制藥工程專業(yè)生物化學(xué)教學(xué)方法研究與實踐

邱 婷，陳 重，楊俊杰

（信陽農(nóng)林學(xué)院生物與制藥工程學(xué)院，河南 信陽 464000）

生物化學(xué)是我校制藥工程專業(yè)學(xué)生的一門核心基礎(chǔ)專業(yè)課，它從分子水平研究了與生命活動密切相關(guān)的各種生物大分子的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、功能特點以及這些物質(zhì)在生命體內(nèi)新陳代謝的過程、變化規(guī)律及相互關(guān)系[1]。生物化學(xué)課程涉及的知識為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)，而且也是醫(yī)衛(wèi)、農(nóng)學(xué)、林學(xué)、生命科學(xué)等各專業(yè)考研的必考課程，對學(xué)生以后從事新藥研究與開發(fā)、藥物生產(chǎn)使用與銷售、藥政管理等相關(guān)工作或者進一步學(xué)習(xí)深造都起著重要的作用[2]。

制藥工程本科專業(yè)的學(xué)生需要掌握藥物的結(jié)構(gòu)與合成工藝、藥物分析方法、藥物作用機理等相關(guān)知識[3]，尤其是藥物作用機理。藥物只有被攝入生命體內(nèi)才能發(fā)揮它應(yīng)有的作用，因此要理解藥物機理，必須要理解生命體的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)特點和代謝變化規(guī)律，這同時也是進行藥物設(shè)計和研發(fā)的落腳點。生物化學(xué)知識點多，內(nèi)容復(fù)雜深奧、不易理解，信息量大但課時數(shù)有限。根據(jù)現(xiàn)實情況，如何結(jié)合專業(yè)特點，在有限的時間內(nèi)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)合格的制藥專業(yè)人才，以適應(yīng)我國醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的勢頭，筆者結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗，從教學(xué)思想、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法3個方面進行了研究與實踐。

1 教學(xué)思想的改革

1.1 激發(fā)學(xué)生的興趣，從傳授型向研究型轉(zhuǎn)變

生物化學(xué)研究的是生命體，是跟我們?nèi)粘Ｉ?、人體自身密切相關(guān)的一門學(xué)科，由于其內(nèi)容復(fù)雜深奧不易理解，會使學(xué)生認(rèn)識不到學(xué)習(xí)生物化學(xué)的重要性，從而失去學(xué)習(xí)興趣和動力。因此，我們在平時的課程講授中，要結(jié)合相關(guān)的知識點，進行一些案例分析或介紹學(xué)生比較感興趣的話題。比如在講到核酸這章時，可以結(jié)合大家都熟悉的電影《我不是藥神》里面涉及的一個明星藥物——格列衛(wèi)，講解格列衛(wèi)靶向治療慢性粒細(xì)胞白血病的作用機理、藥物的研發(fā)過程、涉及的靶向癌基因的發(fā)現(xiàn)過程，這些都可以作為一個個生動有趣的小故事，不僅集中了學(xué)生的課堂注意力，而且激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)知識的興趣。另外，還可以在每章節(jié)開始的時候，結(jié)合一些具體病例或者藥物提出相關(guān)的問題，讓學(xué)生自己搜集材料進行PBL式教學(xué)[4]，增強學(xué)生的好奇心，提高課堂學(xué)習(xí)的效率。課堂講授中注意相關(guān)知識的著重講解，每章課程結(jié)束時，再應(yīng)用所學(xué)知識，針對課前提出的PBL案例進行專題研究。例如，在講糖代謝的時候，課前通過微信、QQ等方式先給學(xué)生提出問題：“糖尿病患者有什么癥狀？為什么會出現(xiàn)這種癥狀？”“胰島素和胰高血糖素對糖代謝的影響是什么？”“目前臨床上治療糖尿病的藥物有哪些？分別是通過什么途徑發(fā)揮作用？”“地震遇險的人在沒有食物供給的情況下長時間等待救援所需的能量來源有哪些？”讓學(xué)生課前自主查閱資料并進行分析。課上先進行信息匯總，再講授相關(guān)知識點，等這章節(jié)講完后再通過一次專題討論進行相關(guān)問題的總結(jié)與思考。這樣不僅鞏固了所學(xué)知識，加深了印象，而且激發(fā)了學(xué)生的科研熱情。

