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生物化学课程标准是规定生物化学的课程基本性质、课程内容具体实行的教学指导方式,教师进行课程教学的硬性文件,生物化学课程要按照国家生物课程标准的要求来进行教学改革。生物化学课程在知识结构上简单到难,逐渐递增;在内容要求上结合社会岗位要求,以实践技能为重点,理论知识作支撑,使学生觉得学有所依学有所用。生物化学的基本知识、使用方法及发展方向,以拓展学生的视野[4]。生物化学课程的主要内容包括生物化学的基本概念,蛋白的功能、性质、结构及应用,能量及营养代谢,遗传信息的表达与传递与调控,荧光光度技术,层析分离技术,凝胶电泳技术,在这些基本知识中实现了高职学生以职业技能培养为方向的发展方向。
2.合理的课程设计
依据学生对生物化学已有知识和社会对人才全面发展的需求选择课程内容,确保生物化学的学科特点,重视科学、实践与企业的相互作用,以“科学研究”“周围的生物化学”“生物构成的基本原理奥秘”“生物的生理变化”和“生物化学与企业需求”为主题,设计出合理的课程内容。这些内容是学生基本技能和适应我国经济发展需求所需要的生物化学基础知识,也是对学生进行科学思维和社会实践的实质性培养。
3.改革教学方式方法,提高学习效率
“善歌者使人继其歌,善叫者使人继其志”,由此可见教学方式方法对于学生能力培养的重要性。所以在课堂的教学培养学生创新技能方式方法中必须依靠学生自身主动学习,让学生在生活中,感受到创新思维的对生活带来的好处[5]。在生物化学教学中,老师可以采用面对面讨论的教学方式,尽最大可能让学生提出自己想要学习的知识,参与到课堂讨论过程,调动学生对生物化学学习的积极性,使学生从过去的无热情学习转为积极学习状态,提高学习效率。
4.加强师资水平,提高教育质量
为了让教师们能站位于生物化学平台改革前沿,我们需要组织教师参加多种技能培训,并获取相应的专业技能证书,为现代化教学提供理论基础。为了鼓励教师主动提高自己的教学水平,需要给教师展示自我的教学的平台,每年应进行教学质量评选活动的比赛,并请有资质的专家评委做一点评,提出宝贵的修改意见与建议,使教师得到实质性的提高。鼓励教师参加相关的科研项目合作,是快速加强师资水平的有效途径[6]。但目前学校科研资源有限,不能满足大部分教师参加科研活动,所以加大人才引进和师资培养力度,聘请国内外知名专家做技术顾问,引进博士人才,支持青年教师走出去再回来的方针,鼓励教师参加教科研立项和精品课程设计,加强教科研项目支持和奖励力度,促进教师基本能力不断提高。师资水平的提高,需要我们不断的跟随企业需求,同时对学生进行适应企业发展需求能力的培养。在以后的教学中,教师要不断促进生物化学创新思维教学的新思路、新方法的实践,为培养更多高素质高技能人才而努力奋斗。
5.结束语
在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》中提到:“坚持以人为本,……重点是面向全体学生、促进学生全面发展,着力提高学生服务国家人民的社会责任感、勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力。”根据《生物化学》课程的特点,通过多种教学方法使学生扎实学好生物化学课程的基本概念、基础知识和基本原理;在教学过程中提高学生的理解力、记忆力、阅读能力和应用所学知识解决问题的能力,让所有学生在原有的知识基础上掌握好生物化学的基本内容。
1.激发和培养学生的学习兴趣。爱因斯坦曾经说过:“兴趣是最好的老师。”在生物化学的课堂教学过程中,应用启发式可以让学生对生物化学的基础知识产生兴趣,使学生尽早进入主动学习状态。在《生物化学》课程的教学过程中,通过对一些科学家生平事迹如郑集教授的介绍,使学生意识到,生物化学的基础知识,可以帮助自己科学地生活,健康地生活;在学习过程中,了解生化物质在生物体中的代谢规律,就会知道膳食平衡、生活有度的基本原理。以郑集教授的一生经历作为引子,启发学生学好生物化学,让学生对生物化学的知识产生好奇之心,可以取得了良好的教学效果。在生物化学的绪论讲解中,为学生介绍一些生物化学发展史上历史事件,如1953年,詹姆斯·沃森、弗朗西斯·克里克和里斯·威尔金斯发现了DNA双螺旋的结构,推动了遗传的分子研究;1983年美国科学家Cech和Altman发现了核酶(ribozyme),这个发现打破了酶是蛋白质的传统观念;1965年9月,我国科学家首先在世界上成功地实现了人工合成具有天然生物活性的蛋白质———结晶牛胰岛素,它对生命起源问题从有机小分子形成有机高分子物质提供了有力的证据;人类基因组计划(humangenomeproject,HGP)是由美国科学家于1985年率先提出,于1990年正式启动的。美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。人类基因组计划与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。被誉为生命科学的“登月计划”。通过这些历史事件的介绍,使学生了解到生物化学知识与人类生活之间的重要关系,使学生对生物化学产生了浓厚的兴趣。
2.注重学生能力的培养,拓展学生的思维空间。对于我院三个专业的学生,在学习生物化学的知识基础上,应该注重能力的培养。在教学过程中,应该鼓励学生多参考课外资料,如其他作者编写的生物化学教材,图书馆的期刊杂志以及网上各种数据库,使学生在了解基础知识的同时了解更多的课外知识,拓展学生的思维。在学生的学习教学过程中,鼓励学生有意识地提高自己的理解力、记忆力、阅读能力,锻炼学生应用所学知识解决实际问题,在学习每一门课程的过程中掌握知识特点,针对每一门课知识结构的不同,找出每一门课的学习方法,制订出每一学期的学习计划。通过这些方法的运用,让学生找出最适合自己的学习方法,拓宽学习思路,提高学习能力和效果。
