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[摘 ? ? ? ? ? 要] ?生物化學較為抽象,在醫(yī)學專業(yè)中是一門教師難教、學生難學的課程,動態(tài)生物化學即人體的新陳代謝錯綜復雜,分子結構多種多樣,化學反應繁多,結合多種方法比如比喻教學法、多媒體教學法、游戲教學法、聯系教學法、“線上+線下”混合式教學法、繪制思維導圖、融合思政元素等激發(fā)學生的興趣,引導學生自我思考,幫助學生自我構建知識,讓知識更容易理解。
[關 ? ?鍵 ? 詞] ?動態(tài)生物化學;比喻教學法;聯系教學法;游戲教學法;多媒體教學法;“線上+線下”混合式教學法
[中圖分類號] ?G712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603(2022)16-0151-03
生物化學是一門重要且又抽象難懂的醫(yī)學基礎學科。本門課程主要包括四個方面內容:靜態(tài)生物化學,研究人體的分子組成;動態(tài)生物化學,研究新陳代謝;功能生物化學,研究肝功能;遺傳信息的表達。針對醫(yī)學專業(yè)學生的動態(tài)生物化學即新陳代謝教學過程中的一些方法進行探究和總結。醫(yī)學專業(yè)的學生將來的工作定位是臨床、護理、預防保健等,理應知道人體正常的新陳代謝是如何進行的,新陳代謝應該保持動態(tài)平衡,如果新陳代謝發(fā)生異常輕則會影響正常的生理功能,嚴重的會引起疾病甚至導致死亡。新陳代謝包括物質代謝和能量代謝,兩者相輔相成,能量代謝伴隨著物質代謝。因此,新陳代謝錯綜復雜,內容前后聯系比較緊密,然而授課時間并不是連續(xù)的,很可能出現“撿了芝麻,丟了西瓜”的情況[1]。作為本課程的教師,必須思考生物化學中的教學方法,引導學生產生濃厚的興趣,并及時總結經驗。筆者憑借多年的生物化學教學經驗,發(fā)現比喻教學法、多媒體教學法、游戲教學法都是學生青睞的教學手段,能使書本上枯燥的文字、結構、反應以圖片、視頻呈現或者以自身比較熟悉的事物類比,甚至通過游戲自身模擬分子或者反應,既能使學生對知識點更加容易理解,又能加深學生的印象,活躍課堂氣氛,激發(fā)學生的學習興趣,變被動為主動,成為真正的學習主導者。聯系教學法、繪制思維導圖能使學生對知識理解更透徹,對知識點進一步梳理和鞏固?!熬€上+線下”混合式教學法、融合思政元素是在當前特殊時期和課程思政大背景下較好的手段。
一、比喻教學法
(一)糖代謝
糖是為機體提供能量的主要物質,食物中的糖類消化成單糖之后吸收入血,主要是葡萄糖,平時我們說的血糖指的就是血液中的葡萄糖。在教學中,可以將血糖比作手頭流通的現金,一般都維持在某動態(tài)范圍內平衡,氧化分解代謝途徑就好比是“花錢”,會降低血糖,補充血糖的主要來源則是食物。當手頭的現金過多時,我們通常會去存錢(即糖原的合成,使血糖降低),手頭的現金過少時,則會從銀行取錢(即糖原的分解,使血糖升高),如果銀行里的存額不及時補充而又被取完了,則需要靠賺錢來使手頭的現金或者銀行存額增加(即糖異生,使血糖升高)??傊?,“花錢”“存錢”“取錢”“賺錢”都是圍繞調整手頭現金的多少。氧化分解代謝途徑好比是“花錢”,糖原的合成好比是“存錢”,糖原的分解好比是“取錢”,糖異生好比是“賺錢”,這些代謝反應都是以血糖為中心,調節(jié)血糖的濃度,使其在動態(tài)范圍內維持平衡。
