吳旭紅
生物化學是研究生物體的物質組成、物質結構、性質、及組成物質在生命活動中物質轉化和能量變化規律的一門科學。是后續專業課的重要基礎,也是生命科學領域很多研究方向的考研課。
課堂教學是教學工作的基本組織形式,是啟發、培養學生獲取創造性思維和創新知識的重要場所,教師的職責在于不僅要把傳授的知識讓學生“學會”,更重要的是要讓學生“會學”。生物化學內容繁雜、知識點多、基礎理論和實驗技術交互性強,學生學習時感覺比較困難,教學難度也較大。傳統的教學模式以課堂講授為中心,書本為中心,教師為中心,學生處于被動學習狀態中,學生仍然反映內容難于理解,不易記憶。我們在黑龍江省級精品課生物化學的教學實踐中嘗試過程式、興趣式、問題式、對比式和開放式的教學方法,把傳授知識和傳授方法結合起來,采取學生喜聞樂見的多種教學模式,鼓勵學生主動參與教學過程,讓課堂成為師生認識溝通、情感交融、思維共振的園地,兩年的教學實踐證明,這是教會學生自主學習、培養創新思維素質、提高創新能力的有效方法。
一過程式教學法———培養學生分析、解決問題的能力
在教學過程中,我們變結論式教學為過程式教學,以啟發學生的思維、“喚醒”新知與舊知之間的聯系、訓練學生的演繹推理能力。生物化學簡明教程中往往只敘述知識的基本內容和結論,省略了發現和探究過程。在教學中,我們結合具體內容,向學生揭示知識研究的思路,知識研究過程中科學的思維方法。核酸是重要的生物大分子,是生物化學和分子生物學研究的重要對象。它為什么叫“核酸”、是以什么為試材發現的?通過簡要介紹核酸的發現和研究簡史使學生明確,在1868年瑞士的青年科學家F.Miescher從外科繃帶的膿細胞分離得到細胞核,從中提取到一種含磷很高的酸性物質,當時稱之為“核素”。20年后R.Altman相繼從酵母細胞和小牛胸腺細胞中提取出了不含蛋白質的這種酸性物質,此時正式定名為“核酸”。因為酵母的細胞質很豐富、胸腺的細胞核特別大,所以是提取核酸的極好生物材料,講清知識的來龍去脈。培養學生應用已有的知識來解釋生命現象,要善于從生活現象中發現問題,學生積極參與知識的獲取過程。
二興趣式教學法———培養和激發學生的學習動機
興趣是學生學習動機中最現實的因素,是教師發揮主導作用和學生發揮主體作用進行自主學習的契合點。學生動機的培養,是學習需要產生的過程;學習動機的激發,是學習需要調動的調動過程。
如何調動學生學習的積極性呢?首先理論課教學中要深入鉆研教材,對課程內容進行優化整合,對于重復性的陳舊的內容進行刪減,廣泛閱讀相關教學資料,密切關注學科發展動態,及時將生物化學領域的最新研究成果引入課堂。近年來的研究發現L-肉毒堿在精液中的水平和男性的生育功能有關,進行精液中L-肉毒堿在水平的測定和研究對男性不育的診斷有重要的臨床意義。siRNA干擾現象的發現是近年來生命科學領域的最重大的成就之一。siRNA是一類小的雙鏈RNA分子,能高效特異性地阻斷相應基因的表達,導致相應基因的“沉默”,從而控制細胞的各種生命活動。RNAi的意義已經擴展到包括抗病毒和抗癌治療等多個應用領域,為各種疾病如腫瘤的防治打開了一道全新的途徑。通過聯系實際,使學生感受到生物化學的知識就在我們身邊,和人類的健康狀況密切相關。疾病的診斷、疾病的治療、藥物的設計應用了很多生化的理論、手段和方法,喚起其探索意識,產生學習欲望,激發其學習興趣和好奇心。
三問題式教學法———培養學生的辯證思維和求異思維
問題意識是指學生自由探討、積極思考,發現問題、提出問題、闡述問題的心理活動。學生的積極思維往往是從疑問開始的,有了疑問才會進一步思考,才能有所發現有所創造。陶行知先生的詩句:“發明千千萬,起點為一問……大力勝天工,只在每事問”。充分說明了“疑問”的重要性。傳統教學中,學生多被動接受少主動發問。學生問題意識的培養主要在于激發學生對問題保持敏感性和好奇心,敢于質疑,通過辯證思維,形成自己的獨立見解,養成良好的思維方式。對此我們在增強學生的興趣感和好奇心的基礎上,鼓勵學生大膽質疑,而且主動設疑。如由物膜的選擇透性引出生物膜的組成———流動鑲嵌模型,由膜的性質推測到其具有怎樣的結構,引發學生活躍的思維活動。