生物化學(xué)中蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的教學(xué)探討

張國(guó)輝

摘 要： 文章分析了蛋白質(zhì)化學(xué)在生物化學(xué)教學(xué)中的地位及蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)自身知識(shí)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，從教學(xué)環(huán)節(jié)、課件制作、高效利用課堂時(shí)間等方面對(duì)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)教學(xué)進(jìn)行探討，希望對(duì)提高生物化學(xué)中蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的教學(xué)質(zhì)量有所幫助。

關(guān)鍵詞： 蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu) 教學(xué)環(huán)節(jié) 課件制作

生物化學(xué)是學(xué)習(xí)生命科學(xué)的一門(mén)重要基礎(chǔ)課程。對(duì)于農(nóng)林院校的學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)生物化學(xué)可以使他們從分子水平認(rèn)識(shí)諸多生物學(xué)現(xiàn)象，有利于他們深入認(rèn)識(shí)農(nóng)林業(yè)中各種生命的化學(xué)本質(zhì)及其變化規(guī)律，從而利用這些規(guī)律處理當(dāng)前農(nóng)林業(yè)中存在的問(wèn)題，促進(jìn)農(nóng)林業(yè)產(chǎn)品向著高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的方向發(fā)展，造福于民。然而，許多學(xué)生反映生物化學(xué)課程內(nèi)容繁多，理解困難，難以記憶。究其原因在于生物化學(xué)的課程內(nèi)容幾乎涉及生命活動(dòng)的方方面面，其概念繁多而且高度抽象，特別是蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)這一部分內(nèi)容。為了強(qiáng)化蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)部分的教學(xué)效果，筆者總結(jié)自己的教學(xué)實(shí)踐，談一些體會(huì)。

一、蛋白質(zhì)化學(xué)在高校生物化學(xué)教學(xué)中的地位

蛋白質(zhì)化學(xué)是生物化學(xué)課程中重要的一章，重點(diǎn)介紹蛋白質(zhì)的化學(xué)組成，蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系，以及蛋白質(zhì)的主要性質(zhì)、分離與純化。蛋白質(zhì)化學(xué)這個(gè)教學(xué)模塊是許多教材中的第一章，也有教材放在第二章，但都能看出該模塊是進(jìn)行生物化學(xué)后續(xù)教學(xué)模塊的基礎(chǔ)。由于生物體內(nèi)酶的主要成分是蛋白質(zhì)，而生物體內(nèi)幾乎所有反應(yīng)都是在各種酶的催化下完成的，因此蛋白質(zhì)幾乎參與了生命過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)。換句話說(shuō)，在生物化學(xué)的所有教學(xué)模塊中除了核酸化學(xué)這一模塊之外，其他各模塊均涉及蛋白質(zhì)。由此可見(jiàn)，蛋白質(zhì)化學(xué)的教學(xué)在整個(gè)生物化學(xué)的教學(xué)過(guò)程中占有十分重要的地位。

二、蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的自身知識(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及教學(xué)探討

蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)化學(xué)這一章中的重點(diǎn)內(nèi)容，主要介紹蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)，超二級(jí)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)域，蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)，以及蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)，要求學(xué)生掌握的基本概念比較多，而且多數(shù)概念高度抽象，不易理解[1]。這部分內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣，逐層遞進(jìn)，但對(duì)與初次接觸生物化學(xué)的大學(xué)生來(lái)說(shuō)，如果只是按這樣的邏輯講解，他們很難真正理解蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)層次。為了強(qiáng)化蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)這部分的教學(xué)效果，建議從以下幾方面把握。

1.科學(xué)組織教學(xué)環(huán)節(jié)

