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关键词 概念教学 教学方法 教学有效性
中图分类号 G633.91
文献标识码 B
文件编号 1003-7586(2011)03-0014-02
用规范的教学语言准确地阐述生物学概念,不仅有利于发展学生的语言表达和归纳能力,同时也是发展了学生智力,特别是逻辑思维能力,是学好生物学的必要条件。高中生物教材中概念较多,有些概念比较抽象,学生不容易理解。教师在教学工作中,根据学生的思维能力、心理特点及认知水平,设计有效的教学方法,引导学生充分理解和掌握生物学概念,使学生在学业上真正有收获、有提高、有发展。
1 借助实例――使抽象的概念具体化
生物学科和生活联系非常紧密,学生在以往的生活经历中或多或少地贮入了一定量的有关生物方面的知识。在教学过程中,教师选用恰当的生活实例不仅可以诱发学生的学习兴趣,调动学生的积极性,还可以使学生对所学知识产生共鸣,从而降低知识的难度,有助于对概念的理解。
例如,在讲到“细胞膜的选择透过性”这一概念时,教师就可以向学生提问:“青菜放到热水中焯过后,水会变成什么颜色?如果用凉水洗,水会不会变成绿色呢?”这样不仅使陌生的概念与学生熟知的生活知识联系起来,更引发了学生热烈的讨论,激发他们探求“为什么”的强烈欲望。
2 借助比喻――使枯燥的概念趣味化
生物教材中,有些概念比较抽象,学生不容易理解,因而就觉得枯燥乏味。在讲解时教师可以运用形象的比喻将抽象、复杂、难懂的教学内容转换成生动、浅显、易懂的知识加以讲解,不仅加深了学生对概念的深入理解,而且可以激发学生的学习热情,使他们真切地感受到学习的乐趣。
在讲述染色体的概念时,学生不容易想像它的形态。在教学中,笔者借助了一个很形象的比喻:把染色体比喻成糖葫芦,每一个山楂是蛋白质(组蛋白),贯穿其中的竹签自然就是构成染色体的另一成分DNA。由于糖葫芦是学生很熟悉的东西,学生很容易就理解染色体的形态特征,不仅活跃了课堂气氛,并且增加了学生的学习兴趣。
再如:自由水和结合水是细胞中水存在的两种形式,它们之间可以相互转化并影响细胞的代谢。为了帮助学生对两个概念的理解和记忆,引导学生联系小河里的水和冰的关系:温度高时冰会融合成水,有利于小河中的船只运输货物。到了冬天,温度降低,一部分水结成了冰,运输的船只减少了。学生很容易就理解这两个概念的联系和转化的条件,并且在笑声中记住了这一知识。类似的比喻常常使学生在概念中难点的理解茅塞顿开,并能得到一种愉快的学习体验。当然,再贴切的比喻也不能代替概念本身。因此必须把对概念的认识归结到概念的本质上来。
3 借助实验――使理性的概念感性化
生物是一门以实验为基础的学科,在实施概念教学时,实验法往往是一种行之有效的教学方法。一个生动的实验可创设一种良好的学习环境,提供给学生鲜明具体的感性认识,再通过引导学生对现象特征的概括形成自己的概念。
比如:在酶的特性这一节中,学生通过观察实验现象,很容易得出:“酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的”这一概念。再有“植物的质壁分离和复原”实验,学生在选择实验材料、设计试验方案、亲手实施的过程中不仅对植物细胞通过渗透作用吸水的知识有了更深的理解,也提高了学生实验设计和实际操作的能力。当然,在实验教学中,教师一定要要求学生严格规范实验操作,实验中认真细致地观察实验现象,从而培养学生良好的实验习惯和实验技能。
4 借助教具――使静态的概念形象化
教学中教师合理地使用挂图、模型、多媒体,一方面,可以帮助学生建立感性知识;另一方面,可以将书中的一些难懂不易理解的概念简化,还能化静为动,化虚为实,化抽象为直观,起到调动学生积极性,激发其学习兴趣的作用。
在讲述“细胞的基本结构”这一章时,教师自己动手用桔子皮模拟细胞膜,用核桃模拟细胞核,做出了细胞的基本结构模型,并让学生课堂外动手制作细胞质中的内质网和高尔基体等细胞器的亚显微结构。这样不仅使学生掌握了模型构建的方法与过程,也激发了学生动手和动脑的能力。
当然多媒体能以生动、形象、鲜明的动画效果,模拟一些细胞内的一些生命现象,有着无可比拟的优势,是现代生物教学中提高概念教学效果的一种重要手段。例如,在教学“减数分裂”时,应用多媒体教学软件,把与卵细胞的形成过程,用连续的动画过程展现出来,使学生明白减数分裂是一个连续、动态的过程,而不会把每一个时期割裂开来。特别是同源染色体行为这个学生难以理解的变化过程,可以通过慢放、重复播放等方式,理解染色质和染色体的相互转化、同源染色体联会、同源染色体分离等这些难点知识。这样将那些看似静止的事物活动起来,这样动态显示化静为动,使学生获得正确、清晰的概念。
5 借助概念图――使孤立的概念系统化
高中生物涉及的概念比较多,学生在学习单个概念的时候,比较容易记住,但往往顾此失彼,这是因为学生获得的都是孤立的概念,没有进行知识关联,没有形成系统的知识结构。用图解的方法建立概念图是个很好的办法,有助于学生将新概念与已有的概念联系起来,将所学的知识系统化,提高学习和记忆的效率,同时也促进学生思维的发展。
“遗传的物质基础”是遗传学的核心内容,也是后面学习遗传的基本规律以及生物变异的基础。可是这一部分出现的一系列概念,如:脱氧核苷酸、基因、染色体、碱基、脱氧核糖核酸等,学生往往容易混淆,不容易把它们的从属关系搞清楚。笔者在教学中引导学生绘制概念图(图1)。
5 借助旧知――使陌生的概念熟悉化
教材中的有些概念既有某些共同的关键特征,又有某些截然不同的本质特征。在学习一个新概念的时候,教师可以联系已经学过的相关概念进行比较、分析和综合等思考过程,揭示其本质区别和联系,学生由于头脑中已经有了相关概念,容易引起共鸣,可以较快掌握新概念。
例如:光合作用和化能合成作用都是自养型,其中光合作用是已知概念,化能合成作用是个新概念。它们共同的关键特征都是以CO2作碳源,H2O作供氢体,合成储能有机物,但是光合作用以阳光为能源,化能合成作用则以化学反应中释放的能量为能源。学生很容易掌握化能合成作用这一新概念。
6 借助辨析――使模糊的概念清晰化
在高中生物教学中,有许多章节都涉及到大量的概念,概念之间有的相互对立却又彼此联系,有的看似相同却又互有区别。在教学中,教师要及时指导学生对一些相关概念进行对比、归类,揭示概念之间的内在联系,找出本质区别,使概念清晰化和系统化。
比如“遗传和变异”一部分知识中涉及许多概念。学习这部份概念时,教师就可以指导学生把相关的概念放在一起进行比较,比如等位基因和非等位基因、显性基因和隐性基因、显性性状和隐性性状、同源染色体和非同源染色体。教师通过引导学生辨析找出它们的不同之处,帮助学生把真正掌握概念。
7 借助关键词――使复杂的概念简单化
在生物概念中有一些字词是对概念起限制、定位的作用,这就是关键词。如果能抓住关键词,也就基本上领悟到了概念的真谛。在概念教学中,教师可指导学生自己分析概念,并找出关键性的字词。这样的学习过程有利于学生加深对概念的理解,还可提高学生对文字的处理和分析能力。
