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教学的服务对象是学生,学生是教学的主体。医学生物化学课程是为大学二年级本科学生开设的重要的基础医学必修课程,他们已经具有医学生物学、医用物理学、无机化学、有机化学等基本理论和实验技能,为实施生物化学教学奠定了基础,但医学类学生仍然普遍反映医学生物化学内容抽象、繁杂、微观、难学。现在高等院校大学生大多为“90后”,他们思路开阔,方法灵活,但缺乏持之以恒的韧劲;实践动手能力较强,但基础知识不够扎实;多才多艺,表现欲强,但自我管理能力和约束力较差。高等院校要把这些大学生培养成才,必须有适合于这些学生的教学内容、教学方法和教学体系[3]。当前提倡的素质教育,其中一个重要环节就是“授之以渔”,即如何引导学生愿意学习并且掌握学习方法,而不是单纯地告诉他们学习什么。如何使学生建立对医学生物化学课程的学习热情和信心,树立正确的学习目标和方法,让学生明白“为什么学,学习什么,怎么学”,应该是教师首要思考的问题。通过教学思路的转变,使学生成为学习过程的主体,教师更真实的发挥启发、引导和组织的作用[4]。
2教学内容的反思
由于学生基础差异大,所学专业不同,教师应该尝试结合教学大纲和社会实际需求情况来进行教学内容的选择。对于选定的教材,教师也可量体裁衣,充分挖掘教材的内涵,对教材进行适当的处理,有目的地删减、添加教学内容。例如对于临床医学专业的学生,教学中应该合理搭配临床实例。课堂上引入实例教学,学生往往兴趣盎然,有学以致用的切身感受,对临床工作形成一定的感性认识。实际上,医学生物化学课程本身与临床工作联系紧密,增加实例教学并不困难,关键是方法、时机和内容等的合理搭配。学生普遍对临床科室的检测项目、仪器使用及工作程序等有浓厚的兴趣。为了学生就业和今后从事科研工作考虑,教师应该在教学过程中有意识地介绍相关的生物化学与分子生物学基础理论和实验技术等前沿内容。总之,医学生物化学课堂教学内容应该结合医学各专业的特色,从实际到理论再到应用,环环紧扣,步步深入,在激发兴趣、启迪思考中将枯燥且难理解的知识转变为有趣、有用的知识储备、能力训练和素质养成[4]。
3教学方法的反思
教师应该不断反思自己的教学方法,包括目前教学现状如何,还存在什么问题以及如何解决。教师还应不断作出灵活的调整,提高自身的教学能力和课堂教学质量。切不可太过单调,只用一成不变的方法进行填鸭式的教学[5]。每个教师应该根据自己的教学经验和风格特点,结合学生的实际情况,确定易于被学生接受的教学手段和方法,最大限度地调动学生的学习积极性和主观能动性。
3.1运用多媒体辅助教学
由于医学生物化学理论知识体系深奥,传统的教学方式很难让学生有效地学习到其中的核心知识点,而借助多媒体教学可以使教学内容更加形象、直观,便于学生理解和掌握。多媒体课件在课堂教学中已经得到充分运用,其主要优势是更大容量和更灵活的组织形式,通过幻灯片、动画、视频等表述方式及交互性制作技巧有机地整合各章节知识结构,有效提高教学效果。例如对于DNA双螺旋结构的演示问题,应用计算机特有的三维显示技术就能轻而易举的解决,学生掌握了DNA双螺旋结构的概念,易于理解与这个结构相关的复制、转录和翻译机制。
3.2运用医学实际和生活实例教学
实例教学是活跃课堂气氛,加强学生综合思考能力的一种好方法。为了将枯燥的知识变得生动、鲜活、具体,教学中结合课堂内容,将实际生活和临床工作中密切相关的生化知识和技术穿插介绍给学生,既提高学生的兴趣,又增加他们的生活知识,对其一生都是有益的。生活、临床、法医、食品、考古、体育等都有医学生物化学的应用,可以选择最有代表性的阐明机理,让学生达到举一反三的目的。比如将RNA生物合成机理与临床艾滋病治疗相结合;讲解DNA损伤修复时,将DNA损伤修复系统的缺陷与遗传性着色性干皮症和早老症等遗传病的发生相联系;讲解酶的竞争性抑制作用时,介绍磺胺类药物的抑菌机理等;通过这样的联系,无疑将极大地激发学生的学习热情,变被动记忆为主动摄取,使学生感觉到所学的医学生物化学课程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,使其掌握的知识经久难忘,教学效率必然会大大提高[6]。
3.3运用名人名事激发学生学习兴趣
医学生物化学是一门医学前沿学科,这一领域的许多科学成果获得了诺贝尔奖。课程教学内容的导入可以利用讲故事、民间俗语、生活中的小常识或科技新进展等进行导入。在课堂教学中穿插介绍获得诺贝尔奖的著名科学家的科技成果和科学研究故事,用名人的科学探索精神和高尚的人格魅力去激励学生,激发他们对生物化学学习的兴趣。比如,在讲授复制和转录的时候,就可以讲述父亲KornbergA分离纯化了DNA复制需要的DNA聚合酶,儿子KornbergRD发表了第一张RNA聚合酶的全动态晶体,父子两位科学家都曾在不同年代获得诺贝尔奖的传奇故事。与此同时,在课堂讲授时引导学生以科学的思维来理解生物化学,逐步培养学生的科学思维方式,提高学生的逻辑思维能力。
3.4运用练习测试巩固知识
每堂医学生物化学课给学生介绍的知识点很多,随着课程的延续,学生不理解的方面越来越多。根据以往的评价和反馈,绝大多数学生认为医学生物化学难懂难记,对课程的学习兴趣逐渐减弱。对此,教师应该在每节课结束前3-5分钟,针对本节课的知识点设计几道题目对学生进行随堂测试,这样可以使学生对本节课的知识点重新梳理回顾。尽量让学生在课堂上就对主要的知识点理解透彻,课后再复习时,就有了较深入的认识。学生对课堂练习测试普遍反映良好,通过这种方式既可以帮助学生巩固知识,提高学生的学习积极性,又可以评估教师的教学效果是否达到预期的目标[6,7]。
3.5培养文献检索和查新能力
医学生物化学学科发展非常迅猛,知识更新很快,新理论与新技术层出不穷,应该教会学生如何利用信息资源来组织自我学习。在教学过程中,针对学生学习医学生物化学时重记忆、轻思考的特点,笔者培养结合课程内容进行检索和查新的能力,向学生反复强调不能单纯依赖课本,要注重学习查阅文献和网络相关资讯作为学习的补充。同时结合不同章节的要点,辅以相关文献研究进行讲解,包括立题的依据、课题的设计以及讨论的要点等,并适当安排时间利用电脑给学生展示对某方面内容如何进行文献检索,对国内外有关专业网站进行推荐。同时,笔者在中国知网和Pubmed上还筛选一些生物化学专业期刊介绍相关的基础和专业知识传授给学生,让学生的知识系统尽可能跟上学科发展的步伐。对于文献检索和查新的学习,学生表现出强烈的学习欲望,主动思考和解决问题的能力明显提高,对生物化学新知识和新进展也有了更深入的了解[7]。
4教学模式的反思
4.1理论教学精益求精
