普通高等農林院校生物化學教學改革探索

鄭悅亭，張 維，王 江，褚貝貝

（河南農業大學 動物醫學院，河南 鄭州 450046）

引言

“生物化學”是從分子水平闡明生命有機體內一系列化學反應過程和解釋復雜生命現象的基礎課程，是生命科學相關專業的本科生學習過程中的基礎學科之一。生物化學所包含的知識內容龐雜，涉及的理論抽象難懂［1］，導致學生望而生畏、負擔過重。那么，教師如何教好這門課程，使學生不再畏懼生物化學，并且能夠積極主動地學習生物化學呢？偉大的科學家愛因斯坦說過：“興趣是最好的老師。”現結合近些年積累的教學實踐和教學經驗，談一談個人的心得體會，分享一些教學方法，希望能夠對“生物化學”授課教師有所幫助。通過教學內容的整合、補充和教學方法的改革，激發學生的學習熱情，使學生們能夠積極主動地學習，從而系統、深入地學好生物化學，為學生以后的學習和研究奠定堅實的基礎，培養出具有自主學習能力和創新能力的高素質人才［2］。

將“生物化學”課程的教學內容進行徹底整合和簡化，使龐雜的知識內容由淺入深，循序漸進，消除學生的畏懼感［3］。通過逐步深入地教學，在夯實基礎知識的同時，掌握重點內容和難點內容。通過引入諾貝爾獎相關知識的“前世”“今生”和“未來”，將理論知識與科學技術相結合，拓寬學生視野，激發學生的好奇心，調動學生的積極性，不僅帶領學生學習了知識，還了解了科學技術的前沿。

一、教學內容改革

（一）教學內容重新組合

簡單來說，傳統生物化學的內容分為兩個核心部分：代謝部分和中心法則。因此，以這兩部分為中心，分別開展教學，讓學生對生物化學有一個整體的認識和全面的了解。在此基礎上，添加諾貝爾獎相關的知識內容作為生物化學的第三個核心部分，也應該是最重要的核心部分。諾貝爾獎相關的知識內容并不是作為獨立的章節存在，而是穿插于前兩個部分，貫穿整個生物化學教學過程。通過介紹諾貝爾獎的相關知識，一方面，不僅讓學生掌握生物化學基本的理論知識，還能夠了解理論知識在其實際應用中的重要作用；另一方面，通過展望未來，讓學生預測該技術的可能發展和未來影響。通過諾貝爾獎相關研究的分享和講解，能夠充分展示理論知識在現實生活和生產中的應用、意義和對人類社會的巨大貢獻。此外，前沿科學技術的教學，有助于調動學生的學習熱情，滿足學生的好奇心，拓寬學生的視野，使“生物化學”課程教學保持與時俱進。

（二）教學內容由淺入深，循序漸進

“生物化學”課程教學內容包含物質、反應、通路和調節等。因此，應該有序安排教學內容，逐漸深入，有助于教和學。例如，在代謝部分，分別從物質代謝和能量代謝兩個角度進行剖析，從糖代謝、蛋白質代謝和脂肪代謝三個方面分別介紹生命體內的代謝。代謝部分涉及許多物質（反應物質和生成物質）和一系列化學反應，容易理解但是難以記憶。因此，在本部分的講授過程中，教師要梳理和歸納知識點，將分散在不同章節中的共同代謝途徑或共同代謝中間產物（如乙酰輔酶A、丙酮酸）為紐帶，進行知識的整合。這樣，看似零散的物質代謝能夠統一成為整體，實現“形散神不散”，加深學生對代謝的深層次理解，培養其辨析能力。再比如，中心法則的知識內容本質是遺傳信息的傳遞。此部分內容，學生在高中階段已經有所了解。因此，可先帶領學生回顧自己所熟悉的中心法則部分，然后再逐步引入新的名詞和新的內容，使學生感受自己的成長和進步，激發學生的學習興趣。此外，中心法則知識體系具有縱向傳遞的規律：遺傳信息的存儲—傳遞—表達（復制—轉錄—翻譯），依據這條主線，逐步深入，從而形成較有條理的知識框架和完善的知識網絡，實現化繁為簡、化抽象為具體的教學內容［4］。綜上，通過由淺入深、循序漸進的方式，帶領學生在“生物化學”課程的學習過程中一步步前進。

