案例教學法在水產養殖專業生物化學教學中的初探

賀揚 王均 李銳 謝碧文

摘要：生物化學是水產養殖專業的必修基礎課程之一，在水產養殖專業中占有重要地位。為了更好地適應人才培養需要，文章初步探討了生物化學本科教學中的教學內容、教學方法和教學手段的改革。結合生產、生活實踐，運用案例教學法以點及面地對生物化學實施講授，以期培養學生的發散思維，使學生學會發現問題，提高運用所學知識分析解決問題的能力，成為主動學習、善于思考的新時代接班人。

關鍵詞：生物化學;教學改革;案例教學

中圖分類號：G642.4? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）42-0195-02

生物化學是以生物體為研究對象，運用化學的原理和方法，研究生物體的物質組成、結構、性質與功能，以及這些物質在體內的變化和變化與生命活動之間關系的一門科學[1]。它是分子水平上研究和剖析生命本質的科學，更是認識生命本質的最基礎課程[2]。然而，由于生物化學具有研究范圍廣、知識多樣、內容龐雜、抽象難懂等特點，學生的學習積極性普遍不高。

水產養殖專業側重于培養應用型人才，學生傾向學習專業應用能力的課程。本文結合人才培養目標和學生的興趣點，通過優化教學內容、方式和手段，以案例教學法的方式，“以點到面”發散式地對生物化學進行教學改革，旨在提高學生對生物化學的學習興趣和效率。

一、教學內容

生物化學的學時數一般較少（32—44學時），但教學內容涵蓋動態和靜態生物化學兩個方面，囊括了整個生命體的化學組成和變化。因此，選擇適宜的教學內容是整個水產養殖專業生物化學教學工作者面臨的巨大挑戰。

1.靜態生物化學部分：包括蛋白質、核酸、糖類、脂類、酶和維生素與輔酶，主要圍繞各物質的分類、組成單位、結構及其與功能的關系、性質與分離分析技術進行介紹。其中，蛋白質、核酸和酶類分別作為生命的體現者、執行者和控制者。掌握這3部分的基礎知識，將對后續的動態生物化學奠定基礎。而糖類和脂類雖然在供能方面具有重要作用，但其構型多樣，可適當講解。維生素與輔酶在魚類研究較少，可略講。

2.動態生物化學部分：側重介紹能量供應（糖、脂、蛋白質代謝）和遺傳（核苷酸代謝、DNA和RNA的生物合成、蛋白質表達）。這部分的內容重點在于使學生掌握三大營養素的供能及相互關系，明確核酸和蛋白質的從頭合成過程，從而了解整個生命運作的過程。生物化學在水產養殖中的實踐應用的基礎理論也將在此處體現。

二、教學方法

為什么“三鹿奶粉”中要加入三聚氰胺？為什么發燒會危及生命？為什么魚是天生的糖尿病患者？這些生活、生產中的疑問，都可以使用生物化學來解釋。通過案例式教學使生物化學貼近生活，有助于提高學習興趣。同時，通過案例從點到面逐漸延伸，使知識點更加清晰，由點到面逐漸串聯起來，有助于開發學生的發散思維。

在蛋白質方面，可引用三鹿奶粉——三聚氰胺事件[3]，以三聚氰胺的“點”延伸到整個蛋白質的“面”。通過思考和比較分析二者的分子組成，學生不僅掌握了氨基酸的組成結構，也鞏固了蛋白質測定的原理。三聚氰胺進入人體后，若超過腎臟排泄能力，將形成難溶晶體，形成尿結石的核心[4]。可聯想到漁農向養殖水體施用尿素，以增加氮的供給，以期氮元素能夠被魚體利用，合成蛋白質[5]。那么，施用的尿素是否可被魚體直接吸收利用，是否會有尿結石的風險？由此將生物化學引入水產養殖實踐，引出2種氮源：動物性氮源和植物性氮源。動物只能通過降解動植物蛋白作為蛋白質的氮源。因此，魚塘施用的氮，不能被魚體直接利用，而是首先被水體中的藻類等利用，魚體攝食藻類等獲得氮源。解釋該具體過程，便涉及蛋白質合成與分解代謝。學習蛋白質的合成與分解代謝，首先應明確蛋白質的基本組成單元——氨基酸。多個氨基酸連接形成多肽，多肽經二級、三級結構和四級結構，折疊形成蛋白質。蛋白質結構、功能和性質的不同，是由于氨基酸的組成、蛋白質的一級結構、二級結構、三級結構和四級結構的不同引起的。因此，可進一步學習氨基酸的種類、結構、功能、性質的合成與分解代謝過程。并舉例“血紅蛋白”與“肌紅蛋白”以使所學內容具體化。如此，以點及面的，使蛋白質的學習思路清晰且實用性更強。