比如在学习减数分裂的概念时:“有性生殖”、“连续分裂两次”、“染色体只复制一次”、“数目比原来减少了一半”这些词不仅说明了减数分裂的对象――有性生殖的生物,点明了减数分裂的特点――连续分裂两次,染色体只复制一次,也指明了“减数分裂”这一定义的意义――染色体数目比原来减少了一半。这样使学生在学习时对减数分裂有了深刻的认识。
关键词:新形势;优化;初中生物;概念教学;教学质量
初中生物作为普及生物知识,促进学生全面发展的学科,对学生综合素养的提升有着极大的促进作用。初中生物很多的知识来源于生活,但又高于生活,时而抽象时而具体,很多的知识都围绕着一个中心展开,那就是核心概念。概念教学在生物教学中地位较高,一个概念都牵扯到若干的零碎知识,并且相关概念之间是彼此联系的,这就显得掌握好概念是多么的重要的。所谓教无常法,贵在得法,作为一线的生物教师和教育工作者一定要重视生物的概念教学,革新教育教学策略,探究多元化的教学路径,最大限度的提升初中生物概念教学的效率,实现有效教学。
一、从学生的生活出发,巧用谚语导入概念教学
初中生物教学的内容比较的丰富,但是所有的知识都可以在生活中找到相应的载体,所以面对抽象难懂的初中生物概念,学生就可以结合学生的元认知和生活中的尝试,巧妙的运用通俗易懂的日常谚语来开展生物概念的有效教学。谚语以一种简单易懂的口吻让学生在学习中能轻松的实现知识的挂靠,不但可以激发学生的学习兴趣,也能提升学生的理解能力,一定程度上可以帮助学生消化和吸收生物学概念。如“老鼠过街,人人喊打”体现的生物之间竞争的概念;“一朝被蛇蛟,三年怕草绳”反馈的是生物条件反射的概念;“一母生九子,连母十个样牵扯的都是有关遗传的知识。为了巧妙的使用日常谚语帮助学生了解生物概念,那么教师在备课的过程中一定要认真研究教材,要紧密的把概念与生活实践联系起来,实现教学知识性、趣味性和实践性的结合。
二、开展设问教学模式,提升学生的探究能力
在生物学概念教学的时候,课堂会显得有些枯燥死沉,那么教师就可以采取设问的方式活跃课堂教学氛围,这样一方面可以激发学生的探究意识,另一方面也可以让死气沉沉的课堂增加一点灵气。针对生物学概念的问题设疑,首先要考虑到学生的实际情况,在设计的问题形式、内容和数量上要有一个考量,难度系数不宜过大,当然也不能过于简单,无论哪种否不利于实现既定的教学目标。
三、转变教学思维,使用类比法教授概念
在生物学概念学习的过程中,有很多相似的或者易于混淆的概念,针对这些概念,在教学中教师必须给与高度的重视,有效的区分相关概念的差异,可以通过相互的比对来揭晓相似概念之间的差异。相似概念既然是相似那么肯定就有有相同的部分也会有不同的部分,这些都需要教师在教学的过程中要做个有心人,然后能及时的完成相关概念的总结,帮助学生构建一定的知识体系,这样才能帮助学生有效区分相似概念。如“生长”和“发育”,看上去这两个概念没有什么不同,但是细细分析的话却有截然不同的地方。生长一般是指细胞同化作用大于异化作用时,细胞数目增多,体积增大的“量变”过程。发育是指细胞通过分化,形成新的组织、器官、系统,最终成为性成熟的个体的“质变”过程。
四、提升记忆能力,巧用概念图解读概念
初中生物相关概念之间有一定的关联性,如果教师在教学的过程中能够采取概念图记忆的方法,那么很多的概念就可以非常轻松的理解和掌握了,概念图的使用不但可以帮助学生掌握相关联的概念,还能帮助他们形成一定的知识框架,这样在学习和运用知识的时候具有一定的系统性和层次性。如:下图以生物多样性为中心构建生物学概念图,组建知识网络。
要想实现初中生物的概念教学,就需要掌握初中生物课堂中设计的概念,然后分析学情,从学生的实际情况出发,巧用概念转化,知识嫁接等方式来完善教学策略,激发学生学习概念的热情和兴趣,这样才能确保概念教学的有效性和针对性。在开展初中生物概念教学的时候一定要树立全局意识,不要为了概念教学而教学,一定要活化教学方法,优化教学过程,提升教学效果。
参考文献
生物化学是从分子水平研究生命过程的化学变化规律和命本质的学科,其知识体系庞大,内容抽象复杂,是一门教师教、学生难学的医学基础课程。难学、难教和学好、教好成为响中等卫生职业学校生物化学教学质量的突出矛盾。影响中等卫生职业学校生物化学教学质量的因素
1教材因素
1.1教材内容抽象、枯燥、乏味、专业性过强,涉及的化学结构式、反应过程复杂、难记,代谢过程仅有文字叙述,学生难以理解。
1.2学生园素
中等卫生职业学校生源主要是初中毕业生,他们基础差,缺乏扎实的生物学、化学知识,学习目的不明确,厌学且学习方法不当。如有些学生想学但学不会;有些学生则能听懂教师的讲解,却看不懂书本内容。
1.3教学大饲因素
教学大纲规定的内容多,但学时少,且课程安排衔接不当,如化学与生物化学同时开课,导致生物化学第一节课涉及的氨基酸结构式等有机化学方面的知识,学生还没有学到。
1.4教师国童
由于教材的权威性,专业知识的严密性,使教师教学受到制约,对枯燥难记的概念、化学结构及代谢过程必须按教材讲授,以保证生物化学知识的科学性、规范性和完整性,限制了教师的课堂发挥。
1.5教学方法园素
生物化学教学缺乏直观的教学用具,传统教学方法难以动态表述代谢物化学结构的变化特点和代谢过程的化学变化。而:运用多媒体进行教学时,个别教师制作课件存在困难,课件制作水平不高,只是将文字、图片罗列出来,难以动态展示代谢过程的变化规律,教学效果不好。
2提高中等卫生职业学校生物化学教学质量的策略
2.1注重教师个人仪容仪表,树立文好教师形象
黑格尔说过:“教师是孩子心目中最完美的偶像。”教师的言行举止、仪容仪表、教学风格、人格魅力等在很大程度上影响着学生对本门课程的学习。一位仪态大方、教态自然、语言幽默、亲切和蔼、关爱学生的教师,会很快赢得学生的认可和喜爱,有助于师生之间的情感交流,从而激发学生学习兴趣。
2.2重视生物化学绪论讲授,激发学生学习募趣
“良好的开端是成功的一半。”讲解生物化学绪论课是教师介绍本学科专业知识的第一步。如果教师使用传统教学方法,照搬教材,讲解缺乏新意,学生很快就会感到枯燥乏味,失去学习兴趣。生物化学绪论虽然不是教学的重点和难点,但其内容十分丰富,是全书学习的指南,可以帮助学生村立学习信心,激发他们的学习兴趣,增强学生积极参与教学活动的热情{。笔者对绪论中“生物化学”概念采取“望文生义”教学法进行讲解.让学生用已知的生物学和化学知识,分析未知的生物化学概念,并得出以下知识点:生物一研究生命的本质(研究对象一生命体)-一生命现象(健康、疾病、死亡);化学一研究物质的组成、结构、性质和化学反应(新陈代谢是生命的最基本特征)。从而总结出生物化学的概念(生命的化学)、研究内容(生命物质的组成、结构、性质及其代谢过程)、学习生物化学的意义(掌握代谢与健康、疾病、死亡的关系)及方法。
2.3明确学习目标,提高教学效果
