生物化学课堂教学实战经验探讨

导语：生物化学课堂教学实战经验探讨一文来源于网友上传，不代表本站观点，若需要原创文章可咨询客服老师，欢迎参考。

[摘要]现阶段高校本科《生物化学》课程的教学目标注重应用型人才的培养，着重于训练学生的创造性思维和创新能力。为了更好地实现这个目标，《生物化学》课程的教学内容有必要进行合理的调整，并选择与之相符的教学资源；再通过教学方法相应的改进，把注意力更多地放在学生上，以激发学生学习生物化学的兴趣，培养学生运用生物化学理论知识来解决实际问题的意识和能力。文章基于自身的本科《生物化学》课堂教学经历，主要从教学内容和教学方法两个方面对课程进行了总结和分析，希望为《生物化学》课程教学改革提供有价值的实战参考经验。

[关键词]生物化学；课堂教学；实战经验；创造性思维；教学改革

17世纪的数学家、哲学家笛卡尔说过：“大学本科教育的价值不是学习很多事实，而是训练大脑会思考。”根据2018年教育部的《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》，近年来各高校日益重视加强本科生创新精神和实践能力的培养[1]。《生物化学》是一门实用性较强的专业基础课程，是农学、林学、植保、园艺、食品、生物等专业的本科生的必修课。目前《生物化学》课程的教学目标也着重于训练学生的创造性思维和创新能力，以激发学生的学习兴趣，进一步培养应用型人才[2]。授课教师如何实现这一教学目标是一项复杂的系统工程。这项工程需要以高质量的课堂教学为基础，需要对传统的教学内容和教学方法进行合理的调整和运用，为学生创新能力的培养创造有利条件。“学生为主体，教师为主导”是现代教学的指导思想。教师的主导作用在于激发学生的学习兴趣，形成学习动机。目前现有的各种课堂讲授方式大部分是建立在学生已经有学习主动性的前提下，而学习主动性的产生很大程度上与学习兴趣相关联[3]。那么在课堂上“如何教”就比“教什么”更值得教师去重视。文章就自身的《生物化学》课堂实践经历，对如何运用多样的教学方法，培养学生的创造性思维这一方面做一经验总结，希望为本科《生物化学》课程教学改革提供有价值的实战参考经验。

1引入与生物化学相关的科学史

“以史为鉴，可以知兴替”。引入相关科学史不仅可以加深对生化知识点的理解，还可以了解到与生化学科相关的科研思路和发展趋势。在绪论课上授课教师就可以开始引入与生物化学相关的科学史，在接下来的课程讲授中教师可以继续结合相应的教学内容介绍相关的科学史。比如自1901年以来，诺贝尔化学奖有差不多一半颁给了生物化学领域，诺贝尔医学奖或生理学奖也与生物化学有着非常密切的联系[4]。这些经典的科学史给生物化学教学提供了丰富的资源，对激发学生的爱国情怀也有一定的作用。授课教师可以给学生展示简要的科学事件年代列表，帮助学生理清重大科学事件发生的先后顺序和年代背景，同时可以突出某个生化方面的科学发现的重要性或创新性。教师还可以介绍某个生化理论的历史来由，用照片和教学录像还原当年研究者们探索的情境，让学生或体验生化理论的形成过程，或探究生化规律的发现过程，或参与生化实验的设计过程。比如2017年是英国科学家弗朗西斯·克里克(FrancisCrick)关于“中心法则”(centraldogma)讲座的第六十年[5]。授课教师就在课堂上给学生展示了克里克在美国冷泉港实验室演讲照片和“中心法则”早期的图稿照片，并给学生指出克里克还大胆和准确地做出了关于转运RNA(tRNA)的预测——认为必定存在可以将氨基酸引入蛋白质合成位点的小“适配器”分子，然后突出这个预测的意义：在当时tRNA是否存在是超乎想象的，是直到1961年才被证实和发表在《自然》杂志上的研究[6]。授课教师还可以给学生推荐一些与生物化学相关的科学史的书籍，比如洛伊斯N.玛格纳(LoisN.Magner)的《生命科学史》(AHistoryoftheLifeSciences)、贾雷德•戴蒙德(JaredDiamond)的《枪炮、病菌与钢铁》(Guns,GermsandSteel)、饶毅的《饶议科学》和王立铭的《吃货的生物学修养》等。通过这些有趣的书籍，在课堂外继续唤起学生课后自主学习的动力。