医学生物化学课程的特点是高深难懂、枯燥乏味,以理论讲授为主,内容繁多,涉及面广,教学课时有限,学生往往难以消化和理解。教师在理论教学中应该通过同行评课和与高水平的督导员交流,从板书、语言、导入、讲解、提问、演示、课堂组织、强化、练习指导等环节着手,分析教学中运用了哪些教学技能、策略和方法,总结教学经验和教学过程中的优缺点来进行反思,矫正实际教学。教师只有不断的进行教学反思,力争精益求精,才能使理论知识的传授做到深入浅出、通识易懂。此外,教学中难免会出现教与学的偏差,教师应该即时帮助和指导学生,同时进行反思。
4.2实验教学必不可少
实验教学是生物化学整个教学过程中必不可少的环节。学生普遍对医学生物化学实验课的学习兴趣比较浓厚。在实验室精选实验项目的前提下,实验课的课堂教学是最重要的问题。学生做实验的目的不是为了得到结果,而是应该知道实验过程中的每一个步骤所蕴含的基本原理,进而通过理论指导实验操作。这就需要教师不是简单的讲解实验步骤,而是将教师对理论的讲解转化为学生自己的知识,导向其思维,指导其操作。同时对实验结果的分析也很重要,学生习惯于用实验成功或者失败来总结本次实验的结果,而实际上最主要的是让学生分析某种现象或实验结果的原因,以及实验结果存在的误差及其产生的可能原因,进而培养学生的动手能力、科学思维能力和观察问题、解决问题的能力[8]。
4.3利用临床见习辅助课程学习
由于教学条件所限,医学生物化学课程中的部分教学内容可以通过临床见习的方式来完成。这种方式既解决了教学资源紧张的问题,又使学生直接接触医学前沿阵地,感受到医院的工作氛围、工作方式和工作秩序,为将来的临床实习和就业打下坚实的基础。比如学习肝脏的生物化学这一章节,就可以让学生直接在临床医院检验科见习常规肝功能生化检测的项目,了解黄疸性肝炎患者的临床特点和诊断依据。
5总结和讨论
关键词:生物化学;糖类;实验教学
生物化学的教学工作一般从糖类、蛋白质、核酸等物质的结构和理化性质开始讲授,随后再介绍这些生物大分子的物质代谢和能量代谢,同时,理论教学和实验教学分开,不但使教学工作相对枯燥难懂,而且学生也不易掌握生物化学的知识结构和重点内容。许多专家学者在课堂教学方法和理念上对生物化学的教学方面做了很多改革和创新[1-4],也有许多教学工作者在实验教学方面进行了探讨[5-7],为生物化学的教学提供了很多值得借鉴的地方,但如何将生物化学的部分实验合理的融入教学课堂,将理论教学和实验教学恰当的融为一体,此类教改文献较少。本文以糖类教学过程为案例。
一构建糖类的知识结构体系
学习生物化学之前,学生已经学习过《有机化学》课程中关于糖类的章节,对重要的单糖、二糖及多糖并不陌生。但《有机化学》和《生物化学》中的糖类讲授侧重点并不完全相同,后者的讲述要为糖代谢的章节做好铺垫,而糖代谢则是糖的化学的延伸。虽然课程设计上是先讲完糖类、蛋白质、脂类、核酸、酶等物质的结构和理化性质后,再讲述糖代谢、脂代谢、蛋白质代谢。但教师不能按照教材孤立糖的化学和糖代谢的关系。因此,围绕糖类一章要为糖代谢章节服务的思路,重新构建《生物化学》中糖类的知识体系,做到重点突出、逻辑清晰。在讲完糖的概念和分类后,由“最简单的糖是什么”的问题导入,通过介绍甘油醛过渡到同分异构的讲解,重点介绍D/L构型。在此基础上,让学生思考,如果每延长一个碳,会增加多少同分异构体的同时,引出重要的单糖,如葡萄糖、核糖等。针对性的介绍单糖的化学性质,为糖代谢做铺垫。如葡萄糖半缩醛羟基上可发生酯化反应,形成葡萄糖的磷酸酯,而葡萄糖的磷酸酯是生物体内糖代谢的重要中间产物。在从α-D-葡萄糖如何形成糖苷键转变为学生所熟知的麦芽糖开始,讲述二糖及多糖,最后介绍多糖的化学性质。
二课堂教学中加入演示实验
生物化学实验教学和理论教学相结合可加深理解专业知识,通过课堂演示实验可将抽象的生物化学理论以可视化的方式展现出来,使学生产生兴趣,引发学生思考这些化学现象背后的本质,从而产生认知冲突,增强学生的主观能动性,有助于学生对理论知识的掌握和理解。而在常规的教学过程中,往往理论和实验分离,教师普遍认为演示实验简单,培养不了学生动手操作的能力,从而忽视演示实验在教学过程中的作用。然而,演示实验在课堂教学中的实际效果在提高学生兴趣方面起到了至关重要的作用。以在课堂教学中引入糖的演示实验为例,课堂气氛明显活跃,学生对糖的一些化学性质比传统的讲授记忆更为深刻。如在讲糖类的还原作用方面,教师在上课前可提前准备好斐林试剂和本尼迪特试剂、葡萄糖溶液、果糖溶液、蔗糖溶液、麦芽糖溶液和淀粉溶液、试管、加热设备等。通过实验,向5支试管中加入菲林试剂,再分别加入上述五种糖溶液(10g/L),置沸水中加热数分钟,取出冷却后观察颜色变化[8]。这样可直观的观察不同的糖类颜色有何不同,让学生思考造成这种颜色差异的原因。引出还原糖和非还原糖的概念。即加深了概念的理解,又对糖官能团进行了直观的讲解。学生课堂反馈积极,可明显感觉到老师与学生间的沟通和互动是有效的。
三启发学生设计综合性试验
化学实验通常分为演示性实验、验证性实验和综合性实验。然而本科生教学过程中,很少涉及到综合性实验,由于教师培养学生创造精神方面缺乏主动性,加上学生自身知识水平所限,综合性实验在实施方面存在诸多困难。综合性实验带有一定的综合应用性质或部分设计性任务。它要求学生在充分理解生物化学基本原理的基础上,综合运用所掌握的基础理论、实验技能以及各种检测手和实验方法,自行设计实验方案、确定实验方法、选用配套仪器设备、独立进行实验、记录实验数据并进行数据的整理和分析、最后写出比较完整的实验报告或学术论文[9]。为了进一步使学生熟悉和掌握糖的化学,在演示实验的基础上,详细讲解糖的化学性质及这些化学性质和什么官能团相关后,尝试让学生自己设计实验并加以完成。如还原糖因含有自由的醛基或酮基,在碱性条件下,还原糖可与黄色的3,5-二硝基水杨酸(DNS)共热,被氧化成糖酸和其他物质,3,5-二硝基水杨酸则被还原成棕红色的3-氨基-5-硝基水杨酸。棕红色的深浅和糖的含量成正比,用分光光度计在540nm波长下测定溶液的吸光度并查标准曲线,可求出样品中还原糖的含量。由此,让学生自己查找资料,结合糖类的化学性质,思考并设计其它的测定还原糖的实验方案,并在实验室中完成。不管实验方案是否可行,实验是否进行顺利,鼓励学生大胆尝试,这样的引导和启发不但培养了学生独立思考和设计实验的能力,也使学生对糖的化学有了更深刻的理解和认识。
四总结
以实验为导向,结合课堂教学的教学方法,不但使抽象的生物化学学习变得具象化,也容易引发学生兴趣,通过自己设计实验,增强学生成就感的同时,也锻炼培养了学生一定的独立学习和思考的能力。
作者:吴震洋 邱岚 李丽 单位:铜仁学院
参考文献
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[7]史锋,周楠迪,田亚平.浅谈生物化学实验教学在高校生物化学教学中的作用[J].教育教学论坛.2011,(21):247-248.