学习目标的展示应少而精,重点突出,并结合学生实际听课情况,由易到难,由浅及深。鼓励学生记住知识的结构和提纲,准确把握知识的点(要点、重点、难点、疑点)、线(主线)、面(知识之间的内在联系),只有从知识的点、线、面入手,结合教材内容,才能收到较好的教学效果。例如在讲解氨基酸代谢一章时,围绕蛋白质是体内主要的含氮化合物,引导学生注意氮的代谢途径,总结出蛋白质分解代谢的主线:蛋白质(N:16%7氨基酸(基本单位)堕墨墨堡旦氨(剧毒)塑墼堡尿素(肝脏)_堡一排出。明确本章的学习内容、学习重点为氨基酸脱氨基作用的方式、氨的代谢。
2.4精心组织教学,集中与保持学生的注意力
美国教育学家约翰洛克说过:“教师的教学技巧在于集中与保持学生的注意力。”教师在教学中起引导作用,如何取得良好的教学效果,是对教师组织能力和应变能力的考验。教师应观察学生的听课状态,及时调整教学内容,改变教学方法,加强课堂教学的交互性,采取提问、讨论、多媒体教学等方式活跃课堂气氛,从而集中与保持学生的注意力。
2.5引用生话实例,辅助赦学
生物化学教材中的生活实例很少,且与专业知识联系密切,缺乏趣味性,难以吸引学生的注意力和学习兴趣。教师应采用贴近生活、通俗易懂、趣味性强的实例,以帮助学生理解生物化学知识。例如:三羧酸循环是生物化学中的核心代谢过程,也是教学的重点和难点,代谢过程十分复杂为此,笔者在教学中,利用磨盘可以将豆类磨成豆粉,再加水制成豆浆的实例,形象地将三羧酸循环(机构)比喻为磨盘,乙酰辅酶A比喻为黄豆(大分子物质),Co’、0比喻为豆浆(小分子物质),进而理解三羧酸循环的主要作用就是氧化乙酰辅酶A中的乙酰基。再例如:生物氧化中H20的生成是通过呼吸链来完成的,十分抽象且难以理解。笔者在讲解呼吸链的概念时,通过多媒体动画将呼吸链比喻为接力比赛:呼吸链(接力赛)是指代谢物(起点裁判员)脱下2H原子(2H++2e)(接力棒)经递氢体和递电子体(4名运动员),按照一定顺序(1、2.3、4棒),最后传递给激活的氧分子(终点裁判员),生成H,0(奖品)的全部体系(体育项目)。使学生理解了呼吸链的组成(递氢体和递电子体)、受氢体(氧分子)、呼吸链在生物氧化中的作用(2H++0一H2(})。如果将2e递给氧分子(终点裁判员),不是最后的递电子体(细胞色素氧化酶)(第4棒运动员),则违规,生成H20:(无奖品H1O)。并结合煤气中毒进一步阐明呼吸链在生物氧化中的意义。
2.6指导学习方法,掌握记忆砚肆
“授人以鱼,不如授人以渔。”传授生物化学知识的同时,指导学生运用正确的学习方法,积极思考与总结,抓住问题的实质,寻找记忆规律,将复杂的生物化学知识、代谢过程尽量简化,突出重点、难点,达到触类旁通、掌握重点的目的。例如:学生反映很难记忆8种必需氨基酸,为此,教师总结了很多记忆方法,笔者认为谐音记忆法最简单、直接。记忆方法如下:到图书馆一缬(借)异亮(~)亮(两)苯丙(本)蛋(淡)色(色)苏(书)赖(来)。
[关键词]临床生物化学检验;绪论;医学检验专业;教学改革
《临床生物化学检验》是辽宁中医药大学医学检验专业的一门重要主干课。课程将多种学科(生物化学、分析化学等)和多种技术(生物、仪器操作等)进行了融合,是研究与疾病诊断、治疗、预防相关的生物化学标志物及其检测技术和方法的一门应用型学科[1]。近年来,随着检验医学新技术的不断涌现,临床检验项目种类层出不穷,临床医生在诊治疾病和判断治疗效果时对检验科出具检验结果的依赖程度也不断提高,因而对大专院校培养医学检验专业学生提出了新的要求,更对传统《临床生物化学检验》的教学内容和教学形式提出了严峻的挑战。《临床生物化学检验》绪论按照教学大纲要求,通常授课时间为2学时,需要介绍临床生物化学的发展简史及现状、临床生物化学研究的主要内容、临床生物化学实验室的任务及临床生物化学在医学教育中的地位。课程内容较枯燥抽象,与实际联系较少,缺乏对全书知识框架和层次的梳理、重难点的强调及学习方法的传授,对教师的教学能力和教学方法都提出了较高的要求。通过多年教学,作者探索出了一套符合学生学习生《临床生物化学检验》绪论的教学法。
1让学生学习前有法可依
以往的绪论教学,按照教材的编排开篇便直接提出“临床生物化学”的概念:临床生物化学是在人体正常的生物化学代谢基础上研究疾病状态下,生物化学病理性变化的基础理论和相关实验室检测指标的改变,为疾病的临床实验诊断、治疗监测、药物疗效和预后判断、疾病预防等方面提供信息和决策依据的一门学科[2]。由于这段概念文字繁多,令学生一时不能完全理解,加之易与大学二年级学习的“生物化学”概念相混淆,学生反映掌握起来比较吃力。若能在绪论教学中借鉴已学相关课程的经验,让学生在学习正式课程之前有法可依,学生对于绪论乃至后续章节中概念、原理、方法等诸多内容的学习则会更加得心应手。例如,为引出“临床生物化学检验”的概念,作者在绪论教学中首先结合学生已经学过的《生物化学》课程脉络,对本课程的整体框架进行梳理(见表1)。《生物化学》主要讲授蛋白质、糖类、脂类、酶的基本元素组成、结构、性质及其代谢过程。与之对应,《临床生物化学检验》主要讲授人体内具有特殊意义的蛋白质、糖、脂和酶在生理和病理条件下行使的功能、水平变化、检测方法及其代谢紊乱引起的疾病。两相比较,便于学生记忆。此外,由于学生还未进入临床实习阶段,难免在学习检测技术方法时觉得相关内容过于抽象。作者则指导学生结合已经学习过的《基础医学实验基本技能》课程,将其中某些仪器操作和实验技术的学习心得进行学习,两相比较,便于学生理解。在绪论教学中,传授给学生行之有效的学习方法,能够有效增强学生学习本门课程的信心。
2让学生在思想上有积极性
以往的绪论教学,教师在提出“临床生物化学”的概念后,即开始依次介绍临床生物化学的发展简史、现状及临床生物化学在实验室的任务等内容。而医学检验专业的学生大都为理科生,对课程的发展历史不感兴趣,也觉得与自己关系不大。此外,由于尚未进入临床实习阶段,大部分学生对于实验室任务理解并不到位,认为其过于抽象。还有某些学生在初、高中阶段对化学学习就非常吃力,因而在课程学习伊始便产生了畏难情绪。这些不利条件不仅影响了绪论的学习效果,更会严重影响后续章节的学习效果。若要从思想上调动学生学习《临床生物化学检验》的积极性,就要在绪论中阐明学习该门课程的必要性。首先,强调本门课程是同一学期另一门全英文专业课程《ASCPI考试》内容的重要组成部分,如果中文内容没能消化理解,那么英文题型的解答就会更加吃力。其次,强调本门课程所学内容也是临床医学检验技师(士)资格考试内容的重要组成部分,而此项考试是考察医学检验专业学生知识和能力的重要考试,也是其取得资格证书和晋升职称的重要依据。最后,强调学好本门课程即可对日常生活中绝大部分常见疾病(如感冒、糖尿病、高血脂、高血压等)的检查结果(如血常规、尿常规、血糖、血脂、心肌酶谱等)及体检报告内容进行自主分析,以激发学生学习本门课程的兴趣,令其产生学习动力。
3让学生在学习时有侧重点
