《自然》雜志融入《動物生物化學》課程的實踐

聶青青，袁玉琳，朱昭行

（贛州職業(yè)技術學院 動物科學系，江西 贛州 341000）

在教育信息化的時代，及時獲取國際最前沿的科研進展信息十分便利，在大學教育里，教師可以根據(jù)國際最新咨迅，實時更新課件，推陳出新，帶領學生緊跟時代步伐，走在社會科研的最前沿，國際咨迅紛繁復雜，本文簡述了選用《自然》雜志引導學生主動思考《動物生物化學》課程中知識的做法。

《自然》雜志創(chuàng)刊于1869年，是國際性科技期刊，負責報道和評論全球科技領域里最重要的突破，其辦刊宗旨是“將科學發(fā)現(xiàn)的重要結果介紹給公眾，讓公眾盡早知道全世界自然知識的每一分支中取得的所有進展”，其中也包括《動物生物化學》課程中涉及到的各類知識?！秳游锷锘瘜W》內(nèi)容多、信息量大、更新快，學生在學習過程中普遍感覺吃力，結合教育信息化的時代特點，以《自然》雜志為引領，深入淺出的教授給學生《動物生物化學》知識，意在調(diào)動學生的學習積極性，使他們更加深入的掌握相關知識，對課程的產(chǎn)生崇敬和熱愛之情，同時培養(yǎng)學生的科學家精神。

1 《自然》雜志融入教學內(nèi)容的實踐

1.1 《自然》雜志融入蛋白質(zhì)的基本結構單位氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位，是含有堿性氨基和酸性羧基的有機化合物。支鏈氨基酸(Branched Chain Amino Acids,BCAA）指的是亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸三種必需氨基酸，講授這部分知識點的時候，可在“學習通”APP 內(nèi)發(fā)起投票（圖1），學生們思考討論BCAA 與延長壽命的關系，待學生投票和討論結束后，教師從《自然·衰老》雜志中的一篇文章講起，為學生解開謎底，即限制飲食中的BCAA可延長健康小鼠壽命30%，不過這么好的效果需要從小就開始養(yǎng)成習慣，而且僅在雄性身上體現(xiàn)，對雌性小鼠來說，如果從中年開始限制BCAA，反而會導致早死。

圖1 在“學習通”APP 內(nèi)發(fā)起投票：BCAA 能延長壽命

蛋白質(zhì)的基本結構單位這部分內(nèi)容，需要學生掌握的知識點較多，如必需氨基酸、極性氨基酸、酸性氨基酸、堿性氨基酸等，學生學習起來十分被動，即使運用巧記記住了這些氨基酸，但又未突出其重要性，學生難以真正理解，通過《自然》雜志里實實在在的科學研究展開來講解，有利于激發(fā)學生的學習興趣，學生有時間而且會主動去思考，學習氛圍輕松愉悅，既學習到了相應知識，又拓展了學生的視野。

1.2 《自然》雜志融入DNA 的空間結構DNA 雙螺旋鏈再盤繞即形成超螺旋結構，DNA 纏繞在組蛋白八聚體（H2A，H2B，H3 和H4）上形成核小體，核小體再進一步逐級折疊壓縮組裝成染色質(zhì)。染色體是指細胞在有絲分裂或減數(shù)分裂過程中，由染色質(zhì)聚縮而成的棒狀結構。真核生物染色體的基本單位是核小體。講到此部分知識點時，教師首先給學生介紹了組蛋白賴氨酸甲基轉移酶，此酶通過催化轉移甲基基團到組蛋白H3 和H4 末端特定的賴氨酸側鏈上，形成組蛋白甲基化標記，從而影響基因轉錄、DNA 復制和DNA 修復等過程，對維持染色質(zhì)穩(wěn)定和基因表達調(diào)控具有重要作用。組蛋白甲基轉移酶已被報道和多種癌癥、疾病等發(fā)生密切相關，它們被作為治療靶點的潛力無限。