文科生和理科生基础不同,生物化学相关知识不能很好地衔接,因此,学校主要采取小班式教学。将文科生放在一个班,教师可以放慢进度,将与授课内容有关的高中基础知识补充讲解,方便学生理解后续授课内容,然而目前大学生物化学课普遍存在内容多但课时少的矛盾,使一些教师不注重教法探讨和学法研究,往往忽视学生主体,大多利用多媒体技术,以讲授法为主,实施灌注式、填鸭式教学策略[5]。对于文科生和理科生的教学内容方法区别不大,虽然教学任务完成了,但是教学效果差,学生短时间无法掌握,学习难度大,每次上课感觉在听“天书”,久而久之便产生厌学情绪,逆反心理,没有信心学好生物化学,因此,在有限的学时内,如何积极开展轻松愉快的课堂教学,形成和谐的学习氛围,提高课堂教学效率是需要生物化学教师共同思考和探讨的问题。
2生物化学教学策略的改进
2.1帮助学生陪养兴趣,增强学习的信心和动力
“态度决定一切”“兴趣是最好的老师”“自信是迈向成功的第一步”……从这些耳熟能详的名言锦句可以得到启示,做好一件事,态度是关键、兴趣是动力、信心必不可少。要想学好生物化学这门课,这三要素同样不可或缺。首先,学生要明确学科重要性,树立正确的学习态度。绪论课是一门课程的缩影和向导,是引发学生习兴趣、明确学科重要性、树立良好的学习态度的重要开端,第一节课学生好奇心都较强,应利用这一特点,精心设计有效引导,使学生从“要我学”的被动状态转变为“我要学”的主动状态。随着多媒体的普及,利用网络开拓生物化学知识领域成为提高学习兴趣的有效途径。教师可利用课间播放一些生物化学的影视资料,学生可在课后充分利用网络查阅资料,观看生物化学相关视频。另外,学生可利用图书馆资料读一些相关的课外书籍。从多个方面让学生感受生物化学的神奇与奥秘,激发学生的求知欲[6-7]。生物化学教材中的物质代谢部分是重点也是难点,涉及多步化学反应以及多种酶,内容较为抽象,难懂易忘,若仅用化学结构式和反应方程式来讲解内容难免枯燥乏味,如何让学生易于接受呢?首先,概述三大物质代谢,其次章分节详细讲解,最后总结三大物质之间的代谢联系。整个教学采取总-分-总的教学策略,注重理论和实际结合,例如:讲解糖代谢时可结合学生体内1d的糖代谢变化分析,掌握血糖的三大来源四大去路。讲解三大物质代谢之间的相互转化关系时,以高糖高脂高蛋白饮食、肥胖患者、三高人群为例。教师在讲解过程中要密切结合学科前沿知识、最新研究进展、科学家趣事、临床实例、日常生活实例等,来增加讲解的生动性和趣味性,提高学生的学习兴趣[8-9]。心理学家布鲁姆提出的“掌握学习”理论在教学实践中取得了显著成效,该理论告诉教师一定要对自己的教学充满信心,并努力创设条件和机会促进每位学生增强自信心,引导文科生从心理上消除畏难情绪。在教学过程中,教师要把握文科生的接受能力,由简到难、由浅到深的授课,精选教学内容,减轻学生负担,切不可“满堂灌”。另外,通过情感教育激励学生,关爱学生,引导学生敢想、敢说、敢问,逐步培养学生发现问题、提出问题及解决问题的能力[10]。
2.2布置课前预习,提高教学质量,考察学习效果
教师应要求学生课前预习,通过图书馆、网络等渠道查阅相关资料,了解背景资料及熟悉一些专有名词,不求深入,初步做到课前心里有底,这样才能跟上老师的“节奏”,课堂上,学生才能收到良好的效果,例如:核酸的结构和功能这一章,涉及核糖核酸、脱氧核糖核酸、核苷酸、碱基、戊糖、磷酸等名词术语和它们之间的包含关系,学生通过多读多查,熟悉定义,理顺关系,那么听课过程中会很轻松,克服了生物化学教学课时少但内容多的矛盾。在授课过程中,教师应将内容分为了解、熟悉、掌握三个层次。授课层次清晰,重难点突出,利于学生把握生物化学的主线[11]。教学大纲要求了解的内容,教师可将该内容布置为课后作业,培养学生自学能力。要求熟悉和掌握的教学内容,教师需注重学习思路、学习方法和学习技巧的讲授。生物化学教学中,教师通常利用多媒体与黑板相结合的手段授课,多媒体教学既能将抽象的内容、复杂的代谢过程直观生动地表达出来,动画、视频等元素又能增加生物化学教学的趣味性,同时很重要的一点是可以缩短教师板书的时间,达到事半功倍的效果,例如讲授DNA的复制过程时可通过动画短片,生动地展现各种酶、引物、底物及其他蛋白质因子的动态变化,从而使枯燥乏味的课堂内容变得生动有趣。多媒体在当代教学中发挥十分重要的作用,但是这种手段有一定的缺点,使用不当反而效果大打折扣。教师一定要在幻灯片制作上下功夫,在教学中掌握技巧,不能完全依赖于多媒体。要将多媒体与板书、教材有机结合,才能提高教学效果[12-13]。生物化学教学方式种类繁多,如讲解式、引导式、启发式、举例式、探究式等[14]。教师可根据不同的教学内容或教学章节灵活选用,一堂高质量的生物化学课往往运用了多种教学法。生物化学知识点繁多、大多需要理解识记,教师要引导学生把无意识记和有意识记巧妙地结合起来,对于需要记忆的内容不要“死记”,而要“巧记”。利用谐音、顺口溜、小诗歌记忆法帮助学生记忆[15]。例如可以利用谐音:“假设来借一两本书”,记忆8种必需氨基酸———甲硫即蛋氨酸、色氨酸、赖氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸。另外以理解为基础才能记得牢记得准。文科生大多具有思维活跃、理解力强、擅长记忆等优点,因此,利用文科生的长处,方法得当,肯下功夫,相信每个文科生都能学好生物化学。为了督促学生学习,教师可通过课间提问、组织学生进行课堂讨论,实践表明,课堂提问可增进师生交流、活跃课堂气氛、集中学生注意力、激发学习兴趣、开拓学生思路、启迪学生思维、获得信息反馈、提高教学质量。开设讨论课不仅有助于加强学生对基本理论知识的理解,而且可以激发学生的创新思维能力和综合学习能力。课后,布置作业,督促学生巩固已学内容,鼓励学生利用邮件、QQ、微信等现代通讯手段,相互讨论,共同学习[16]。
3结束语
1传统医学生物化学与分子生物学实验教学的局限性
