提高基礎生物化學課堂教學效果的途徑探索

肖繼坪 羅靜波 于虹漫 陳疏影 梁艷麗 字淑慧

摘要 基礎生物化學是農科類、生物類、環(huán)境類、醫(yī)藥類等高等院校開設的一門專業(yè)基礎課，課程較難，且面臨學時少、教學任務重的狀況，普遍存在“教師教得吃力，學生學得勉強”的現象。因此，采用單一的傳統教學模式已經很難提高教學效果。從優(yōu)化教學內容、改進教學方法、注重信息技術與課程的整合、加強研究性實驗操作的教學設計、創(chuàng)新教學評價模式等方面探討了提高基礎生物化學課堂教學效果的途徑。

關鍵詞 基礎生物化學；教學內容；教學方法；研究性實驗；教學效果

中圖分類號 S-01文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2018）16-0234-03

Abstract Basic biochemistry is a professional basic course in agricultural， biological， environmental， medical colleges and universities.Due to difficult curriculum， fewer hours and harder teaching tasks， there is a common problem that “teachers are too hard to teach and students are too hard to learn”.Therefore， the teaching effect is difficult to be improved by using single traditional teaching model.The approaches to improve the class teaching effect of basic biochemistry was explored through optimizing the teaching contents， improving the teaching methods， paying more attentions to the integration of information technology and curriculum， strengthening the teaching design of research experiments， and innovating teaching evaluation models， etc..

Key words Basic biochemistry；Teaching content；Teaching methods；Research experiments；Teaching effect

基礎生物化學是研究生命現象化學本質的科學，從化學的角度理解生命現象，探索和解釋生命規(guī)律，是生命科學領域的一門重要學科，也是農科類、生物類、環(huán)境類、醫(yī)藥類等高等院校開設的一門重要專業(yè)基礎課[1]。同時，基礎生物化學也是大部分生物類及相關學科研究生入學考試的必考科目。因此，學好基礎生物化學無論對學生的本科專業(yè)課程學習還是繼續(xù)深造都十分重要。基礎生物化學一般設置在普通化學、有機化學、分析化學等基礎課之后，后續(xù)課程為分子生物學、細胞生物學、植物生理學、栽培學、環(huán)境科學、植物保護、育種學等專業(yè)課，因此它在人才培養(yǎng)和專業(yè)建設中起著承上啟下的作用。

基礎生物化學是從分子層面闡述生命體的化學組成、物質代謝和能量代謝規(guī)律的學科。它既是現代各門生物學科的基礎，又是其發(fā)展的前沿[2]?！盎A”二字，主要是由于生物科學發(fā)展到分子水平，必須借助于生物化學的理論和方法來探討各種生命現象，包括生長、繁殖、遺傳、變異、生理和病理等，它是各學科的共同語言；“前沿”二字，是因為各生物學科的進一步發(fā)展要取得更大的進展或突破，在很大程度上有賴于生物化學的進展或突破。因此，基礎生物化學課程具有“一雜，二多，三強，四難”等特點，即機制復雜，概念和內容多，理論性、系統性、規(guī)律性強，理論抽象難理解、概念難懂、代謝機制復雜難記、酶多難區(qū)別。在目前的教學體系下，基礎生物化學教學面臨學時少、教學任務重的現狀，所以普遍存在“教師教得吃力，學生學得勉強”的現象。在教師的引導下，變深奧為淺顯，變難懂為易懂，變復雜的知識理論為形象具體的知識點，探討提高基礎生物化學課程教學效果的有效途徑，提高學生的學習積極性及學習效果具有重要的意義。筆者從優(yōu)化教學內容、改進教學方法、整合課程與信息技術、加強實驗教學環(huán)節(jié)、創(chuàng)新教學評價模式等方面探討了提高基礎生物化學教學效果的途徑。

