于 紀
(吉林職工醫科大學、吉林衛生學校,吉林 吉林 132000)
將馬克思所開創的唯物辯證法運用于基礎醫學教學中,富有生命活力和指導意義。筆者就在教學實踐中運用唯物辯證法談談自己的體會。
唯物辯證法講矛盾、主要矛盾和矛盾的主要方面。矛盾的主要方面是指在事物內部居于支配地位的、起主導作用的矛盾方面[1],而事物的本質就是主要矛盾的主要方面。解決了事物的主要矛盾的主要方面,事物矛盾的其他方面就迎刃而解。基礎醫學教材的核心內容就是主要矛盾的主要方面,其本質就是事物之間因果聯系的最基礎部分,也是根源所在。在基礎醫學教學中,抓住基礎醫學教材的核心內容,就抓住了教材內容的本質,就可以由此鋪開,突出重點,理清脈絡,易于學生學習和掌握。
(1)在“蛋白質”化學教學中,涉及蛋白質的組成、結構和理化性質及其功能等內容。學習蛋白質的組成是為了了解其結構,而蛋白質的理化性質和功能是由其結構決定的,即在蛋白質的結構與理化性質及功能(理化性質及功能可看做是主要矛盾的另一方面)這一主要矛盾中,蛋白質的結構是主要矛盾的主要方面。掌握了蛋白質的結構,就容易了解蛋白質的理化性質和功能,用生物學的語言來說,結構決定理化性質及功能,結構是理化性質及功能原因的終極解釋。
但是蛋白質的結構分一、二、三和四級結構。在這眾多層次的結構里,一級結構是基礎,是空間結構的基石,它的存在決定了蛋白質二、三、四級結構的形成。在體內的環境下,由于蛋白質本身存在尋求最小自由能和蛋白質周圍水分子趨向最大熵的傾向,蛋白質在一級結構的基礎上,其二、三、四級結構不可避免地自然而然地或在分子伴侶的協同下形成,從而表現出相應的各種理化性質和進一步形成生物體內(由各種蛋白質的空間結構決定)令人嘆為觀止的生物學功能。顯然,在蛋白質結構這一主要矛盾的主要方面中,蛋白質的一級結構是主要矛盾的主要方面的主要方面(這樣的提法和劃分目前在哲學上還沒有,但在這里,這種分析是完全符合學科邏輯和蛋白質結構本身邏輯的,而且更有利于教學),是“蛋白質化學”一章的核心內容。由各種蛋白質的一級結構之“根”,“長出”各種蛋白質空間結構之“樹冠”,進而“開出”各種理化性質和功能之“花”,可清晰地形成蛋白質一級結構→蛋白質空間結構→蛋白質理化性質及功能的線路,并完全可對一級結構之后的各種現象予以通盤的科學的終極解釋。至此,我們就完成了對“蛋白質化學”一章教學內容的矛盾的唯物辯證的認識和梳理。
在“蛋白質化學”的教學中,需要把蛋白質的一級結構這一本質作為核心內容放在最主要的地位,保證充分的時間,調動各種方法(包括課件和多媒體),務必將其講深,講透,講徹底。在已分析氨基酸的結構通式和其側鏈中性、酸性或堿性基團等的基礎上,濃墨重彩于構成蛋白質一級結構的3個關鍵因素:氨基酸的種類、數量和比例,即氨基酸的排列順序,從而精確定義出其一級結構概念。實際上,蛋白質的一級結構在這一章節里處于承前啟后的地位,前有蛋白質的元素組成和基本單位氨基酸,后有蛋白質的空間結構和理化性質及功能。弄清蛋白質的一級結構,既可以定義出人體內十萬余種蛋白質,又可以得出它們之間最本質的區別:蛋白質多肽鏈里氨基酸的排列順序不同。所以說,“點”了蛋白質一級結構的“穴”,整個蛋白質化學這一章就全局皆活,從這里可以完全推出和解釋蛋白質的各種空間結構和其理化性質及功能。