生物化学与分子生物学知识繁多、内容抽象、概念枯燥,理解和记忆的难度很大,使得不少学生越学越记不住,越学越难理解,产生厌烦和畏难情绪。随着时间的积累,各个学生对生物化学与分子生物学知识的掌握参差不齐,从而影响在实验课上的表现和发挥;生物化学与分子生物学教材更新迅速,但实验内容陈旧落后,主要为一些简单的验证性实验,与临床实践、实际应用明显脱节,严重滞后于学科发展;实验课教学采用教师预先优化实验环节,讲授实验原理、介绍实验试剂、演示重要操作步骤、强调注意事项,然后学生按照操作步骤依次做实验、写实验报告的教学方法,学生仅仅被动学习,缺乏主动思考,很多学生甚至出现了抄袭实验报告的现象,根本不知其所以然,更不懂得实验中观察实验现象,发现问题、分析并解决问题的重要性;生物化学与分子生物学实验课是一门强调学生动手操作,在动手的过程中独立思考,发现问题、分析问题、解决问题的重视实践的学科,但由于实验操作中以组为单位,有些学生不亲自做实验,抄袭实验报告,养成了眼高手低的习惯,对于临床本科生而言,不利于今后的发展;可见,传统实验教学理论与实践脱节,对其改革是学科发展、培养创新型人才的教育需求。
2应用分层教学法,全面改革医学生物化学与分子生物学实验教学
分层教学又称分组教学、能力分组,是教师根据学生的知识、能力水平和潜力倾向把学生科学地分成几组水平相近的群体并区别对待,使得各群体在教师恰当的分层策略和相互作用中得到最好的发展和提高。根据分层教学的理念,教师可以根据各个学生对生物化学与分子生物学知识的掌握、能力水平及个人的发展方向,将实验课分为基础实验、综合实验、设计性实验等。医学的学习过程是一个重视实践的过程,所以基础实验、综合实验作可为必修课程要求每个学生都参加并进行实验考核;而设计性实验可作为选修课程,根据学生自己的科研兴趣及未来发展志向,自愿选择。大体规划如下:
2.1精选基础实验,掌握基本实验技能
基础实验的教学目标是掌握基本实验技能,如医学生物化学与分子生物学实验中常见玻璃仪器的使用、清洗和干燥、电泳技术、层析技术、光谱光度技术、离心技术、物质的分离提纯及含量测定。按照教学目标,可安排如下基础实验:血清蛋白含量的测定、血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳、氨基酸薄层层析、肝脏DNA的提取等。通过基础实验,学生加深了对基本理论知识的理解,掌握了分光光度计、离心机、电泳仪、水浴锅等常见生化仪器的使用,熟悉了基础实验的操作过程,为开设综合实验、研究型实验奠定了基础。
2.2开设综合性实验,提高动手能力和科研素质
综合性实验的教学目标是提高学生的动手能力,培养分析问题、解决问题等科研素质。综合实验侧重以生物大分子的分离、提纯及测定为主,涉及各种实验技术的综合。为了达到上述教学目标,可筛选以下实验:细胞核分离纯化及DNA、RNA含量的定量测定、聚丙烯酰胺凝胶电泳分离血清蛋白、碱性磷酸酶的提取和测定等。通过基础实验课的学习,学生已掌握了基本实验技术。在综合性实验的开展过程中,要突出学生的主体地位,以学为主,以教为辅。学生通过预习课本,动手实验、发现问题、分析问题,最后解决不了的问题,教师可以组织学生讨论,最后再答疑,指导实验的完成。通过实验,学生对实验原理有了更深入认识、提高了发现问题、分析问题及解决问题的能力,发挥了学生的主观能动性。如“细胞核分离纯化及DNA、RNA含量的定量测定”实验中,由于细胞质、细胞核的水解液中容易吸入少量沉淀,导致比色时吸光度偏大,实验数据有偏差,出现该问题怎样解决呢?首先让学生观察实验现象,试管中的反应液是不是有悬浮物,不清澈呢?然后分析问题。根据分光光度计的测定原理Lamer-Beer定律A=KCL可知,在实验条件一定的情况下,A与C成正比,那么吸光度(A)偏大是由反应液的浓度(C)增大而引起的。是什么原因引起反应液的浓度增大呢?引导学生思考,是由于吸取水解液时混入少量沉淀而造成的。那如何解决该问题呢?是不是可以采用离心技术,将悬浮物沉淀,再用上清液比色呢?通过离心前后实验结果的比较,学生懂得了实验中发现问题的重要性,体会了运用所学知识去分析并解决问题的成就感。当然,也有同学实验数据还没认真分析,就已经把反应液倒掉了,若实验数据有问题,已来不及查找原因,在这种情况下,可以让学生再重复进行测定部分的实验。通过重复实验,学生了解到保存实验材料的必要性及其对实验结果分析的重要性。综合实验的开设,提高了学生分析问题、解决问题的能力,更重要的是学生通过自己的主动学习,参与实验的热情提高,对实验过程的理解更加透彻,科研素质得到了提升。
2.3组织“研究性实验”,突出学生创新能力的培养
研究性实验可作为选修课,实验题目待定或由各学业导师出相关题目,让学生参考。学生根据自己的专业特点、兴趣爱好、发展倾向选择研究项目,由学业导师负责指导。学业导师负责做好以下相关工作:(1)帮助学生选题,引导学生查阅资料,设计实验并跟踪指导实验;(2)做好实验室开放工作,保障实验药品、器械的正常供应;(3)帮助学生分析实验结果。当然,研究性实验也可以在学业导师自己的实验室进行。在完成实验的过程中,学生围绕自己感兴趣的课题经历了查阅资料、选择材料、确定方案、准备试剂、分析结果、撰写研究报告等一系列过程,教师则全程跟踪指导。研究性实验的开设让学生体会到科研的过程,体会到自己查找资料、学习知识的过程,体会到发现问题、解决问题的过程,体会到独立思考在科研中的重要性,培养了严谨的科学态度,同时提高了学生的动手能力,激发了学生对科研的热情,提高了学生的创新能力,更重要的是提高了学生的独立性和自信心,这对学生日后从医或搞科研是非常重要的。在教师的指导下,一些学生通过查阅资料后提出有价值的问题,写出课题申请,获得了大学生创新项目的资助,还有一些学生将自己的研究成果在学术刊物发表。可以说研究性实验为那些喜欢做实验、搞科研的学生提供了一个平台。
3结语
课程体系和教学内容是“卓越计划”指导思想和教育理念付诸实践的桥梁。根据《卓越工程师教育培养计划通用标准》对本科工程型人才知识、能力与素质的要求,我们提出构建生物化学实验教学体系的基本思路是夯实专业基础,提升实践能力,拓展创新能力。在此思路上,优化整合原有实验内容,将实验分成验证型和综合设计型,根据学生能力发展进程将实验内容分成基础模块、提升模块、创新模块。生物化学实验多层次教学体系。生物化学实验教学的第一阶段为基础模块实验,教学目标是使学生掌握扎实的实验基础知识,具备基本技能,规范实验操作;第二阶段为提升模块实验,教学目标是提升学生实验能力,注重培养观察、思维与动手能力,培养组织管理团队协作能力,培养分析、提出方案并解决实际问题的能力;第三阶段为创新模块实验,教学目标是培养学生的科研能力、创新能力、产品开发和设计能力。针对原先生物化学实验教学中存在实验教学内容与工程实际结合不够紧密的问题,注重按工程问题优化教学内容,开设一些与企业生产密切相关的实验项目,培养学生的工程实践能力,如“皂化价的测定”“蛋白质浓度测定方法比较”“食品中粗脂肪的提取和含量测定”等实验项目与食品生产过程中的产品开发和质检标准等紧密相关。