再如，糖代謝。糖代謝是生物化學的重點講解內容。糖類是能量的主要供應營養素，人類每人每天總能量攝入中，糖類的攝入占40%—80%[6]。但魚類卻是天生的“糖尿病”患者，對糖的利用率極低[7]。如果降低魚類餌料中的蛋白質含量，增加糖的含量，不僅不會降低飼料成本，還會影響魚類生長，甚至造成魚體死亡[8]。因此，了解糖在魚體內糖代謝過程對魚類飼料評價與開發、魚類營養研究都具有重要意義。糖代謝過程中，主要涉及糖酵解、糖異生、三羧酸循環、糖原合成和降解等過程。其中，供能的主要途徑是糖酵解和三羧酸循環;而糖異生是體內糖的重要來源。學習糖酵解、三羧酸循環和糖異生關鍵步驟，分析各途徑中的關鍵酶，是解釋魚類對糖原不耐受的重要途徑。此外，糖酵解后產生的丙酮酸的去路除三羧酸循環外，還可通過無氧呼吸轉化為酒精和乳酸，這也揭示了酒精的形成、植物爛根以及劇烈運動后肌肉酸痛的機制。如此，將生產、生活遇到的問題點擴展開來，運用生物化學原理進行解釋，通過理論與實踐相互關聯，使同學學習的積極性更高。

三、教學手段

生物化學的內容比較抽象，在教學上應豐富教學手段，使抽象的物質能有一個相對具體的實物。多引入高清、色彩豐富的圖片，使抽象的物質通過視覺沖擊在同學腦海中留下印象。同時，結合板書，彌補PPT從前向后的敘事方式造成的內容前后脫節問題，使教學內容連貫。對于較難理解的內容，使用動畫素材進行展示。課余時間充分利用網絡平臺，發布教學重點、難點視頻，供學生鞏固學習。對于學生反映難懂的作業，自制解題步驟小視頻供學生反復自學。同時發布生物化學相關生活和生產問題，供學生討論。

四、改革效果

改革后學生反映良好。學生的積極性高，課堂活躍，無遲到、曠課、早退現象。課后學生討論積極，能主動舉出生活、生產實例，供大家討論。而且學生能夠主動發掘和發布生物化學相關小故事，如討論“賀建奎基因編輯”事件、上傳“DNA之歌”等。從最終的考試成績來看，同學們對知識的掌握情況比較理想，對于生物化學的重點內容均能掌握。

五、結語

通過結合水產養殖專業實例、先進的教學手段和水產養殖專業的本科教學現狀，筆者認為“案例分析式”教學，不僅可以傳授學生專業基礎知識，而且還能培養學生發現、分析問題的能力，使學生成為主動學習、善于思考、明辨是非的新時代接班人。

參考文獻：

[1]于曉虹.生物化學[M].杭州：浙江大學出版社，2012.

[2]神奇的生物化學[M].北京：世界圖書出版公司，2010.

[3]簡光洲.我為什么要率先公布問題奶粉“三鹿”的名字——從“三聚氰胺”事件看市場化大潮中媒體的責任與操守[J].新聞記者，2008，（10）：25-28.

[4]陳嘉，鄒移海，張薇，等.化學純三聚氰胺膀胱結石大鼠模型的研究[J].華南農業大學學報，2010，31（3）：81-84.

[5]程星紅.魚塘施用尿素的幾個誤區[J].科學養魚，2009，（6）：20-21.

[6]石瑞.食品營養學[M].北京：化學工業出版社，2012.

[7]王廣宇，劉波，謝駿，等.魚類糖代謝幾種關鍵酶的研究進展[J].上海海洋大學學報，2008，17（3）：377-383.

[8]于書坤，張樹榮.魚類糖代謝與對餌料中糖的利用[J].海洋科學，1986，10（4）：58-60.