（三）引入諾貝爾獎知識內容

百余年來，大約有一半的諾貝爾生理學或醫學獎頒發給了在生物化學研究領域有重要發現或發明的人；諾貝爾化學獎有40余次獎項頒發給了生物化學研究領域的人才。由此可見，生物化學研究領域在蓬勃發展，其相關研究成果對社會的發展和進步具有顯著影響和重大意義。這些諾貝爾獎相關的知識是難能可貴的生物化學教學資料，不僅為“生物化學”課程教學提供了大量理論成熟的教學內容，還提供了具有重要應用價值的教學案例。那么，如何充分利用這些寶貴的資源，將其運用于“生物化學”課程教學過程呢？首先，授課教師要做好前期的文獻調研和相關知識梳理，加強自身的知識儲備，不斷地更新知識；其次，選取與授課內容密切相關的諾貝爾獎案例，主要從獲獎人物介紹、發現和發展、應用和影響、未來發展方向及更多可能性四個方面整理知識內容；最后，設計教學的方式和方法，將其呈現在教學過程中。當然，教學方式方法要多種多樣，可以采取講授為主的方法，也可以簡明扼要地介紹選定的諾貝爾獎相關主題，安排學生收集各部分的相關資料、歸納、總結和分析討論，并進行課堂展示和交流。蒙特梭利說：“我聽過了，我就忘了；我看見了，我就記得了；我做過了，我就理解了。”通過第二種方法的教學，學生通過自己收集整理，不僅能夠深刻理解相關的知識內容，還突出學生的主體地位，提高學生的課堂參與度。因此，著重推薦第二種教學方法。

引入諾貝爾獎相關知識內容的方法，能夠將傳統的教科書基本內容與最新的科學研究和科研成果相結合，有助于學生認識基本理論知識的重要性，也能夠使學生直觀地感知所學理論知識與科學研究之間的緊密聯系，并且讓學生深刻理解知識成果對人類發展和社會進步的重要作用。

二、教學方法改革

（一）從以“教”為主向“教、學并重”轉化

在教學過程中，教師要注重學生的主體地位，在明確課程的知識結構基礎上，充分調動學生的積極性。因此，如何調動學生的積極性一直是大學教師思考的主要問題之一。從傳統的教師講述為主的基礎上，靈活運用啟發式教學法、討論式教學法和任務驅動教學法等方法，可以充分調動學生的積極性。現在的教學過程中使用比較多的方法是通過提出問題，以讓學生查閱資料、整理信息、回答問題等方式參與其中，在一定程度上可以調動學生的學習積極性，培養其獨立思考的能力。在此基礎上，可以嘗試提出開放性問題，讓學生查閱資料，然后展開討論或者辯論，可以有效提高學生的學習積極性。比如，提出問題：在進化過程中，先有蛋白質還是先有核酸？學生在課后查閱資料的過程中，掌握什么是蛋白質、什么是核酸，明白蛋白質、核酸的功能，了解蛋白質、核酸在生命體中的作用等；學生在課堂討論的過程中，進一步加強對蛋白質、核酸基本知識和其在生命活動中作用的理解和掌握。因此，在“生物化學”課程教學過程的每一個章節中，設計1～2個這樣開放性的問題，給學生時間和空間，讓學生去探索、發現和總結，以此調動學生的學習熱情和學習積極性。