2改革实验教学方法与手段
充分利用现代化教学手段,将教学大纲、任务书、教案、多媒体课件、参考资料及实验操作视频等资料上传到课程网站,并要求学生提前预习,写好预习报告。在实验教学中灵活运用多种教学方法,以“提问式”和“讨论交流式”教学法为主,由以往教师讲实验、学生听实验的教学方法,改为教师提问学生回答、师生开展讨论与交流的方法,加深学生对实验原理和实验操作过程的理解。在综合设计型实验中着力推动“基于项目的学习”,以学生为中心,强调小组合作学习,要求学生对现实生活中的真实性问题进行探究。下面以实验项目“土豆中过氧化物酶的提取、纯化与性质测定”为例,叙述“基于项目的学习”的开展过程。该实验项目内容包括:粗酶液提取、粗酶的沉淀、粗酶的纯化、分子量的测定、性质分析。粗酶液提取中,要求学生确定细胞破碎的方法、选择合适的缓冲溶液、确定恰当的固液分离的方法;粗酶的沉淀中,要求学生确定合适的沉淀方法及沉淀条件;粗酶的纯化中,要求学生根据过氧化物酶的理化性质,制定合理的纯化方案;分子量的测定中,要求学生选择恰当的测定方法;性质分析中,要求学生考察过氧化物酶的最适pH、最适温度及金属离子对酶活的影响。1)组织任务小组。实验开始前两周告知学生实验项目信息,并将学生分成若干小组,每组5人,要求每位成员具体负责该实验项目中的1项任务。另外指定一名责任心强、有一定领导能力的学生作为总负责人。2)制定项目任务。项目任务步骤为:小组集体讨论,小组成员根据各自特长及兴趣爱好确定具体实验内容制定总体实验方法和技术路线小组成员分头完成各自实验方案小组成员汇总集体协作完成实验方案实施实验方案,获得实验结果。上述任务步骤中,除实施实验方案之外,其余步骤均需在实验开始前完成。实验方案实施过程中,要求各小组自行配制所需试剂,并在教师的指导下独立使用匀浆机、离心机、层析柱、分光光度计等仪器设备。3)小组实验方案及实验结果汇报。完成实验后,组织各小组以实验报告的形式呈现他们的实验方案及结果,并制作成幻灯片,在小组间交流讨论。4)实验方案及结果评价。评价内容包括:学生查阅文献能力、提出问题能力、实验方案设计及实施能力以及团队合作技能。“基于项目的学习”改变了过去教师预先给学生配好实验试剂,实验前讲授实验步骤的做法,而让学生自己设计实验方案、配制试剂、实施实验的全过程,促进了学生文献查阅、实验操作技能、团队协作、工程实践及创新能力的培养。
3改革实验考核方法
过去对生物化学实验成绩的考核主要是依据学生的实验报告,导致很多学生不重视实验操作,有些学生实验中不愿意动手操作,甚至出现抄袭报告等不正常现象,这严重影响了实验教学效果,更不利于卓越计划的实施。近年来,我们改变了以往只重实验报告的考核方式,探索了适合考查学生学习能力及实验过程的考核方法。考核过程中采取平时考核与期末考核相结合的方式,两者各占总成绩的50%。平时成绩中,实验纪律占10%、操作技能占60%、实验报告占30%。每次实验均作考勤,缺席者不得参加期末考试。实验纪律的考核内容包括学生在实验期间是否遵守实验室规章制度、安全与卫生情况。操作技能考核内容包括操作是否规范、团队协作及解决实际问题能力等。实验报告考查内容包括实验报告是否详细、完整,有无实验结果及分析,凡实验报告抄袭者一律重写。期末考核为开卷考试,试卷内容涵盖本课程开设的所有实验项目,考查内容包括实验原理及方法、操作注意事项,以及针对某个具体问题进行综合分析并设计实验方案。新的考核方式使教师能够对每个学生做出客观、公正的评价,激发了学生的实验操作积极性,提升了学生自主学习能力,促进了学生创新精神和实践能力的培养。
4优化师资队伍
要实现基于“卓越计划”的生物化学实验教学改革,必须建立一支高素质的能够满足卓越工程师培养所需的生物化学实验教师队伍。徐州工程学院近年来,尤其在成为卓越工程师培养高校之后十分重视教师队伍建设,大力提升教师专业素质,积极引进高水平教授和优秀博士,鼓励校内教师到海内外作访问学者、攻读博士学位进修;组织“教授公开课”和“青年教师讲课比赛”,促进教师提高教学水平;有计划地选送教师到企业工程岗位工作,积累工程实践经验;从企业聘请具有丰富工程实践经验的工程技术人员担任兼职教师。目前徐州工程学院生物化学实验教学团队的年龄、学历、职称与专业结构如图1所示。从图中可以看出生物化学实验教师队伍的现状是:1)年龄组成以年轻教师为主,并注重老中青相结合;2)学历学位普遍较高,博士学位占大多数;3)职称组成较高,以副教授职称为主;4)专业组成多样,大部分教师具有生物学方面的理学知识,除此之外,还具有食品科学与工程、化学工程与技术、环境安全与工程等工程知识与经验。综上所述,徐州工程学院生物化学实验教学队伍是一支高学历、年龄及职称结构合理、专业组成多样的团队,能够满足卓越工程师培养的需要。
5结语
[关键词]动态生物化学;比喻教学法;联系教学法;游戏教学法;多媒体教学法;“线上+线下”混合式教学法
生物化学是一门重要且又抽象难懂的医学基础学科。本门课程主要包括四个方面内容:静态生物化学,研究人体的分子组成;动态生物化学,研究新陈代谢;功能生物化学,研究肝功能;遗传信息的表达。针对医学专业学生的动态生物化学即新陈代谢教学过程中的一些方法进行探究和总结。医学专业的学生将来的工作定位是临床、护理、预防保健等,理应知道人体正常的新陈代谢是如何进行的,新陈代谢应该保持动态平衡,如果新陈代谢发生异常轻则会影响正常的生理功能,严重的会引起疾病甚至导致死亡。新陈代谢包括物质代谢和能量代谢,两者相辅相成,能量代谢伴随着物质代谢。因此,新陈代谢错综复杂,内容前后联系比较紧密,然而授课时间并不是连续的,很可能出现“捡了芝麻,丢了西瓜”的情况[1]。作为本课程的教师,必须思考生物化学中的教学方法,引导学生产生浓厚的兴趣,并及时总结经验。笔者凭借多年的生物化学教学经验,发现比喻教学法、多媒体教学法、游戏教学法都是学生青睐的教学手段,能使书本上枯燥的文字、结构、反应以图片、视频呈现或者以自身比较熟悉的事物类比,甚至通过游戏自身模拟分子或者反应,既能使学生对知识点更加容易理解,又能加深学生的印象,活跃课堂气氛,激发学生的学习兴趣,变被动为主动,成为真正的学习主导者。联系教学法、绘制思维导图能使学生对知识理解更透彻,对知识点进一步梳理和巩固。“线上+线下”混合式教学法、融合思政元素是在当前特殊时期和课程思政大背景下较好的手段。
