生物化學(xué)課程中糖酵解教學(xué)改革的思考與探索

劉春城

摘 要

生物化學(xué)內(nèi)容繁雜而抽象，前后聯(lián)系非常緊密。其中糖酵解的學(xué)習(xí)對(duì)于學(xué)生后續(xù)動(dòng)態(tài)生物化學(xué)的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。本文針對(duì)生物化學(xué)課程中糖酵解提出了教學(xué)改革的方法，希望筆者對(duì)于生物化學(xué)課程中糖酵解的思考和探索有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提升課程的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞

生物化學(xué);糖酵解;教學(xué)改革;桌游

中圖分類號(hào)： Q5-4;G642.0 ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 18 . 47

生物化學(xué)的定義最初常是以化學(xué)與生命科學(xué)的角度進(jìn)行闡述的，而隨著學(xué)科的發(fā)展，目前分子也已被加入到了生物化學(xué)的定義之中。與此相對(duì)生物化學(xué)教材的內(nèi)容通常涵蓋的是：（1）生物大分子的結(jié)構(gòu)與組成（常被稱為靜態(tài)生物化學(xué)）;（2）生物大分子在體內(nèi)的合成、代謝及動(dòng)態(tài)變化（常被稱為動(dòng)態(tài)生物化學(xué)）;（3）遺傳信息的復(fù)制和傳遞。其中遺傳信息的復(fù)制和傳遞是與分子生物學(xué)教材的內(nèi)容有重疊的。

生物化學(xué)是一門至關(guān)重要的基礎(chǔ)課程。生物化學(xué)的相關(guān)知識(shí)直接與多學(xué)科的生產(chǎn)、科研密切相關(guān)，同時(shí)又是眾多專業(yè)的后續(xù)課程的基礎(chǔ)。這些學(xué)科不僅包括了生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)、林學(xué)，還包括一些輕工類的學(xué)科，比如對(duì)于食品類、材料類等專業(yè)生物化學(xué)也是非常重要的[1-2]。

1 生物化學(xué)教學(xué)難點(diǎn)分析

與生物化學(xué)的重要性相對(duì)應(yīng)的是，生物化學(xué)學(xué)習(xí)上的難度。首先學(xué)好生物化學(xué)需要一定的基礎(chǔ)。生物化學(xué)是從生理學(xué)分支而來(lái)，需要學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中掌握一定的生理學(xué)知識(shí);另外從學(xué)科名字—生物化學(xué)即可知道，化學(xué)在這一學(xué)科中具有十分重要的地位。因此想要學(xué)好生物化學(xué)，離不開較好的普通生物學(xué)以及有機(jī)、無(wú)機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)。同時(shí)，相對(duì)于普通生物學(xué)等課程，生物化學(xué)是非常抽象的，學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)于學(xué)生的理解能力有一定的要求。

除此之外，生物化學(xué)還有一個(gè)重要的特點(diǎn)就是前后聯(lián)系非常緊密。這里的所說(shuō)的前后包括了章節(jié)內(nèi)的前后聯(lián)系（比如蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)一級(jí)到四級(jí)之間的前后聯(lián)系、蛋白質(zhì)的表達(dá)中翻譯、加工與轉(zhuǎn)運(yùn)之間的前后聯(lián)系），章節(jié)之間的聯(lián)系（比如生物大分子代謝之間的聯(lián)系），動(dòng)態(tài)生物化學(xué)與靜態(tài)生物化學(xué)之間的聯(lián)系（比如新陳代謝中幾乎每一步反應(yīng)都需要酶的參與）。所以生物化學(xué)需要學(xué)生不斷的結(jié)合前后內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)。

因該課程學(xué)習(xí)難度比較高，部分學(xué)生在學(xué)習(xí)生物化學(xué)的過(guò)程中存在困難，使得該課程成了學(xué)生不及格率較高的課程之一[3]，也給后續(xù)課程的學(xué)習(xí)埋下了隱患。如何能讓學(xué)生順利地完成生物化學(xué)的學(xué)習(xí)呢，已經(jīng)有很多的教師從不同的角度對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了探討，比如在教學(xué)方法上的革新，利用專題式教學(xué)法[4]、問(wèn)題式教學(xué)法[5]、文獻(xiàn)為導(dǎo)向的自我學(xué)習(xí)法[1]、“互聯(lián)網(wǎng)+”的教學(xué)方式[3]或者是將多種教學(xué)方式聯(lián)合使用[6-7]。也有針對(duì)具體某一些章節(jié)的教學(xué)方法進(jìn)行細(xì)致討論的，比如說(shuō)劉洪艷等對(duì)酶的教學(xué)進(jìn)行的教學(xué)改革[8]。