糖尿病的病理基礎是由于胰島素分泌不足,甚至缺乏(Ⅰ型糖尿?。┗蛘咭葝u素受體病變(Ⅱ型糖尿?。е缕咸烟抢寐式档停蛊咸烟菬o法穿過細胞膜進入細胞,從而在血液中堆積起來使血糖升高。我們可以將細胞比作“教室”,細胞膜是“墻”,細胞膜上的通道是“門”。胰島素比作“鑰匙”,細胞膜上的胰島素受體比作“鎖”,當鑰匙(胰島素)被破壞、缺失(Ⅰ型糖尿病,胰島素細胞由于免疫系統(tǒng)紊亂導致胰島素分泌不足或缺乏),不能與(細胞膜上的胰島素受體)結合不能打開門(即細胞膜上的通道),或者鎖壞掉了(Ⅱ型糖尿病,胰島素正常,但是胰島素受體病變),正常的鑰匙也不能打開門,同學們不能通過門進入教室(葡萄糖不能穿過細胞膜上的通道進入細胞,因此細胞不能獲得葡萄糖供能,葡萄糖堆積在血液中濃度升高)。
(二)酮體的生成和利用
酮體的生成和利用這一內容不僅僅是脂類代謝的內容,它作為肝臟往外輸出能源的物質,它和糖類代謝的關系很密切,意義非常重要。酮體只能在肝臟以乙酰CoA作為原料生成,但是不在肝臟利用,而是進入血液運輸到心、腦、腎、骨骼肌等組織器官利用,因為只有肝臟中有生成酮體的酶,肝臟中沒有利用酮體的酶,心、腦、腎、骨骼肌等組織器官中有利用酮體的酶。
在教學中,可以將酮體的生成和利用比喻成學生熟悉的“網購”。乙酰CoA好比是需要購買的“產品”,它的功能是進入三羧酸循環(huán)提供能量。心、腎、腦、骨骼肌好比是“買家”,當長期饑餓或者糖尿病嚴重時,此時心、腎、腦、骨骼肌等缺少葡萄糖或者葡萄糖利用率低導致能量供應不上,尤其是大腦的能量主要由葡萄糖提供,那么乙酰CoA從哪里獲得需要乙酰CoA?乙酰CoA在肝臟中“包裝”成酮體,所以酮體好比是“包裹”,乙酰乙酸、β-羥丁酸、丙酮就好比是不同形式的“包裹”。“包裹”是在“賣家”這里包裝完成,而肝臟就是唯一的生成酮體的“賣家”。血液是人體最大的“快遞公司”,負責運輸,將“包裹”運輸到“買家”手中。在“賣家”肝臟包裝進去的是乙酰CoA,在“買家”心、腎、腦、骨骼肌等組織器官才能“拆包裹”,將酮體又分解為乙酰CoA,再為這些組織器官提供能量。這樣的比喻能夠很形象地解釋酮體的生成和利用過程,也突出了特殊要掌握的知識點,并且將酮體生成和利用的意義巧妙結合進來。6116149F-1517-4DC5-8634-96DDF93AF295
二、多媒體教學法
多媒體技術近年來迅速興起,并逐漸進入課堂,比起“黑板+粉筆”的傳統(tǒng)教學,多媒體課件的精美圖片、形象生動和不斷變換的畫面、內容豐富且聲情并茂的聲像資料等,有助于吸引學生的注意力,引起學生興奮、愉悅的感受,激發(fā)他們的學習興趣,調動他們的學習積極性,將課堂教學引入全新的境界,深受教師和學生的歡迎。同時多媒體教學不用耗費很多時間在板書上,擴大了教學信息量,有利于開闊學生的視野,提高課堂教學效率。使老師的表達方式多樣化,不再是“黑板加口授,有理說不清”那么單一、呆板,能起到語言文字無法替代的作用,有種“只可看圖,不可言傳”的意境。比如分子結構、蛋白質的α-螺旋、β-折疊、DNA的雙螺旋結構,通過圖片能夠形象、生動、直觀地展現出來。又如糖尿病的病理基礎及一系列病癥之間的聯系,通過視頻可以短時間讓學生看到一個動態(tài)的變化過程,清楚知道因果聯系。
