生物化學教學中的想象力

閻博 趙晶

(第四軍醫(yī)大學生物化學與分子生物學教研室，陜西 西安 710032)

·醫(yī)學教育·

生物化學教學中的想象力

閻博 趙晶*

(第四軍醫(yī)大學生物化學與分子生物學教研室，陜西 西安 710032)

目的探討發(fā)揮想象力調動形象思維在生物化學教學中的應用。方法嘗試將豐富的想象力運用于課堂教學，以物質代謝章節(jié)教學為例，從三個層次改善教學效果。結果想象力的發(fā)揮調動了形象思維，既能夠使生化概念的理解更為生動形象，也可以使復雜的代謝過程歸納起來更為簡便直觀，還可以加深對整個物質代謝網(wǎng)絡內在規(guī)律的邏輯整合。結論充分發(fā)揮想象力可以使生化知識變得生動有趣，大大激發(fā)了學生的學習興趣，提高了教學質量。

生物化學; 課堂教學; 想象力; 教學方法

生物化學是醫(yī)學院校一門重要的專業(yè)基礎課，其特點是概念抽象、過程繁雜，學生普遍感到難學[1-2]。尤其是物質代謝教學，瑣碎的代謝物名稱晦澀難記，紛繁的代謝途徑難以梳理，始終挑戰(zhàn)著教師和學生的智慧[3]。目前在教學內容優(yōu)化[4]、教學方法改革[5]、教學理念提升[6]、緊密結合臨床需求[7]等方面已有多個院校進行了積極嘗試，取得了一定效果。在激發(fā)學生學習興趣方面，我們獨特的做法是將豐富的想象力融入物質代謝教學過程中，在十多年的課堂教學實踐中效果令人滿意。這種想象力的運用分為以下三個層次。

一、概念理解上的想象

物質代謝中的概念繁多，難念難記更難理解，我們通過貼近生活實際的比喻，將晦澀的生化名詞想象成大家熟悉的、看得見摸得著的事物，學生更容易理解和接受。

例如，講脂肪分解代謝的時候，會提到脂肪酸和酮體兩種脂類能源，它們都可以分解生成乙酰輔酶A(coenzyme A, CoA)，然后進入檸檬酸循環(huán)氧化供能。經(jīng)常有學生理解不了這二者的關系。我們通過形象的類比，把脂類能源想象成人民幣。脂肪酸可以分解出多個乙酰CoA，好比五十元、一百元的整錢；而酮體只能分解出1～2個乙酰CoA，好比一元兩元的零錢。饑餓時，脂肪動員取出脂肪酸整錢，但腦組織不用整錢，所以脂肪酸必須去肝中兌換零錢-酮體。進食后，脂肪組織儲存脂肪酸整錢，它既可來源于小腸的乳糜微粒途徑，也可來源于肝的極低密度脂蛋白途徑，還可由脂肪組織自身合成，最終以脂肪的形式儲存起來。

通過這種形象的比喻，學生更容易理解這兩種脂類能源相互依賴、相互補充的協(xié)作關系，對于組織器官的代謝特點和能源偏好也有了更好的理解。

二、過程歸納上的想象

物質代謝中的基本途徑種類多，并且相互交織，學生常覺得頭緒亂，難以梳理出清晰的框架[8]。我們通過形象的概括歸納，將繁雜的代謝途徑大大簡化，學生記憶和理解更加輕松。

以糖代謝為例，它主要包括三方面：分解、儲存、合成。其中，糖分解主要有3條途徑，儲存有肝糖原和肌糖原2種形式，合成主要是糖異生。我們把糖代謝想象成一個“吉”字(圖1)。糖酵解和糖異生就是吉字中間的一豎。葡萄糖向下分解，經(jīng)葡糖-6-磷酸生成丙酮酸，這就是糖酵解；反之，丙酮酸逆行向上生成葡萄糖，就是糖異生。磷酸戊糖途徑是吉字最上邊的左半橫，由葡糖-6-磷酸分支生成磷酸戊糖和還原型輔酶Ⅱ。糖原代謝為吉字最上邊的右半橫，由葡糖-6-磷酸向另一側分支生成糖原。從這可以看出，葡糖-6-磷酸是糖代謝重要的十字路口。糖代謝也有一個丁字路口-丙酮酸。無氧時，丙酮酸向左分支，生成乳酸；有氧時，丙酮酸向右分支，生成乙酰CoA，然后進入檸檬酸循環(huán)，形似吉字下邊的口?？傊?，通過一些關鍵樞紐物質，如葡糖-6-磷酸、丙酮酸，把糖代謝連成一個統(tǒng)一的整體。

圖1 糖代謝想象為“吉”字

Fig 1 Glucose metabolism is imagined as the Chinese character "Ji"

Note: ①: glycolysis; ②: gluconeogenesis; ③: pentose phosphate pathway; ④: glycogen metabolism; ①+⑤: anaerobic oxidation; ①+⑥+⑦: aerobic oxidation.