3.注重难点,抓住重点,建立起牢固的知识基础。生物化学是三个专业的专业基础课,也是三个专业的核心课程,因此要通过各种教学方法使学生牢固地建立起生物化学的专业知识基础,这样才能为后续课程打下坚实的基础。但是由于在生物化学的课程内容中,分子结构和代谢途径都比较复杂,因此给学生的学习带来了一定的难度;针对这一特点,在教学过程中就应该对教学难点应用一些实例进行讲解,对教学重点进行较详细的讲解,深入浅出,使学生比较轻松地掌握生物化学知识。在教学过程中,抓住化学物质的结构———化学性质———代谢规律这条主线,从静态生物化学知识入手,通过对生化物质结构的分析,得到其化学性质,进而介绍在代谢中的变化规律,使学生对生物化学的知识有了较完整的了解、理解和掌握。在生物化学的教学内容中,糖代谢、脂代谢和蛋白质代谢,是生物化学物质代谢的中心,既是生物化学课程的重点,也是生物化学课程的难点。在对这些内容的介绍讲解中,首先介绍生物氧化一章,使学生知道生物代谢中,生物氧化是生物体产生能量的主要形式,然后再在糖代谢、脂代谢和蛋白质代谢的介绍过程中,穿插介绍能量产生的步骤及能量的计算。这样,经过糖代谢一章的讲授后,在脂代谢和蛋白质代谢的教授过程中,学生就会自己计算能量的得失。在教学过程中,将物质代谢与能量代谢结合起来介绍,让学生理解了物质代谢与能量代谢相互依存的关系,这样就可以轻松地掌握代谢的真谛和知识。在介绍物质代谢的基本知识同时,将物质代谢与能量代谢内容相互结合进行介绍,将物质的分解代谢与合成代谢结合进行讲解,以分解代谢的介绍为主,带动合成代谢的内容介绍,同时,将三大代谢的相互关系穿插在教学过程中,使学生了解到各种物质、各种生化反应之间的相互关系,建立起生物体是一个有机整体的概念。
4.注重教书育人,启发学生学会做人、学会做事。在教学过程中,应注重教书育人,让学生知道要做好事,先要做好人。从课堂纪律、作业讲评等方面入手,对于学生好的表现及时表扬,而对于学生不好的行为要及时批评,经常提醒学生以认真的态度学习,逐步养成认真做人、认真做事的习惯。通过长期的教育,使学生明白,只有从一点一滴身边的小事做起,今后,才能成为社会的栋梁之才。
二、分层培养
根据班级上学生的学习基础的不同,进行分层培养;对不同层次的学生进行不同的指导和引导,因材施教,着重培养学生的学习能力、实践能力和创新能力,使不同层次的学生都能有较大的收获和进步。开展分层教学的教学方法,使每一位学生都积极努力,得到最好的发展,可以激发所有学生的学习积极性,使学生的整体成绩得到提高。在一个班级中的学生,虽然年龄相近,但是由于家庭教育环境不同,生活经历不同,因此学生的知识能力水平、世界观的建立水平和心理的成熟水平均不同。比较成熟的学生对自己的要求比较高,有自己明确的目标,因此学习的积极性很高,对人生的态度也是积极向上的;对于这个层次的学生,教师的作用就是引导,类似一个导游,在他现有的知识水平上开阔他的视野,指导学习和获取资源的方法,指引出前进的方向,他就可以自己努力,实现自己的大学学习目标。第二层次的学生有一定的知识基础、良好的心理素质和个性特点,但是还没有自己明确的目标,大部分学生都属于这一层次。对于这一层次的学生,教师的作用就是启发、帮助,类似一个师傅,在课程学习的过程中介绍一些学习方法和以前成功学生的事迹,帮助他们树立正确的世界观、人生观和价值观,尽快从被动学习进入主动学习状态,鼓励他们积极主动地锻炼自己的能力,逐渐学会制定自己的学习计划,创造自己美好的人生。第三层次的学生也有一定的知识基础,但是由于家庭环境的影响,心智的成熟较差一些,思想还不太成熟,没有建立起良好的行为习惯。对于这一层次的学生,教师的作用就是严师,对他们严格要求,时刻提醒,规范学生的行为,使他们养成良好的行为习惯,尽早成为一个独立、成熟的社会人。
三、个性发展
关键词:生物化学 学习兴趣 教学质量
生物化学是研究生命化学的科学,它在分子水平上探讨生命的本质、阐明生命现象的科学,它主要以化学和生物学的理论和方法为主要手段来研究生物体基本物质的化学组成,结构、理化性质、生物功能和结构与功能的关系及其在生命过程中化学变化的规律[m。医学生物化学主要研究人体生物大分子及其复杂的代谢反应,它是一门重要医学基础课程,为其它医学基础课程和临床医学课程提供必要的理论基础、是医学各专业的必修课。
但是,对于中等专业学校的学生来说,由于他们的基础较差,加之医学生物化学的理论性较强,概念比较抽象,生物物质的代谢过程非常复杂,难于理解和记忆;而对于教师而言讲好生物化学这门课程,提高教学质量,也不是件容易的事情。所以,教师应该从教学方法、教学形式、教学内容等方面出发引导学生理解生物化学的基本概念和原理,理解生物分子的结构和功能的关系,掌握物质代谢的过程和物质代谢间的相互联系,使学生对生物化学的学习产生浓厚的兴趣,从而提高教师的教学质量。
1、积极开展多媒体教学,改进教学方法
不断改进教学方法是提高教学质量与保证学生学习兴趣的重要前提。随着计算机多媒体技术的不断发展,多媒体技术在教学中的应用越来越普遍,已成为一种重要的教学手段。多媒体教学图文并茂,集光、声、色、动画于一体,很好地解决了医学生物化学以往静态教学的难题,使教学活动更加形象、直观、生动,是一种全新的教学手段。中等专业学校的学生其教育对象年龄普遍偏小,知识功底比较差,他们在生理上、心理上都还没有成熟,意志薄弱、贪玩、不能克服内部和外部的各种因素的千扰,注意力较差,集中力分散,但对新的事物易接受,产生好奇感。通过多媒体教学的引入恰恰克服了孩子的这些缺点,多煤体教学使那些深奥,难懂的教学内容变得直观,易懂,从而激发这些孩子们的学习热清,提高他们的注意力。例如,利用网络下载某些三维结构的生物大分子,如蛋白质、核酸等物质。在讲解影响氧化磷酸化因素中甲状腺素的作用时,就可以下载一些患甲亢病人的图片,对幻灯片上的图片讲解该病的发生机理,发病症状:甲亢病人甲状腺素分泌增加,诱导Na-K-ATP酶的生成和解偶联蛋白的表达增加,使氧化磷酸化加快,三羚酸循环加快,营养物质分解加快。此时,由于耗氧和二氧化碳生成增加,导致病人心率加快、呼吸急促;产热和产水增加,病人会大汗淋漓;而能量生成的增加,会使这类病人异常兴奋易长期营养物质的消耗也会使它们变得消瘦。这样,一个栩栩如生的甲亢病人出现在同学们面前,使学生在不知不觉中了解了疾病,也加深了对生化知识的理解,所掌握的知识经久难忘。通过生化理论与临床病例的相互联系,使学生感觉到所学的东西不再是抽象的理论和空洞的知识,而是可以实际应用的手段和武器,使学生感到生物化学与其工作和生活息息相关。这无疑将极大地激发学生学习热情,变被动记忆为主动摄取,教学效果大大提高,教学质量得到提高。通过多媒体应用与教师讲解相结合,避免了枯燥的平面教学方式,增强学生的感官认识和学习兴趣,极大地提高了学生学习的自主性。但是,尽管多媒体教学有很多优点,但它不能取代教师的主导地位。在实际教学中,教师应以人为本是教学的原则,精心选择课件,将课件、教师的语言表达、教师的手势、教师的眼神有机结合,实现课堂教学的最佳效果。因此,以教师为主导,合理选择利用多煤体教学,即不单纯依赖多媒体技术,也不单纯依赖静态的教学方法才能真正达提高学生的学习兴趣和教师的是教学质量。