在同學們對組蛋白和組蛋白甲基轉移酶有一定了解以后，老師引出斯坦福大學Or Gozani，MD安德森癌癥研究中心Pawel Mazur，阿卜杜拉國王科技大學?ukasz Jaremko 和澳門大學邵寧一領銜的聯(lián)合研究團隊，在《自然》雜志發(fā)表的重要研究成果——他們不僅發(fā)現(xiàn)組蛋白甲基轉移酶(nuclear receptor-binding SET domain,NSD) 家族成員——NSD3 蛋白是肺鱗癌的驅(qū)動因子，還揭示了NSD3 通過酶催化活性促進肺鱗癌進展的機制。這一發(fā)現(xiàn)為臨床治療肺鱗癌提供了潛在的方向。

這樣的授課方式，打開了學生的思維大門，讓學生驚嘆于易被忽視的組蛋白，竟如此重要，潛移默化的影響著學生——要注重細節(jié)，研究可以從各角度入手，處處是科學，并且62.03%的學生表示，通過《自然》雜志的前沿報道引出課程內(nèi)容，有利于他們理解所學知識（圖2）。

圖2 利用《自然》雜志指導教學的效果調(diào)查

1.3 《自然》雜志融入核酸酶能夠?qū)⒕酆塑账徭湹牧姿岫ユI切斷的酶，稱為核酸酶。核酸酶是《動物生物化學》課程中酶與維生素章節(jié)內(nèi)的知識點。不同來源的核酸酶，其專一性、作用方式都有所不同。有些核酸酶只能作用于核糖核酸（Ribonucleic Acid,RNA），稱為核糖核酸酶（RNase），有些核酸酶只能作用于脫氧核糖核酸（DeoxyriboNucleic Acid，DNA），稱為脫氧核糖核酸酶（DNase），有些核酸酶專一性較低，既能作用于RNA 也能作用于DNA，因此統(tǒng)稱為核酸酶（nuclease）。

講到此知識點，教師由《自然·通訊》雜志發(fā)表的來自法國斯特拉斯堡大學PhilippeGiegé 課題組的研究論文，帶學生理解核酸酶。該研究將蛋白-RNase P 重新定位在細胞質(zhì)（Cytosolic RNase P,CytoRP） 后，可以實現(xiàn)切割植物病毒轉運RNA（Transfer RNA,tRNA）樣結構，從而阻礙病毒的復制，使植物達到抗病毒效果。并且著重講述了，被感染的單株植物在CytoRP 表達后并未表現(xiàn)出較弱的癥狀，但預期的病毒RNA 水平降低仍會抑制病毒在農(nóng)作物群體中的傳播?？傮w而言，該研究結果表明使用CytoRP 對抗某些植物病毒性病害的潛力。通過此部分內(nèi)容的講解，讓學生領悟科學家精神中的“敢為人先的創(chuàng)新精神，追求真理、嚴謹治學的求實精神”。

1.4 《自然》雜志融入糖酵解《動物生物化學》中的重點章節(jié)是糖類的代謝，本章首先講解的就是糖的無氧分解，又稱糖酵解，這是一個需要學生理解記憶的復雜的生化反應過程，較難激發(fā)學生的學習興趣。教師運用了《狐妖小紅娘》這個大多數(shù)學生都看過的動漫來重新構建人物關系，講述了一則生動又熱血的玄幻故事。故事講完后，引出《自然》雜志報道的揭示癌癥釋放乳酸來喂食調(diào)節(jié)性T 細胞，從而逃避免疫系統(tǒng)攻擊的文章。老師講解完畢后，同學們幡然醒悟，原來此熱血故事竟是全球最新的相關研究進展。學生們便會主動思考，癌細胞生長為什么如此依賴糖酵解？糖酵解是一個怎樣的過程？在這個過程中，為什么會有大量乳酸產(chǎn)生來喂食調(diào)節(jié)性T 細胞？通過主動思考問題，激發(fā)了大家對糖酵解的學習興趣，也領悟到癌細胞的強大和機體代謝的復雜。