2善用类比和比较的方法引导学生

《生物化学》课程中有些概念和理论相当抽象，需要学生有一定的想象力。这时教师可以善用类比和比较的方法将之变得生动有趣。比如把F1F0-ATP合酶比喻成分子印钞机，印出了ATP这种能量货币(energycurrency)。比如用形象的教学录像给学生展示tRNA像电插头接头一样，将特定的氨基酸带到核糖体进行蛋白质装配。比如在讲授糖类化合物代谢途径的课堂上，教师可以把糖酵解比喻成被“拦腰截断”的一条线段，而在有氧条件下紧接其后的三羧酸循环是类似交通枢纽的一个圆环。此外，还有DNA和RNA的比较，不同代谢途径之间的比较，氧化磷酸化和光合磷酸化的比较，三种能量储存方式糖原、脂肪和蛋白质的比较等。类似的例子还有很多，需要授课教师长期的积累和不断的总结。当学生掌握某部分生化内容后，教师可以引导他们将学习该部分内容的思路和方法用于其它相关部分的学习。比如在讲授RNA的转录这部分的知识时，教师在讲解完DNA复制之后，不要急于给学生讲解RNA转录，而是应该针对RNA转录的学习内容设计表格，让学生自行比较DNA复制和RNA转录的条件，包括模板、原料、所需的酶等，在表格中留下教学内容的“空白”，让学生自己去探究复制和转录的异同点后填空。学生会发现DNA复制和RNA转录合成链的方向是一致的，但两者所用的模板链、半保留复制和不对称转录等有所差异。在这个比较学习的过程中，学生在巩固已学知识的同时，加深了对新知识的理解，创新意识和创新能力也得到了锻炼。

3设计好启发性问题促进思考

启发式教学是有效激发学生学习兴趣，开发学生创造性思维，引导学生探究科学问题，帮助学生理解和掌握课程重要知识点的手段[7]。教师可以根据教学进展提前设计好启发性问题，但是不要直接将参考答案和盘托出。如果设计的问题涉及到的知识点比较多，或者需要进行资料查询，教师可以考虑将其布置成课后作业，在将参考答案提供给学生之前，尽可能地让学生自行去发现。通过学生的解答或作业反馈，教师也可以了解学生对重要知识点的掌握程度，可以更有针对性地进行指导。比如为了让学生对碱基互补配对(base-pairing)原则有更多更深入的了解，教师可以引导学生去收集“碱基互补配对无处不在”的事实，让他们自行去发现碱基互补配对不仅存在于DNA双螺旋结构中，还存在于DNA复制、转录、翻译、反转录过程中，原核生物起始密码子的识别中，RNA干扰(RNAi)中，聚合酶链式反应(PCR)中，Southern印迹杂交(Southernblotting)中，Northern印迹杂交(Northernblotting)中，DNA芯片(DNAchip)中，荧光原位杂交(FISH)中，基因组编辑(genomeediting)中等等。通过学生主动地去搜寻资料和归纳总结，不仅掌握了生化知识点，还拓宽了知识面和视野。在《生物化学》的课程教学中，教师还可以在学生已经基本掌握生化基础理论的前提下，针对与生化相关的热点内容设计问题，在课堂上提问学生，并围绕问题展开讨论，提高课堂参与度。结束时教师进行必要的指导、评价和总结。在教学核酸这一章节时，教师可以在给学生系统讲解核酸的结构和性质等基础理论知识之后，先提问学生：“转基因食品安全吗？”再层层分解为一个个小问题抛给学生：“食物中的核酸能进入人体细胞吗？人体如何产生核酸？吃太多核酸会有什么危害？核酸营养品与核苷酸类似物有什么不同？”