（二）在以經典教科書內容為主的基礎上，增添新的科學研究成果

在教學過程中，把握課程的基本內容和主要內容，在此基礎上增加新的科研進展，以此拓寬學生的知識視野，激發學生的學習興趣。比如，在講“中心法則”的內容時，不僅講述經典中心法則的相關知識，還要講述中心法則的補充部分的相關知識。運用自主學習與引導學習相結合的教學理念，帶領學生將舊知識與新知識緊密聯系、融為一體，從而使學生主動地參與學習，養成愛思考、會學習的習慣。此外，中心法則的提出及其發展是科學家對科學的不斷追求和探索的成果。通過這些知識的整合學習，激發學生對科學的好奇心，鼓勵學生主動思考、積極提問，使學生了解科學研究是不斷深入、逐步完善的過程，從而樹立學生的科學發展觀。

如何選擇新的科學研究成果，這里給出兩點建議：（1）選擇諾貝爾獎相關知識；（2）選擇“有趣”的科學研究成果。諾貝爾獎相關知識的研究成果包含理論知識、前沿技術和成果應用三個方面，內容全面。因此，筆者認為諾貝爾獎相關知識是最好的“生物化學”課程教學的輔助材料。何為“有趣”的研究成果呢？筆者認為，與每個人都有關系的研究成果最能激發學生的好奇心，是有趣的研究成果。比如，每個學生都會好奇的方向感問題，介紹影響方向感的磁感應蛋白的研究一定會吸引學生的注意力；再比如，關于為什么有的人跑得慢、有的人跑得快的問題，學生也會不解和疑問，可以介紹影響跑步速度的蛋白質翻譯后修飾的研究等。通過分享新的科學研究成果，使學生跟著教師的問題一起思考、沉浸其中，從而激發學生對科學的熱愛和熱情。

（三）將“被動式學習”轉變為“主動式學習”

隨著經濟全球化，國際市場和社會需要全面發展的人才。越來越多的學校開始培養學生的自主學習能力和實際動手能力。傳統的課堂更側重對學生的知識灌輸，忽視了培養學生分析問題和解決問題的能力。因此，通過“主動式學習”能夠提升學生的實際能力，有助于培養綜合型人才。

在《常用的分子生物學技術》章節中介紹的每一種分子生物方法技術，詳細闡述其基本原理。由于基本原理抽象、難懂，因此，在教學過程中，適當簡明扼要地介紹基本原理，然后，在此基礎上著重列舉其在實際應用中的意義，以此激發學生的好奇心。比如，聚合酶鏈式反應（PCR）技術。在教學過程中簡要介紹基本原理、技術方法和應用的知識內容。為充分調動學生的學習積極性，促進其對該技術方法的全面理解，教師可以在課堂上提出一個較模糊且廣泛的問題：PCR有哪些應用？圍繞這個問題，學生先查找一些資料，這些資料通常指他們的教材和自行進行的網絡搜索；之后，教師進行適當引導：PCR包括RT-PCR、免疫PCR、實時熒光定量PCR和原位PCR等，每種PCR有各自的特點和應用；然后，再讓學生選擇自己感興趣的一種PCR進行課后的資料調研和整理總結。通過這樣的方法，教師作為引導者，避免強硬地灌輸學生難以理解的知識，而是引導學生自己思考、理解一個復雜的過程，從而讓學生在反復思考的過程中，提出問題并解決問題。

作為一名高等學校的教育工作者，在傳授科學知識的同時，也要學會去探索與時俱進的教育教學方法，在教學過程中不斷反思，尋找更好的教學方式方法。總之，隨著社會的發展和進步，普通高等農林院校“生物化學”教學改革是促進高等教育的有效方式，是提高教學質量的主要手段，是一項長期且艱巨的工作［5］。我們每一位教育工作者都需要用心鉆研，以現代教育理念為指導，引導學生主動學習，充分調動學生的學習積極性，培養出具有自主學習能力和熱愛鉆研的高素質人才。