圖2 物質代謝的四層神秘面紗

Fig 2 Four layers of mystery about material metabolism

像這樣梳理糖代謝的脈絡，學生們一方面提高了學習興趣，對于代謝篇章的畏難情緒也消失了，另一方面還像拎葡萄串一樣緊緊抓住了全章的框架，在學習過程中更加自信。

三、邏輯整合上的想象

物質代謝不僅僅是一種營養(yǎng)物質的分解與合成的整合，更同時涉及多種營養(yǎng)物質的代謝過程，而且不同組織器官具有不同的代謝整合特點，以適應各自的生理功能。這些整合的內在規(guī)律體現(xiàn)出極大的復雜性、靈活性和適應性，學生的理解往往重局部輕整體，難以從全局發(fā)展地看待代謝變化的動態(tài)規(guī)律。

針對這一問題，我們將自己對物質代謝的感悟寫成了一個科普小故事[9]，它就像一部生化版本的大片“我是誰”，分四層逐步揭開了物質代謝的神秘面紗(圖2)。①代謝初印象：神秘變幻的立體畫。主要講代謝的兩大特征—整體性和動態(tài)性。如果把三大營養(yǎng)物想象成代謝三原色，那就必然存在著更多的代謝漸變色，這些豐富的色彩勾勒出不斷變幻的立體畫，從不同角度會看出不一樣的味道。②代謝再思考：運籌帷幄的指揮棒。主要講代謝的三大藝術—節(jié)約、統(tǒng)籌和適應，它們好比樂譜中的三大主旋律形成了完美合奏，使代謝這支變奏曲激揚起伏，扣人心弦。③代謝又啟示：蘊含哲理的水晶球。主要講要學會用聯(lián)系的眼光、用發(fā)展的眼光看待問題。例如，“是藥三分毒”體現(xiàn)了代謝全局觀的重要性；而各種代謝池，如乙酰CoA代謝池，在飽食和饑餓狀態(tài)下代謝路徑截然不同，決不能以一概全。④代謝終回味：時空交錯的小宇宙。主要講代謝網(wǎng)絡、基因表達網(wǎng)絡、信號轉導網(wǎng)絡通過共用一些組件，使它們之間發(fā)生多向的信息流動，好像上演了一部跌宕起伏的穿越劇，精彩紛呈。

通過這樣充滿想象力的歸納和整合，學生反映對于物質代謝網(wǎng)絡的內在聯(lián)系和變化規(guī)律的理解更加深入了，學習起來覺得有滋有味，也更多地主動思考代謝進化過程中的選擇及其深遠意義。

綜上，生化教學一旦有了豐富的想象會讓人著迷，因為想象力可以使生化知識變得有趣，而趣味性又會使生化課堂變得鮮活，學生們不但喜歡聽，還愛上了生化這門學科。這種將形象思維運用于生化教學的理念具有普遍意義，還可推廣至其他基礎醫(yī)學課程和理學教育的課堂實踐中。

1王延蛟, 許晨波, 斯坎德爾·白克力. 關于提高醫(yī)學生物化學教學質量的幾點體會 [J]. 科技信息, 2013(23): 153.

2周曉晶, 劉伯巖, 王冰梅. 淺談如何激發(fā)醫(yī)學院校學生的學習興趣--以生物化學教學為例 [J]. 吉林廣播電視大學學報, 2013(10): 64-65.

3鄭靜虹, 謝麗玲. 生物化學三大物質代謝教學心得 [J]. 生物學雜志, 2003, 20(3): 58.

4鄔敏辰, 唐存多. 醫(yī)學生物化學教學改革的初步探索 [J]. 西北醫(yī)學教育, 2013, 21(5): 980-982.

5王聰睿, 董衛(wèi)華, 王小引, 等. 開放式教學在醫(yī)學生物化學教學中的嘗試和思考 [J]. 新鄉(xiāng)醫(yī)學院學報, 2010, 27(4): 427-428.

6周志遠, 姚富麗. 三因素思維模式在生物化學的物質代謝教學中的應用 [J]. 現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生, 2009, 25(17): 2713.

7高云, 繆明永, 盧小玲, 等. 臨床相關知識在醫(yī)學專業(yè)生物化學教學中的運用 [J]. 西北醫(yī)學教育, 2013, 21(5): 954-956.

8繆明永, 楊生生, 陳歡, 等. 以葡萄糖代謝為中心開展物質代謝教學體會 [J]. 基礎醫(yī)學教育, 2013, 15(7): 671-673.

9趙晶, 閻博. 自省、合作、開放、發(fā)展-物質代謝的生存之道 [M]// 李霞, 趙晶, 主編. 生命之窗—生命科學前沿縱覽(生物化學與分子生物學分冊) . 西安: 第四軍醫(yī)大學出版社, 2014: 1-16.

ImaginationinBiochemistryteaching

YANBo,ZHAOJing

DepartmentofBiochemistry&MolecularBiology,FourthMilitaryMedicalUniversity,Xi'an710032, China

ObjectiveThe application of imagination in the teaching of Biochemistry was discussed.MethodsTaking the teaching of material metabolism as an example, the imagination was applied to the classroom teaching from three levels.ResultsThe abundant imagination to biochemistry class mobilized the image thinking, which facilitated the understanding of basic concepts, the summarizing of the multiple interrelated processes and the comprehensively integrating of the life logics.ConclusionSuch imaginative teaching has made biochemistry knowledges interesting and Biochemistry class popular, as evidenced by our teaching experience.

Biochemistry; Classroom Teaching; Imagination; Teaching method

1671-2897(2017)16-254-02

閻博，講師，E-mail: yb5870@163.com

*通訊作者： 趙晶，教授，E-mail: zhaojing@fmmu.edu.cn

R 34

A

2016-09-13；

2016-12-30)