化工類專業《生物化學》選修課教學改革與實踐

摘要：針對化工類不同專業學生的知識結構、生物化學課程內容普遍枯燥抽象、理論深奧難懂、不同專業的學生學習生物化學的目的、興趣和要求不盡相同的特點，從培養和激發學生的學習興趣、優化和更新教學內容、教學方法和手段的靈活應用、加強與學生的交流互動等方面進行了教學改革探討，以達到拓寬學生專業視野、提升學生的綜合素質及創新能力、培養跨學科綜合性人才的目的。

關鍵詞：生物化學；選修課；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）08-0134-03

生物化學是與生物技術相關專業（生物工程、生物制藥、環境工程等）的一門重要基礎課。但隨著科學技術的發展，生物化學已經廣泛滲透到化工、醫藥衛生、食品營養、材料、環境保護等多種學科及領域。因此，與國內許多高校一樣，我院在上世紀末也為化工類工科不同專業及方向的本科生開設了《生物化學》課程作為選修課，以拓寬學生的專業視野，提升學生的綜合素質及創新能力，培養跨學科綜合性人才。

生物化學屬于一門交叉學科，學習者需要具有有機化學、生物學等方面的基礎知識，才能較好地理解生物化學中的復雜概念及理論。而我院化工類選修生物化學課的學生來自化工工藝、精細化工、生物化工、制藥工程、能源化工和林產化工等專業方向，這些學生在選修該門課前已修無機、有機及分析化學課程，相關化學知識特別是有機化學等已有一定基礎，但生物學等相關領域的基礎知識仍然停留在高中階段，且不同專業方向的學生學習生物化學的目的、興趣和要求也不相同。因此，學生對這門課程的反映普遍是枯燥、抽象、深奧，難點很多，針對性不強，開課的教學效果及質量也難以保證。如何針對化工類不同專業學生的特點及課程要求，將枯燥、抽象的內容、深奧難懂的理論、錯綜復雜的代謝反應轉變成淺顯易懂、形象化、具體化的知識傳授給學生，同時又能達到拓寬學生專業視野，提升學生的綜合素質、激發學生創新能力，培養跨學科綜合性人才，筆者結合近幾年的教學實踐談談幾點做法。

一、培養和激發學生的學習興趣

培養學生對課程的學習興趣，是學生能否學好這門課的關鍵，也是培養學生學習能力和創新能力的有效途徑。為此在教學中要把激發學生的學習興趣放在突出的位置來抓，尤其是對選修《生物化學》的化工類不同專業學生來說更顯重要。學生由于生物學等相關領域的基礎知識不足，再加上課程內容普遍枯燥抽象、理論深奧難懂，易使學生產生學習上的困難及畏懼，對課程也就逐漸失去興趣，甚至出現大面積缺課的現象。要激發學生的學習興趣，筆者認為可從以下幾方面著手：

首先要認真備好、上好課程的第一課——緒論，尤其是有關生物化學的發展史及在現代工業領域的應用等內容的介紹，對學生認識學習生物化學的重要性、激發好奇心和求知欲甚為關鍵。如通過介紹生化領域中一些重大發現如：Eduard Buchner（畢希納）發現的“無細胞發酵現象”，從而發現了酒化酶，并把酵母細胞的生命活力與酶的化學作用聯系起來并建立了酶化學；J B Sumner（薩姆納）首次得到了脲酶結晶并證實其蛋白質本質，推動了蛋白質的結構與功能的研究等，使學生對科學祟愛。還有如“人類基因組計劃”的實施、“克隆羊Dolly”的誕生等，使學生認識到生化知識對人類的重大貢獻，從而調動起學生學好本課程的積極性和自覺性。但在授課時要將這些事例所涉及的概念和技術通俗、簡單化，避免出現大量的專業名詞及抽象的概念，以求初次接觸本課程的學生容易聽懂，而把這些重要的概念和技術留至相關章節再詳細講述。

其次可結合課程具體的章節內容介紹科學家生平、科學實驗、研究趣事，特別是獲得諾貝爾獎的名人故事等。例如，在開始學習比較枯燥、抽象的DNA雙螺旋結構前，先講一段有關Crike和Wason在1953年發現DNA雙螺旋的有趣故事，然后介紹由此而產生的分子生物學領域的重要研究成果。學生由對科學家的敬佩、對科學的追求，轉為對生物化學內容充滿興趣。

