生物化學酮體生成實驗的課堂設計與教學體會

余文敏，殷嫦嫦，柯秀梅，鄔亞華，張義平

（九江學院基礎醫學院/九江市轉化醫學重點實驗室，江西 九江 332000）

生物化學是醫藥學專業重要的基礎課，其實驗課是以培養學生動手操作能力為目標。一些驗證試驗，是為了加深學生對理論知識理解，培養科學思維能力，為今后學習和工作奠定基礎[1]。在脂類代謝教學中，酮體是一個重要的知識點，酮體生成實驗也是一個重要的實驗，能夠幫助學生掌握酮體的概念、酮體生成的部位及其生理意義，從而很好地理解“肝內生酮，肝外用酮”基本理論，以及臨床中遇到的由于饑餓、糖尿病所引起的酮癥酸中毒，外科手術刺激下的機體酮體水平增高等現象[2]。我院醫藥專業畢業生將會從事醫藥相關工作，因此，學生在校期間掌握酮體生成及其相關意義十分必要。為此，本文對新課導入、實驗內容講解以及在實驗教學中滲透教書育人理念等方面進行介紹，旨在為酮體生成實驗教學提供一些新思路。

1 利用臨床案例導入新課，做好預實驗

由于新課的導入對吸引學生盡快進入課堂學習狀態非常重要[2]。此次實驗課我們先復習上節課脂類代謝中酮體的生成知識，用糖尿病患者臨床案例來導入，糖尿病患者因胰島素嚴重不足而引起糖的利用障礙，導致血糖顯著升高，促使尿糖排泄增加，機體只能動用脂肪降解作為主要能量來源，一旦脂肪過度分解，會產生大量乙酰輔酶A以及酸性物質——酮體。酮體能在體內積聚，導致代謝性酸中毒，也就是我們常說的“糖尿病酮癥酸中毒”。然后從化學角度分析酮體含量升高可能出現pH值低于正常值而發生酸中毒的現象。最后讓學生深入思考，層層遞進，通過導入案例提出問題，引導學生思考，得出結論酮體生成實驗非常重要。

通過先期導入，學生再開始做實驗，應注意的是在實驗課前要先完成預實驗。預實驗中能發現一些問題，以便及時對實驗過程進行改進和更新。例如預實驗時發現，加顯色粉攪拌時，每攪拌一次，玻璃棒必須清洗，否則會造成假陽性結果；如果在操作中先從第四管攪拌，然后按第三、第二、第一管順序攪拌，實驗造成的假陽性會明顯減少很多。理論上分析實驗結果應該只有第一管顯示為淡紅色，其他各管不顯色。但是在實際實驗中也能看見第二管出現一點淡紅色，這里提示學生要正確分析實驗結果：（1）由于肝勻漿中存在少量酮體，遇顯色粉呈顏色變化；（2）理論上第二管未加入底物，不能生成酮體，肝勻漿中含少量酮體，也不會出現顏色變化，可能是實驗誤差；（3）顏色的變化和所加酮體試劑的量有一定相關性，因此加的酮體試劑量要一致，避免造成誤差。

2 優化實驗內容，利用翻轉課堂加深理解

該實驗目的在于深入理解酮體生成的生理意義。以往實驗采用傳統模式，實驗技術人員在實驗課前已經做好實驗的準備工作，教師只對實驗原理、內容、步驟、注意事項等逐一講解，學生按照實驗操作步驟進行操作即可，整個實驗知識的學習和操作基本是填鴨式的，盡管對所學內容鞏固有一定效果，但不利于學生獨立思考能力的培養，再加上實驗結果已知，導致課堂氣氛沉悶。為避免傳統教學中的弊端，采用翻轉課堂，要求學生提前預習實驗內容，以小組為單位討論實驗內容，并讓學生講解此次實驗內容，待學生講述完畢，再做相應補充，加深學生對該實驗的理解，培養學生獨立完成實驗的能力[3]。

