生物化學(xué)課程與實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革初探

周成 孫玉軍 朱琳 馬忠友

摘 要：生物化學(xué)是一門在分子水平上揭示生物體的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)的學(xué)科。由于生物化學(xué)是從化學(xué)和生理學(xué)中脫離并興起的一門學(xué)科，其理論知識(shí)都比較抽象，生物體中的代謝反應(yīng)十分復(fù)雜且密切關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致了不同專業(yè)的學(xué)生普遍反映生物化學(xué)是一門較難理解和掌握的課程。然而，目前生物化學(xué)課程以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在一些教學(xué)內(nèi)容、方法和手段滯后等問(wèn)題。因此，必須對(duì)傳統(tǒng)的生物化學(xué)教學(xué)方法進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。該文通過(guò)課程和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法等一系列改革，探索并發(fā)展一種新的生物化學(xué)教學(xué)模式和課程體系，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作技能具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：生物化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)方法；改革

中圖分類號(hào) G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）08-146-02

生物化學(xué)是生命科學(xué)與化學(xué)的有機(jī)結(jié)合，是研究生物體內(nèi)有機(jī)物質(zhì)相互轉(zhuǎn)變的一門近代科學(xué)，也從生物學(xué)角度去詮釋生命現(xiàn)象和化學(xué)本質(zhì)的聯(lián)系[1]。生物化學(xué)在生命科學(xué)課程體系中有著非常重要的地位，它的基本理論和實(shí)驗(yàn)方法是生命科學(xué)以及其它專業(yè)課，如細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)的重要基礎(chǔ)。如何激發(fā)學(xué)生對(duì)生物化學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣并使其能夠熟練掌握該課程的基本內(nèi)容，是高校生物化學(xué)課程教師需要不斷探索和研究的重要課題。教師應(yīng)做到在讓學(xué)生掌握生物化學(xué)基本知識(shí)的前提下，竭力地引導(dǎo)其了解生命科學(xué)發(fā)展最前沿的科學(xué)成果與發(fā)現(xiàn)，并在教學(xué)中與科學(xué)研究相結(jié)合，訓(xùn)練學(xué)生掌握生物化學(xué)相關(guān)的基本研究方法[2-3]。在進(jìn)行課堂教學(xué)同時(shí)，通過(guò)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力，加深對(duì)生物化學(xué)理論知識(shí)的了解和認(rèn)識(shí)。

1 生物化學(xué)教學(xué)改革措施

1.1 案例講解與理論知識(shí)講授相結(jié)合 講授生物化學(xué)課程應(yīng)從生命活動(dòng)密切相關(guān)案例來(lái)逐步引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[4]。在生物化學(xué)教學(xué)中，盡量將講授的課程內(nèi)容與疾病等生命活動(dòng)相關(guān)的理論知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，因?yàn)檫@些都是最容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題的講解，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到該門課程是學(xué)而有用的[5]。在教學(xué)的同時(shí)需要增加常見(jiàn)生活案例為引導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生思考并理解所學(xué)知識(shí)的實(shí)際意義，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)生物化學(xué)的理論知識(shí)在生活實(shí)際中能得到充分地應(yīng)用，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性[6]。比如說(shuō)，在學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)化學(xué)章節(jié)，應(yīng)該多聯(lián)系多肽與疾病的關(guān)系，如胰島素與糖尿??；在酶原這一章節(jié)時(shí)，需要講述一些急性胰腺炎產(chǎn)生的機(jī)理；在學(xué)習(xí)酶競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用時(shí)，講述一些有關(guān)有機(jī)磷農(nóng)藥殺蟲(chóng)的機(jī)理以及磺胺類藥物抑菌作用等；在維生素章節(jié)，講述各種維生素缺乏與一些生理疾病，例如夜盲癥、腳氣病、佝僂病、軟骨病、壞血病等之間的內(nèi)在關(guān)系；在學(xué)習(xí)生物氧化章節(jié)時(shí)，講解一些CO中毒、氰化物中毒與呼吸鏈電子傳遞異常之間的密切關(guān)系。這些案例與生化知識(shí)相結(jié)合的教學(xué)方式將大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。由于教材中這種案例知識(shí)的內(nèi)容并不是很多，教師在準(zhǔn)備課堂授課時(shí)，必須精心備課，掌握和熟悉案例中所涉及的生化理論知識(shí)。因此這種教學(xué)方法對(duì)教師而言，在推進(jìn)素質(zhì)教育方面具有積極的意義。