以往绪论教学,由于教学时间有限(2学时),只包含临床生物化学的概念、研究内容、应用领域及先进技术等内容。教师若能在学习《临床生物化学检验》之初的绪论部分就明确课程考核的标准,那么学生在入门时就有了切入点,也能更快进入学习状态。一方面,作者在绪论的讲解中,会对后续各章节“掌握”“熟悉”和“了解”这三方面内容在期末考试中的所占比例加以说明,以便让学生在学习时有所侧重。同时,也要向学生明确本门课程的总成绩是由出勤、课堂提问、实验操作等多方面量化考核而来,而不仅仅是靠一张期末考卷结果,避免学生单纯背书应付考试。另一方面,还要跟学生交代一下各章节的计划学时数,使学生对教材的知识安排有一个整体认识,了解到将要学习哪些主要内容,有哪些重难点内容,以便学生能够提前预习,做到心中有数。如此一来,虽然增加了任课教师的负担,但在课程之初自然而然地提出课程的总体要求,能够有效吸引学生的注意力,令其在后续章节的学习中效率更高。
4让教学内容和教学形式保持前沿性
随着人类基因组计划[3]的实施和完成,以大数据分析、生物信息学[4]为基础的医学研究,无论从内容还是从形式方面,都对生物医学类课程的绪论教学提出了严峻的挑战。《临床生物化学检验》作为一门飞速发展的科学,随着检验医学新技术的不断涌现,临床检验项目种类层出不穷,同样面临绪论部分教学内容相对滞后、教学手段单一、需要及时更新的问题。以往绪论教学中,依据教材编排内容,在介绍“临床检验诊断方法和技术的开发和应用研究”部分会从DNA、RNA和蛋白3个层面将基因芯片[5]在检验医学中的应用进行详细阐述,包括出生疾病干预工程、肿瘤的分子病理学、自身免疫疾病等,旨在拓展学生的视野。然而,基于二代测序[6]比对全基因组范围的突变情况从而预测和诊断疾病的技术出现,以其高效性和准确性正逐渐替代基因芯片技术。全新的产前诊断技术,如产妇外周血中胎儿游离DNA无创性产前诊断[7]、耳聋基因检测[8]、羊水检查[9]等都随着二代测序技术的普及发生了深刻的变化。基因编辑技术(CRISPR/Cas9)[10]的飞速发展及日趋成熟的嵌合抗原受体T细胞免疫疗法(CAR-T疗法)[11-12]也为癌症患者带来了希望。当今大学生具有较高的求知欲和创造性,若能在绪论课中多举上述与课程和生活相关的前沿技术,学生学习起来将更有兴趣。此外,为了适应检验技术的飞速发展及新形势下教学发展的需要,可以充分利用各种现代教学手段,例如在绪论中嵌入教学微课、视频、音频等数字化教学资源,布置课后相关论文阅读等,均能取得令人满意的效果。
5及时与学生沟通进行反思
《临床生物化学检验》是为本校医学检验专业学生大三上学期开设的一门重要主干课。其属于小班型授课,教师与学生能够近距离接触,并且通过上课时观察学生的表情即能了解到学生对教学内容的理解接受情况。课间休息时,教师可以走下讲台,走到学生中,询问学生的听课感受,了解学生以往相关基础课的学习情况,也可以对课程所学知识未来的应用,包括毕业论文选题方向、检验师资格考试、相关专业考研专业课复习等给学生进行铺垫讲解。这样既能增进师生感情,也方便教师进行绪论教学的反思和总结。
6小结
关键词:多媒体课件;优化运动生物化学教学;课堂教学
作者简介:卢森林(1960-),男,江西高安人,江西科技师范学院副教授,研究方向为运动生物化学教学;吴丽华(1963-),女,江西上高人,江西科技师范学院理工学院副教授。
基金项目:本文为2010年江西省高等学校教学改革研究课题“运动生物化学课程教学改革与研究”(项目编号:JXJG-10-85-2)的研究成果,主持人:卢森林。
中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1001-7518(2012)12-0067-03
运动生物化学是新兴的边缘学科,也是运动人体科学的组成部分,是体育专业一门重要的专业基础课。该课程要求运动生物化学教师要从分子层面讲授运动人体的变化规律,让学生掌握这一理论并运用到体育锻炼与竞技体育的实践中去。
当前,运动生物化学课堂教学,大部分教师使用了多媒体教学课件来优化课堂教学。先进的运动生物化学教学课件的引入,给教师的课堂教学工作带来了极大的便利。首先,表现在教师不必再为在黑板上推导物质新陈代谢的过程和反应机理的困难而操心,其次,也不必再为在黑板上绘制各种物质反应的分子结构简图而伤脑筋,而这些工作往往是教师很难在黑板上顺利完成的教学工作步骤和程序。与此同时,大量精品运动生物化学课件的涌现给课堂教学带来了现代化的气息,汇聚视频、动漫、图文等现代技术手段为一体的运动生物化学教学课件的应用将运动生物化学课程中的重点、难点[1]以通俗易懂的方式通过屏幕一一展现出来。同学们关心的国家或世界上的科学技术的新发现、新成就根据需要便于穿插其中,这样,课堂教学不仅能活跃课堂气氛,而且也能激发同学们的学习激情,提高课堂教学效果。
运动生物化学这门课程,一方面课堂信息量大,学生可以学到更多的知识;另一方面由于运动生物化学知识难度大既抽象、复杂又难以理解。面对生物学知识相对较差的体育专业的学生来说,能正常跟进课堂教学进度的难度大大增加。有些学生可能课堂上听到了,可课后就忘记了,大多数学生在课堂上云里雾里听不懂,根本就谈不上掌握课堂所授知识。教师的教学主导性和学生的教学主体性难以体现,师生间的互动形式将受到影响。为了解决这些不足之处,探索如何应用多媒体教学课件优化运动生物化学教学是每个运动生物化学教师的职责所在。
一、运用运动生物化学教学课件进行课堂教学的优势
从目前的形势来看,各大学体育本科教育专业的运动生物化学教学在实践中不断推出运动生物化学精品课件,每位教师都可以根据需要从中挑选适合自己的教学课件。因为,运动生物化学多媒体教学课件是设计者利用现代计算机技术对选择使用的运动生物化学教材进行精心设计的多媒体教学精品课件,最大限度地将各大学之间的教学资源实现了远程共享;各高校之间的教学经验也以最快的速度交流并加以推广使用。最终凝聚了集体智慧的各种多媒体教学课件在教学实现中去伪存真,去粗存精。精品运动生物化学课件的涌现不仅极大地丰富教学资源,而且非常方便运动生物化学教师择优使用。
多媒体教学课件的使用归根结底就是要帮助学生更好地理解课堂教学中提出的关于运动生物化学相关的概念和知识原理,扎扎实实地学好重要的专业基础课,为毕业后参加工作打下扎实的理论基础。
多媒体教学课件在教学实践中已经真实地显示了存在的优越性并成为教师不二选择,从目前来看,优秀的运动生物化学教学课件可以从以下几个方面优化课堂教学。
(一)表现形式丰富
由于多媒体技术的发展,设计者可以运用现代科学技术调动视频技术、动漫设计技术、工艺美术技术、文字处理技术,多方位、多角度、多层次和多种表现手段来将运动生物化学教材中的多种基本知识和基本概念以及物质在人体运动训练时发生的物质代谢和能量代谢于分子层面的变化充分表现出来。比如在第二章有关糖的代谢过程中,根据无氧状态下发生的无氧酵解中的无氧酵解的过程简图中可归纳为4个阶段,包括12步(或13步)连续的化学反应,其过程复杂。但是采用多媒体教学课件后,其中全部的化学反应可先在课件中将糖酵解过程简图用动态的方式表现出来,在课堂上教师就可以通过屏幕生动地直接显示出来,为什么缺乏锻炼身体的人突然加大运动会肌肉酸痛的原因,就是糖在氧气不足的情况产生的糖的酵解产生乳酸造成的,教师在此基础上加以讲解,既方便了教师上课,也便于学生理解和掌握。