一、比喻教学法
(一)糖代谢
糖是为机体提供能量的主要物质,食物中的糖类消化成单糖之后吸收入血,主要是葡萄糖,平时我们说的血糖指的就是血液中的葡萄糖。在教学中,可以将血糖比作手头流通的现金,一般都维持在某动态范围内平衡,氧化分解代谢途径就好比是“花钱”,会降低血糖,补充血糖的主要来源则是食物。当手头的现金过多时,我们通常会去存钱(即糖原的合成,使血糖降低),手头的现金过少时,则会从银行取钱(即糖原的分解,使血糖升高),如果银行里的存额不及时补充而又被取完了,则需要靠赚钱来使手头的现金或者银行存额增加(即糖异生,使血糖升高)。总之,“花钱”“存钱”“取钱”“赚钱”都是围绕调整手头现金的多少。氧化分解代谢途径好比是“花钱”,糖原的合成好比是“存钱”,糖原的分解好比是“取钱”,糖异生好比是“赚钱”,这些代谢反应都是以血糖为中心,调节血糖的浓度,使其在动态范围内维持平衡。糖尿病的病理基础是由于胰岛素分泌不足,甚至缺乏(Ⅰ型糖尿病)或者胰岛素受体病变(Ⅱ型糖尿病)导致葡萄糖利用率降低,使葡萄糖无法穿过细胞膜进入细胞,从而在血液中堆积起来使血糖升高。我们可以将细胞比作“教室”,细胞膜是“墙”,细胞膜上的通道是“门”。胰岛素比作“钥匙”,细胞膜上的胰岛素受体比作“锁”,当钥匙(胰岛素)被破坏、缺失(Ⅰ型糖尿病,胰岛素细胞由于免疫系统紊乱导致胰岛素分泌不足或缺乏),不能与(细胞膜上的胰岛素受体)结合不能打开门(即细胞膜上的通道),或者锁坏掉了(Ⅱ型糖尿病,胰岛素正常,但是胰岛素受体病变),正常的钥匙也不能打开门,同学们不能通过门进入教室(葡萄糖不能穿过细胞膜上的通道进入细胞,因此细胞不能获得葡萄糖供能,葡萄糖堆积在血液中浓度升高)。
(二)酮体的生成和利用
酮体的生成和利用这一内容不仅仅是脂类代谢的内容,它作为肝脏往外输出能源的物质,它和糖类代谢的关系很密切,意义非常重要。酮体只能在肝脏以乙酰CoA作为原料生成,但是不在肝脏利用,而是进入血液运输到心、脑、肾、骨骼肌等组织器官利用,因为只有肝脏中有生成酮体的酶,肝脏中没有利用酮体的酶,心、脑、肾、骨骼肌等组织器官中有利用酮体的酶。在教学中,可以将酮体的生成和利用比喻成学生熟悉的“网购”。乙酰CoA好比是需要购买的“产品”,它的功能是进入三羧酸循环提供能量。心、肾、脑、骨骼肌好比是“买家”,当长期饥饿或者糖尿病严重时,此时心、肾、脑、骨骼肌等缺少葡萄糖或者葡萄糖利用率低导致能量供应不上,尤其是大脑的能量主要由葡萄糖提供,那么乙酰CoA从哪里获得需要乙酰CoA?乙酰CoA在肝脏中“包装”成酮体,所以酮体好比是“包裹”,乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮就好比是不同形式的“包裹”。“包裹”是在“卖家”这里包装完成,而肝脏就是唯一的生成酮体的“卖家”。血液是人体最大的“快递公司”,负责运输,将“包裹”运输到“买家”手中。在“卖家”肝脏包装进去的是乙酰CoA,在“买家”心、肾、脑、骨骼肌等组织器官才能“拆包裹”,将酮体又分解为乙酰CoA,再为这些组织器官提供能量。这样的比喻能够很形象地解释酮体的生成和利用过程,也突出了特殊要掌握的知识点,并且将酮体生成和利用的意义巧妙结合进来。
二、多媒体教学法
多媒体技术近年来迅速兴起,并逐渐进入课堂,比起“黑板+粉笔”的传统教学,多媒体课件的精美图片、形象生动和不断变换的画面、内容丰富且声情并茂的声像资料等,有助于吸引学生的注意力,引起学生兴奋、愉悦的感受,激发他们的学习兴趣,调动他们的学习积极性,将课堂教学引入全新的境界,深受教师和学生的欢迎。同时多媒体教学不用耗费很多时间在板书上,扩大了教学信息量,有利于开阔学生的视野,提高课堂教学效率。使老师的表达方式多样化,不再是“黑板加口授,有理说不清”那么单一、呆板,能起到语言文字无法替代的作用,有种“只可看图,不可言传”的意境。比如分子结构、蛋白质的α-螺旋、β-折叠、DNA的双螺旋结构,通过图片能够形象、生动、直观地展现出来。又如糖尿病的病理基础及一系列病症之间的联系,通过视频可以短时间让学生看到一个动态的变化过程,清楚知道因果联系。另外,在生化实验教学中将微课有机结合起来。微课短小精准,可以将实验目的、原理、操作步骤、实验结果及分析以视频的形式呈现出来。学生通过观看视频,掌握实验目的、原理;同时也通过视频,观看整个实验操作过程,更加直观形象地掌握实验操作步骤。此外,还可以通过视频,看到实验结果并对照实验结果进行分析,更容易掌握实验。学生可以充分利用课余时间随时随地学习,反复揣摩,这使生物实验教学不再拘于传统课堂,而是突破了时间和空间的限制。通过微课的形式展现生化实验能够让学生不仅知其然,更要知其所以然,帮助学生对实验及理论的理解和分析,达到实验与理论一体的目的[2]。
三、游戏教学法
游戏教学法,顾名思义就是以游戏的形式教学,使学生在轻松的氛围中、快乐的游戏中,不知不觉学到书本上的知识,即将教学和游戏巧妙结合起来。游戏教学法贯彻了“寓教于乐”的教育原则,“寓教于乐”是一种先进的、人性化的教育理念。游戏内容必须与教材紧密联系,在设计游戏时,要充分考虑教学目的和要求,注重教学效果,要以教学内容为中心,根据教学内容考虑游戏的内容和形式。在课堂中适当地设置游戏环节不仅能集中学生的注意力,活跃课堂气氛,还能帮助学生更好地理解所学内容,使枯燥的知识趣味性增强,提升教学效果。比如在呼吸链的教学中,通过游戏教学法,让学生对该知识点更容易理解。呼吸链指的是递氢体和递电子体按一定顺序排列在线粒体内膜上,将代谢物脱下来的成对氢原子传递给氧生成水的过程。将讲台比作是线粒体,请若干个学生到讲台上来模仿两条呼吸链上的传递体,用两支笔代表代谢物脱下来的成对氢,笔帽代表电子。在传递过程中,两条呼吸链氢的传递不同,但是电子的传递是相同的。氢原子解离成氢离子和电子,将笔帽取下继续由递电子体传递给氧,使之成为负氧离子,再与两个氢离子结合生成水。这样学生可以很清晰地看到氢的传递和电子的传递,也能区别两条呼吸链的相同点和不同点。
四、联系教学法