1.2 灌輸科學(xué)精神和科研思維

制藥專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后大多數(shù)要進入科研單位進行藥物研發(fā)與生產(chǎn)工作，因此教師在平時的課程講授過程中就要注重塑造學(xué)生的科研精神，灌輸正確的科研思維。為此可以在課程中穿插著介紹一些科學(xué)家獲得諾貝爾獎的科研經(jīng)歷。

比如澳大利亞科學(xué)家J．Robin Warren 和 Barry J．Marshall由于發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致胃炎或消化性潰瘍的元兇——幽門螺桿菌而獲得了2005年諾貝爾生理學(xué)及醫(yī)學(xué)獎。1979年，在澳大利亞珀斯皇家醫(yī)院實習(xí)的年輕醫(yī)生沃倫在觀察胃黏膜樣本時發(fā)現(xiàn)了一些彎彎曲曲的長得像細(xì)菌的東西，然而做胃黏膜標(biāo)本的病理切片是用福爾馬林溶液處理過的，不會有活的細(xì)菌存在。細(xì)心的他繼而發(fā)現(xiàn)這種類似細(xì)菌的物質(zhì)只在胃潰瘍患者的樣本中才能找到，而在非胃潰瘍標(biāo)本中都沒有。雖然在那時醫(yī)學(xué)界普遍認(rèn)為胃潰瘍是由于不良飲食習(xí)慣或者生活壓力引起胃酸過多造成的，而且胃里面是一個高酸性的環(huán)境，細(xì)菌在胃里都會被消化掉，不可能有細(xì)菌存活甚至定植在胃里。然而細(xì)心膽大的他依然提出了一個新的假說，這就是一種細(xì)菌，是胃潰瘍的真正元兇。為了證明他的設(shè)想，他邀請另一個在消化科做培訓(xùn)的醫(yī)師馬歇爾一起來進行研究。他們首先要做的事情就是在體外培養(yǎng)出這種細(xì)菌。為此，馬歇爾做了大量的工作，他先后做了34次培養(yǎng)，結(jié)果都失敗了，可是他仍沒有放棄。在做第35次培養(yǎng)的時候，正好趕上西方的感恩節(jié)，他陪家人一起出去度假，冷落了培養(yǎng)箱里的細(xì)菌。結(jié)果度假回來的時候，培養(yǎng)皿里長出了他們?nèi)账家瓜氲募?xì)菌。那為什么前面那么多次都沒有培養(yǎng)成功呢，原來幽門螺桿菌是微需氧的細(xì)菌，平時培養(yǎng)時培養(yǎng)箱里氧供給充足，抑制了細(xì)菌生長，外出度假時培養(yǎng)箱里沒有供氧，造成了相對氧氣不足的情況。雖然說這個偶然的巧合加速了幽門螺桿菌的發(fā)現(xiàn)，但是幸運女神也總是眷顧有準(zhǔn)備的人。再后來，為了證明這個幽門螺桿菌可以導(dǎo)致胃炎和胃潰瘍，馬歇爾甚至拿自己當(dāng)“小白鼠”，喝下了菌液，讓自己得了嚴(yán)重的胃病，更厲害的是他又通過抗生素治好了自己的胃病。他們的發(fā)現(xiàn)，讓消化性潰瘍不再是頑固難以治愈的疾病。通過這個生動有趣的例子，不僅能讓學(xué)生明白做科學(xué)研究需要認(rèn)真細(xì)致，培養(yǎng)他們認(rèn)真踏實的工作態(tài)度[5]，并且在科研工作中不能墨守成規(guī)，要敢于創(chuàng)新、積極思考，敢于提出不同的觀點和想法。同時也需要膽大心細(xì)，平時注意觀察，大膽設(shè)想，細(xì)心求證，不輕言放棄，相信自己的選擇，相信付出總有回報。馬歇爾拿自己當(dāng)“小白鼠”，為科學(xué)獻身的精神值得我們敬佩，如果不是他們的付出，全球還有無數(shù)的人會遭受著幽門螺桿菌的侵害。