(2)酶也是蛋白質,它不同于一般的蛋白質是因為它有催化作用。教材把它與蛋白質章節分開獨立成篇,把“酶學”放在“蛋白質化學”章節后面。學生把握了蛋白質和酶的關系,緊接著介紹酶,既不突兀,也不牽強,可以使學生及時應用剛學過的蛋白質知識去透視酶。因為蛋白質的結構與理化性質的一切知識,對酶是完全適用的,酶本身就是具有特殊作用的蛋白質,這是兩者之間的共性。而一事物與另一事物的區別在于其特殊性。酶的特殊性在于其結合底物、催化底物的能力。統觀全章,可見酶與底物的關系是這一章節的主要矛盾,在這一主要矛盾中,酶是主要矛盾的主要方面。酶之所以具有結合與催化底物的能力,是因為它有活性中心。酶的活性中心既決定了酶與一般蛋白質的區別,又決定了酶的作用機理和作用特點。而影響酶作用的諸種因素中,不論是溫度、pH值、酶濃度、底物濃度,還是激活劑與抑制劑,盡管其性質不一、作用各異,但都是通過直接或間接地影響酶的活性中心來發揮作用,激活或抑制酶的活性。可以說,沒有酶的活性中心,就無所謂酶;離開酶的活性中心,“酶”這一章內容也就成了無根之萍。因此,酶的活性中心就是主要矛盾的主要方面的主要方面,而酶空間結構的其余部分則為矛盾的次要方面。這種酶的矛盾劃分(將酶的活性中心作為主要矛盾的主要方面的主要方面)和蛋白質的矛盾劃分(將蛋白質一級結構作為主要矛盾的主要方面的主要方面)是有區別的,要從酶與蛋白質的結構和功能的不同出發,要從酶的關鍵空間部位的特殊直接功能出發,還要從本章節的實際內容出發,從怎樣有利于組織教學出發。把酶的活性中心這一核心內容作為教學的主攻方向:把酶的活性中心的形成、組成、與底物結合的動態變化,舊鍵的破壞,新鍵的形成等先搞清。其他內容,無不與酶的活性中心掛鉤與相屬。反復突出酶的活性中心(主要矛盾的主要方面的主要方面),又不無關照其他內容(主要矛盾的次要方面和次要矛盾等)。教學實踐證明,以此作為輻射點,可以照亮“酶學”全章內容。
水溶性維生素有許多生物學作用,其中一個重要方面就是作為輔酶的組成成分,以輔酶的形式構成酶的活性中心來發揮作用。例如維生素B2構成黃素酶的輔酶FMN或FAD的組成成分,在生物氧化中發揮作用。強調維生素與酶的關系,維生素在體內的地位則一目了然。
在“蛋白質化學”和“酶學”章節里,我們以唯物辯證法為指導,分別抓住蛋白質一級結構和酶的活性中心這些核心內容,以此建立知識架構,要領醒目,頭緒清楚,起到了領航的作用,有利于學生更好地理解消化所學基礎醫學知識,收到了較好的教學效果。
萬物皆有聯系。辯證法正如恩格斯所說的“就是關于普遍聯系的科學”[2],而其聯系的方式又不同。布魯納結構主義理論就是“學習事物是怎樣相互關聯的”[3],其理論中的結構就是反映事物之間本質聯系的一種關系的組合。在基礎醫學教學中,抓住教學內容之間的聯系,可以將有關的教學內容串聯起來,以主觀辯證法如實地反映客觀辯證法,使學生對教學內容獲得更深層次的感受和認知,進一步加深對教學內容的理解。