蛋白質(zhì)化學(xué)中對(duì)于蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)部分的教學(xué)，多數(shù)采用“蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)，超二級(jí)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)域，蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)，以及蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)”的教學(xué)模式，對(duì)于這種“單線模式”[2]（圖1），教師每講一個(gè)層次的結(jié)構(gòu)，學(xué)生很可能就困于該層次，待到所有層次的結(jié)構(gòu)都講解完畢時(shí)學(xué)生仍有“不識(shí)廬山真面目”的感覺(jué)。事實(shí)上，這部分內(nèi)容的教學(xué)模式可以調(diào)整成“多線模式”[2]（圖2），即蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)講解完畢后直接講蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)，從蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)中講解組成它的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)，超二級(jí)結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域。這樣一來(lái)，學(xué)生可以清晰明了地觀察到具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的單體蛋白質(zhì)各個(gè)層次的形態(tài)、結(jié)構(gòu)，更有利于學(xué)生從整體上把握蛋白質(zhì)的不同層次。待到這部分講解完畢后，再?gòu)牡鞍踪|(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)出發(fā)講解蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)主要考慮組成它的亞基排布及其相互作用，而其中的亞基主要指具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，由此可見(jiàn)蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)基本不會(huì)考慮蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)一下的層次（蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)，超二級(jí)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)域）。這種“多線模式”的教學(xué)通過(guò)課堂上學(xué)生的反饋信息分析，使學(xué)生在這種模式下學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)部分明顯提高了學(xué)習(xí)效率，換言之，該模式更有利于學(xué)生理解蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)層次。

圖1 單線模式

圖2 多線模式

2.精心制作課件

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，多媒體教學(xué)已成為高校課堂教學(xué)的主要模式。多媒體教學(xué)是指在以教師講解為主的傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，將多媒體計(jì)算機(jī)和大屏幕投影系統(tǒng)作為教學(xué)媒體和教學(xué)手段引入課堂[3]。這種教學(xué)模式以圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、視頻等形式將教學(xué)內(nèi)容比較直觀形象地加以呈現(xiàn)[4]-[5]。蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)部分基本概念繁多并且高度抽象，利用多媒體可以將課程中這些抽象的概念生動(dòng)直觀地表現(xiàn)出來(lái)。但制作課件時(shí)有兩點(diǎn)要把握。首先，每張幻燈片除了核心概念其余文字盡量壓縮，使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)把注意力集中在知識(shí)點(diǎn)上；其次，精心選擇圖片，切記勿用與主題無(wú)關(guān)的圖片，更不能喧賓奪主。這部分對(duì)圖片的選擇直接關(guān)系到學(xué)生對(duì)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的理解，一張好的圖片會(huì)達(dá)到事半功倍的效果，其中蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)的圖片必須精心選擇，因?yàn)殛P(guān)系到“多線模式”教學(xué)的成敗。蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)的圖片必須選擇具有兩個(gè)以上結(jié)構(gòu)域的單體蛋白質(zhì)，并且每個(gè)結(jié)構(gòu)域中要能清晰呈現(xiàn)出蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)和超二級(jí)結(jié)構(gòu)。這類(lèi)圖片最好從高質(zhì)量的學(xué)術(shù)論文中下載，一方面圖片清晰完整，另一方面圖片真實(shí)更具說(shuō)服力。

3.高效利用課堂時(shí)間

教學(xué)是教和學(xué)的結(jié)合，在教學(xué)過(guò)程中教師起引導(dǎo)作用，學(xué)生是教學(xué)對(duì)象和參與者。教師在教學(xué)活動(dòng)中要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，高效利用課堂時(shí)間，注重教學(xué)方法和手段，以強(qiáng)化教學(xué)效果[6]。具體來(lái)說(shuō)要做到以下兩點(diǎn)。

首先，在蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)教學(xué)中，要調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。雖然這部分內(nèi)容比較抽象，但也要盡可能將理論知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題結(jié)合起來(lái)，以提高學(xué)生積極性。如在講蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)中α-螺旋和β-折疊時(shí)，將毛發(fā)蛋白和蠶絲蛋白的例子引入，讓學(xué)生先有感性認(rèn)識(shí)再進(jìn)入微觀結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性。

其次，課程內(nèi)容的講授時(shí)間要有所選擇。生物化學(xué)作為農(nóng)林院校的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課雖然學(xué)時(shí)比較多，但每到一個(gè)知識(shí)點(diǎn)講授時(shí)要本著“能用一學(xué)時(shí)不用兩學(xué)時(shí)，能用一次課不用兩次課”的原則集中講解，這樣可以最大限度地避免學(xué)生因兩次課之間的間隔時(shí)間而影響對(duì)完整知識(shí)點(diǎn)的理解。蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)部分的講授更是如此。這就需要教師在課下做更多工作，把這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容吃透——把書(shū)變薄。這樣課堂上省下來(lái)的時(shí)間可以和學(xué)生共同探討對(duì)該部分的理解，從而既使學(xué)生對(duì)所講知識(shí)有消化吸收的時(shí)間，又可借此機(jī)會(huì)了解不同學(xué)生的掌握程度。

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