(二)信息含量巨大
基于现代计算机技术运动生物化学多媒体教学课件所含的知识信息量非常巨大,在多媒体教室一节课短短40分钟内可以把一堂课中的教学内容,从公式推导、人体在运动中发生的物质代谢和能量代谢具体过程,从分子层面进行放大式的演示,能把传统教学模式无法做到并无法想象的抽象的概念放大后直观地、形象地演示出来,根据需要也可以突破时空界限,大跨度地运用视频技术展示运动生物化学领域最新研究成果和取得的最新科技成就。
(三)便于知识的拓展和精炼
基于现代多媒体技术强大的数据处理能力,教师可以轻易突破时空界限大跨度地在课堂教学中介绍出运动生物化学的产生及今后的发展趋势,与此同时,又能及时反映出当前世界上本课程运动生物化学知识的发展前沿及发展前景。例如,教师在讲授运动与适应的分子调控这一章时内容涉及到人们普遍关心的基因与基因组、人类基因组计划。什么是基因?什么是基因组?什么是人类基组计划?这些问题在这里就可以通过多媒体教学课件向同学们介绍,如人类基因组计划,旨在阐明人类基因组30亿个碱基对的序列,发现所有人类基因并搞清楚其在染色体上的位置,破译人类全部遗传信息,使人类第一次在分子水平上全面认识自我。运动生物化学得到有效拓展和延伸,大量的相关知识通过多媒体课件就能源源本本地展示出来,经过有关专家的精心设计,大量相关运动生物化学知识通过现代计算机技术很容易做到海选,授课知识得到精炼。这既能激起学生对科学未的憧憬,关注生命,关心人类本身的研究的科技进展,又势必造成学生主动学习,主动探索运动生物化学课程的倾向。
(四)化复杂为简便,化抽象为直观
张蕴琨等主编的运动生物化学教材第121页表述糖、脂肪、蛋白质分解代谢关系图引自冯美云《运动生物化学》[2],如果不采用多媒体课件,要教师在黑板上将该图画出来一般不太可能。但是,运用多媒体教学课件就能方便地将该图表现出来,而且运用多媒体技术,进一步可以将其变化过程动态化,每个反应变化过程都能生动地表现出来:三大能源物质的供能过程(体内糖、脂肪、蛋白质的代谢)不是彼此独立,而是相互联系的;三者之间可以相互转换,还可以通过一些共同中间产物以及共同的代谢途径(如三羧酸循环等)连成一个整体。教师通过多媒体教学课件能轻松地将上述衍生变化过程通过放像仪向学生展示并讲解比较容易向学生阐述清楚其发生变化的演示过程,学生既增加了学习的乐趣,同时又能及时消化有关课堂所授的相关知识。
(五)课件中适当的视频材料介入将课堂教学变得十分鲜活
在讲到中老年人常患的疾病如高血脂症、肥胖、动脉硬化、冠心病、糖尿病、痛风等时,适时插入相关病人的病状及变化的视频资料,让学生感觉到生活离我们并不远,引起同学们的高度重视,充分利用现实生活中的活生生的事例来吸引学生的眼球,激发学生的学习热情,提的课堂教学效果。以事实说话,不仅能强化学生对知识的理解,还能加深学生对所学知识的认识。肥胖症、糖尿病、骨质疏松证、痛风在教学课件上利用视频这一技术手段充分客观地反映这些病人的症状以及在生活中所遇到的困难,通过视频技术还要反映长期适宜的体育锻炼,不仅能够预防由于精神和躯体的疾病引起的病理性衰老,而且可以延缓正常的生理性衰老。合理的体育锻炼还可以对许多常见慢性疾病如高血脂症、肥胖、动脉硬化、冠心病、糖尿病、痛风等起到良好的作用。
二、利用多媒体技术优化运动生物化学课堂教学的措施
运动生物化学多媒体技术成功地引入课堂教学,能优化运动生物化学教学。要保证运动生物化学多媒体技术成功地引入课堂教学必须采取以下几项措施:
(一)刻苦学习,自觉将先进的多媒体机技术应用到教学实践中去
要取得良好的教学效果,运动生物化学教师必须掌握现代多媒体应用技术,要求教师们要不断加强现代科学技术的学习并掌握这些技术,积极学习并利用计算机等多媒体信息技术手段,为教学服务。高校要加强教师在岗多媒体教学课件制作技能的培训力度,实施多方位、多层次的激励机制,应用多媒体技术优化运动生物化学课堂教学是运动生物化学课程专业教师必备的教学技能之一。
(二)深入运动生物化学理论与实验教学第一线,精心挑选运动生物化学精品教学课件
目前使用的运动生物化学教材体系中,知识结构较为注重对原理和理论的介绍,据调研得知当前使用的运动生物化学教材对文字叙述和公式的演示的内容比重大,同样大多数运动生物化学多媒体课件基本上是教材的另一种表现形式,就是文档式展示,导致课件内容单调、枯燥,感觉不到现代科学气息,这样做显然是不可取的,对教学也不会有什么帮助。这就对课堂教学课件的研究者提出了要求:必须深入运动生物化学理论与实验教学第一线,既要熟悉运动生物化学理论与实验过程,精心分析教材每章每节,然后调动多媒体技术中的视频、图像、动漫、制图、音频[3]融入教学课件中,才能出与实践内容和工作过程密切相关的精品课件。在课堂教学中使用这样的课件才能优化课堂教学。
(三)随着计算机应用技术的不断更新,多媒体教学课件也要随着跟进,才能更好地优化运动生物化学课堂教学
随着科学技术的发展,制作运动生物化学教学课件的多媒体技术也在不断跟进,目的在于更好地优化运动生物化学课堂教学,课件设计者必须解决以下几个问题:
1.设计思想与教学思路需要不断更新,跟上信息时代的发展。在改进多媒体课件之前,一定要学习最新的计算机多媒体技术,应用最新科学成就。利用当前使用效果最好的多媒体教学课件注入更先进,功能更强大的信息技术,比如“云计算”技术,制作出课堂教学更好用的教学课件,优化运动生物化学课堂教学。
2.不论科学技术发展到何种程度,课堂教学多媒体教学课件在理论上如何成功,在课件设计时刻注意不能脱离学生,要以学生为本,要让学生真正学到教材所要的知识才是最为主要的。教学方式方法应该灵活机动,一切都要视课堂教学需要而更换,再好的多媒体教学课件都是教学过程中的一种手段,也是一种辅助教学手段。设计好的、强有力的多媒体教学课件在教学中很给力,才能更好地优化运动生物化学课堂教学。
3.网络技术的发展使得全国各高校制作的运动生物化学多媒体教学课件及高校教学资源和教学经验实现了共享,大量的精品运动生物化学课堂教学课件可供教师挑选。尽管如此,运动生物化学教学课件的开发研究一刻也不能放松,要通过教师对课件在实际教学过程中出现的问题和不足给予完善,要源源不断地制作性能更加优良的课件满足教师不同层次的需求。
时代要求教师一定要不断学习和提高计算机技术和多媒体技术的使用水平,这样,才能面对大量的课件信息,从中挑选适合本人教学需要的课件,从而优化自己的运动生物化学课堂教学。
其实,不断更新的运动生物化学多媒体教学手段目标只有一个就是优化课堂教学。运动生物化学多媒体课件是否真正优化了课堂教学,评价的主要指标是否减轻了学生和教师的负担,是否提高了课堂教学的效果和提高学生掌握运动生物化学知识水平。
参考文献:
[1]严金慧.应用网络课程优化运动生物化学教学[J].体育科学研究,2009(10):90-92.