由于該實驗為定性實驗，學生避免實驗誤差的概念不強，例如：多種試劑常共用一個滴管加，換加試劑前也不清洗滴管，還有學生在保溫前不搖勻，常常導致誤差。由于該實驗每管的區別主要在于肝勻漿和肌勻漿，實驗前必須強調避免一種試劑混入另外一種試劑，因此在每加完一種試劑后一定要清洗滴管，并且取完試劑后要將試劑瓶蓋好，用完滴管后要放入有蒸餾水的燒杯中，使用前必須清洗。

由于是分組實驗，組中學生每人拿一支試管滴加試劑，然后保溫和離心，使得每管所加試劑量的差異較大，人為因素造成的誤差較大。因此，要求每種試劑盡量由同一位學生加入，這樣能使試劑量保持一致。最后提出問題：本實驗用丁酸作為底物，與新鮮肝勻漿一起保溫，主要利用肝組織中什么酶系？酮體中的哪兩種物質可與亞硝酸鐵氰化鈉發生作用而顯色？學生以小組討論的形式交流后給出答案。學生圍繞問題進行思考，討論氣氛熱烈，能提出各種建議，提高了實驗教學效果，加深了對酮體知識點的理解。討論式教學培養了學生的參與意識以及科研素養、發現和解決問題能力。經過討論，學生會得出各種答案，教師給出解釋，使學生明白由于肌勻漿本身有少量內源性酮體存在，導致該實驗肌勻漿的試管出現假陽性，避免了學生在分析實驗結果時誤以為肌勻漿也能生成少量酮體。教學中，引導學生在實驗中理解“肝內生酮”，進一步思考如何證明“肝外用酮”，進而讓學生自己設計實驗。由于本實驗利用肝臟的生成酶系，可以提示學生結合酶學相關知識，思考如何能縮短保溫時間。讓學生理解溫度對酶促反應的影響，可以提示學生另外配置試管，設置不同溫度及時間，觀察反應結果，從而得出本實驗保溫的最短時間[4-5]。多年的實驗教學經驗證明保溫時間可以縮短為20～30分鐘。

3 培養學生科研素養，增加知識點

目前一般1名教師帶教30名學生，教師很難準確把握每位學生實驗課實際操作情況。而考核包括實驗報告、操作能力和出勤3方面。實驗報告中的實驗目的、原理、步驟模式化，學生實驗報告雷同，不能真實反映學生是否掌握基本方法及其實驗分析能力，實驗成績差距小。在該實驗課中增加一些額外知識，可以加深學生對理論知識的理解，培養其科研素養。結合相關文獻報道和教學經驗發現，缺氧環境中實驗效果更明顯。教師就此現象引導學生思考缺氧條件下為何產生明顯的實驗效果，原因是什么？引導學生結合臨床現象對實驗進行討論，應用生物化學基礎知識分析解決臨床實際問題。該實驗充分調動了學生的學習積極性，使學生的分析問題和解決問題能力得到培養，開闊了思路。通過以上設計，避免了學生死記硬背造成的假陽性、假陰性[6-7]，并且生動的實驗現象引發了學生深入思考，不僅理解了所學知識，還培養了學生解決問題能力。

4 教書育人，培養團隊合作意識

本實驗課以病例導入教學內容，激發了學生的學習興趣，以獨立思考為基礎，學生在組內相互討論交流自己的觀點，然后在課上交流，改變了以往以教師為主體的實驗教學模式，使學生的個性思維既得到充分展示，又能在與同學的討論中獲得所需要的知識，促進了學生的全面發展[8]。

教師應在平時教學中培養學生強烈的責任心，學生畢業后面對的是患者，不僅要醫術精湛，更要樹立“以人為本”的職業觀。培養團隊合作精神是當代教育的重要任務之一[9-10]。為此，我們在教學中采用分組形式，學生4人一組并推選一名負責人，明確各成員責任，進行本組實驗及實驗討論。多年的教學經驗告訴我們，同樣的教學內容，采用不同教學方式取得的教學效果相差甚遠。因此，教師應在充分備課的基礎上，精心設計實驗教學過程，將實驗內容講活講透，既讓學生認識到課程內容的重要性，又讓其感到有趣和實用，同時在課程教學中始終貫穿教書育人理念。我們相信通過本次實驗課，學生不僅學到了知識，更學到了方法，培養了持續學習能力。