生物氧化是生物體新陳代謝的重要形式,是有別于體外氧化但化學本質又相同的過程。為什么體外氫氧結合會驟然釋放大量光和熱,而生物體卻能保持恒溫而不被其損傷?設置問題后再引出呼吸鏈的概念,循序漸進的理解代謝物脫氫是如何到達氧、如何生成水的,在傳氫的過程中能量是怎樣分步產生、釋放和利用的。脂肪酸的β-氧化機制的結論是二碳單位乙酰輔酶A的逐輪代謝,此時在結論獲得前首先提出問題,以幾碳為單位進行氧化才能獲得偶數碳原子的苯乙酸和奇數碳原子的苯甲酸的分解代謝結果?學生帶著問題進行探究,深化了脫氫-加水-再脫氫-硫解β-氧化機理的理解和掌握,學生的思維方式及對信息資料的整理與綜合能力得到了鍛煉,學生在整個過程中增強了研究意識、問題意識,學會了如何學習,如何去解決問題。
四對比式教學法———歸納共性,分析特性,提高學習效率
生物化學內容多而且與有機化學聯系密切,對比式教學法可以使學生在新知與舊知之間有機聯系、融會貫通。在學習生物大分子空間構象時,用對比的方法比較其與構型的區別,共同點:都是有機物質的空間排布。不同點:構型是指不對稱碳原子上相連的各原子或取代基團的空間排布,構型的改變伴隨著共價鍵的斷裂和重新形成;構象是指相同構型的化合物中,與碳原子相連的各原子或取代基團在單鍵旋轉時形成的相對空間排布,構象的改變不需要共價鍵的斷裂和重新形成。將易混淆的新舊知識放在一起,引導學生進行比較辨析,探究其異同和聯系,促進知識結構系統化、網絡化。
動態生化部分代謝途徑多,不同途徑的發生條件、起始物質、終產物都各不相同。通過比較法學習,可以啟發思維、開闊思路,是學生對不同代謝通路的生化本質認識更加深刻。
五開放式教學法———創新能力培養的有效途徑
首先體現為學習內容的開放性,即不應把內容限制在書本上,而是讓學生放寬視野。在教學過程中,將與生活密切相關的生物化學知識融入教學內容中,啟發學生思維分析。例如在講呼吸鏈時,融入CO中毒的內容;在講糖酵解及糖異生時,介紹運動對血糖、肌糖原、肝糖原含量的影響;在講新陳代謝時,融入衰老的生物學原因、疲勞產生的機理、疲勞的控制鏈等有關知識。讓學生思考,學生體會到掌握生化知識的現實意義,感到生物化學知識的學習是與人們的生產和生活密切相關的,激發學生學習的積極性,提高學生運用知識分析解決實際問題的綜合能力。
其次表現為教學形式的開放性,在教學形式上突破原有的“灌輸”式的傳統教學方法,使學生從生物化學繁雜的知識點、抽象的概念和結構模型,多層次多途徑的作用機制的死記硬背中解脫出來。在教學中,教師的教學任務在于提出課程問題,引導學生探究,幫助學生自我發現答案。這種學習方式不再局限于課堂,還可以讓學生利用圖書館、網絡、社會實踐等手段,最大限度地收集資料,把課內與課外、學校與社會有機地聯系起來。同時,堅持課程論文制度。結合生物化學發展迅速知識更新快的特點,追蹤學科發展動態,在分子水平上探索生命之謎為引導,以學生的興趣為契合點,選擇與課程有關的知識生長點及研究熱點方面的題目,引導學生圍繞相關研究查閱資料。在查閱資料的過程中,拓寬學生的知識視野,加大信息容量,在知識構架中奠定厚基礎、寬口徑的基礎;同時也鍛煉了對資料的分析、過濾、歸納、整理的能力;通過教師的個性化指導和訓練,按照教師的要求撰寫出論文,這既加深了學科知識的了解和掌握,也為畢業論文奠定基礎。堅持實驗室開放制度,可以結合教師的科研課題開展工作,也可以選擇探究性和實踐性的課題讓學生來研究,這種開放性的學習形式,既加強了對基本理論的理解、深化和充分掌握,同時也增加了靈活應用能力,學生對知識的遷移能力大為提高,極大地促進了學生主觀能動性的發揮和創造性思維品質的培養,加強了學生操作能力和創新精神的培養。使學生的知識結構適應時代發展需要,運用知識的能力及學生的綜合素質得到了提高。
參考文獻
[1]王鏡巖,朱圣庚,徐長法.生物化學[M].北京:高等教育出版社,2002:470.
[2]梅尚筠.利用現代教育技術培養學生創新能力[J].揚州大學學報(高教研究版), 2005(12):77-79.
[3]劉偉忠.高校實施研究性教學的理論思考與實踐探索[J].揚州大學學報(高教研究版),2006(2):91-93.