另外，還有獲2015年諾貝爾生理學(xué)及醫(yī)學(xué)獎的我國科學(xué)家屠呦呦，她的科研團隊在尋找抗瘧疾藥的時候，進行了大量的藥物篩選實驗，發(fā)現(xiàn)青蒿提取物對瘧疾的抑制率很差，甚至還不及胡椒有效。因此，在相當(dāng)長的一段時間里，青蒿并沒有引起重視，甚至將要被放棄繼續(xù)研究。幸運的是，屠呦呦查閱了大量的醫(yī)學(xué)典籍，發(fā)現(xiàn)唯一一個對青蒿使用正確的《肘后備急方》，她從中受到啟發(fā)，提出用乙醚提取青蒿素，實驗發(fā)現(xiàn)提取物抗瘧作用率達95%到100%，因此被譽為“拯救2億人口”的發(fā)現(xiàn)。屠呦呦成為第一位獲得諾貝爾自然學(xué)獎的中國人。從這些諾貝爾獎獲得者的科研經(jīng)歷，教導(dǎo)了學(xué)生要有不輕言放棄的科研精神和開拓創(chuàng)新的科研思維，只有扎扎實實地學(xué)好了基礎(chǔ)知識，才能做好相關(guān)科研工作，有了量的積累才會有質(zhì)的飛躍，傳輸給學(xué)生正能量，使他們認(rèn)識到學(xué)習(xí)生物化學(xué)的重要性，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和做科學(xué)研究的激情。

2 教學(xué)內(nèi)容的整合優(yōu)化

2.1 注重知識的邏輯性，詳略得當(dāng)

結(jié)合學(xué)科特點，重點講授與制藥工程專業(yè)密切相關(guān)的章節(jié)[6]，比如蛋白質(zhì)、核酸、酶、激素、糖代謝、脂代謝等，其他非重點章節(jié)可以整合到重點章節(jié)里穿插著講解。比如講酶的時候可以穿插著講解與能量代謝密切相關(guān)的一些酶以及構(gòu)成這些酶的活性中心的維生素；可以將脂質(zhì)的結(jié)構(gòu)功能性質(zhì)放到脂代謝前面講解；將糖的結(jié)構(gòu)性質(zhì)分類放到糖代謝前面講解，這樣不僅增強了相關(guān)知識的邏輯性，也增強了學(xué)生的接受度，不至于學(xué)到后面忘了前面。另外，能量代謝是動態(tài)生化的基礎(chǔ)，要放在糖代謝、脂代謝前面著重講解，以便于學(xué)生能更好地理解后續(xù)內(nèi)容。

2.2 知行合一，融會貫通

在教授知識的過程中，不能僅局限于書本上的知識，我們要活學(xué)活用、融會貫通，結(jié)合知識點進行PBL式教學(xué)、專題討論教學(xué)，讓學(xué)生把所學(xué)到的知識切實應(yīng)用到相關(guān)案例或者實際生活中去。比如講到蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)的時候，我們以鐮刀型貧血病為例，僅僅因為一個氨基酸殘基的改變，導(dǎo)致了血紅蛋白結(jié)構(gòu)的破壞，再聯(lián)系核酸這章，分析導(dǎo)致血紅蛋白肽鏈中氨基酸殘基改變的原因，使學(xué)生開動腦筋積極思考，充分發(fā)揮他們的主觀能動性，凸顯知識的重要性。另外，我們要重視實驗操作，不僅讓學(xué)生會基本的教學(xué)實驗，還可以自由發(fā)揮，在保證人身安全的情況下，運用所學(xué)知識進行實驗設(shè)計[7]。

2.3 介紹學(xué)科前沿動態(tài)，引入學(xué)術(shù)報告

在生物科技、醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的今天，新技術(shù)、新產(chǎn)品層出不窮，作為當(dāng)代的大學(xué)生，必須對這些新生事物有一定的了解，才能發(fā)展成為合格的醫(yī)藥事業(yè)接班人。作為教師，應(yīng)該密切關(guān)注這些科學(xué)動態(tài)，配合教授的知識，適時地將科研動態(tài)介紹給學(xué)生，這同時也能開拓學(xué)生的眼界、增強學(xué)生學(xué)習(xí)課程的興趣。比如現(xiàn)在世界范圍對癌癥療效最好的藥物就是癌癥基因靶向抗體，這也是目前抗癌藥研究的熱點方向，其中涉及的最多的就是酪氨酸激酶抑制劑類的藥物，比如阿法替尼、吉非替尼、甲磺酸依馬替尼、達沙替尼等[8]，可以為學(xué)生講解這些抗癌藥的主要治療方向、藥物機理、研發(fā)過程等，對制藥工程專業(yè)的學(xué)生都是比較有指導(dǎo)意義的。同時，還可以通過多媒體讓學(xué)生觀看一些學(xué)術(shù)報告，讓他們盡早接觸科學(xué)前沿。