21世纪是一个追求创新、崭新生命科学的世纪,生物化学成为生命科学领域重要的前沿学科之一。生物化学是在分子水平上研究复杂生命现象的科学,在我校生物化学更是全校学生必修的基础课程,经过多年的教学实践,生物化学已经成为一门成熟的学科,有较丰富的教材体系和教学内容以及相应的教学模式,同时它也是一门实践性很强的学科,与工业、农业、食品、医药和环境等各个领域都有着密切而广泛的联系,成为为生命科学研究中非常重要的手段。
1 生物化学课程教学的指导思想
科学、先进、创新的教学方法和手段是提高教学质量的重要保证。生物化学教学的指导思想是精选教学内容,以学生为主体,以教师为主导,使学生的知识、能力和素质协调发展,把课程教学方法与手段建设在现代教育平台之上,不断提高、不断发展、不断完善。教育的目的不仅仅是教会知识本身,更重要的是教会学生学会获取知识的方法及培养学生运用知识解决实际问题。传统的教学模式是以老师“教”为主,方法主要是单边灌输,我们学生缺乏独立思考的习惯,不能主动探求知识,更缺乏一种对学习的创新精神。现在的教学改革运用多种辅助方式教学,强调学生以“学”为主,学生主动参与教学活动,成为教学的主体,这样的教学可以激发我们学生主动学习的热情,培养我们自主探究的能力。
2 对生物化学教学的认识
2.1 课前结合专业考研需求,优化生物化学内容
由于生物化学是在分子水平上进行研究,故一些概念和反应过程十分抽象,难以理解。针对这一特点及各专业对生物化学的要求,教师对教材内容进行了分析、讨论,删繁就简,浓缩基础教学内容,突出主线。在有限的学时内把教学的主要知识点、当今最新的研究成果及发展趋势介绍给学生,把重点、难点讲通、讲透。同时结合专业考研需求,将近几年的考研趋势以及发展动态介绍给学生,及时调整经重点、难点等,尽量把相关领域的研究进展及研究热点融入到日常教学中[1]。比如今年的H1N1型流感,老师对其进行了详尽的介绍,让学生加深了对这种病毒的了解,做到学有所长、学有所想、学有所用。
2.2 课后用竞赛的方式强化知识,激发学习的主动性
今年期末,教研室组织进行了一次生物化学知识竞赛,分为团体赛和个人赛。在团体赛中,38名学生分为4个小组,做必答题、问答题,题型全部是课内习题,基本上让每一个人都参与到活动中,既加强学生间团队合作意识,又加深了学生对知识掌握的熟练程度。在个人赛中,80 %的题型是课内习题,20 %是创新题,即与现实生活联系比较紧密、需要综合各方面知识去解答,更利于强化生物化学知识,提高学习生物化学的热情。
3 生物化学对学生的思维的锻炼
3.1 对放射性思维的锻炼
以一个知识占为中心,把相关内容像蜘蛛网一样不断向外延伸,有利于深化和渗透知识,可以增强学习的兴趣。比如糖、脂、氨基酸代谢途径的相互关系,通过乙酰辅酶A、草酰乙酸、6-磷酸葡萄糖等关键物质达到相互转化,学生可以依靠这个关系把糖、脂、氨基酸代谢中相关反应都放射性的添加到其中,就可以从整体来看3大物质代谢,从而减少记忆某些反应产生的概念混淆。
3.2 对框架性思维的锻炼
按照一定的模式去提炼和消化书中的内容,将有关或相近的知识点通过有条理的比较、分析、归纳成固定模式框架,进行高效的学习。如在基因信息传递这一章中,可以把复制、转录、翻译进行比较,从而达到事半功倍的效果。
3.3 对探索性思维的锻炼
在已掌握的知识基础之上,不断向未知的领域探索,如对基因工程进行探索,人们发现了DNA的双螺旋结构、冈崎片段等。在生物化学的学习过程中,在学生能力范围内值得探索的知识很多,如1分子葡萄糖有氧氧化,在什么情况下产生多少个ATP等。
4 小结
教学过程不是一个单一的发展过程,而是一个多层次的复杂的发展过程,教学方法的运用必须根据这种复杂的发展变化,灵活掌握、灵活运用[2]。在课堂中将多种教学方法有机结合,不断探索更新、更实用的教学方法,势必会提高生物化学的教学质量。
参考文献
关键词:医学 生物化学 教学质量 对策
中图分类号:R318.5 文献标识码:A 文章编号:1005-0515(2013)3-103-01
生物医学是一门交叉的边缘学科,涉及综合工程学、医学以及生物学的一些理论和方法。生物化学是我院基础医学中的一门重要课程,主要是运用工程技术手段进行研究和解决问题。其科学体系庞大、涉及面广、内容繁杂枯燥,其中的理论知识也比较抽象,专业性强。生物化学学科的这一系列特点,让学生难以提起学习兴趣。因此,一度被我医学生认为是一门难以学好的科目。同时,这也给生物化学教学工作增加了难度。值得关注的是,传统的教学方法效果不佳,难以满足现代教学的要求。片面强调理论的传授,而缺乏理论与临床医学的内在联系。这些都将为学生对生物化学的理解和日后的学习带来阻碍。因而,如何有效的提升我院生物化学的教学质量,培养学生的学习兴趣,就成为我们教学者所要面临的挑战之一。在此提出一些对策以改善教学现状。
1、培养学生的学习兴趣。在讲授相关专业知识时,可适当引入与生物化学相关的名人趣事。以这种方式能够很大程度提升学生的学习兴趣。同时,有利于同学建立对于关于相关专业知识的背景,在回忆相关知识时能够通过联想而得到加深。让同学们感觉生物化学并不是那么难以学习,从内心消除对这门课程的心理障碍。其实任何一门知识都是来自于生活的。因此,老师要尽量让自己的课堂内容在专业性的基础上尽量贴近生活。拉近生物化学同学生们的距离。比如,食品公共安全问题,这与人们的生活息息相关,也是人们比较关注的一块热点问题。容易引发人们的共鸣,和对其内在知识的探索。简单的一例就是三聚氰胺问题,当时轰动全国,引发人们极大的讨论。通过添加大量含氮元素的三聚氰胺,来提升牛奶中的蛋白质含量。这些不法商贩的做法,给人们的健康带来了威胁。三聚氰胺有很大的毒副作用,长期摄入会对人体造成危害,引发结实,甚至诱发膀胱癌。相关的例子在医学、工业、农业方面也都发生。通过实例开展相关专业知识的讲解,改善教学方式,提高教学质量。
2、应用现代多媒体教学方式。多媒体设备能够给教学带来不一样的视觉效果,以动画、投影的形式向学生展示,使得内容更加形象具体和突出。理解生物化学中的一些知识内容需要学生拥有一定的思维能力和想象空间,如一些高分子化合物,包括蛋白质的一级结构和多级结构,氨基酸的顺序,多糖等空间结构。此外,还有一些内容相对难以理解,如酶促反应动力学、三大代谢等。因此,依靠动画的表达方式则显得更加直观易懂。在教学过程中,以一定的故事情节为铺垫,针对不同章节需要掌握的重点和难点问题,辅以Flas演示,能够让课堂充满趣味性。充分调动学生的感官系统,让学生在大脑中形成系统的知识结构框架图。以这种寓教于乐的方式提升教学效果。
3、应用案例教学法,实现理论与实际的联系。通过课堂案例分析,有助于学生对医学生物化学的理解和掌握。培养学生独立思考,分析和解决问题的能力,实现理论知识向实际的转化。对于案例教学,首先是关于案例的选择。案例的选择要和课本内容想贴近,同时还要注意与实际的联系程度。根据教学目的和教学内容进行筛选,确定主题。对于选定的案例,教师应充分了解相关的专业知识,并明确在教学过程中所要完成的任务。其次,就是案例的讲解和分析。在课堂之上,首先让学生进行观看,阅读和分析,建立对案例的初步了解和一些个人的见解。随后进入讨论阶段。这一阶段,通过分组的形式,发表个人的看法,彼此之间相互交流、切磋。最后通过教师专业的讲解,让学生明白自己思维的局限性。案例教学法改变了传统的教学模式,能给教学带来不一样的效果。