課程知識點與動漫故事和《自然》雜志的報道無縫對接，讓整個學習過程幽默生動且具有高度，且59.49%的學生對本學期《動物生物化學》課程非常滿意（圖3），學習效果良好。

圖3 《動物生物化學》課程滿意度調(diào)查結果

2 《自然》雜志融入課本，推動教學方法改革

教學實踐中，《動物生物化學》教學課時一般是48 學時，教學內(nèi)容多、課堂節(jié)奏快，教師作為課堂的絕對主角總有講不完的授課內(nèi)容，而學生在學習過程中更多的是記筆記和背知識點，沒有時間與機會去思考。這種“滿堂灌”的教學模式會嚴重阻礙學生創(chuàng)新型思維的培養(yǎng)，影響學生的學習質(zhì)量，所以必須深化教育教學改革，教師的教學目標不能只局限于知識傳遞，還要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力，樹立正確的價值觀。在這種背景下，以《自然》雜志為引領，深入淺出的教授給學生《動物生物化學》知識，意義深遠。

同時，在教學過程中也需要靈活運用多種教學方式，如問題教學法，提問支鏈氨基酸與延長壽命是否有關，引發(fā)學生的思考，引出對支鏈氨基酸的拓展知識。如角色扮演法，一些學者表示，開展“角色扮演”參與式教學法不僅有利于學生主動學習和掌握課程基本知識和內(nèi)容，而且促進著學生各方面素質(zhì)和能力的提高，筆者在講授三羧酸循環(huán)知識點的時候，運用角色扮演法，場景設定為國王宣布大家需要上貢能量，學生們是街道里做生意的各商販，負責三羧酸循環(huán)中的各個階段，學生表演出三羧酸循環(huán)的全部過程，最終把生產(chǎn)出的能量上交給國王。在角色扮演過程中，還需講解知識點，例如此處為不可逆反應，可以通過對話詢問是否可以退貨來體現(xiàn)，如唯一的一次底物磷酸化、生成了多少個能量等知識點也可通過不同方式呈現(xiàn)出來，并且老師為參與表演的同學加平時成績以示鼓勵，提高了學生學習積極性和主動性。

《動物生物化學》為高等農(nóng)業(yè)院校動物醫(yī)學和動物科學等專業(yè)開設的重要的專業(yè)基礎課，是其他專業(yè)課及專業(yè)基礎課的“語言”“工具”和橋梁課程。課程涉及的內(nèi)容龐雜抽象，代謝反應錯綜復雜，所以學生學習吃力，只有多種教學方式相結合才能讓整個課堂活起來，運用《自然》雜志的相關文章引出知識點，能激起學生對本課程的敬畏，開拓學生的視野，讓他們具有更高的視角來看待問題，更開闊的思維來解決問題。

但是，運用這種方式教學，對老師要求較高，首先老師要對教育事業(yè)充滿熱情，對課程內(nèi)容需十分熟悉，再者要實時關注《自然》雜志信息，讀到相關文章后能將其與課程知識無縫銜接，而且要具有靈活運用多種教學方式的能力，還需要了解當代大學生的喜好，比如某些動漫、運動項目、游戲等，拉近和學生的距離，更有利于教學活動的開展，同時，老師要合理運用線上教學APP，靈活開展投票、討論、選人、直播、實時測試等活動。

3 結論

以《自然》雜志引領《動物生物化學》知識的講解這種教學方式對老師的綜合素質(zhì)要求較高，而且在教學過程中還需注重多種教學方式的靈活運用。在教育信息化的時代，及時獲取國際最前沿的科研進展信息十分便利，所以教師以《自然》雜志為引領，深入淺出的教授給學生《動物生物化學》知識，能夠調(diào)動學生的學習積極性，使他們更加深入的掌握相關知識，對課程的產(chǎn)生崇敬和熱愛之情，同時培養(yǎng)了學生的科學家精神。