生物化学是医学基础科目,它与解剖、生理、遗传、内科、健康评估等多门学科都有联系,与临床疾病的诊断、检验关系密切,它自己本身的新陈代谢也是相互联系、密不可分的[3]。所谓联系,是指一切事物、现象、过程之间及内部诸要素之间的相互影响、相互作用和相互制约。联系既是客观存在也是普遍存在。在教学过程中适时、适当将相关方面的知识进行合理联系,将使学生更容易理解和掌握生物化学理论知识,进而构建系统合理的知识结构体系。比如核酸、蛋白质的合成以及遗传信息的表达与遗传学紧密联系。在学习核酸的同时,结合比喻法将DNA比喻成“老板”,mRNA比喻成“秘书”,tRNA比喻成“搬运工”,rRNA比喻成“装配工”,核糖体是“装配车间”,氨基酸是“原料”,蛋白质是“产品”。在老板的指令下,mRNA传达命令,tRNA搬运氨基酸到rRNA,和蛋白质装配的核糖体合成蛋白质。将核酸在细胞中的定位及功能与中心法则(DNA转录成mRNA,再由mRNA翻译成蛋白质)、遗传信息的表达、蛋白质的合成相互联系起来。比如生物氧化的概念,指的是糖、脂肪、蛋白质等在体内彻底氧化生成CO2和H2O,并且释放能量的过程。教材中生物氧化章节中介绍CO2和H2O的生成,能量又如何储存,生成ATP。在教学过程中,可以结合糖代谢中的一些化学反应举例,同时为糖代谢的讲解奠定基础,比如CO2的生成方式氧化脱羧以异柠檬酸和α-酮戊二酸为例。H2O的生成可以与水的代谢中水的动态平衡联系起来,其中有一个来源是代谢水,而代谢水从哪里来?以这种方式引出“呼吸链”这个知识点。另外,底物水平磷酸化可以以糖的无氧氧化中ATP的生成为例,氧化磷酸化可以以三羧酸循环中的四次脱氢反应为例,将氧化磷酸化与呼吸链、线粒体和有氧绑定在一起。既可以对比两种ATP生成方式的不同点,又能通过对比得出哪种方式是主要方式,哪条氧化呼吸链是主要方式。另外,在讲解脂类代谢的同时,也可以与糖代谢联系起来,比如上述比喻法中提到的酮体的生成和利用,将其与糖尿病相互联系。蛋白质分解代谢应该联系静态生物化学部分蛋白质的知识,比如蛋白质消化成它的基本结构单位氨基酸之后,而在学习过氨基酸的氨基和羧基的基础上,再学习氨基酸的代谢。
五、“线上+线下”混合式教学法
在特殊时期,“线上”教学尤为重要,具备较高的线上教学能力是当前提高教学质量的保障。在“线下”教学的同时,也可将课件及相关的拓展视频、自创的实验微课等上传到职教云平台,供学生课前预习及课后巩固,拓展学生学习的深读和广度。可以借此平台进行签到考勤、完成平时的作业,既节省教师批改作业的时间和统计的工作量,又使学生平时成绩的量化度和准确度得以提高。
六、绘制思维导图
生物化学课程抽象难懂,动态生物化学网络性太强[4],不是仅靠记忆就行,更多的要有自身的理解和思考,才能一通百通。“授人以鱼,不如授人以渔”,通过绘制思维导图结合比喻法将复杂的知识点串联起来,把各章节的内容融会贯通,让学生自己梳理知识体系,使学生理解整体与局部的关系、知识乃至事物之间的相互联系性,并且可以通过“认识—实践—认识”进行举一反三,可以应用于其他学科、生活以及未来的工作中。通过举行思维导图大赛激发学生兴趣,进一步引导学生将认识用于实践。
七、融合思政元素
课程思政在大学课程中已深入人心,为适应新时展的要求,生物化学课程在教学过程中融入思政教育,发挥课程立德树人的作用,进而又能促进学生对本课程知识的学习和掌握,使思政与生物化学教学做到同向同行,如思维导图大赛的开展,提升学生学习能力的同时,又使学生对生物化学知识得以进一步巩固。八、结语教无定法。在教学实践中,教师只有根据教学内容及学生实际水平,灵活运用多种教学方法,因材施教,采取相应的策略才能激发学生的学习兴趣与学习热情,培养其自主学习能力,从而更好地提高教学质量。
参考文献:
[1]晁相蓉.多管齐下提升生物化学教学效果的探索与实践[J].生命的化学,2021,41(6).
[2]朱宝安,尹丽.微课在医学高专生物化学实验教学中的应用[J].中国医学教育技术,2015(10):544-546.
[3]蔡晓霞.联系教学法在高职高专生理学教学中的运用和体会[J].生物技术世界,2014(6).
1.1在明确教学目的的基础上安排教学。
食品生物化学课程是高职院校食品专业必修的一门基础课程,这门课程的教学目的就是为食品专业学生的专业课程学习和未来就业打下扎实的理论基础。食品生物化学课程的设置应该根据教学目标和学生的发展方向做出合理调整,讲授课程要有重点有目标。
1.2理论实际相结合激发学生兴趣。
食品生物化学课程主要是一门研究关于食品成分的结构、组成、功能以及性质,和食品成分在其加工、运输、贮藏的过程中可能会发生的物理变化和化学变化的学科。课程涉及的知识面较为宽广,理论性、实践性较强,但课程知识点零散、系统性不强以及章节相对独立,所以高职院校的学生会在接受知识过程中产生畏难的情绪。然而,食品生物化学与日常的生活联系紧密,这一独特的优点使得在教学过程中有许多与实际生活联系的地方,一旦学生对该课程产生兴趣,就很快会让知识变难为易。
2.现代化教学手段
2.1制作动态教学课件。
食品生物化学课程的内容抽象,但又十分重要,所以可以使用CAI课件,把课程所要使用的数据、文字、声音、图像和视频等结合在一起集成处理,这样的教学效果会非常理想。
2.2制作PPT。
在制作PPT的过程中,尽量不要出现大段的文字,最好使用大量的图片、图例或表格,适量的动态内容也是很有必要的。字体应该比较饱满,字号适中,重要的知识点一定要醒目,例如使用字体加粗格式等。重要的知识点可以运用适量的超链接来清晰展现,将启发式提问贯穿于整个PPT。
2.3寓教于乐。
运用多媒体或者制作flash让课程处于一个轻松愉快的氛围,使学生有一个宽松的学习环境,这样对于学生学习食品生物化学课程会有一个意想不到的效果。但是,这种形式不宜过多使用,过度的多媒体和flash教学会使学生产生视觉上的疲劳,老师的教学任务也会因为大量的实践而难以完成。
2.4互动教学。
高职学校可以建立食品生物化学课程网站,将任课老师的课件和教学资料放在网上,以便学生能够随时随地自主学习,来弥补在课堂上遗漏的知识点。此外,学校可以砸网站上设立学生试题自测盒老师对学生疑难点答疑,真正落实教学互动,这样一来就提高了学生对学习的热情,教师也能在对学生的答疑和学生自测中更好的了解学生的学习状况,即时查漏补缺。
3.加强实验室的基础设施建设