2 糖酵解教學(xué)方法的改革

實(shí)際上無(wú)論使用什么方法，提高學(xué)生的興趣始終是關(guān)鍵性問(wèn)題。對(duì)于生物化學(xué)而言，無(wú)論是視頻平臺(tái)還是學(xué)習(xí)平臺(tái)，都有眾多的名師網(wǎng)課。在這樣一個(gè)獲取知識(shí)的方式非常多的時(shí)代，可以說(shuō)學(xué)生想要學(xué)好這門課，是前所未有之容易。但實(shí)際上能在課堂上高效的學(xué)習(xí)已經(jīng)實(shí)屬不易，極少的學(xué)生能認(rèn)真的完成網(wǎng)絡(luò)上課程的學(xué)習(xí)。再好的課程學(xué)生沒(méi)有興趣也是枉然，所以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是非常必要的。同時(shí)在進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中，還要考慮到學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)，因?yàn)閷?duì)于一個(gè)大學(xué)二年級(jí)的學(xué)生而言，課程還是相對(duì)較多的。

筆者以糖酵解為例來(lái)說(shuō)明在教學(xué)過(guò)程中我們對(duì)于教學(xué)方法的改革。糖酵解是動(dòng)態(tài)生物化學(xué)中的第一部分內(nèi)容，在后續(xù)的有氧氧化、糖異生、磷酸戊糖途徑的學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中都會(huì)涉及糖酵解的過(guò)程。該章節(jié)正如我們前面所論述的，前后聯(lián)系非常緊密。所以如果沒(méi)能學(xué)好這一部分的內(nèi)容，在后續(xù)課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中只能是懵懵懂懂，很難跟上老師課堂的節(jié)奏。而學(xué)好這一過(guò)程，則會(huì)在后續(xù)的學(xué)習(xí)過(guò)程中極大地增加學(xué)生的信心和興趣。那么如何破解這一難點(diǎn)呢？

糖酵解過(guò)程中從葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)楸峥梢苑譃槭畟€(gè)步驟。其中第一步、第三步和第十步的反應(yīng)為限速反應(yīng)，相應(yīng)的催化這幾步反應(yīng)的酶是限制整個(gè)反應(yīng)速度的限速酶，其中催化第三步反應(yīng)的酶是最重要的限速酶。在傳統(tǒng)教學(xué)中是通過(guò)順口溜來(lái)記憶整個(gè)過(guò)程的，但是順口溜的缺點(diǎn)很明顯。利用順口溜記憶后，當(dāng)需要應(yīng)用相應(yīng)的內(nèi)容時(shí)，需要先回憶順口溜;然后對(duì)應(yīng)順口溜去回憶相對(duì)應(yīng)的細(xì)節(jié)。使用順口溜可以應(yīng)對(duì)該部分內(nèi)容的考試，但是無(wú)法在后續(xù)的有氧氧化、糖異生、磷酸戊糖途徑的學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中跟上教師課堂節(jié)奏，快速地回憶起相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)。那么如何讓學(xué)生記住這些代謝中間物的順序呢？

我們思考能不能把這十個(gè)步驟中的十一個(gè)連續(xù)的分子制作成糖酵解撲克牌呢？根據(jù)以上的思路我們制作了如下的撲克牌（圖1）。該 “撲克牌”由葡萄糖到丙酮酸十一個(gè)分子組成，四種花色由ATGC四種核苷酸所替代。并且依據(jù)反應(yīng)過(guò)程的特點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)了基本的游戲規(guī)則。那么“撲克牌”是否有助于學(xué)習(xí)呢？我們對(duì)該“撲克牌”進(jìn)行了調(diào)研。調(diào)研所得到的反饋是該“撲克牌”太難、可玩性差。對(duì)于一般的學(xué)生來(lái)說(shuō)要完成這個(gè)游戲，身邊需要放置一本教材，并且要不斷地前后翻看。雖然如此進(jìn)行游戲確實(shí)有助于記憶，但是由于游戲性差，可能更多的同學(xué)并不會(huì)參與進(jìn)來(lái)。如此通過(guò)撲克牌的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)也就失去了最初的設(shè)計(jì)本意。