2.4 引入專業(yè)英語

英語水平?jīng)Q定著學(xué)生以后的業(yè)務(wù)水平或者學(xué)習(xí)深造的機會，尤其對于高科技的醫(yī)藥行業(yè)，幾乎所有的學(xué)術(shù)報告都是全程英語。所以在平時的課程當(dāng)中，我們要有意識地讓學(xué)生接觸專業(yè)英語。限于學(xué)生的英語水平，直接用英語授課是不現(xiàn)實的，還會影響專業(yè)知識的理解，因此我們可以在一些重要詞匯后面注釋英語，并同時讓學(xué)生有目的地進行記憶，稍簡單的知識，可以穿插著一兩句英文講解，逐步讓學(xué)生接受英語授課，為以后閱讀專業(yè)文獻、聽學(xué)術(shù)報告打好基礎(chǔ)。

3 教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變

3.1 教授學(xué)習(xí)方法

生物化學(xué)知識點多，概念抽象復(fù)雜，可以在每章開始前，介紹哪些知識需要重點學(xué)習(xí)，教給學(xué)生學(xué)習(xí)這章節(jié)的方法。比如蛋白質(zhì)這章節(jié)，對于二十種氨基酸和八種必需氨基酸，教學(xué)生進行口訣式記憶；對于氨基酸的性質(zhì)進行聯(lián)想式記憶；對氨基酸、肽和蛋白質(zhì)的性質(zhì)進行對比式記憶；對于糖代謝中產(chǎn)生的能量進行數(shù)字式記憶；對于糖代謝的各種途徑和糖異生過程，進行提綱式或者畫圖記憶，通過傳授這些學(xué)習(xí)方法，可以顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。同時在每次上課之前，對上節(jié)課的重點內(nèi)容進行回顧；講完一部分知識后，都用板書的方式進行思維導(dǎo)圖提綱式總結(jié)；講授知識的過程中，也適時地對涉及的知識進行提問。通過一次次的回顧總結(jié)，使學(xué)生腦海中的知識主線逐漸明晰[5]。

3.2 復(fù)雜過程簡單化

生物化學(xué)的學(xué)習(xí)中，有很多知識是很抽象的。比如蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、酶的活性中心、DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程等，我們可以借助多媒體，利用視頻、短片，還有一些制圖工具、蛋白結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫等使抽象的內(nèi)容形象化，幫助學(xué)生理解。同時，我們還可以建立微信群或者QQ群，來推送一些視頻短片、最新科學(xué)前沿、布置后續(xù)課程的PBL問題或者進行課后答疑，這都可以充分利用片段時間，解決課時數(shù)不夠的問題[9]。

3.3 表達方式幽默化

生物化學(xué)需要記憶的知識點很多，不免讓學(xué)生感覺枯燥。在課堂上教師可以適時穿插些形象的比喻或者幽默的表達方式[10]?；蛘呗?lián)系學(xué)生感興趣的話題，把學(xué)生的思想集中到課堂上來，比如在講氨基酸之間連接的肽鍵時，強調(diào)“大家注意了哦，這里的肽鍵跟宮里的太監(jiān)是不一樣的”雖然只是個笑話，但增強了學(xué)生的興趣，加深了知識的記憶。同時，課堂上教師的一言一行甚至一個肯定的眼神，都會對學(xué)生起到積極的作用，幫助并鼓勵他們完成這門課程的學(xué)習(xí)。

4 結(jié)語

通過上述教學(xué)方法的實施，極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)的興趣，每堂課每個專題研究都積極參加，主動表達自己的觀點、想法，同時課后積極思考，有理解模糊的知識點主動詢問教師或者相互探討，使教學(xué)過程充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性。但對于開放性實驗的設(shè)計，學(xué)生的自信心還有待提高，在平時的課程中要多穿插些科研技術(shù)的講解和應(yīng)用。