(1)物質代謝調控是生物化學的一個重要內容。電子計算機若僅有硬件而沒有軟件就是一堆廢鐵,人若喪失物質代謝調節系統(代謝的“軟件”),同樣難存其軀。任何一個比較確切的生命定義,都要包括物質代謝調節系統的內容,否則就是不完全、不準確的。人體的物質代謝調節系統是復雜的,多層次的,有整體水平、激素水平和細胞水平3個層次的調節。但是,無論哪一種形式的物質代謝調節,歸根結底都要通過酶來起作用。激活或抑制酶,尤其是關鍵酶和限速酶,改變物質代謝的速度、進程甚至方向,以使機體適應內外條件的變化和維持內環境的相對恒定。因此,酶是各種形式的物質代謝調節的“矢的”所在,眾“調”所歸,酶像一根紅線,將看起來似乎互不相關的物質代謝調節系統橫向統成一體。任何一級的物質代謝調節都需要酶。高級調節脫離酶,就會成為“空中樓閣”,無的放矢;低級調節離開酶,也將成為流沙之屋,難存其舍。低等生物僅存細胞水平的代謝調節,高等生物的物質代謝調節是復雜的,靈活的和多調度的。從細胞水平到激素水平和整體水平的物質代謝調節系統的演變也可以看到生物進化的影子——生物進化不都是從頭做起或僅吐故納新,還要保留低等生物的有效結構和功能,這也正是生物進化的生命力所在。所以,即使在信息時代的今天,我們仍嘗試著運用唯物辯證法來指導基礎醫學教學。
僅僅一個酶就揭開了物質代謝調節的層層面紗,使三大營養物質代謝調節系統的聯系豁然開朗——這是一種屬于通過作用共同對象(酶)的橫向聯系。說明酶在物質代謝調節中的作用,貫穿于物質代謝調節教學的始終,既可以使要點突出,樞機明朗,又可以前后相乘,九九歸一,不至霧失樓臺,月迷津渡。
(2)利用聯系的方法總結體內各種有機營養物質的關系。三大營養物質——葡萄糖、脂肪和蛋白質,由于各自結構不同,催化它們的酶系不同,因此各自分解代謝的干線也不同。但也決非“雞犬之聲相聞,老死不相往來”。而是“阡陌相通”,在細胞內形成一個統一的代謝網。三大營養物質通過代謝網相互聯系、相互影響和相互制約,共同的中間代謝產物就是三大營養物質相互聯系的紐帶和橋梁。這是一種屬于通過中介物的聯系——共同的中間代謝產物是曲線中的交點,交通線間的交匯點。正是這些物質使體內三大營養物質的代謝相互交通,貫穿一氣。因此,交待、弄清共同的中間代謝產物的概念,指明它們在代謝網中的地位,就解決了三大營養物質代謝相互聯系的根本問題,剩下的就是一個個具體的共同的中間代謝產物了。
在物質代謝的調節和代謝網的章節里,我們以唯物辯證法為指導,分別抓住酶和共同的中間代謝產物,聯系全章內容,前后相諧,進而突出教學內容的“立體感”,獲得整體認識上的質的飛躍:使學生建立了擁有共同作用對象的三大營養物質代謝調節系統和不再是孤立的而是統一聯系的三大營養物質代謝網。
由此可見,運用唯物辯證法把握教材的核心內容和教材內容之間的聯系是駕馭知識的重要方面。若想真正掌握知識,就要抓住知識的基本框架及其相關內容,才可使書讀得由“厚”而“薄”,存乎胸中。抓住教材的核心內容,抓住內容之間聯系的方法,由點及面,點面結合,符合認識規律,在基礎醫學教學中起到重要作用。更為重要的是,教師在課堂上對教材內容的唯物辯證法的運用本身也會對學生形成潛移默化的影響,對學習知識、開發智力、發展能力大有裨益。我們在基礎醫學教學中應用唯物辯證法,打開了學生面對基礎醫學的“大海”,學習較難,茫然無緒,不得要領的局面。
[1]林鴻星.淺析主要矛盾和矛盾的主要方面的比較[J].新課程,2011(1):79-81.
[2]馬克思,恩格斯.馬克思恩格斯選集[M].北京:人民出版社,1972.
[3]余文森.布魯納結構主義教學理論評析[J].外國教育研究,1992(3):13.