4、改善教学方法,引导学生学习。学生对一门知识的掌握程度受到很多因素的影响,但是一个好的学习方法能够给学生省去很多的无用功。第一、传授学生巧用记忆法。生物化学涉及的一些知识点对学生来说相对难以理解和掌握,对于一些晦涩难懂的东西,学生常常会产生抵触的情绪,导致学习兴趣不高、积极性不足。但是通过编制口诀,能够帮助学生建立初步的内容体系。继而通过日后的学习不断加深对相关知识点的理解。如“乙酰草酰成柠檬, 柠檬又成α-酮, 琥酰琥酸延胡索, 苹果落在草丛中”,这一口诀有助于学生快速、牢固的将新陈代谢的途径记住。我们老师要善于将自己多年的教学经验,转化为一些实用的学习方法。将生物化学中抽象的概念通俗易懂化,以一种轻松的方式让学生掌握知识。调动学生学习的积极性。其次,运用比较的方法增进理解。生物化学内容繁杂,体系庞大,应利用比较的方法,及时进行总结和归纳。例如,复制和转录过程。复制需要RNA引物,而转录不需要。所需要的酶和最终产物也不同。通过对比能够很好地理解这两个概念之间的区别加以记忆。此外,糖酵解和糖异生;原核生物和真核生物蛋白质合成过程的异同等,都可采用对比的教学模式。
5、转变教育思想观念。近几年,随着分子生物学的迅猛发展,不断涌现出新的知识和理论。因此,现代生物化学教学不仅要教授学生基础理论知识,还要补充一些课堂之外的前沿研究成果。让教学不断跟上时代的脚步,与时俱进。同时,在教学过程中要与哲学和人文教学相融合,培养学生的人文精神,不断提升学生的人文素养。培养出既有科学头脑又有人文情怀的学生。
我院的教学注重对学生综合素质、实践技能和创新精神的培养。在教学过程中要深化改革。教学改革应以实验教学建设为重点,以现代教学技术为手段,充分调动教师的积极性和创造性,培养出具有综合职业能力的高素质人才。希望通过我们广大教师的共同努力,不断推进我院生物化学这一学科的建设。
参考文献:
[1] 曹蕾. 生物化学多媒体教学的体会[J]. 华北煤炭医学院学报. 2007(05)
[2] 陈瑾歆. 医学生物化学教学改革探索[J]. 西北医学教育. 2009(06)
教师要更新观念,具备科学创新意识科学创新人才需要科学创新教育,教师作为教育者是否具有科学创新意识是实施创新教育的关键。首先,作为生物化学与分子生物学教师要意识到自己是生物化学与分子生物学的教师,是当今世界最前沿学科的教师,在本科或本科以上的学生进行科学创新教育是我们义不容辞的责任。我们生物化学与分子生物学教师不仅仅是传授生物化学与分子生物学基本理论和基本概念(这些基本理论和基本概念是继续学习其他学科的基础),也是科学创新教育的最前沿。为此我们教师要不断学习,用最新的知识武装自己,紧跟科学的最新进展,要有教育的学术性、前瞻性和权威性[2]。要求教师要有现代化的素质,掌握本学科和相关学科最新的学科思想和最前沿的科研成果,做到教到老学到老,不然就不能成为大学生物化学与分子生物学合格教师。其次,教师要树立正确评价学生的观点。知识经济时代对人才的要求不再仅仅是具有积累和掌握知识的能力,更重要的是具备创造知识的能力。因此,不仅要评价学生的学习成绩,还要评价他们的思维品质,要改变过去只看重学生的学习成绩,而忽视培养学生创造力的做法。再次,教师要树立师生平等的观念。在这种和谐、平等的关系下,教师和学生都能够自由地展现自己的丰富性,充分地展现自己的创新能力,以各自的知识、经验、情感、个性投入教学活动中,相互影响,相互促进。激发学生学习生物化学与分子生物学兴趣学习兴趣是学生有选择地、愉快地力求探究某些事物而进行学习的心理倾向,是学习的一种动力。浓厚的学习兴趣能有效地激发学生的学习积极性,从某个角度上讲,是培养和发展学生创造性思维的重要条件,也是教师完成教学任务,达到教学目的的前提[3]。为此我们从以下三个方面激发学生学习生物化学与分子生物学兴趣。学科进展和科学家故事相结合:杰出科学家的经验教训、人格力量、科学态度、奉献精神、团队意识以及世界观、人生观、价值观等都可能对学生起到潜移默化的感染和教化作用。教育心理学认为个体的创新性与其人格力量紧密相关。
在生物化学教学活动中,适当地向学生展示和评点科学家的人格力量,尤其是其批判精神和怀疑精神,有助于塑造学生良好的人格特征,进而促进学生创新精神的提高。例如,在讲授被认为是分子生物学诞生标志的DNA双螺旋模型时,我们讲授了沃森(JamesWatson)、克里克(FrancisCrick)、威尔金斯(MauriceWilkins)和富兰克林(RosalindFranklin)建立了DNA的双螺旋模型使生命科学从细胞水平的研究深入到分子水平的研究的过程以及他们的个人恩怨。我们也讲授了艾弗里(OsvaldAvery)永远的遗憾,他是DNA遗传本性的发现者而未获诺贝尔奖。联系临床使基础知积实用化:在讲解氨基酸代谢时,讲解肝功能衰竭的患者为什么会出现肝昏迷的现象。在讲授核酸杂交和探针时,结合爱滋病和H1N1型流感病毒的诊断。在讲授DNA多态性和PCR时结合亲子鉴定和疾病诊断等。我们在教学实践中通过讲座课相应增加了功能基因组学、蛋白质组学、代谢组学、系统生物学、生物芯片、现代生物工程等前沿学科内容、国内外最新研究成果及其在临床医学上的应用。这样,既加强了生物化学与临床课之间的横向联系,又可以调动学生的学习积极性[4]。采用直观教学的方法,使抽象知识通俗化和形象化:(1)以多媒体等教学设备为支撑,把信息技术当作教学过程中不可或缺的资源、手段和环境,使生物化学与分子生物学教学与信息技术有机地结合起来,教师用教育信息化的最新理念来指导教学活动[5-6];(2)利用PowerPoint和Flash设计制作教学课件,例如我们利用Flas将蛋白质生物合成起始过程按教材中的文字信息和图片信息创造成连续的动画,生动准确地刻画生物体微观世界的蛋白质生物合成过程;(3)利用生物化学和分子生物学精品课程网站,我们生物化学和分子生物学课程是安徽省精品课程,学生利用网络可以浏览课件、视频等,并可进行互动交流。建立创新教学模式培养人的创新能力,最重要的是培养人的创造思维。在创造思维活动中,发散式思维起主导作用。因此,我们在教学中要改变单一教师讲授基本理论和基本内容的做法,突破思维定势的束缚,唤醒学生的创新意识[7]。我们在讲课中增加问题的设立、讨论教学和进展或问题解决的设想。我们的具体做法:提出问题—讲授内容(基本理论、基本概念和基本技术)—讨论—学术进展或问题解决的畅想。我们鼓励学生突破习惯思维的限制,敢于发表自己思考后所产生的看法。学生提出的观点越奇特,越标新立异,说明于进行发散式思维,我们予以充分的肯定。最后,引导学生通过查询各种信息资料和进行逻辑推理和总结。对于疑难和有争论的问题教师尽力阐明自己的看法,但允许学生保留意见。例如在讲授蛋白质生物合成时,先提出问题,例如提出生命如何将核酸的核苷酸序列的信息变成蛋白质的氨基酸序列信息?密码子为什么是3个核苷酸,而不是2个、4个等?接着让学生短暂思考,教师讲授主要内容,接着让学生讨论,最后让学生畅谈第二套遗传密码(尚未完全解迷)能否被解迷?如何解迷?实践证明这种模式教学,绝大多数同学不仅理解了DNA遗传物质—基因—基因表达、密码子—反密码子—(第二套密码)—氨基酸的关系,而且激发了学生科学发现的浓厚兴趣。
同时增加自主性、创新性实验的比例,争取在临床7年制学生的自主性、创新性实验达到40%。例如我们给临床学生开设了基因工程的综合性实验,实验中运用现代生物化学与分子生物学技术,如DNA提取、琼脂糖电泳鉴定、回收、RT-PCR、DNA重组连接转化,基因的表达等。改革实验考核模式,激励学生的创新精神改变实验考核模式,决不能流于形式。鼓励学生进行实验设计、科学探索和创新,对学生自己设计的实验主要看重思维,淡化实验结果。鼓励学生参加科研团队鼓励和引导在校学生早期接触科研,参与教师的科研团队,进行科研训练和创新,并将其作为或替代部分实验教学,给予实验成绩,对成绩突出者给予奖励和课程成绩加分。总之,生物化学与分子生物学教育工作者要催生的个性化创新教育,将颠覆传统的教学理念和模式,要敢于打破教条、挑战权威,为培养高质量的临床医学研究人员做出应有的贡献。