2、积极开展生物化学实验教学,促进教学形式的多元化
不断加强实验室硬件建设,改进实验方法,强化实验教学手段是提高实验教学质量和学生学习兴趣的重要基础。生物化学是一门以实验为基础的学科,生物化学理论研究的深入与实验室硬件的建设,实验方法的改进、实验技术的革新息息相关首先应该重视实验室的硬件建设,面对一些中专学校实验室硬件建设条件比较薄弱的情况下,应不断加强实验室的硬件基础设施设施的建设,只有硬件条件具备了,学生们才能够完成基本的实验操作。在实验过程中注重培养学生扎实的基本技能,强调教师在第1次实验课时就给学生一个标准而又规范的示范,例如,玻璃仪器的清洗、刻度吸管及微量加样器的正确量取、离心机和分光光度计的规范操作及注意事项等等,然后再让学生实践。通过科研活动,提高了学生实验技能和手脑并用的能力,把科研项目有意识地纳人实验教学,可以丰富和更新教学内容,不仅对活跃学生思维,扩大学生视野,培养学生的创造能力,提高学生实践能力,都起到了重要作用。而且对提高教学质量,促进教学效果有重要意义。因此,开展生物化学实验教学对充分发挥学生的主动性和创新性,激发学生的学习兴趣和提高教师的教学质量都起着非常重要的作用。
3、积极开展合作学习,改善教学内容
作为生命科学领域的专业基础课,对《生物化学》中的基本概念、基本原理要做到讲授清晰,简单易懂。对基础理论掌握的程度,直接影响学生对后续《细胞生物学》、《分子生物学》、《基因组学》等课程的学习。教师的教学方式、教学热情决定着学生的学习效果和从事生命科学研究的兴趣。所以教师任重而道远,需要不断改革教学方式,总结经验,与生化同行加强交流,发展教学特色,提高自我形象,这对激发学生的学习情趣,培养创新思维模式,培养生命科学研究人才至关重要。在探讨教学方式的改革中,有如下几点可以尝试:
1.1引入生活实例,加强记忆,便于理解
生物化学与我们的生活实际关系十分密切,在生物化学的教学过程中可以尝试多将一些生化原理知识与生活实际联系在一起。其实现实生活中的例子比比皆是,如烫发与直发;多吃西瓜相当于吃伟哥;为什么狗急跳墙,人急中生智;喝咖啡绿茶减肥;左旋肉碱能减肥吗;氰化钾中毒解毒原理与电子传递链;过夜的韭菜不能吃;路边的野蘑菇不要采;乳酸发酵和乙醇发酵的生物学意义;尝试自酿红葡萄酒等。大量引入生活中的实例,能够增加学生的学习兴趣,便于理解课本中的理论知识。同时也可以要求同学们自己寻找生活实例,并尝试用生化理论知识加以解释,对做的比较好的同学实行加分奖励。
1.2将复杂深奥的理论简单化、形象化
生物化学基本理论内容繁杂,加上时间紧张,因此生物化学一直是学生评论难度最大的课程。教师在授课过程中应该注重将复杂深奥的理论内容简单化,形象化,便于学生理解和掌握,并加深记忆。比如在讲授DNA的高级结构-超螺旋的产生时,可以应用电话线、女生用的螺旋圈发绳等形象比喻,在讲授过渡态稳定学说时以弯曲的即将扭断的铁丝比喻过渡态,把酶与自杀性底物的关系比作农夫与蛇的故事,等等,这些形象的比喻比比皆是,有助于将抽象的理论具体化,形象化。
1.3提问式,启发式,归纳法,互动式教学方式组合应用
在讲授过程中过度的依赖课件,照读PPT会使课堂教学变得乏味无趣。因此在授课过程中要注意引入多种教学方式,例如丰富生动的视频与图片,在课堂上多提问,多启发学生思考,增加互动式讨论,帮助学生归纳知识要点,等等,都将使课程氛围活跃,激发学生的积极性与主动性,培养学生浓厚的学习兴趣[1]。从以老师讲解为主向以学生的自学、主动学习为主转变、从以课堂教学为主向课内外结合转变、增加学生课外学习的考核力度与考核办法,从以单一的期末考试成绩评价为主向结果与过程评价结合转变。
1.4引入经典的科学故事
在《生物化学》的讲授中,对一些重大科学理论,如DNA双螺旋结构的发现,PCR的发明,Sanger测序法的发现等,要重视科学理论的发现、发展的历史,引导学生课外阅读这些经典的科学理论的发展历程,使学生不但了解相关科学理论发现的历史背景,更从科学家的科研之路上深受启发,还能有助于学生理解和掌握基础理论。这些著名的科学家如:吴宪、HansKrebs、JohnHop-kins、Sumner、Kendrew、Warburg、Anfinsen、Watson、Crick、Sanger、Cohen、Kornberg、Nire-nherg、Baltimore等。
2引入探究式教学,充分发挥学生学习的主动性
在教学过程中往往是教师的传授知识为主。教师能够将教材上的内容进行细致的讲解,教师经过多年的教学经验,不断改革多种教学方式,能够将生化知识系统、形象的传授。但是如果在全程教学中都是一成不变的模式,学生完全被动的接受生化知识和理论,这种单一的教学模式十分不利于培养学生的创新型思维,不利于学生科研能力的提升,而且会使学生产生厌倦的情绪,出现逃课等现象。学生认为不用参与课堂学习,只要课后看看老师的课件就够了。因此,在教学过程中必须发挥学生的主动性,引领学生积极思考。通过探究式教学方式,培养学生的自学能力,文献阅读能力,研究与交流能力,激发学生的学习兴趣,培养科学思维[2]。在教学过程中,由教师根据部分重要的教学内容,设计研究专题,由学生根据研讨专题,检索资料,制作PPT讲稿。然后教师讲评PPT稿件,选择优秀学生的PPT,并让学生在全班进行演讲和讨论。在教学过程中,我们引入如下专题,供学生进行学习和讨论。要求学生能够查阅资料,研读文献,对《生物化学》中的一些重大发现,前沿领域以及与人类健康和疾病相关的热点问题进行研讨。
3及时引进新知识,与世界前沿同步
