生物化學(xué)酮體生成實驗的課堂設(shè)計與教學(xué)體會

余文敏，殷嫦嫦，柯秀梅，鄔亞華，張義平

（九江學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院/九江市轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)重點實驗室，江西 九江 332000）

生物化學(xué)是醫(yī)藥學(xué)專業(yè)重要的基礎(chǔ)課，其實驗課是以培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力為目標(biāo)。一些驗證試驗，是為了加深學(xué)生對理論知識理解，培養(yǎng)科學(xué)思維能力，為今后學(xué)習(xí)和工作奠定基礎(chǔ)[1]。在脂類代謝教學(xué)中，酮體是一個重要的知識點，酮體生成實驗也是一個重要的實驗，能夠幫助學(xué)生掌握酮體的概念、酮體生成的部位及其生理意義，從而很好地理解“肝內(nèi)生酮，肝外用酮”基本理論，以及臨床中遇到的由于饑餓、糖尿病所引起的酮癥酸中毒，外科手術(shù)刺激下的機體酮體水平增高等現(xiàn)象[2]。我院醫(yī)藥專業(yè)畢業(yè)生將會從事醫(yī)藥相關(guān)工作，因此，學(xué)生在校期間掌握酮體生成及其相關(guān)意義十分必要。為此，本文對新課導(dǎo)入、實驗內(nèi)容講解以及在實驗教學(xué)中滲透教書育人理念等方面進行介紹，旨在為酮體生成實驗教學(xué)提供一些新思路。

1 利用臨床案例導(dǎo)入新課，做好預(yù)實驗

由于新課的導(dǎo)入對吸引學(xué)生盡快進入課堂學(xué)習(xí)狀態(tài)非常重要[2]。此次實驗課我們先復(fù)習(xí)上節(jié)課脂類代謝中酮體的生成知識，用糖尿病患者臨床案例來導(dǎo)入，糖尿病患者因胰島素嚴(yán)重不足而引起糖的利用障礙，導(dǎo)致血糖顯著升高，促使尿糖排泄增加，機體只能動用脂肪降解作為主要能量來源，一旦脂肪過度分解，會產(chǎn)生大量乙酰輔酶A以及酸性物質(zhì)——酮體。酮體能在體內(nèi)積聚，導(dǎo)致代謝性酸中毒，也就是我們常說的“糖尿病酮癥酸中毒”。然后從化學(xué)角度分析酮體含量升高可能出現(xiàn)pH值低于正常值而發(fā)生酸中毒的現(xiàn)象。最后讓學(xué)生深入思考，層層遞進，通過導(dǎo)入案例提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，得出結(jié)論酮體生成實驗非常重要。

通過先期導(dǎo)入，學(xué)生再開始做實驗，應(yīng)注意的是在實驗課前要先完成預(yù)實驗。預(yù)實驗中能發(fā)現(xiàn)一些問題，以便及時對實驗過程進行改進和更新。例如預(yù)實驗時發(fā)現(xiàn)，加顯色粉攪拌時，每攪拌一次，玻璃棒必須清洗，否則會造成假陽性結(jié)果；如果在操作中先從第四管攪拌，然后按第三、第二、第一管順序攪拌，實驗造成的假陽性會明顯減少很多。理論上分析實驗結(jié)果應(yīng)該只有第一管顯示為淡紅色，其他各管不顯色。但是在實際實驗中也能看見第二管出現(xiàn)一點淡紅色，這里提示學(xué)生要正確分析實驗結(jié)果：（1）由于肝勻漿中存在少量酮體，遇顯色粉呈顏色變化；（2）理論上第二管未加入底物，不能生成酮體，肝勻漿中含少量酮體，也不會出現(xiàn)顏色變化，可能是實驗誤差；（3）顏色的變化和所加酮體試劑的量有一定相關(guān)性，因此加的酮體試劑量要一致，避免造成誤差。

2 優(yōu)化實驗內(nèi)容，利用翻轉(zhuǎn)課堂加深理解

該實驗?zāi)康脑谟谏钊肜斫馔w生成的生理意義。以往實驗采用傳統(tǒng)模式，實驗技術(shù)人員在實驗課前已經(jīng)做好實驗的準(zhǔn)備工作，教師只對實驗原理、內(nèi)容、步驟、注意事項等逐一講解，學(xué)生按照實驗操作步驟進行操作即可，整個實驗知識的學(xué)習(xí)和操作基本是填鴨式的，盡管對所學(xué)內(nèi)容鞏固有一定效果，但不利于學(xué)生獨立思考能力的培養(yǎng)，再加上實驗結(jié)果已知，導(dǎo)致課堂氣氛沉悶。為避免傳統(tǒng)教學(xué)中的弊端，采用翻轉(zhuǎn)課堂，要求學(xué)生提前預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容，以小組為單位討論實驗內(nèi)容，并讓學(xué)生講解此次實驗內(nèi)容，待學(xué)生講述完畢，再做相應(yīng)補充，加深學(xué)生對該實驗的理解，培養(yǎng)學(xué)生獨立完成實驗的能力[3]。