此外還應注意結合生活實際，用生物化學的知識來解釋和指導人們的日常生活。將教學內容與生活中熟悉的事物相聯系，將學到的知識應用到實際之中去，不僅能提高學生的學習興趣，加深對枯燥、抽象的生化知識的理解，還能培養學生多思考的好習慣，更有利于學生的學習能力和創新能力的培養。如從劇烈運動后的肌肉酸痛、燙發的原理、白化病、糖吃多了也會發胖等日常現象到“地溝油”、“三聚氰胺”等重大社會食品安全問題都可以和生化課內容聯系起來。

最后還應結合學生的專業特點，用生物化學的知識和原理來解釋相關產品生產過程。化工類學生將來大多的是要從事化工類產品的研制與開發工作，他們大多對相關的產品生產的生化原理更感興趣。因此，在教學過程中應注意引入與產品生產有關的事例。如在講授淀粉多糖的性質時，不應只是說明在不同物理、化學或生物條件下淀粉性質會發生哪些變化，更應說明由此形成不同產物（產品）在工業生產上的重要性。如淀粉在環糊精糖基轉移酶作用下分子量變小并形成具有環狀結構的環糊精（廣泛應用的精化產品）、淀粉在酸、堿或氧化劑作用下形成的變性淀粉（廣泛應用的精化產品）、淀粉在酸或酶作用下徹底水解為葡萄糖（醫藥產品）等。這不僅拉近了生物化學與相關化工專業的關系，同時還拓寬學生專業視野，提升學生的綜合素質。

二、優化和更新教學內容（整合教學內容，優化知識體系）

21世紀人才的知識結構需要有系統性又有開拓性，具有扎實的理論基礎又有一定的實踐技能。

就目前絕大多數優秀的基礎生物化學教材來看，其內容在體現系統性、基礎性、科學性方面已很不錯，但在體現開拓性（學科交叉）、實用性（應用實踐技能）和針對性方面卻有明顯不足，特別是考慮到教材出版的滯后性，一些最新相關研究成果和技術無法在教材中體現。因此，在選定教材的基礎上還需對教材內容進行優化和更新。

首先要針對應用型人材的培養目標要求并結合地方經濟發展、資源及產業優勢，對教材內容進行優化和更新。如結合廣西的資源優勢，增加了淀粉、蔗糖等加工行業相關產品，如燃料乙醇、變性淀粉、活性低聚糖等生產的生化原理內容，提高學生解決實際問題的能力以適應地方經濟的發展和就業需求。這些內容主要涉及糖類化學、酶化學及糖代謝等章節的內容。

其次針對創新型人材的培養并結合大學生創新性實驗計劃項目的開展，將國內外的最新相關研究成果和技術及時的介紹給學生，激發學生的科技創新意識。還可結合任課教師及本專業教研室教師目前正在開展的相關科研課題及已取得的研究成果向學生介紹技術發展的新動態，與學生進行學術交流。近年來的開課證明，此舉措不僅可激發學生參與科研的欲望，也有利于倡導學生積極參與大學生創新性實驗計劃項目的申報。每年都有不少學生通過《生物化學》課程作為媒介，參與到了相關教師的科研工作中來，都有學生獲得了大學生創新性實驗計劃項目的立項。

由于增加了上述部分內容，且授課課時有限，教材的內容就不可能面面俱到。為此減少了除蛋白質、核酸外生物基本物質的結構、性質等化學基本知識的課堂講解內容。由于化工類的學生已掌握了相關的化學基礎，對于糖類、脂類等生物基本物質的結構、性質等已有所了解，課堂上不需系統講解。另將基本是敘述性的內容如維生素與微量元素等列為自學內容，給出學生自學大綱，借此培養學生的自學能力，并為課程所需添加的內容提供時間的保證。

三、教學法方法和手段的靈活應用

俗話說：“方法正確，事半功倍”，同一教學內容，教學法不同，往往教學效果大不一樣。此外教學法的運用還必須與課堂教學目的、教學內容、學生特點及課堂實際相結合。

如生物化學中有許多重要的基本概念直接敘述起來會較枯燥，不易掌握。但通過先提問題來提高學生的注意力、引導學生思維，然后再解釋概念，這樣學生理解會更深刻。如在講糖類概念之前，針對日常人們覺得“糖是甜的”，可向學生提出“是不是糖類都具甜味？”的簡單問題，其實答案本身并不重要，重要的是通過問題引起學生的注意及思考，為隨后糖類的概念講解創造良好的學習氛圍。