作者:秦宜德 许功林 顾芳 单位:安徽医科大学生物化学与分子生物学教研室
关键词 高级生物化学 教学 理论 创新 实践
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.04.049
在工科院校中,“高级生物化学”是微生物学、发酵工程和生化与分子生物学专业研究生的重要基础课程,是连接“生物化学”和“分子生物学”的桥梁。它既是本科“生物化学”课程的提高和深华,又是研究生阶段 “分子遗传学”、“分子生物学”等课程的基础。课程的目的是强化和拓宽研究生生物化学的基本理论知识,多角度地认识生物化学的基本原理和现象,并在此基础上强化生物化学的实验理论、技能和分析能力,为研究生研究实验设计的合理性奠定基础。在工科院校中,“高级生物化学”课程主要涉及蛋白质结构功能、蛋白质稳定性、蛋白质合成与运输、基因与基因组学、蛋白质组学、代谢组学等章节的内容。近年来,生物化学领域的新进展、新发现层出不穷,高级生物化学成为生命科学领域极其活跃的带头学科。对于一些应用型的工科院校,高级生物化学课程将蛋白质化学和组学相关的基础理论及前沿进展传授给学生,培养善于理论学习,长于工程实践,勇于集成创新的应用型生物技术人才。
1教材中英文结合
目前高级生物化学学科发展迅速,新知识新技术不断更新换代。目前唯一的高级生物化学教材是李关荣主编的高等学校规划教材《高级生物化学》,①内容涉及蛋白质结构、功能、寻靶、基因与染色体、基因技术、生物膜与跨膜转运、生物信息转导、基因表达调控、代谢调节策略等,偏重理论知识的讲授。相对高级生物化学,生物化学课程的教材则很多,包括王镜岩主编的《生物化学》②(高等教育出版社,2002年出版),于晓虹主编的《生物化学》③(浙江大学出版社,2012年出版,面向21世纪精品课程教材,全国高等医药教育规划教材),刘国琴主编的《生物化学》④(中国农业大学出版社,2011年出版)等。王镜岩主编的《生物化学》内容全面,讲解细致,一直作为本科教学的典范,在本科院校的生物化学课程中广泛采用,但作为工科院校的研究生教材,该教材一来与本科教学重复,二来内容过于基础,缺乏前沿性。于晓虹主编的《生物化学》,内容着重阐述人体基础生物化学知识,为远程专升本教材,内容与本科教材有所区别,编写着重符合这专升本学生的需要,不适合作为研究生的教材。刘国琴主编的《生物化学》是面向生物学专业本科生编写的理科教材,内容包括三部分:首先,重点讨论了蛋白质、核酸、酶、糖类和脂质等生物大分子的结构、功能以及结构与功能之间的关系,同时介绍了这些生物大分子的重要生物化学性质及相关分离、分析技术的基本原理和应用特点;其次,对糖类、脂质、氨基酸、核苷酸的分解代谢和合成代谢及其代谢调节进行了系统、概要介绍;最后,主要以原核生物为例讨论了从DNA到RNA再到蛋白质的遗传信息流的分子机制。该教材内容上和王镜岩主编的《生物化学》有相似之处,适合选作生物学专业和生物技术专业教材,也适合生命科学相关学科,如医药、食品、农林等领域本科生使用。
除了以上教材,David Hames编著,王学敏等翻译的《生物化学》⑤(第3版·中译版)全书共13章,分别是:细胞结构与成像、氨基酸与蛋白质、酶、抗体、生物膜与细胞信号、DNA的结构与复制、RNA合成与加工、蛋白质合成、重组DNA技术、糖代谢、脂质代谢、呼吸和能量、氮代谢。该书属于精要速览系列丛书,是国外畅销教材,该书结构新颖,视角独特,重点明确,脉络分明,图表简明清晰,适合作为工科院校研究生教材。同时,由于研究生教学对于英语的阅读能力也具有较高要求,因此还可配合英文版作为课外阅读教材,也便于双语教学和国外客座教授的讲学。
2教学模式以启发式引导为主线
高级生物化学是一门抽象的学科,因此在教学中加入形象生动的flash动画,使学生对生物化学相关蛋白质、核酸等结构与功能的关系、分子作用机理等概念的理解更为深入;同时通过大量生物化学相关小电影的优美画面引起学生对该课程的浓厚兴趣。在课堂教学导入部分采用老师提问学生回答,通过案例进行启发教学的模式,在此环节,提问可引发学生自主思考,通过学生的各种答案教师引出需要讲授的内容,该方法可大大调动学生的学习积极性。在整个课堂教学中,摒弃传统的以教为主的模式,把学放在首位,对特定原理的学习采用探究式教学的方法。
在老师讲解基础知识的基础上,引入课堂讨论环节,议题与生物化学基本理论和概念充分结合,与本学科的发展与应用紧密联系,通过对前沿问题的讨论可激发学生的兴趣并发挥主观能动性,为进一步的深入学习奠定良好的基础。在课堂讨论环节,老师可安排讨论的题目供学生选择,也可由学生根据兴趣自由选题,然后公开宣讲,老师和同学既是听众,也是讨论的参与者,通过提问、讨论和解决问题,拓宽学生的眼界和思路。老师应及时对讨论过程进行点评,一方面充分肯定学生显示的创造性思维能力,一方面对思维中的不足进行纠正。课堂讨论环节可培养学生创新创造、分析解决问题的能力,同时也促使老师自我知识不断丰富和补充。
与此同时,将学术报告引进课堂,每个班级的生物化学课程均邀请1~2位国内外生物化学领域的知名专家为研究生做学术报告。这些多样的学术报告,既让研究生了解了生物化学学科的前沿进展,又让学生有了学术交流的机会,还可培养学生的科研思维和科学精神。
3充分利用网络资源
高级生物化学的发展日新月异,互联网累积了海量的生物信息资源,将对我们的教学工作起到非常重要的作用。在高级生物化学课程的教学中强调互联网资源运用的重要性,通过学生网络应用的亲身体验唤起学生的求知欲,在课堂教学过程中,对常用数据库进行介绍,提高学生信息收集和辨别的技巧和能力。例如,目前大多数的蛋白质序列结构和功能方面的信息都可以直接从网络公共数据库中得到,其中最常用的核苷酸序列数据库包括GenBank、EMBL、DDBJ 等,这些数据库中还同时包括了大量与序列直接相关的注释信息,方便学生从中获得需要的知识。另外,蛋白分析专家系统ExpertProtein Analysis System(简称ExPASy,http://expasy.ch,隶属于瑞士生物信息学研究所,国际上蛋白质组和蛋白质分子模型研究中心)可为用户提供大量蛋白质信息资源。因此,在高级生物化学的教学中首先详细介绍一些数据库的使用方法,再通过具体举例使同学掌握基本的查询方法和结果分析方法,并通过布置课后作业,使学生通过自己的实践更好地掌握数据库的运用方法。
4开放式实践教学贯穿始终
高级生物化学的理论知识相对比较抽象,对于初涉该专业的研究生而言较难理解,在理论教学中穿插大量实例是达到良好教学效果的必由之路。首先在教学过程中加入教师亲身经历的实验事例,例如根据工科院校背景重点讲解酶制剂的分子改造实例,使学生通过实例学习更好地掌握该课程的精髓,提高分析解决实际问题的能力。
在实践教学方面,由于在本科阶段生物化学课程的讲授中已按排了生物化学基本单元操作实验,如蛋白质的两性反应和等电点的测定、凝胶过滤层析测定蛋白质的相对分子质量、总含氮量的测定—微量凯氏定氮法、紫外分光光度法测定核酸含量、糖化型淀粉酶活力的测定及、酶作用的专一性、酶的激活和抑制、碘乙酸抑制糖酵解、底物浓度对酶活性的影响—蔗糖酶米氏常数的测定、蛋白酶活力的测定、酵母蔗糖酶的纯化及其酶性质的研究等。因此在高级生物化学的实践教学中,不再安排单独的实验单元操作,而采取开放式实践教学模式,即选定相关学院生物化学方面相关老师所在的实验室作为开放实验室,对有兴趣的学生进行时间、空间、内容和方法均开放的培训,通过一些小实验的自我设计和验证激发学生的学习热情,以达到更好的教学效果。同时通过开放性实验,使研究生对于整个实验的设计和操作更为理解,可为研究生进一步的课题选择奠定基础。
5 结语