啟發式教學在脂肪酸能量計算公式推導中的應用

趙繼榮，張 艷

（楚雄醫藥高等專科學校，云南楚雄 675005）

啟發式教學在脂肪酸能量計算公式推導中的應用

趙繼榮，張 艷

（楚雄醫藥高等專科學校，云南楚雄 675005）

目的：探討讓學生推導脂肪酸能量生成的計算公式。方法：采用啟發式教學法引導學生進行思考、分析、聯系比較并進行歸納總結。結果：學生逐步推導出脂肪酸在分解代謝時能量的凈生成數可用公式（Cn/2－1）×4＋Cn/2×10－2進行計算。結論：學生在公式的推導過程中增強了學習興趣和自信心，培養了分析問題、解決問題的能力。

啟發式教學；脂肪酸；能量；計算公式

啟發式教學，是根據教學目標和教學任務，遵循教學規律，從學生的年齡、心理特征、知識基礎認知結構等實際出發，采用各種生動活潑的方法，引導學生積極思考，發展學生智力的一種教學原則。充分激發學生學習的興趣，使他們主動、積極地獲取知識和發展智能，這種教學原則提倡學生自己動腦、動口、動手去獲取知識。采取啟發式教學的根本目的是為了更好地發揮教師的主導作用、學生的主體作用，使課堂教學過程取得最優化的效果〔1〕。

生物化學是一門重要的基礎醫學課程。由于這門學科是從分子水平來探討生命奧秘，具有分子結構式多、代謝途徑多、概念抽象、內容復雜等特點，給教師和學生都帶來一定的難度〔2〕，是學生普遍反映較難學的一門課程。在生物化學教學過程中，如何針對難點內容教學，讓學生在有限的時間內比較系統地掌握生物化學基本知識和基本理論，為后續課程的學習和將來的工作打下必要的基礎，是每一位生物化學教師經常加以思考的問題。圍繞這一問題，筆者在多年的生物化學教學實踐中運用啟發式教學取得了良好效果。本文就以在脂肪分解代謝中采用啟發式教學引導學生推導出脂肪酸體內氧化分解時ATP生成數的計算公式進行探討。

1 利用公式計算脂肪酸能量生成的意義

脂肪的主要生理功能之一是在細胞內氧化為機體提供能量。所以，脂肪酸體內氧化分解時所釋放的能量數計算在脂類代謝中是一個重點。但現有的教材中均無明確的計算方法，只有一個最終結果，造成很多學生在學習過程中對這一知識點的掌握上出現困難。

很多從事生物化學教學的教師都總結出類似的脂肪酸徹底氧化分解時生成ATP數的計算公式〔3-4〕，運用公式進行計算，確實能夠很快得出結果，但筆者在教學工作中也發現，雖然學生能夠記住并使用公式，但對該公式的含義并不理解。采用啟發式教學引導學生自行推導出計算公式，不僅能夠使學生熟練地運用公式進行計算，而且，對學生掌握脂肪酸氧化分解的過程及生物氧化相關的內容有極大的促進作用。

2 實施步驟

2.1 設問置疑 引發思考“學起于思，思源于疑”。求知欲是從問題開始的，教師在教學中，要有目的、有意識的創設問題情境，使學生置身于問題之中，形成強烈的問題意識，帶著富有趣味和價值的問題去學習，使學生真正成為學習的主人。因此，在講授脂肪酸分解代謝過程時，首先就提出問題“脂肪的主要生理功能是什么？”，這樣就引起了學生的主動思考：脂肪酸在分解過程中能生成多少分子ATP？如何計算？帶著這些問題進入了脂肪酸分解代謝的學習，學生會對代謝的過程和消耗或生成ATP的步驟給予更多的關注。

脂肪酸氧化分解的整個過程可大致分為4個階段：脂肪酸的活化、脂酰CoA進入線粒體、β-氧化及乙酰CoA進入TAC徹底氧化〔5〕。由于學生帶著自設的問題進行學習，能夠準確地歸納出在第一階段脂肪酸活化時，需消耗2個高能磷酸鍵，相當于2分子ATP；第三階段β-氧化時，第一次脫氫反應脫下的2H由FAD接受，還原為FADH2，進入琥珀酸氧化呼吸鏈可生成1.5分子ATP，第二次脫氫反應脫下的2H由NADH+接受，還原為NADH+H＋進入NADH氧化呼吸鏈生成2.5分子ATP，兩項合計生成4分子ATP；第四階段乙酰CoA進入TAC徹底氧化生成CO2和H2O，并釋放出10分子ATP。先讓學生嘗試進行計算，多數學生基本是根據上述反應過程逐項計算ATP的生成數和消耗數，最后得出ATP的凈生成數，步驟很繁瑣，而且容易出錯。此時，再提出問題“是否有更簡單的計算方法或公式？”由于教材中沒有相關內容，從而引導學生進入了推導公式的教學環節。