1 優(yōu)化教學內容

1.1 以“四線兩點”重構教學框架

以四大物質（糖、脂、蛋白質和核酸）代謝、酶和調控為中心，重新組織教學內容和設計課件，保證基礎生物化學的教學內容的完整性和系統性，凸顯基礎生物化學的特色。根據基礎生物化學教學內容的相關性，重新組合成5個模塊，即糖代謝、脂代謝、蛋白質代謝、核酸代謝、代謝調控。各模塊緊扣新陳代謝和調控這一主題——也是四大物質的相互聯系，每個模塊分解成靜態(tài)和動態(tài)生化來闡述。對比與其他課程（如遺傳學、分子生物學、細胞生物學等）重疊的內容，提取其中涉及基礎生物化學的部分，重點講解四大物質的代謝和調控。以“四線兩點”的基礎生物化學教學可使課堂既充滿生物化學特色，又易于被學生接受和掌握。

1.2 教學內容兼顧基礎性和前沿性

基礎生物化學課程主要內容包括生物大分子的組成、結構、性質、功能、生物大分子的代謝、遺傳信息的傳遞，且許多章節(jié)前后承接。為了便于學生學習和掌握這些內容，在現有教材的基礎上，需參照國內其他優(yōu)秀教材及國外原版教材，對教學內容進行一定的優(yōu)化和調整，并根據知識的內在邏輯結構，將教材內容重新加工組合，同時在教學過程中結合教材內容，適當增加反映近代科技成果的新內容[3]。在教學過程中通過對前沿性知識研究方法和成果的介紹，可以拓寬學生思路，了解科學家們深邃的思想和巧妙的構思以及各種研究方案的確定流程，并激發(fā)了學生主動查閱相關資料、創(chuàng)新學習的積極性，從而滿足創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需要[2]。此外，教師也應密切關注生產生活中與基礎生物化學相關的一些知識，并將平時見到的、聽到的和閱讀到的相關例子及最新發(fā)現都及時體現在課件上，以此充實和豐富課堂內容。這樣可將原來繁雜的信息整理為少而精的信息，并使相互聯系緊密、主線突出、層次清晰，從而成為學生易懂、易記的新信息。課后還可以讓學生撰寫與基礎生物化學相關的的科技論文，激發(fā)學生進一步了解學科進展的興趣[4]。

2 改進教學方法

2.1 “四線兩點”的教學框架輔以以問題為導向的教學方法 以問題為導向的教學方法（problembased learning，簡稱PBL）是一種以課程設計為主，培養(yǎng)學生的綜合思考能力，提高學生利用學科知識和技巧解決社會真實問題能力的教學方法。該方法可以培養(yǎng)學生獨立學習的能力，提高學生的學習技巧與團隊合作能力[5]。針對學習者的背景進行合理的問題設計，是實施PBL教學模式的一個核心問題。因此，教師可以將基礎生物化學的知識點與生命科學相關的社會熱點、日常生活中的飲食與健康知識等作為科普型問題進行教學活動設計。例如，在學習糖、脂、蛋白質和核酸時，可分別引入“化妝品與糖類化合物”“反式脂肪酸與麥當勞”“三聚氰胺、牛奶與蛋白質”和“核酸與保健品”等科普型問題。在學習糖、脂和蛋白質三大物質代謝后，通過一個減肥案例“低糖飲食、減肥與代謝”作為一個綜合性學術型問題就能將糖酵解、三羧酸循環(huán)、脂肪代謝、糖原代謝、糖異生、酮癥與激素調節(jié)等知識點聯系在一起[6]。這些科普性問題甚至是學術性問題，在書本上沒有一個確切的答案，問題緊密結合生活，學生就有解決這些問題的興趣，因此學生必須積極組織自己的學習，通過書本或其他各種信息渠道尋找答案，在尋找答案的過程中查閱資料。在此過程中，學生不僅學到了專業(yè)知識，而且掌握了正確的學習和思維方法，提高分析和解決問題的能力[5]。PBL教學法要求學生花費較多時間查閱資料和自學總結，能夠解決一些具體問題[4]。但是，單純的PBL教學模式可能會使學生很難掌握基礎生物化學的核心內容和主要知識點。因此，要結合“四線兩點”的教學框架，掌握基礎生物化學的核心內容和知識點，并將其作為解答“問題”的基礎理論框架。