另外,在生化實驗教學中將微課有機結合起來。微課短小精準,可以將實驗目的、原理、操作步驟、實驗結果及分析以視頻的形式呈現出來。學生通過觀看視頻,掌握實驗目的、原理;同時也通過視頻,觀看整個實驗操作過程,更加直觀形象地掌握實驗操作步驟。此外,還可以通過視頻,看到實驗結果并對照實驗結果進行分析,更容易掌握實驗。學生可以充分利用課余時間隨時隨地學習,反復揣摩,這使生物實驗教學不再拘于傳統(tǒng)課堂,而是突破了時間和空間的限制。通過微課的形式展現生化實驗能夠讓學生不僅知其然,更要知其所以然,幫助學生對實驗及理論的理解和分析,達到實驗與理論一體的目的[2]。
三、游戲教學法
游戲教學法,顧名思義就是以游戲的形式教學,使學生在輕松的氛圍中、快樂的游戲中,不知不覺學到書本上的知識,即將教學和游戲巧妙結合起來。游戲教學法貫徹了“寓教于樂”的教育原則,“寓教于樂”是一種先進的、人性化的教育理念。游戲內容必須與教材緊密聯系,在設計游戲時,要充分考慮教學目的和要求,注重教學效果,要以教學內容為中心,根據教學內容考慮游戲的內容和形式。在課堂中適當地設置游戲環(huán)節(jié)不僅能集中學生的注意力,活躍課堂氣氛,還能幫助學生更好地理解所學內容,使枯燥的知識趣味性增強,提升教學效果。
比如在呼吸鏈的教學中,通過游戲教學法,讓學生對該知識點更容易理解。呼吸鏈指的是遞氫體和遞電子體按一定順序排列在線粒體內膜上,將代謝物脫下來的成對氫原子傳遞給氧生成水的過程。將講臺比作是線粒體,請若干個學生到講臺上來模仿兩條呼吸鏈上的傳遞體,用兩支筆代表代謝物脫下來的成對氫,筆帽代表電子。在傳遞過程中,兩條呼吸鏈氫的傳遞不同,但是電子的傳遞是相同的。氫原子解離成氫離子和電子,將筆帽取下繼續(xù)由遞電子體傳遞給氧,使之成為負氧離子,再與兩個氫離子結合生成水。這樣學生可以很清晰地看到氫的傳遞和電子的傳遞,也能區(qū)別兩條呼吸鏈的相同點和不同點。
四、聯系教學法
生物化學是醫(yī)學基礎科目,它與解剖、生理、遺傳、內科、健康評估等多門學科都有聯系,與臨床疾病的診斷、檢驗關系密切,它自己本身的新陳代謝也是相互聯系、密不可分的[3]。所謂聯系,是指一切事物、現象、過程之間及內部諸要素之間的相互影響、相互作用和相互制約。聯系既是客觀存在也是普遍存在。在教學過程中適時、適當將相關方面的知識進行合理聯系,將使學生更容易理解和掌握生物化學理論知識,進而構建系統(tǒng)合理的知識結構體系。比如核酸、蛋白質的合成以及遺傳信息的表達與遺傳學緊密聯系。在學習核酸的同時,結合比喻法將DNA比喻成“老板”,mRNA比喻成“秘書”,tRNA比喻成“搬運工”,rRNA比喻成“裝配工”,核糖體是“裝配車間”,氨基酸是“原料”,蛋白質是“產品”。在老板的指令下,mRNA傳達命令,tRNA搬運氨基酸到rRNA,和蛋白質裝配的核糖體合成蛋白質。將核酸在細胞中的定位及功能與中心法則(DNA轉錄成mRNA,再由mRNA翻譯成蛋白質)、遺傳信息的表達、蛋白質的合成相互聯系起來。