2.2 找出關鍵 聯系比較 由于提出了可通過公式進行計算，大大激發了學生強烈的好奇心，迫切希望通過發揮自己的聰明才智來解答這個具有挑戰性的問題。學生通過對脂肪酸氧化分解過程的復習和討論，得出要總結出脂肪酸氧化時生成ATP數的計算公式，關鍵在于要知道乙酰CoA的生成數和β-氧化的次數并公式化。如何做到這一點呢？可列舉出含不同偶數碳原子的飽和脂肪酸，由學生討論在進行β-氧化時，生成乙酰CoA的量和β-氧化的次數，并將正確的答案在黑板上以表1的形式列出。

表1 不同偶數碳原子飽和脂肪酸生成乙酰CoA的量和β-氧化的次數

通過對表1中數據進行觀察、比較，啟發學生找出它們之間的聯系，并嘗試用公式的形式表達出來。在教學實踐中幾乎所有學生都能很快得出表達式（1）、（2）

2.3 比喻啟發 突破難點 在此環節中，由于乙酰CoA是從長鏈飽和脂肪酸上以2個碳原子一組裂解生成，學生對于乙酰CoA生成數與脂肪酸碳原子數之間的關系較容易理解，而對于β-氧化的次數與脂肪酸碳原子數之間的關系卻很模糊，雖然能夠寫出正確的數學表達式，但是要他們說出為什么，多數學生卻似懂非懂，這是學生推導公式中的最大難題。原因就在于最后一次β-氧化時，學生忽略了底物是丁酰CoA，只含有4個碳原子，經一次β-氧化即可生成2分子乙酰CoA。在講解時可通過引喻一些日常生活中的例子幫助學生理解，如一塊豆腐切幾刀可均分為三塊？學生就能夠輕松地明白β-氧化的次數與脂肪酸碳原子數之間的關系了。

2.4 展開討論 歸納總結 在學生理解以上兩個關鍵問題后，展開討論，將式（1）乘以每分子乙酰CoA進入TAC時生成的ATP數10，得到全部乙酰CoA生成的ATP數，再加上脂肪酸通過β-氧化時生成的ATP數，即式（2）乘以每一次β-氧化時生成的ATP數4，得：

公式（3）為脂肪酸在徹底氧化分解時所生成ATP的總數，要計算ATP的凈生成量時，還要提醒學生注意由于脂肪酸在活化進入線粒體時消耗了2分子ATP，因此，再將公式（3）整理得公式（4）即脂肪酸氧化時ATP凈生成量計算公式：

在公式的推導過程中，學生對表1進行歸納時也發現，所列舉的脂肪酸所含的碳原子數均為偶數，如將含奇數碳原子的脂肪酸代入公式進行計算時不適用，明確了此公式僅適用于含偶數碳原子的飽和脂肪酸。部分學生還可以對公式（3）和（4）進一步簡化，得：

但筆者認為太過簡練反而會使學生最終又只會用而不知其意，并忽視了脂肪酸的氧化分解的代謝過程，不利于知識的整體掌握，與啟發式教學的目的背道而馳，建議還是使用公式（5）和（6）。

3 結語

通過啟發式教學使學生逐步推導出脂肪酸在徹底氧化分解時ATP生成數的計算公式，使學生輕松掌握了該知識點，加深了對脂肪分解代謝及相關內容的理解。同時，培養了學生分析問題、解決問題的能力，通過經歷問題的解決過程，激發學生的自主學習熱情，提高對生物化學的學習興趣，樹立了自信心，而且通過對解決問題的方法的探索，可以激發學生的創造熱情，培養創新能力。

教學的藝術不在于傳授的本領，而在于激勵喚醒和鼓舞。作為教師不僅要想辦法為學生提供能激發其思維興趣的舞臺，使他們的潛能得到展示和發揮，而且要以新穎獨特的教學設計激發學生強烈的求知欲。

〔1〕謝行芝.啟發式教學四步走〔J〕.廣東教育：教研版，2009（4）：40-41.

〔2〕鄭云郎.解決生物化學教學難點的探討〔J〕.醫學教育，2002（5）：59.

〔3〕張冬菊.初探脂肪酸氧化的能量計算公式〔J〕.衛生職業教育，2007，25（4）：58-58.

〔4〕羅永富.脂肪酸體內氧化ATP生成數量計算公式〔J〕.衛生職業教育，2006，24（6）：87-87.

〔5〕潘文干.生物化學〔M〕.6版.北京：人民衛生出版社，2009：112-113.

（責任編輯 蔣 康）

App lication of Heuristic Teaching in Deducing the Com putational Formula of Fatty Acid Energy

ZHAO Jirong,ZHANG Yan
（Chuxiong Medical College,Chuxiong，Yunnan 675005,China）

Objective:To discuss how to let the students deduce the formula of fatty acid energy generation.MethodsHeuristic didacticswas used to guide the students to think,analyze,compare and summarize.ResultsStudents gradually deduced that the net number of energy generation could use the formula （Cn/2－1）×4＋Cn/2×10－2 to calculate.ConclusionStudents have improved their interests and self-confidence in learning,and have cultivated the ability to analyze and solve problems in the course of deducing the formula.

heuristic education;fatty acid;energy;computational formula

G424.1

A

1672-2345（2011）02-0089-03

2011-01-29

趙繼榮，講師，主要從事生物化學教學研究.