2.2 精選教學案例，注重理論與實際的結合

由于課時有限，案例教學法一般可先由教師講授基本概念和基本知識，課程結束后再給出案例，讓學生利用課余時間去分析與討論。下次上課時，讓學生針對案例中的問題進行短時間討論，然后進行課堂陳述和辯論；討論結束后，教師再進行歸納總結，指出學生觀點的可取之處與不足，引發(fā)學生學習基礎生物化學的興趣。例如，在蛋白質這一章，可以介紹不同動物胰島素的一級結構以及變性與復性的問題，通過該案例來加強學生對氨基酸和蛋白質的結構的認識，加深學生對蛋白質變性和復性理論及維持蛋白質空間結構重要性的理解。在糖代謝這章，則可通過對酵母在面包、饅頭制作和釀酒中的實際應用和發(fā)現的問題進行討論，讓學生對糖代謝中的代謝途徑進行總結和思考，加深學生對糖代謝途徑的認識[1]。

2.3 引入文獻專題課，啟迪學生思維

隨著“互聯網+”時代的來臨，各種科學文獻數據庫不斷完善，人們可以更方便、快捷地獲得科學文獻資源，這給教學和科研都帶來了極大的便利。在基礎生物化學方面，很多著名的雜志和數據庫提供了廣泛豐富的資源。例如，ELSEVIER、EBSCO、ScienceDirect、ProQuest、Springer等數據庫收錄了很多基礎生物化學相關的期刊和圖書；《Journal of Biological Chemistry》雜志更將1905年至今的論文都免費提供給讀者，里面包含了很多經典文獻。生命科學研究領域的《Science》《Nature》和《Cell》等核心雜志上刊登的最新文章則代表了整個學科的發(fā)展前沿?；A生物化學是生命科學中進展最快和最為活躍的學科之一，將這些經典文獻或前沿文獻與教材中的相關內容有機結合起來，以掌握本學科發(fā)展的歷史及新動向，使學生更廣泛、更深入地吸收知識，以新的知識信息開闊學生視野，啟迪學生思維。學生會對此表現出高漲的學習熱情和強烈的求知愿望，為培養(yǎng)高素質的科研人才打下堅實的基礎。在此過程中，教師對學生學習的引導作用顯得尤為重要，必須在熟練掌握基礎知識的前提下開展更深入的學習和研究[7]。

3 注重信息技術與課程的整合

基礎生物化學學科的迅猛發(fā)展使得教材上的知識存在一定的滯后性，只有在課外攝取更多的信息，才能開闊視野，改善自己的知識結構，而網絡信息資源的豐富性、交互性、易獲取性、跨地域性等特征增強了學生對信息資源利用的自主性，教師應利用豐富的網絡信息資源，有意識地結合基礎生物化學的相關內容，介紹一些與基礎生物化學相關的網站和網頁，如生化調控路徑 （biochemical pathways）數據中心、生物谷、中國生物論壇、中國生物信息網、中文分子生物學個人交流網等。引導和鼓勵學生自主發(fā)現和提出問題、設計解決問題的方案、收集和分析信息；引導學生應用已學的知識和經驗來探索和研究，培養(yǎng)合作意識和能力，培養(yǎng)團隊合作精神。讓學生高效利用信息是自主學習能力的一個重要方面。對獲取的信息進行整理、分析、研究、利用和評價是綜合能力的具體表現。有意識地引導學生利用網絡資源獲取知識并發(fā)展個性，培養(yǎng)學生利用信息的能力和網上自主學習能力，使書本資源與網絡資源有效銜接，指導學生利用網絡資源自主發(fā)展，將有利于培養(yǎng)終生學習的意識與能力[8]。

4 加強研究性實驗操作的教學設計

基礎生物化學實驗是理論與實踐相結合的教學過程，是課堂理論教學的繼續(xù)、補充和深化，是整個教學過程必不可少的重要環(huán)節(jié)。它不僅可以驗證和加深對理論知識的認識，而且有利于培養(yǎng)學生的分析、綜合和抽象概括能力，有利于培養(yǎng)學生對實驗過程和結果進行對比、判斷推理和辯證思維的能力。因此，加強實驗教學環(huán)節(jié)對于培養(yǎng)具有扎實的生物化學基礎知識和實踐技能的復合型人才具有重要的推動作用。首先，在科研設備和經費允許的情況下，適當增加實驗課課時比例，多開設一些