生物化学是生命科学的基础和前沿,在生物相关专业的教学中处于中心地位。但是我国高等院校生物化学教学质量与国外尚有相当大的差距。不断向大学课堂引进现代知识是填补这一差距的主要途径[3]。目前,我国对新知识的引进表现出明显的滞后性。同步引进新知识需要教师在教学上做出巨大的付出,这种付出的前提是学院的大力倡导与鼓励。只有加强教学管理,强化科研型教学,才能使教师更加积极的投身于生化教学的教学改革中,否则生物化学的教学将永远落后于国外的一流教学。生物化学重点讲述内容包括蛋白质、核酸等生物大分子的基本结构与功能,及新陈代谢等。在课堂教学中,我们强调基本概念、基本理论,既然是基本的东西,常被认为一成不变的内容,这也是很多教师多年沿用一套教材、课件的主要原因。实际上,随着研究的深入,生物化学许多领域的概念、理论发生着深刻的变化,需要教师根据新的知识适时进行调整。要引进新的知识主要包括补充新的知识,用新知识取代陈旧的表述,以及删除陈旧的表述等。比如国内生物化学教材对20种基本氨基酸的性质主要给出pKa值,等电点数据,没有给出氨基酸侧链基团亲水性-疏水性指数。而这些指数对理解蛋白质的空间结构,蛋白折叠热力学以及蛋白质和与其他生物大分子之间的相互作用等,具有很大的作用。在酶的抑制动力学问题上,国内生物化学教材普遍把可逆抑制作用总结为竞争性抑制,非竞争性抑制和反竞争性抑制。而LehningerPrinciplesofBiochemistry第六版[4]重新把可逆抑制作用总结为竞争性抑制、反竞争性抑制和混合抑制三种类型,把非竞争性抑制作为混合抑制的一个特例。国外的教材更新及时,并且有丰富的网络资源可以利用()。LehningerPrinciplesofBiochemistry第6版给出了20种氨基酸的3D教程,肌红蛋白、血红蛋白与氧结合,限制性内切酶等等大量3D教程、模拟图。部分网络资源是付费内容,因此需要学院或教学团队组的支持与鼓励,获取国外的优质教材和课件资源。进一步加强本科科研训练体系的建设目前,国家对高素质创新型人才的需求日期增强。生命科学是实验性学科,仅仅具有理论基础的生命科学领域的本科人才已不能适应社会的发展需求。高素质的生命科学人才必须具备宽广的理论知识及一定的创新思维和实践能力。学生必须经过系统的科研活动和创新活动的锻炼,才能锻炼和提高学生提出问题,分析问题及解决问题的能力[5]。中国海洋大学海洋生命学院iGEM团队成立之初,曾经有本科生找我,说本科生中部分对生命科学研究具有浓烈兴趣和极大热情的学生,对理论课程和学校普通实验课程的设置存在“吃不饱”的现象。应该通过多种形式,建设丰富的本科科研训练体系,帮助学生树立科学研究意识,了解科学研究的基本途径和方法,开阔理论视野和科学学识,使学生得到科研能力和综合生命素养的全面培养,实现学生知识、能力和素质的协调发展。
4强化管理,全面提升学生的生命科学素养
关键词 高职高专 生物化学 项目化 教学
中图分类号:G712.4 文献标识码:A
1项目化教学概述
项目教学法是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动,其目的是在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来,充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。项目教学法的关键,是设计和制定一个项目的工作任务。一个由学生组成的小组有一项确定的工作任务,他们自己计划并且完成任务。
项目教学法与传统的教学法相比,有很大的区别,主要表现在改变了传统的三个中心,即由以教师为中心转变为以学生为中心,由以课本为中心转变为以“项目”为中心,由以课堂为中心转变为以实际经验为中心。所以,在运用项目教学法进行教学设计的时候,学生是认知的主体,是知识意义的主动建构者。
2生物化学项目化教学的特点
2.1面向全体学生,注重素质教育、能力培养
生物化学面向化工制药生产技术专业和生物工程专业学生,注重专业基础素质教育,激发学生的学习兴趣,提高抽象思维能力,增强理论联系实际的能力,培养学生的创新精神。本课程在目标设定、教学过程、课程评价和教学资源的开发等方面都突出以学生为主体的思想。课程实施过程应成为学生在教师指导下构建知识、提高技能、活跃思维和拓展视野的过程。
2.2注重过程评价,促进学生发展
建立能激励学习兴趣和自主学习能力发展的评价体系。该评价体系由过程性评价和终结性评价构成。在教学过程中应以过程性评价为主,注重培养和激发学生的学习积极性和自信心。终结性评价应注重检测学生的知识应用能力。评价要有利于促进学生的知识应用能力和健康人格的发展,促进教师不断提高教育教学水平,促进本课程的不断发展与完善。
2.3开发课程资源,拓展学习渠道
积极采用案例教学、项目化教学方法,利用多媒体技术,改变传统教学方式,帮助学生提高对理性知识的感性认识,训练学生自主学习能力,培养学生分析问题、解决问题的创新能力。
3项目化教学的设计思路
3.1设计思路
本课程通过选择不同模块,采用“项目驱动”教学方法,构建模块化、组合型、阶梯式能力训练体系。将综合能力分解成若干项小的基本能力,选择能涵盖基本能力要素的训练项目实施基本能力训练。通过模块项目训练,建立对人体化学物质组成及代谢的整体概念,从而掌握人体物质以及蔬菜水果中某些成分的提取方法和鉴定,提高学生的动手和操作能力。
3.2典型任务
以基于工作过程为导向,对本课程进行了六个工作任务,每个工作任务由浅入深,循序渐近地进行系统化训练,使学生能够从本课程中学会怎样对人体大分子物质性质进行鉴定。(1)鸡蛋蛋清中蛋白质的沉淀反应;(2)血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳;(3)小白鼠肝脏中核酸的制备与鉴定;(4)西红柿中维生素C的测定;(5)马铃薯和唾液中酶的性质;(6)影响唾液中酶促反应速度的因素。
4项目化教学的方法
(1)根据职业教育的培养目标和学生的知识水平,加强基本概念、基础理论和基本反应,淡化过深的反应机理。
(2)充分利用现代教育技术,利用模型、图表、教学资源库,尤其要在课件中制作具有动画和音像效果的立体结构模型,使教学内容直观形象。
(3)设计课程内容时,注重理论教学与实践相结合,通过典型产品的制备、物质的鉴别等有机化学的应用,设置项目情境,在工作过程中学习理论知识,在项目实施评价中总结理论知识,充分体现以学生为主,调动学生的积极性,激发学生的学习兴趣。
(4)注重学生基本技能和能力的培养,加强学生的素质教育。教学中要考虑相关知识向专业课的延伸和基础知识的巩固,利用实验过程进一步化解教学难点。穿插启发式、互动式、讨论式等教学方法,难点教学单元组织教学团队集体备课。
5评价方法
(1)评价原则。坚持理论知识与实践知识综合评价的原则;突出能力评价优先地位的原则;重点过程评价原则;采取多种方式评价原则;学生自评与其他评价结合的原则等。本课程的评价主要考虑课堂教学情况、回答问题情况、完成作业情况、实验操作情况、报告完成情况等综合考评。
(2)评价途径。包括自我评价、学生互评、小组评价、教师评价等。本课程的评价主要通过日常课堂表现、完成作业情况、实验操作情况、报告书写情况等,主要由教师进行评定。包括情感态度、基础知识、专业知识、基本技能、分析解决问题能力等方面。
参考文献
[1] 龙芳.高职项目化教学课程考核模式研究[J].职业教育研究,2009(2).