1.2 采用多媒體輔助教學(xué) 通過(guò)長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐，筆者認(rèn)識(shí)到案例教學(xué)法比傳統(tǒng)教學(xué)方法有著很明顯的優(yōu)勢(shì)，但是在具體實(shí)施案例教學(xué)的過(guò)程中也存在一些問(wèn)題，比如目前的生物化學(xué)課程內(nèi)容形式比較單一，缺少大量的圖片講解。這給教師在教學(xué)實(shí)踐中留下了一定的創(chuàng)造空間，對(duì)教學(xué)手段和方法的改革起著很大的推動(dòng)作用。近年來(lái)，多媒體教學(xué)在教師講解生物化學(xué)課程內(nèi)容中的應(yīng)用越來(lái)越普通。多媒體能夠組合2種或2種以上媒體的一種人機(jī)交互式信息交流和傳播媒體[7]，使用的媒體包括文字、圖片、照片、聲音、動(dòng)畫和影片，以及程式所提供的互動(dòng)功能。多媒體在教學(xué)之中的應(yīng)用，優(yōu)化了傳統(tǒng)教學(xué)中的雙方交流模式，衍變成更具優(yōu)越性的三方交流模式[8]。傳統(tǒng)教學(xué)主要由教師和學(xué)生的雙方互動(dòng)來(lái)進(jìn)行，能夠當(dāng)堂解決教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。多媒體的介入不僅保留了這種雙方交流模式的優(yōu)點(diǎn)，升級(jí)為三方交流模式。在課堂上，學(xué)生不僅僅可以和活生生的教師交流，還可以和這位保持沉默卻無(wú)所不知的“多媒體”老師交流，而且后者更可以讓學(xué)生意識(shí)到自己的主人翁地位，積極發(fā)揮自身學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，也更符合生本教育的理念[9]。多媒體的介入，則可以使教師擺脫想多傳授知識(shí)卻苦無(wú)資源可用的尷尬境地。因此，改進(jìn)教學(xué)方式，充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代教學(xué)設(shè)備的作用，廣泛采用多媒體輔助教學(xué)可以以豐富的動(dòng)畫講解抽象難懂的生化理論知識(shí)，例如，復(fù)雜的蛋白質(zhì)合成過(guò)程十分復(fù)雜難記，運(yùn)用動(dòng)畫播放后，深?yuàn)W的內(nèi)容便變得形象生動(dòng)和簡(jiǎn)單明了，易于理解和記憶，教學(xué)效果良好。多媒體教學(xué)克服了傳統(tǒng)教學(xué)的弊端，學(xué)生的視聽(tīng)受到刺激后，顯著提高了其學(xué)習(xí)熱情和教學(xué)質(zhì)量[10]。但是，也要避免單一的多媒體教學(xué)，講解的同時(shí)需要將重點(diǎn)和難點(diǎn)提出來(lái)，加深學(xué)生的理解。此外，教學(xué)方法的運(yùn)用必須根據(jù)教學(xué)內(nèi)容而采取多種教學(xué)形式，不斷學(xué)習(xí)新的教學(xué)媒介，完善和發(fā)展自身的綜合素質(zhì)，形成一套具有自己特色教學(xué)手段和方法。

2 生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù)的改進(jìn)

生物化學(xué)作為生命科學(xué)及其相近學(xué)科的重要基礎(chǔ)課，而生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)在其教學(xué)過(guò)程中起著非常重要的作用，并成為生物學(xué)等相關(guān)學(xué)科的學(xué)生從事科學(xué)研究最基本的工具[11]。通過(guò)對(duì)學(xué)生開(kāi)設(shè)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)，不僅可以使學(xué)生熟練掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能，也讓學(xué)生初步具備對(duì)科學(xué)問(wèn)題的提出、思索和解決能力[12]。目前大多數(shù)學(xué)校開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)主要包括驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)操作較為簡(jiǎn)單并容易理解；而一些綜合性實(shí)驗(yàn)，例如聚丙烯酰胺凝膠電泳分離、酶提取以及活力計(jì)算等原理十分復(fù)雜，理解也較為困難，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生畏難心理，降低了學(xué)習(xí)興趣和熱情。因此，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革，對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解能力具有重要的意義。