如一些需通過感性認識才好掌握的抽象復雜內容如蛋白質、核酸等大分子的空間結構、酶催化作用過程、蛋白質鹽析、生物合成及分解代謝等可采用模型、圖片、動畫及實驗演示等方法，可使其簡單、清晰、明朗化，大大提高了學生理解復雜過程的能力。

有些要培養學生分析、綜合邏輯思維能力的內容，還可以用啟發、討論法等。如蛋白質含量測定方法有凱氏定氮法、雙縮脲法、福林—酚試劑法、考馬斯亮藍、紫外吸收法，在講解時除了要使學生掌握其原理外，更重要的是使學生通過對這些方法分析比較而掌握這些方法的優缺點，以便在實際工作中能正確選用合適的方法來解決蛋白質含量分析問題。為達到后者的教學目的，在講解完原理后，可將“不良商販為何敢在奶粉中添加三聚氰胺”這樣的問題讓學生進行3-5分鐘的簡單討論。通過討論得出凱氏定氮法的優點和缺點，以及目前的改進方法。這既活躍了課堂氣氛，又達到了培養學生分析、綜合思維能力。

與此同時，還須注意到，一堂課如果教法單一，容易造成課堂教學枯燥乏味，使學生產生厭倦感。因此，備課過程中，應盡可能將各種教法互相配合，交叉滲透，以創造活躍的課堂氣氛。

此外，在教學手段的利用上，應注意多媒體教學和傳統教學優勢的互補。目前高校的大部分課程都采用了多媒體教學，多媒體教學的優勢毋庸質疑。但也要注意到多媒體教學課件存在著既定性、程序化、交流少等不足。如學生在課堂上提出的問題不少是教師課前無法預想到的，在多媒體課件中是無法找到系統答案的，這就要通過傳統的板書來達到解答的目的。還有當學生的觀點與教師講授的觀點不統一時（特別是涉及到公式推導、物質結構變化和代謝過程變化等內容），更需要通過傳統的板書方式來清楚表達各自的觀點及意見以求達到共識。

四、加強與學生的交流互動

在教學過程中與學生的交流互動是保證教學效果的重要條件，在教學過程的各個環節應注意與與學生的交流互動。

1.注意課堂上的交流。沒有情感交流的教學，就會變成“填鴨式”的機械灌輸，家長式教育。這樣學生就會覺得學習氛圍壓抑、不同的學術觀點得不到表述，久而久之，學生就會對你這門課失去興趣，教學質量就難以保證。此外使用多媒體教學節奏較快，容量忽視與學生思維溝通和情感交流，造成嚴重消化不良，因此除應靈活應用如提問式、啟發式和討論式這些具有很強交流互動的教學法方法外，課堂上還應鼓勵學生多提問，多發表不同的觀點和意見，就不同觀點和答案進行辯論，讓學生上講臺在黑板前講解，真正體現學生在教學中的主體作用。

2.課間交流。對于選修課，學生普遍投入的時間有限，平時即使有問題想與教師交流也覺得找不出時間來。因此課間十分鐘就成了師生進行交流互動的大好時光。且由于是課間休息，學生更容易以放松的心情與教師交流，讓學生充分表達對課程教學的意見、建議，也讓學生了解教師的教學改革理念、方法。因此，此時教師應積極走進學生中去，多聽多問，即使是與課程無關的閑談，也是一種建立良好師生關系的有效方式。

3.課外交流。課堂及課間交流時間畢竟有限，為此，教師應充分利用課后答疑時間與學生交流，及時了解和解決學生學習上遇到的問題和困難。此外也應利用現代信息傳遞手段向學生公開教師的郵箱、手機號碼等，更廣泛地及時收集學生對教學情況的反饋意見。只有知道學生在想什么，要求什么，才能制定出適于學生實際情況的教學內容及方法。

本文從培養和激發學生的學習興趣、優化和更新教學內容、教學法方法和手段的靈活應用、加強與學生的交流互動等方面對我院化工類專業《生物化學》選修課進行了教學改革探討，將對拓寬學生專業視野、提升學生的綜合素質及創新能力及培養跨學科綜合性人才起到積極作用。