关键词:生物化学;五年制高职;教学改革
生物化学是一门从分子水平上探讨生命现象本质的学科,主要研究生物体分子的结构与功能、物质代谢与调节以及遗传信息的传递与调控。由于这门课程的研究要深入分子水平,看不见、摸不着,内容抽象、枯燥,很容易让学生望而生畏。而五年制高职学生是初中起点,有着基础知识薄弱、理解能力较差等特点,如何让该层次的学生学好生物化学是一个值得探讨的课题。笔者结合自己多年的教学经验,谈一下对高职生物化学教学的粗浅认识,以供同行参考。
1认真“备学生”,制订合理的教学目标
职业教育以培养学生职业能力为目标,需要教师的“教”和学生的“学”两个方面相辅相成。教学不仅是教学内容的传递过程,更重要的是学生对习得内容的内化过程。教师授课内容的深度和广度、授课方式的选择与授课对象密切相关,这就需要在授课之前做好详尽的学情分析。五年制高职的生源是初中起点,近年来受高中阶段扩大招生的影响,进入高职学校的学生整体素质下滑比较明显。首先,他们的基础知识比较薄弱,长久以来形成的被动学习习惯根深蒂固,自学能力明显欠缺。其次,大部分学生对专业的选择都是家长的意愿,他们对未来没有清晰的规划,学习目标不明确,学习主观能动性不足。再次,由于年龄所限,他们的抽象思维、总结归纳能力较差,大部分学生还没有学会如何学习。但是,他们这个年龄段的学生乐于接受新鲜事物,对电子产品、网络资源、手机App、视频动画等有着浓厚的兴趣。根据学情特点,授课教师制订符合学生实际的教学目标,选择恰当的教学手段,提高学生课堂参与度,帮助学生逐步改变旧有的学习习惯,变被动为主动,使学生的职业能力逐步提高。比如课程内容的“物质代谢”部分,结构式多、反应式多、代谢通路长,若高职教学也像本科生教学那样面面俱到,一个分子式、一个反应式细抠的话,学生用尽全力往往也难以理解,不仅会打击学生的学习积极性,还影响教师授课的成就感,会形成双向负反馈。如果教师能对教材进行二次开发,整合已有的数字资源,合理利用信息化技术,对该部分内容运用“轻过程、重结果”的策略,既可以调动学生的学习积极性,也能满足职业教育培养应用型人才的要求。
2重视绪论教学
俗话说,“好的开始是成功的一半”。绪论是学生对课程的第一印象,能否通过绪论教学在学生心中埋下求知的种子、激发学生的学习欲望,是整个生物化学教学的第一个关键点。根据绪论的内容特点,可应用设问教学,通过对4个问题的提问:“什么是生物化学?”“生物化学学什么?”“为什么学生物化学?”“怎样学生物化学?”的探究一步步引导学生踏上生物化学的学习之路。
2.1什么是生物化学
这是抛给学生的第一个问题。在接触这门课程之前,学生已经学过化学课程,而进入高职学校的学生往往化学理论学得不好,所以看到生物化学又带了“化学”二字,甚至会产生“一朝被蛇咬,十年怕井绳”的抵触心理。因此,让学生分清楚生物化学与化学的区别非常重要,使其明白这两门课程的研究对象和侧重点都不一样,化学没有学好,不代表生物化学也一定学不好。这样先帮学生卸下思想上的包袱,有助于接下来教学内容的推进。
2.2生物化学学什么
这个问题的答案很明确。五年制高职《生物化学》教材的内容分为4个模块:(1)生物大分子的结构与功能;(2)物质代谢与调节;(3)遗传信息的传递与表达;(4)器官生物化学。教师对这个问题的解答,不仅是让学生熟悉将要学习的具体内容,更重要的是帮学生清晰勾勒出生物化学的整体轮廓,为整个课程体系的构建打下基础。
2.3为什么学生物化学
能不能激发学生学习这门课程的积极性,回答好这个问题很关键。教材上讲了很多生物化学在医药学各专业中的作用,但初中起点的五年制高职生理解能力有限,如果照本宣科,学生依然停留在理论水平,对他们的触动不大。但如果能举一些例子,让学生切实体会到生物化学知识与自己生活的关联,将有效激发出他们学习的内在动力,达到“我要学”的效果。比如,生活中常会遇到查“肝功能”的情况,像入学体检、入职体检等。那为什么通过查外周血就可以知道肝脏的情况呢?又如,为什么百米短跑后肌肉会有酸胀的感觉,而过一段时间这种感觉又消失了?再如,《重庆晨报》曾报道过一个新闻:“老太坠崖呼救无人应,喝江水挺过4天终获救。”在不吃饭的情况下,生命是怎样维持的呢?等等。当学生明白这些问题都可以在生物化学中找到答案时,会真正感受到学习生物化学对于自己的生活是有用的,进而产生学习生物化学的主观意愿。
2.4怎样学生物化学
生物化学知识虽然抽象复杂、晦涩难懂,但这门学科也有其优势,就是系统性特别强。假如学生具备良好的总结归纳能力,学起来就会事半功倍。然而,笔者在多年的教学中发现,大多数五年制高职生采用死记硬背的学习方法,做不到活学活用,也没有有效的学习方法。近年来,通过引导学生运用目录式总结归纳法,使其学习效果有了明显提升。目录式总结归纳法是把整个生物化学知识看成是一棵目录树,绪论部分“生物化学学什么?”的答案即是根,后面内容的学习是将目录一级一级建立下去的过程。如生物大分子又包括三部分内容:(1)蛋白质;(2)核酸;(3)酶。而蛋白质又将学习3个方面的内容:(1)蛋白质的分子组成;(2)蛋白质的分子结构;(3)蛋白质的理化性质。每一次课的学习把一个一个的知识点加入目录树当中,等到学期结束,目录树便会枝繁叶茂了,整个生物化学知识就会了然于胸。目录式总结归纳法让学生在学习每一个知识点的同时,也了解了其在整个课程体系中的位置,有利于学生对课程内容的前后串联,也有效解决了学生脱离整体看局部的弊端。
3选择适当的教学方法
灵活运用讲授法、案例教学法、PBL(Problem-BasedLearn-ing,PBL)教学法、混合式教学法等多种教学方法,对课程不同内容进行针对性教学。教学方法并无好坏之分,世界上也没有绝对的最佳教学方法,任何教学方法既有自己的优势,也有一定局限性。所以各种教学方法不是孤立存在的,而需要相互渗透相互补充。
3.1讲授法
虽然在教学改革的大潮下新的教学方法不断涌现,但讲授法在高职生的生物化学教学中依然占有举足轻重的地位。特别是随着信息化技术不断发展,数字资源不断补充,这项传统的教学方法也焕发出了新的生命力。对于生物化学基本概念、基本原理选用多媒体与板书相结合的讲授法,可以刺激学生的视觉、听觉中枢,加深印象。比如讲授竞争性抑制时可一边介绍课件内容,一边在黑板画简图,通过文字和图形的配合能帮助学生快速理解所学内容;又如讲授遗传信息的传递与表达时,可以通过多媒体动画展示复制、转录和翻译的过程,把抽象知识具体化,把微观知识可视化,使学生对课程内容有更加直观的认识。
3.2案例教学法
案例教学法是一种以案例为基础开展实际教学的方法,通过恰当的案例和相应知识点的融合,能够使授课内容变得更加生动,也更容易理解,可以明显增强学生的学习兴趣[1]。比如糖代谢的内容代谢途径多、反应过程长、参与反应的酶多,单纯的讲授枯燥乏味,学生消极学习情绪明显,可引入上文提到的“坠崖老太喝江水挺过4天终获救”的案例穿理论教学。通过引导学生思考该老太在3个时间点的能量供应:(1)正常进食时;(2)饥饿6~8小时时;(3)饥饿24~72小时时,分别引出糖的分解代谢途径(即糖酵解、糖的有氧氧化及磷酸戊糖途径)、糖原的合成与分解以及糖异生的内容[2]。这样通过一个案例,围绕3个问题,就完成了整个糖代谢的教学。