由于該實驗為定性實驗，學(xué)生避免實驗誤差的概念不強，例如：多種試劑常共用一個滴管加，換加試劑前也不清洗滴管，還有學(xué)生在保溫前不搖勻，常常導(dǎo)致誤差。由于該實驗每管的區(qū)別主要在于肝勻漿和肌勻漿，實驗前必須強調(diào)避免一種試劑混入另外一種試劑，因此在每加完一種試劑后一定要清洗滴管，并且取完試劑后要將試劑瓶蓋好，用完滴管后要放入有蒸餾水的燒杯中，使用前必須清洗。

由于是分組實驗，組中學(xué)生每人拿一支試管滴加試劑，然后保溫和離心，使得每管所加試劑量的差異較大，人為因素造成的誤差較大。因此，要求每種試劑盡量由同一位學(xué)生加入，這樣能使試劑量保持一致。最后提出問題：本實驗用丁酸作為底物，與新鮮肝勻漿一起保溫，主要利用肝組織中什么酶系？酮體中的哪兩種物質(zhì)可與亞硝酸鐵氰化鈉發(fā)生作用而顯色？學(xué)生以小組討論的形式交流后給出答案。學(xué)生圍繞問題進行思考，討論氣氛熱烈，能提出各種建議，提高了實驗教學(xué)效果，加深了對酮體知識點的理解。討論式教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生的參與意識以及科研素養(yǎng)、發(fā)現(xiàn)和解決問題能力。經(jīng)過討論，學(xué)生會得出各種答案，教師給出解釋，使學(xué)生明白由于肌勻漿本身有少量內(nèi)源性酮體存在，導(dǎo)致該實驗肌勻漿的試管出現(xiàn)假陽性，避免了學(xué)生在分析實驗結(jié)果時誤以為肌勻漿也能生成少量酮體。教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生在實驗中理解“肝內(nèi)生酮”，進一步思考如何證明“肝外用酮”，進而讓學(xué)生自己設(shè)計實驗。由于本實驗利用肝臟的生成酶系，可以提示學(xué)生結(jié)合酶學(xué)相關(guān)知識，思考如何能縮短保溫時間。讓學(xué)生理解溫度對酶促反應(yīng)的影響，可以提示學(xué)生另外配置試管，設(shè)置不同溫度及時間，觀察反應(yīng)結(jié)果，從而得出本實驗保溫的最短時間[4-5]。多年的實驗教學(xué)經(jīng)驗證明保溫時間可以縮短為20～30分鐘。

3 培養(yǎng)學(xué)生科研素養(yǎng)，增加知識點

目前一般1名教師帶教30名學(xué)生，教師很難準(zhǔn)確把握每位學(xué)生實驗課實際操作情況。而考核包括實驗報告、操作能力和出勤3方面。實驗報告中的實驗?zāi)康?、原理、步驟模式化，學(xué)生實驗報告雷同，不能真實反映學(xué)生是否掌握基本方法及其實驗分析能力，實驗成績差距小。在該實驗課中增加一些額外知識，可以加深學(xué)生對理論知識的理解，培養(yǎng)其科研素養(yǎng)。結(jié)合相關(guān)文獻報道和教學(xué)經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，缺氧環(huán)境中實驗效果更明顯。教師就此現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生思考缺氧條件下為何產(chǎn)生明顯的實驗效果，原因是什么？引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合臨床現(xiàn)象對實驗進行討論，應(yīng)用生物化學(xué)基礎(chǔ)知識分析解決臨床實際問題。該實驗充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生的分析問題和解決問題能力得到培養(yǎng)，開闊了思路。通過以上設(shè)計，避免了學(xué)生死記硬背造成的假陽性、假陰性[6-7]，并且生動的實驗現(xiàn)象引發(fā)了學(xué)生深入思考，不僅理解了所學(xué)知識，還培養(yǎng)了學(xué)生解決問題能力。

4 教書育人，培養(yǎng)團隊合作意識

本實驗課以病例導(dǎo)入教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以獨立思考為基礎(chǔ)，學(xué)生在組內(nèi)相互討論交流自己的觀點，然后在課上交流，改變了以往以教師為主體的實驗教學(xué)模式，使學(xué)生的個性思維既得到充分展示，又能在與同學(xué)的討論中獲得所需要的知識，促進了學(xué)生的全面發(fā)展[8]。

教師應(yīng)在平時教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生強烈的責(zé)任心，學(xué)生畢業(yè)后面對的是患者，不僅要醫(yī)術(shù)精湛，更要樹立“以人為本”的職業(yè)觀。培養(yǎng)團隊合作精神是當(dāng)代教育的重要任務(wù)之一[9-10]。為此，我們在教學(xué)中采用分組形式，學(xué)生4人一組并推選一名負(fù)責(zé)人，明確各成員責(zé)任，進行本組實驗及實驗討論。多年的教學(xué)經(jīng)驗告訴我們，同樣的教學(xué)內(nèi)容，采用不同教學(xué)方式取得的教學(xué)效果相差甚遠(yuǎn)。因此，教師應(yīng)在充分備課的基礎(chǔ)上，精心設(shè)計實驗教學(xué)過程，將實驗內(nèi)容講活講透，既讓學(xué)生認(rèn)識到課程內(nèi)容的重要性，又讓其感到有趣和實用，同時在課程教學(xué)中始終貫穿教書育人理念。我們相信通過本次實驗課，學(xué)生不僅學(xué)到了知識，更學(xué)到了方法，培養(yǎng)了持續(xù)學(xué)習(xí)能力。