常用生化試驗（如基因組DNA、RNA提取、蛋白免疫印記雜交法、雙向電泳、離子交換層析、凝膠過濾層析，薄膜層析等）。另外，應加強綜合性試驗的開設，例如可開設從乳酸脫氫酶提取、活性測定、凝膠過濾層析純化這一系列流程的綜合性試驗，為學生全面、系統掌握常用生物化學試驗技術創(chuàng)造條件；其次，增加研究性試驗，研究性試驗是對學生綜合運用所學知識解決實際問題的具體實踐。給學生提供試驗目的和試驗試劑，試驗必須由學生自己動手查閱資料，擬定具體實驗方案或對關鍵的試驗步驟、劑量等對試驗結果有顯著影響的因素進行探討，提倡學生多思多問，仔細觀察試驗現象，在試驗結束后對試驗內容和方法提出建議和改進意見。研究性試驗可以拓展學生的視野，激發(fā)學生主動學習，有利于創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，還可以加強收集信息、分析問題、解決問題的能力；再次，強化實驗報告的撰寫，有利于培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度、規(guī)范的技術操作和強烈的責任心。通過實驗報告中對現象的記錄，可判斷學生的實驗態(tài)度是否端正，觀察是否準確，能否發(fā)現新問題。強調根據實驗結果進行分析、歸納、綜合、概括和推理，不提倡僅靠理論知識單一解釋實驗結果，培養(yǎng)學生運用逆向思維方式來分析那些與預期實驗不符的結果，鼓勵采用發(fā)散思維法分析其原因，實驗總結報告可反映學生的文獻查詢、理論知識的綜合運用和思維能力。通過一次次的實驗分析來鍛煉邏輯思維能力，提高解決問題的能力和綜合表達能力。撰寫合格的實驗報告是學生應具備的科學實驗能力之一，也是對學生的綜合思維能力和文字表達能力的訓練。最后，積極推進科研活動小組的活動，使學生們在親身實踐中發(fā)現問題和解決問題，鼓勵學生致力于探索新的研究方向和研究內容。通過加強實驗教學環(huán)節(jié)，可以活躍學生的科研思維，提高學生的實踐技能和靈活應用理論知識的能力[2]。

5 創(chuàng)新教學評價模式

目前高校對基礎生物化學課程的評價方式主要以考試成績?yōu)橹鳎@種考核方式已經滯后，這使得學生在學習過程中最關注的是期末成績。因此，建立合理、切實可行的過程式考核模式，能夠督促學生在學完每章內容后，及時進行復習和練習，以鞏固學習內容，避免期末時為了應付考試而死記硬背的窘境。因此，可以采用課堂考核+章節(jié)考核+總結式考核+助教參與課堂教學的四位一體的過程式考核方式[9]，根據每部分的重要程度來規(guī)定其所占比例，然后以學生在每一部分中的表現來為其打分。這種方式有利于幫助學生更加重視課堂表現，提高課堂學習中的注意力，進而提高課堂教學效果。同時，還可以將學生的自學和學科社團活動納入教學評價中，豐富學生的知識獲取渠道，從知識、實踐、應用能力3個層次進行綜合評價，構建符合發(fā)展的教學評價模式，促進教學改革。

6 結語

面對基礎生物化學教學實踐中日益涌現出來的新問題，提高課堂教學效果是解決問題的關鍵，這就需要不斷優(yōu)化教學內容，以“四線兩點”重構教學框架，內容上兼顧基礎性和前沿性；教學方法上采用“四線兩點”的教學框架輔以PBL法，精選教學案例，注重理論與實際的結合，引入文獻專題課，啟迪學生思維；注重信息技術與課程整合，有效利用網絡遺傳信息資源，培養(yǎng)學生信息素養(yǎng)和自主學習能力；加強研究性實驗操作的教學設計，培養(yǎng)綜合能力；創(chuàng)新教學評價模式。在實施過程中，充分發(fā)揮教師的主導作用，讓學生主動參與到教學活動中來，調動和發(fā)揮學生的主體作用，實現知識和能力的轉化，使課堂教學發(fā)揮最佳功效。利用有限的學時，使學生在理解和掌握基本理論與專業(yè)知識的同時，提高其綜合能力素質。

參考文獻

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