3.3PBL教学法
PBL是以问题为导向、以学生为中心,重在培养学生主动获取知识、解决问题能力的一种教学模式,在高校生物化学教学中已有较广泛的应用[3-4]。五年制高职生物化学的部分内容也可以利用PBL教学发展学生的自我探索能力,增强学生的学习主动性。比如在“影响酶促反应的因素”实践教学中,可采用PBL教学模式,以“影响唾液淀粉酶活性的因素有哪些?”为问题驱动展开教学,引导学生主动分析问题、小组合作探究。针对出现的实验现象再让学生思考:(1)实验结束试管呈现的颜色与酶的活性强弱有怎样的关系?为什么?(2)实验中唾液淀粉酶的最适温度和最适pH值分别是多少?假如进一步探究最适值该怎样设计实验?(3)部分学生实验结果出现偏差,可能的原因有哪些?这样,学生在教师的指导下,经过主动探究,自己动手实验验证了书上的理论内容,可以极大提升学生的成就感,从而进一步激发学习主动性。
3.4混合式教学法
随着信息化技术的飞速发展,集课堂教学和网络教学于一体的混合式教学模式受到越来越多的青睐。混合式教学将线下传统教学与线上信息化教学的优势有机结合起来,丰富了教学手段,提高了学生的学习积极性。五年制高职生物化学课程学时少、内容多,学生的理解能力又弱,这是授课教师面临的最大难题。混合式教学可以将课程中的重点、难点通过微课、视频等形式上传网络教学平台,学生可以随时随地、不限次数地通过移动端学习,打破了传统课堂对时间、空间的限制,有利于学生对课程知识点的掌握。
4注重与其他学科的融合
生物化学是医学基础课,在医药学相关专业的学科体系中起着承上启下的作用。在生物化学课堂上既会用到学生前期已经学过的化学、生物学、解剖学、生理学等学科知识,也会涉及后续课程,如药理学、微生物与免疫学及各临床学科的内容。五年制高职学生由于自身能力所限,学习基本以死记硬背、应付考试为主,往往知其然而不知其所以然。所以在生物化学授课过程中要注重与其他学科融合,引导学生对知识点进行纵向串联,帮助学生反复强化,让书本上的文字切实转化成能被学生吸收的知识。比如介绍“酶原激活的生理意义”时会讲到“胰蛋白酶以酶原形式分泌可避免胰腺的自身消化,保证酶在特定的环境和部位发挥其催化作用”,为让学生更好地理解,可以引导学生回顾解剖学中学过的“消化系统的组成”“内外分泌腺的区别”,生理学中学过的“胰液的分泌和排出”等知识点,还可以联系内科学“胰腺炎”的发病原因,这样让枯燥的生物化学知识立体起来,更有助于学生加深印象。
5不断提升教师素质
不论以何种方式实施教学,教师始终是课堂的指挥官,其专业能力、个人修养、教学作风等对教学效果有重要影响。
5.1精益求精,匠人匠心
匠心,匠者之心,是每一个行业的灵魂。其核心是将一丝不苟、精益求精的工匠精神融入工作的每一个细节,不断追求完美和极致。高职院校的教师要认真对待每一次课,从课前设计到课中实施再到课后的跟踪评价,每一个环节都要精雕细琢、不断打磨。俗话说:“要给学生一碗水,教师需有一桶水。”但需要注意的是,这桶水不能是多年不变的“陈水”,而应是与时俱进、不断更新的“活水”。在知识层面,教师不能吃老本,应关注学科进展,结合国内外新版教材及文献资料把最新的内容、观点补充进教学。在技能层面,教师不能故步自封,要勇于走出自己的舒适区,学习先进的教学手段,适应新时代教学的需要。高职教师只有不断丰富知识储备,提高专业技能,才能在教学中做到游刃有余。
5.2严于律己,身正为范
“学高为师,身正为范”是著名教育家陶行知对教师的期望。初中毕业的学生十五六岁,恰逢三观形成的关键时期,教师的道德修养会直接或间接影响每个学生。因此高职教师在努力提高自己专业技术能力的同时,要把“为人师表”4个字谨记心头,严于律己,不断提升自己的个人素养。懂得爱和尊重、生活态度积极乐观、做事认真细致的教师更容易受到学生的欢迎,而高职学生对任课教师的认可度与课堂教学效果正向关联。子曰:其身正,不令而行,其身不正,虽令不从。教师只有得到了学生的接纳和信服,自己的教学活动才能更好地开展,学生对知识的内化率更高。
5.3思政渗透,润物无声
课程思政是指在课程教学中融入思政教育,实现立德树人,润物无声[5]。在高职院校生物化学教学中,可结合学科最新研究进展和个人或团队的科研成果,发掘其中蕴含的思政教育资源,对学生进行思政教育。通过知识传授与价值引领有机结合,培养学生的家国情怀,提高学生的职业素养,引领学生塑造正确的价值观,最终达成全员、全过程、全方位育人目标[6]。
参考文献:
[1]胡波,张建鹏,刘小宇,等.案例教学法在医学生物化学教学中的应用[J].生命的化学,2019,39(6):1258-1261.
[2]李静.“糖代谢”说课设计[J].卫生职业教育,2013,31(2):71-72.
[3]赵培,孟丹,李炳娟,等.PBL教学法在生物化学实验教学中的设计研究[J].生命的化学,2020,40(4):628-632.
[4]张雪燕,姚海燕,郝春燕,等.浅谈PBL+CBL的教学方法在临床生物化学检验技术教学中的应用[J].生命的化学,2020,40(2):309-312.
[5]丹.职业教育“课程思政”研究现状与展望[J].中国职业技术教育,2020(5):46-51.
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.
关键词:蛋白质化学;课程体系;专业选修
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)04-0219-03
一、开设《蛋白质化学》课程的重要性
21世纪是生命科学的世纪,生命科学的研究中,蛋白质科学的研究是热点和前沿。2001年,人类基因组草图由两个独立机构描绘出来,分别发表在《科学》杂志和《自然》杂志上,截止到2005年,人类基因组计划的测序工作也已经基本完成。然而,科学家们很快发现,人类基因组测序工作的完成,并不意味着生命科学研究的终点,相反,一个更具挑战性的任务放在每一位生命科学工作者的面前:了解基因的功能,即所谓功能基因组学。而蛋白质组学则是功能基因组学的重要研究领域,欲进行蛋白质组学的研究,了解蛋白质化学的相关知识和实验手段是前提和基础。目前,各大高校在生命科学学院基本都开设了《生物化学》必修课程,该课程阐述了蛋白质的相关基本知识,然而,对于从事蛋白质相关的创新性实验研究以及有志于今后从事蛋白质研究的学生来说,《生物化学》课程对蛋白质知识的讲授满足不了科研的需求,因此,在本科高年级进行《蛋白质化学》的授课是非常必要和迫切的。
二、《蛋白质化学》教学体系初探