盡管在課堂上學(xué)生對(duì)于該過(guò)程進(jìn)行了學(xué)習(xí)，也要求課后復(fù)習(xí)并布置了相關(guān)的作業(yè)，但實(shí)際情況是能做到熟悉反應(yīng)過(guò)程及相應(yīng)分子的學(xué)生非常少。所以降低難度、增加可玩性勢(shì)在必行?；谝陨系姆治觯覀儗?duì)撲克牌進(jìn)行了改進(jìn)。由圖2可見，我們?nèi)コ朔肿邮?，同時(shí)在每一張牌上標(biāo)注了糖酵解的過(guò)程，并標(biāo)注了相應(yīng)的分子所處位置。從而即使是沒(méi)有生物化學(xué)基礎(chǔ)的人，也能開始游戲。調(diào)研結(jié)果顯示，入手容易，可以有效地增強(qiáng)對(duì)于知識(shí)的記憶。但是趣味性有待提高。

通過(guò)圖2的糖酵解“撲克牌”，已經(jīng)可以達(dá)到我們最初的目的。經(jīng)過(guò)幾輪游戲，學(xué)生能夠記憶并掌握糖酵解過(guò)程中的代謝中間物的順序。但是否還能進(jìn)一步的增加趣味性呢。常規(guī)的撲克牌是有很多種玩法的，而我們?cè)O(shè)計(jì)之初限制了糖酵解“撲克牌”的玩法，那么能否放開規(guī)則讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)呢？調(diào)研發(fā)現(xiàn)，學(xué)生自己制定規(guī)則可以增加參與感，擴(kuò)展了糖酵解“撲克牌”玩法的同時(shí)提高了學(xué)生的興趣。

當(dāng)學(xué)生基本掌握了糖酵解過(guò)程中的代謝中間物的順序后，我們還可以在原有撲克牌的基礎(chǔ)上增加額外的附加牌，也就是如圖3所示的酶。通過(guò)酶可以將已有的中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N產(chǎn)物，從而可以改變已有的手牌。糖酵解的十步反應(yīng)除了第一步、第三步和第十步的反應(yīng)外其他的反應(yīng)是可逆的，也就是同一種酶可以將上游的中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)橄掠蔚闹虚g產(chǎn)物，同樣的也可以將下游的中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯嫌蔚闹虚g產(chǎn)物。并且還可以通過(guò)連續(xù)的幾個(gè)酶使某一個(gè)分子進(jìn)行連續(xù)的轉(zhuǎn)變。因此極大地豐富了游戲的方法，增加了可學(xué)內(nèi)容，使糖酵解“撲克牌”轉(zhuǎn)變?yōu)榱恕疤墙徒庾烙巍薄?/p>

3 結(jié)語(yǔ)

作為教師我們常常是手里拿著考試的戒尺，面對(duì)著雷同的作業(yè)，苦口婆心地講著人生哲理，嘗試著不同的教學(xué)方式，想方設(shè)法地使課堂更活躍、講解更幽默，從而希望學(xué)生能學(xué)有所成。實(shí)際上每個(gè)學(xué)生有每個(gè)學(xué)生的特色，不同的學(xué)生應(yīng)該是有不同的教學(xué)方案。但最終的目的無(wú)外乎提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓每一個(gè)學(xué)生自覺(jué)的、主動(dòng)的學(xué)習(xí)。但在這樣一個(gè)“低頭”時(shí)代，把相對(duì)較為自由的大學(xué)生從游戲、從影視劇中引導(dǎo)到學(xué)業(yè)中并不容易。希望“糖酵解桌游”能得到學(xué)生的喜愛(ài)，提升其興趣的同時(shí)也能使同學(xué)們參與進(jìn)該方法的進(jìn)一步改革。

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