題[J].湖北師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2003，23（3）：77-78.

[4]張建民，王文凱，李傳仁，等.普通昆蟲學(xué)多媒體課件制作與應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)刊，2009（34）：189-190.

[5]劉文霞，宋宏立，王麗寧.多媒體對《園藝植物昆蟲學(xué)》教學(xué)的影響[J].考試周刊，2010（12）：217.

[6]黃剛，何鳳田，李蓉芬.生物化學(xué)教學(xué)過程中的幾點體會[J].山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報（基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版），2006，8（5）：467-468.