目前,开设《蛋白质化学》课程的高校并不多,开设了这门课的高校,其教学体系也各有侧重,这主要是由于《蛋白质化学》课程的特点是内容多、难度大、更新快。立足于上海大学短学期制的教学实际,想要在短短十周内覆盖蛋白质化学的所有内容是不切实际的,因此,笔者对这门课程的体系设置所采取的总体指导方针是:立足基础、把握重点、推陈出新和结合实际。具体课程体系安排如下:
1.蛋白质的结构。这部分内容又分为两部分:蛋白质结构的理论篇和方法篇。理论篇中,主要对《生物化学》课程蛋白质结构的相关内容进行复习和提升。之所以要复习提高这部分内容,是因为蛋白质结构的相关知识是所有蛋白质研究的起点和基础,无论是分离纯化还是分析鉴定,又或者是研究蛋白质的相互作用,都需要这部分知识的牢固掌握,因此,对这部分基础内容,笔者认为,需要不遗余力地强化和巩固。而在教学中,笔者也发现,学生对这部分基础内容的掌握确实不够扎实,从氨基酸的英文三字母缩写,氨基酸在缓冲溶液中的带电性质,到二十种氨基酸对二级结构的贡献等,都需要强化记忆。在方法篇中,主要介绍蛋白质结构的研究方法,包括一级结构的研究方法和高级结构的研究方法。蛋白质一级结构的研究方法除了经典的Edman降解法之外,还有目前科研常用的质谱法,这两种都是直接测序的方法,另外介绍了更高效的间接测序法:基因测序法,也称重组cDNA技术,即由重组cDNA的序列倒推氨基酸序列。通过蛋白质一级结构的最新研究方法的介绍,使学生直接感受到科技的进步,激发学习的热情。蛋白质高级结构的研究最有效的两种手段是X射线衍射和核磁共振法,这两种方法的适用对象不同,也各有其优缺点。除此之外,对结构已知的蛋白质进行研究时,也可能会用到一些蛋白质结构的研究手段,如圆二色光谱(CD),主要用来研究缓冲环境、配体、离子等对蛋白质二级结构的细微影响。掌握这些内容,对于学生今后从事这方面的研究打下了良好的基础。另一方面,对已知结构的蛋白质结构信息的有效搜索和了解,对该蛋白的深入研究有很好的辅助作用,因此,对蛋白质数据库的了解和使用,就显得尤为重要。丰富便利的网络资源让蛋白质数据库的接近不再困难,如何有效查找相关信息成为学生的必修功课。我们向学生推荐了国际上最完整的也是最常用的蛋白质结构数据库:PDB数据库,包含了约7万个生物大分子的三维结构信息,信息量丰富且查找方便,是蛋白质研究者的利器。PDB数据库中的蛋白质信息可以下载并进行脱网研究和分析,这就需要一款可以查看和分析蛋白质结构的软件,Rasmol软件满足了这种需求。Rasmol软件是一款免费的小巧软件,却可以达到准专业级的水平。对于普通从事蛋白质研究的人员来说,这款软件是非常实用的。我们在课程中向同学们介绍了这款软件,也深得同学的喜爱和赞赏。
2.蛋白质研究的常用手段和方法。在对蛋白质结构知识掌握的基础上,教学进入下一个非常实用的环节:蛋白质研究的常用手段和方法。这部分内容也可粗分为两大块:蛋白质的分离纯化方法和分析鉴定方法。在蛋白质研究的常用手段和方法中,首先应该掌握的是蛋白质的分离纯化方法,它们是研究蛋白质的必备武器。这部分内容非常丰富,我们重点介绍了两大手段:聚丙烯酰胺凝胶电泳和蛋白质层析。电泳是生物化学实验中常用的实验方法,它既可用于核酸的分离分析,亦可用于蛋白质的分离鉴定。在了解基本的电泳原理的基础之上,明确各种电泳方法适用的对象以及各种形式的电泳所能够起到的效果就成了教学的重点和难点。蛋白质层析也包括了一系列的层析方法,如离子交换层析、亲和层析、凝胶过滤层析等,各种层析方法的原理不同,所能达到的效果、起到的作用也不尽相同,如何根据研究对象的不同,从而选取有效的层析手段来达到预期的效果就成了解决问题最关键的所在。蛋白质的分析鉴定手段也很多,有跟分离纯化相关的SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳、western blot的方法,也有酶联免疫吸附测定(ELISA)等。由于ELISA方法是基于抗原抗体的免疫反应,所以,教学过程中还要简单介绍一些免疫学的相关知识,使学生更好地掌握这部分内容。总体而言,在教学中,这部分的重点是对实验原理的讲解,使学生在掌握实验原理的基础上明白各种实验方法如何被正确运用到实际研究工作中去。在缺乏配套实验教学的情况下,如何让学生理解这些手段、如何在实际研究中得到运用成了笔者必须直面的问题。对此,笔者采取的方法是让学生阅读相关文献,每讲一种实验方法,就配套一两篇中英文文献,文献的内容以相应的实验方法为主,并解决了某个科研问题。文献的接触以中文文献开始,慢慢过渡到英文文献。借助文献,学生不仅可以牢固掌握相关实验手段的实验流程和所能解决的科研问题,也能深入理解实验方法对科研的意义和重要性,避免了学生学习蛋白质实验手段的盲目性。此外,文献还能帮助学生了解最新的科研进展,接触最新的科研领域,拓宽了专业的视野,为今后的研究打下良好的基础。
3.热点蛋白质的专题介绍。事实胜于雄辩。在蛋白质化学系统理论与方法教学的同时,插入一些热点蛋白质的专题介绍,可以充分调动学生的听课积极性。例如,2008年诺贝尔生理或医学奖授予发现和推广绿色荧光蛋白的三位科学家,那么,绿色荧光蛋白究竟是一个什么样的结构,它为何拥有如此优良的性质,学生对此具有强烈的好奇心,因此,介绍绿色荧光蛋白这一特定蛋白质的结构和性质时,学生就听得非常认真,教学效果自然很好。并且,通过绿色荧光蛋白专题,还增进了学生对生物发光以及生物标记等领域的了解。再比如,蛋白质的非正常聚集跟很多疾病如疯牛病、老年痴呆症(又称阿兹海默症)、帕金森症相关,那么,蛋白质的聚集究竟是由什么引起的,蛋白质聚集的过程中,它们的结构又发生什么样的变化,这些都是学生迫切想弄清楚的问题。通过对其中一两种疾病相关蛋白的介绍,使学生深切认识到蛋白质的结构对于维持机体正常功能的极端重要性。同时,将蛋白质聚集这样一个值得深入探讨的科研或医学问题在课堂上提出来,也可引导一部分极具潜力的学生去从事相关研究工作。
关键词: 食品化学 考试试卷 命题
食品化学是食品科学与工程专业的三大学科基础课之一,该课程不仅是学生学习后续专业课如食品工艺学类课程的基础,还是分析和解决食品生产、贮藏及安全等方面的实际问题,开发食品新产品,革新食品工艺,进行食品方面科学研究的理论基础,并提供主要方法。《食品化学》的教学水平与学生对食品化学课程的掌握程度,在很大程度上影响了食品科学与工程专业的人才培养质量。食品化学是一门考试课程,既要考核学生对理论知识掌握程度以及相关技术和能力的水平,又要检验教学效果和质量,要发挥以考促教、以考促学的作用[1]-[3]。考试试卷是决定考试的核心内容,直接关系着考试的目的能否达到。经过多次教学循环,我们总结出食品化学考试试卷命题应遵循以下原则,坚持以下做法:
1.以教学大纲为依据制定考试大纲