2.1 實(shí)驗(yàn)知識(shí)講解與案例教學(xué)相結(jié)合 正如上述，在生物化學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中，案例教學(xué)法很大程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。這種實(shí)例和理論知識(shí)相結(jié)合的案例式教學(xué)方法，對(duì)實(shí)施生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有很大的啟發(fā)意義。無(wú)論是課程教學(xué)還是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，如何引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣，是教學(xué)實(shí)踐成敗的關(guān)鍵。教師在傳授知識(shí)的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)避免采用填鴨式教學(xué)方法將知識(shí)灌輸給學(xué)生。這樣造成學(xué)生只記不動(dòng)腦，很難靈活運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)；而過(guò)分依賴教師的講解，從而影響了課堂氣氛以及與學(xué)生互動(dòng)性。因此，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，會(huì)使學(xué)習(xí)達(dá)到事半功倍的效果。例如，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中多講解一些現(xiàn)實(shí)案例，比如講授維生素C含量測(cè)定時(shí)，讓學(xué)生們說(shuō)一下人體缺乏維生素C的表現(xiàn)，教師再列出日常生活中哪些蔬菜和水果含維生素C較多。這樣將講授內(nèi)容和日常生活中的實(shí)例結(jié)合起來(lái)，吸引了學(xué)生的注意力，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

2.2 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法 引入實(shí)用性性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。層析法和電泳法是生物化學(xué)研究領(lǐng)域常用的2種實(shí)驗(yàn)技術(shù)，在生物大分子的分離、制備和鑒定中發(fā)揮著重要作用。在教學(xué)中可以引入薄層層析和聚丙烯酰胺凝膠電泳等技術(shù)取代原有的分辨率較低的紙層析和醋酸纖維素薄膜電泳，這樣不僅使學(xué)生接觸到較為先進(jìn)和準(zhǔn)確的研究方法，而且這些實(shí)驗(yàn)要求的技術(shù)性很強(qiáng)，包含灌膠、上樣、電泳、剝膠、染色、脫色等多個(gè)步驟，每一步都直接影響到實(shí)驗(yàn)效果，可以使學(xué)生仔細(xì)操作，反復(fù)訓(xùn)練，因而對(duì)學(xué)生的操作技能也是一個(gè)很好的培養(yǎng)。在配制實(shí)驗(yàn)試劑時(shí)，教師可以指導(dǎo)學(xué)生并讓他們自己動(dòng)手配置。只有同學(xué)們親自動(dòng)手參與到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程時(shí)，才能對(duì)實(shí)驗(yàn)操作和試劑配制有深刻的認(rèn)識(shí)。另外，學(xué)生通過(guò)儀器的準(zhǔn)備，能夠了解一些常用儀器的操作方法、注意事項(xiàng)以及功能和用途。例如，紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)不能經(jīng)常移動(dòng)位置，否則容光源燈容易受到損壞；這種親身實(shí)踐會(huì)很大程度上增加學(xué)生掌握儀器的使用要領(lǐng)和操作能力。

3 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)生物化學(xué)教學(xué)方法的改進(jìn)和發(fā)展，新的生物化學(xué)教學(xué)體系顯著提高了該門課程的教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)的一個(gè)重要部分，應(yīng)注意理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)課的之間銜接，使之能成為一個(gè)有機(jī)的整體，這能夠使學(xué)生更加全面地理解和掌握重要的理論知識(shí)。在教學(xué)過(guò)程中，加強(qiáng)教學(xué)多媒體課件制作和網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂建設(shè)能夠彌補(bǔ)課堂教學(xué)過(guò)程中的很多不足，促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和互動(dòng)性。因此，該課程的課程化改革使課程和實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加完善，對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新能力的人才具有重要的推動(dòng)作用。

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