4教学案例既联系日常又与时俱进

《生物化学》是专业基础课，知识点多且理论性强。如何激发学生的学习兴趣和求知欲成为教学的关键点。紧密结合课程讲授的知识点选择教学案例是一个有效的方法，选择的案例最好既联系日常又与时俱进，并结合多媒体技术把这些实例直观生动地展现在学生眼前。联系日常的案例可以优选一些与生化知识点密切相关的生活实例。比如教师在讲授蛋白质等电点的概念时，可以联系“喝酸奶舔瓶盖”这个生活实例，正好华农酸奶是华南农业大学生产的著名产品之一。教师可以引导学生分析“倒挂”在瓶盖上的酸奶口感更浓郁的原因，指出在牛奶发酵成为酸奶的过程中，当pH值降低到酪蛋白的等电点时，酪蛋白胶粒就会相互交联形成酪蛋白网，锁住乳清蛋白和水分[8]；而“倒挂”在瓶盖上的酸奶由于乳清蛋白和水分的进一步析出而导致蛋白质含量更高，故口感更为浓郁。此外，比如在讲授代谢途径时恰逢学校运动会的举行，教师就可以从生化的角度引导学生探讨田径径赛中的200米和400米短跑哪个挑战性更大。类似的案例还有热带水果榴莲的气味是与哪个氨基酸的分解有关，制作粤式煲仔饭选用的米中支链淀粉含量高还是低等等。在绪论课时教师可以做一个有关诺贝尔获得者最近在生化方面的研究进展介绍。在介绍生物化学的发展阶段时教师可以引入一些与各章节密切相关的经典实例。比如诺贝尔奖背后的微小功臣——嗜热四膜虫(Tetrahymenathermophile)是如何在端粒和端粒酶的发现和研究中做出了贡献。这些学生不知道或知道一些但了解不深入的案例可以让学生感到生化课程学有所用。

5总结和进一步的想法

综上所述，文章根据自身教学体会，从教学内容和教学方法两个方面对《生物化学》的课程改革进行了探讨，目的是有效地提高学生学习生化课程的积极性，培养学生的创造性思维。教学内容的优化结合教学方法的改进，不但能提高生化课程的教学质量和课堂参与度，还能调动学生思考问题的积极性，培养学生的自主学习能力。建议有可能的话，讲授理论课程的老师可以同时带实验课程，这样既能增进师生之间的交流，又能更好地了解学生对理论知识的掌握情况。在高校本科《生物化学》教学过程中，如何更有效地提高学生对课程的关注度，如何让选取的教学案例更好地为理论知识服务，如何不断地提高授课教师的课堂组织能力等问题，都为今后的教学实践留下了不断探索的广阔空间。

参考文献

[1]何倩鸿，王科盛，丁杰雄．探索新形势下实践创新能力培养新机制[J]．教育教学论坛，2020(53)：203-205．

[2]徐春兰，尚晓娅，牛卫宁．《生物化学》课程教学与考核模式改革初探[J]．教育教学论坛，2020(15)：162-164．

[3]刘彦彤．生物化学课程教学方法改革初探[J]．中外企业文化，2020(6)：151-152．

[4]IoannidisJPA，CristeaI-A，BoyackKW．WorkhonoredbyNobelprizesclustersheavilyinafewscientificfields[J]．PLoSONE．2020，15(7)：e0234612．

[5]CobbM．60yearsago，FrancisCrickchangedthelogicofbiology[J]．PLoSBiol．2017，15(9)：e2003243．

[6]JudsonHF．Theeighthdayofcreation：makersoftherevolutioninbiology[M]．Plainview：ColdSpringHarborLaboratoryPress，1996．

[7]孙梦，王静，尤卫艳，PBL在基础医学专业高级生物化学中的应用[J]，教育教学论坛，2020(51)：147-148．

[8]张和平．乳中酪蛋白胶粒的形成及其结构[J]．中国乳品工业，1991(5)：235-239

作者：黄晓 巫光宏 罗娜 李发强 单位：华南农业大学 生命科学学院