比如生物氧化的概念,指的是糖、脂肪、蛋白質等在體內徹底氧化生成CO2和H2O,并且釋放能量的過程。教材中生物氧化章節(jié)中介紹CO2和H2O的生成,能量又如何儲存,生成ATP。在教學過程中,可以結合糖代謝中的一些化學反應舉例,同時為糖代謝的講解奠定基礎,比如CO2的生成方式氧化脫羧以異檸檬酸和α-酮戊二酸為例。H2O的生成可以與水的代謝中水的動態(tài)平衡聯系起來,其中有一個來源是代謝水,而代謝水從哪里來?以這種方式引出“呼吸鏈”這個知識點。另外,底物水平磷酸化可以以糖的無氧氧化中ATP的生成為例,氧化磷酸化可以以三羧酸循環(huán)中的四次脫氫反應為例,將氧化磷酸化與呼吸鏈、線粒體和有氧綁定在一起。既可以對比兩種ATP生成方式的不同點,又能通過對比得出哪種方式是主要方式,哪條氧化呼吸鏈是主要方式。
另外,在講解脂類代謝的同時,也可以與糖代謝聯系起來,比如上述比喻法中提到的酮體的生成和利用,將其與糖尿病相互聯系。蛋白質分解代謝應該聯系靜態(tài)生物化學部分蛋白質的知識,比如蛋白質消化成它的基本結構單位氨基酸之后,而在學習過氨基酸的氨基和羧基的基礎上,再學習氨基酸的代謝。
五、“線上+線下”混合式教學法
在特殊時期,“線上”教學尤為重要,具備較高的線上教學能力是當前提高教學質量的保障。在“線下”教學的同時,也可將課件及相關的拓展視頻、自創(chuàng)的實驗微課等上傳到職教云平臺,供學生課前預習及課后鞏固,拓展學生學習的深讀和廣度。可以借此平臺進行簽到考勤、完成平時的作業(yè),既節(jié)省教師批改作業(yè)的時間和統(tǒng)計的工作量,又使學生平時成績的量化度和準確度得以提高。
六、繪制思維導圖
生物化學課程抽象難懂,動態(tài)生物化學網絡性太強[4],不是僅靠記憶就行,更多的要有自身的理解和思考,才能一通百通?!笆谌艘贼~,不如授人以漁”,通過繪制思維導圖結合比喻法將復雜的知識點串聯起來,把各章節(jié)的內容融會貫通,讓學生自己梳理知識體系,使學生理解整體與局部的關系、知識乃至事物之間的相互聯系性,并且可以通過“認識—實踐—認識”進行舉一反三,可以應用于其他學科、生活以及未來的工作中。通過舉行思維導圖大賽激發(fā)學生興趣,進一步引導學生將認識用于實踐。
七、融合思政元素
課程思政在大學課程中已深入人心,為適應新時代發(fā)展的要求,生物化學課程在教學過程中融入思政教育,發(fā)揮課程立德樹人的作用,進而又能促進學生對本課程知識的學習和掌握,使思政與生物化學教學做到同向同行,如思維導圖大賽的開展,提升學生學習能力的同時,又使學生對生物化學知識得以進一步鞏固。
八、結語
教無定法。在教學實踐中,教師只有根據教學內容及學生實際水平,靈活運用多種教學方法,因材施教,采取相應的策略才能激發(fā)學生的學習興趣與學習熱情,培養(yǎng)其自主學習能力,從而更好地提高教學質量。
參考文獻:
[1]晁相蓉.多管齊下提升生物化學教學效果的探索與實踐[J].生命的化學,2021,41(6).
[2]朱寶安,尹麗.微課在醫(yī)學高專生物化學實驗教學中的應用[J].中國醫(yī)學教育技術,2015(10):544-546.
[3]蔡曉霞.聯系教學法在高職高專生理學教學中的運用和體會[J].生物技術世界,2014(6).
[4]張曉薇,彭曉夏.生物化學代謝反應教學技巧探索[J].生命的化學,2021,41(11).
◎編輯 魯翠紅6116149F-1517-4DC5-8634-96DDF93AF295