教学大纲是教学过程的基本文件,教学大纲明确规定了知识掌握程度与技能能力要求,规定了必须掌握的基本知识点,对知识点的理解与运用程度有明确的要求;严格规定了授课的内容与相应的授课时间;界定了知识点的覆盖范围,标明了哪些是重点、哪些是难点,通过教学大纲,可以体现该门课程的特点,反映该课程与相关课程的衔接关系。总之,教学大纲规定了对教师的教学要求与对学生知识、技能及能力的要求,应在考试前制订考试方案,将考试目标与教学目标有机结合,做到考试大纲与教学大纲一致,以考试大纲与教学大纲的符合程度检验考试内容与教学目的的一致性,一方面有利于教师理清命题思路,克服考试命题的随意性,另一方面有利于引导学生在掌握基本理论、基本知识和基本技能的基础上,积极培养其创新意识和创新能力。在具体操作上坚持两条原则:1)各主要知识体系在试题中的分数比重尽量做到与其在教学大纲的授课课时比重一致;2)试卷的基础题从教学大纲规定的必须掌握的基本知识、基本技能中找,提高题从教学大纲规定的要深刻理解并能灵活运用的内容中变化出来,综合题则从食品生产与科研的实际出发,尽量从当前的热点或公众关注点、或前沿课题中命题,主要考查学生综合应用两个及两个以上知识点解决问题的能力,该类试题尽量要能反映学生的视野与举一反三、融会贯通的能力及自学能力。
2.建立习题库、复习题库,以此为基础建立试题库
食品化学是建立在基础学科如无机化学、有机化学、生物化学之上的,学习食品化学时必然要应用到这些课程的内容,在授课时教师必须通过布置复习题与习题引导学生复习巩固相关知识并能将相关知识应用到分析、解决食品化学问题的解决上。食品化学与后续食品科学与工程专业的有关专业基础课及专业课如食品营养学、食品添加剂、食品酶学、食品风味化学等课程有很强的联系,部分内容甚至有较大程度的交叉[4]。有些内容属于食品化学要掌握的,有些内容是食品化学为相关过程打基础的,教师可以在授课中通过习题、复习题告知学生哪些内容属于食品化学需要掌握的,哪些内容是其它课程学习的基础,并让学生通过习题、复习题牢固掌握。食品化学的内容复杂,学习要求高,其内容既包括食品的六大基本成分结构、性质及其在贮藏、加工、包装中可能发生的物理变化,以及它们对食品质量和加工性能的影响,又包括食品的色泽、风味、食品中应用的酶、食品添加剂等内容;通过食品化学的学习,学生既要掌握引起食品贮藏、加工与运销过程中食品质量与安全性变化的物理、化学变化与生物变化的种类、后果、影响这些变化的因素,以及控制这些变化的方法,又要能够运用这些知识灵活地解决实际生产、科研等方面的问题,还要掌握食品功能性成分功能专业的评价、功能性成分的提取、纯化等内容,而食品化学授课学时有限,必须在课前、课后布置大量的习题、复习题给学生,通过课外的预习、复习与自学来确保学生的学习质量。此外,食品化学还是食品科学与工程专业研究生入学考试课程之一,为便于学生复习应考,也有必要建立习题、复习题库。
习题、复习题库的建立不仅仅由任课教师根据教材或讲稿命题,也应向无机化学、有机化学、生物化学等基础课教师征求食品化学的习题、复习题,然后全系教师多次开展专题教研活动,根据相关课程教师在授课中感觉哪些知识学生必须具备或往届学生在知识与能力上有欠缺,然后将这些知识或者能力作为习题、复习题的内容。此外,根据学生在实习或社会实践活动、毕业设计或毕业论文中暴露的知识与能力不足,将相关内容作为习题、复习题的内容。食品生产、科研及安全方面出现一些热点、社会公众关注点后,教研活动中也会及时将它们变为食品化学的习题与复习题。我们也定期收集校外,特别是名校的考研真题,并及时补充到我们的习题、复习题库中。
习题、复习题库建立后,我们将各知识点分门别类,然后按照教学大纲对各知识点的授课要求与学时比例,按照基础题、提高题与综合题的适当比例,整理出试题库,并集体做出参考答案与评分标准。考试与补考时随机抽取,用过的试卷从试题库中清除,并补充新试卷。
3.试题强调对知识的理解与运用,注重考查学生解决问题的能力与创新能力
食品化学课程中有一些基本的理论与基本概念,学生必须记牢、背熟,如水分活度的概念及水分活度的分区、疏水相互作用与极性相互专业的强弱随温度变化的规律等。这类题我们以名词解释、填空题、判断题、选择题等答案唯一的客观题形式出现,这类题的分值一般控制在30%左右。但是更多的理论与方法的理解与应用最为重要,这类题我们以提高题的形式出现。如脂肪的自动氧化受多种因素影响,脂肪氧化的程度难以用一个指标作氧化全程的唯一准确评价指标。我们在考试前,首先让学生做一次关于脂肪氧化的综合性实验,设计多种脂肪氧化的条件,测定多个脂肪氧化指标,然后将实验条件与学生的实验数据列在试卷上,要求学生用学过的理论分析解释实验数据,不仅可以考查学生对食品化学相关理论的理解程度,还可反映出学生其他基础课程如分析化学等相关知识的掌握与应用能力。这类题目的分值一般控制在45%左右。提高题的分值控制在25%左右,主要考查学生综合运用知识解决复杂问题的能力,同时可以考查学生平时的积累与自学能力,如牛初乳里有许多功能性成分,在考题中可以让学生设计一个综合利用牛初乳的方案。学生首先要了解掌握牛初乳的物料特点、功能性成分,这主要考查学生对专业的喜爱程度,如果喜爱专业,并注意了解与专业相关的问题,回答就没有障碍,在我们的习题与复习题中也有类似题目促使学生去了解。另外,免疫球蛋白等功能性成分的分离考查了学生对非食品化学内容如膜分离等知识的了解状况,免疫球蛋白的分离必须确保其不变性,学生必须根据蛋白质变性的原因涉及分离方案,防止免疫球蛋白变性,等等。试题的答案有些是唯一的,有的答案并不唯一,可以从不同的角度去回答。对答案不唯一的题目,我们在评分上并不求全责备,学生只要在答案中有独到的见解,体现出灵感或智慧的火花,都可得到高分。
4.重视动手能力,实验内容纳入理论课的考试范畴
食品科学与工程专业是一门应用性学科,它的学科特点决定了动手能力非常关键。我们拟将食品化学的实验课单独设课,单独考核。即使实验课单独设课,依然也可在理论课考试中考查学生的动手能力。例如,蛋白质在食品加工中具有多方面的影响,每一种食品体系中几乎都有蛋白质存在,测定蛋白质的方法有多种,我们给定几种食品体系,要学生设计蛋白质含量测定的方案并评价蛋白质在食品体系中的作用,这对学生就是一个既有挑战性,又能考查学生能力的问题,而学生今后工作中需要解决的问题又很可能与这类题目极其类似。这样的试题有可能促使学生积极主动地培养自己实际动手能力,培养今后工作中用得着的能力。
总之,食品化学考试试卷的命题,既要考查学生对基本理论、基本概念的掌握程度,又要考查学生对知识的理解与灵活运用的能力,还要考查学生的视野与知识贮备、自学能力及创新能力。通过考试,可以引导学生提高在今后工作中用得着的能力。要达到此目标,学生没有相关知识的记忆不行,仅仅只有记忆也不行,应既有记忆又有能力才行。考试能客观、准确地反映学生对食品化学知识的掌握程度与运用能力这样一种目的。同时,考试的结果能够检验教师的教学水平,有利于教师提高教学效果。
参考文献
[1]谢超峰,贾冠忠.学分制管理模式下高校考试改革研究[J].科学与管理,2008,(4):81-83.
[2]叶蓓,王光辉.浅谈高校考试制度改革的若干问题[J].中国校外教育,2008,(8):848.
[3]陈瑶,李梦虺.论高校创新教育下的考试改革[J].西北医学教育,2008,16(4):630-631.