实验室是食品生物化学课程进行教学、研究的重要基地,对延伸课堂教学的知识点、以理论指导实践有十分重要的作用,是学校进行教学和科研的一个重要组成部分,是培养学生良好素质和较强能力的重要实践基地。所以,实验室的基础设施建设是食品生物化学课程专业建设的关键组成部分,同时巩固了专业学科的建设。第一,要加大对食品生物化学课程实验室建设经费的投入,使实验室的条件完善、设备先进,让学生在毕业以后很快就能适应工作岗位。第二,要提高实验教学地位,重视培养实验师资力量,注重完善实验室的实验人员配置,建立具有专业化的实验队伍,为学生的自主实验创造有利的条件。第三,教师要积极鼓励学有余力且对课程有兴趣的学生参加实验准备过程、实验管理和教师的科研活动,鼓励学生自主设计实验、自主组织实验,达到一个锻炼学生组织协调能力和动手操作能力的目的,提高管理水平。
4.教学相长
教师在学生知识的讲授过程中扮演着一个至关重要的角色,教师的品德和言行对学生起着潜移默化的作用,所以每位教师须在自己的岗位上为学生做一个良好的榜样,提高自身的业务学习、文明礼貌、政治素养和敬业精神等。科学文化素质是高职院校教师从事教学方面工作的最根本素质。可能学生喜欢某门课程的其中一个原因就是喜欢该课程的任课教师,自然就会学好这门课程。所以,作为一名受学生喜爱的教师应该做到充分准备并且理解讲课内容、课上注重与学生互动、讲课方式幽默诙谐通俗易懂、课下关心学生并且时常与学生交流。教师应时刻提升自我,扬长避短,促进教学顺利展开。
5.内容、实际和专业三者结合,贯穿课程
培养学生实践技能是高职院校和本科院校最本质的区别,所以食品生物化学课程就算只是专业基础课,其课程内容也要优化,要贴近实际而不仅仅是系统性的知识。在课程讲授过程中,教师不能忘记要时刻最大限度提高学生的课程学习内容,为以后专业课的知识学习打下结实的基础。
6.结束语
将我校生物化学实验教学现状和学科的战略位置及国内外大学生物化学实验课程体系进行分析比较[2],我校生物化学实验教学主要存在以下一些问题:
1).教学内容单一陈旧。
从现行的实验题目来看,教学内容主要集中在简单定性或定量的验证性实验,使用分光光度计和滴定测定物质含量的实验过多。例如:总糖的测定———蒽酮比色法,发酵过程中无机磷的利用,血清中转氨酶活力的测定,蛋白质含量测定,维生素C含量测定等。在生命科学高度发展的今天,如此水平的实验很难为后续课程提供知识和技术保障。
(2).实验教学模式过于单调。
以教师为中心,教师在实验前做好一切准备工作,课堂上教师告诉学生实验项目、实验原理、使用的仪器及实验步骤等,学生按部就班,照方抓药,不用思考,这严重影响了学生对实验课的兴趣,不利于学生动手能力,应用能力和创新能力的培养。这些现象势必不利于当前所提倡的创新能力的培养和实现素质教育的目标。为了紧跟现代生物化学实验技术的发展,培养具有创新精神和实践能力的人才,对生物化学实验教学改革势在必行。建立科学的生物化学实验教学体系又是生物化学实验教学改革的重点。通过改革与实践,建立一套完善的科学的生物化学实验教学体系,使之更加突出学生的主体地位,调动学生学习的积极性,培养学生的科学精神,提高学生的创新能力和综合素质,不仅对生物化学课程精品化建设具有重要作用,也对整个专业建设和改革具有重要的意义。我校“生物化学实验”开设的对象是生物科学和生物技术专业大学二年级的学生,大学二年级同时开设的还有生物化学理论课,所以对生物化学实验课的要求主要有以下几方面:第一要求配合理论课内容的进度,让学生通过实验加深对理论课的理解。第二要求加入综合性一些实验,利用现代生物技术。让学生理解实验技术和理论的相辅相成的关系,并提高学生对现代生物化学实验技术认识。第三还应加入一些研究性实验,培养学生的应用能力和创新能力。目前,我校“生物化学实验”开设的项目有:血清蛋白的醋酸纤维薄膜电泳;甲醛滴定法测定氨基氮;总糖的测定———蒽酮比色法;氨基酸的分离鉴定———纸层析法;酵母核糖核酸的分离及组分鉴定;小麦萌发前后淀粉酶活力的比较;氨基酸置换反应(一)———血清中转氨酶活力的测定(分光光度法);总氮量的测定———凯氏定氮法;发酵过程中无机磷的利用;维生素C含量测定;蛋白质含量测定;脂肪酸的β-氧化作用。共12个实验,其中验证性实验6个,设计性实验1个,综合性实验5个。
2.生物化学实验教学改革措施
通过查阅相关的资料以及借鉴其他院校在生物化学实验教学改革过程中的成功经验[3-5],结合本实验室已有的条件,本着提高学生的实验技能和创新能力的宗旨,我们从如下三方面着手改革生物化学实验:
2.1改革生物化学实验教学大纲,优化实验内容
对生物化学实验教学大纲进行改革。对生物化学实验的实验内容,实验手段,实验安排等方面进行全面的改革。设置验证性实验来验证有关规律,设置综合性实验重点突出对学生综合研究素质的培养,设置自主性和研究性实验教学培养学生创新和应用能力。以“验证性实验”为基础,提高学生的实验基本技能,验证性实验是用实验来验证有关结论、规律,它是生物化学实验中的一重要的组成部分,也是综合性实验、设计性等实验的基础。“验证性实验”的教学目标应重点突出对学生基本实验技能的培养。在教学过程中,在分光光度技术、电泳技术、色谱技术、离心技术及生物大分子物质的分离提取类实验中筛选出几个实验来锻炼学生的操作能力。例如用“血清蛋白的醋酸纤维薄膜电泳”来让学生熟悉电泳的原理和具体操作步骤,用“血清中转氨酶活力的测定(分光光度法)”来熟悉分光光度计的原理和具体操作步骤。提高“综合性实验”比例,加强学生综合研究素质培养,综合性实验的教学目标应重点突出对学生动手能力、分析问题、解决问题等综合研究素质的培养。让学生运用已掌握的理论知识去分析得出的实验结果,培养他们的动手能力和应用能力。例如开展综合性实验“酵母核糖核酸的分离及组分鉴定”,让学生通过氧化还原反应,颜色反应等综合知识,采用分光光度计等手段对酵母核糖核酸的组分进行分离和鉴定,培养学生综合利用学过的知识来分析实验结果。加强自主性和研究性实验教学,培养学生创新性能力。自主性实验教学模式是以学生自主活动为基础的新型实验教学模式。由学生自主设计实验方案、自主培养实验材料、自主配制实验试剂、自主安排实验进程和实验时间进行综合性与设计性实验。对学生分析问题、解决问题能力、创新精神的培养都要重要的意义。根据教师的科研课题加入1-2个自主性和研究性实验,结合教师的科研课题即可以为教学节约一定的教学开支,也可为教师提供多次重复实验的机会。比如在生物化学实验教学过程中,把最后一个实验单独分出来,实验内容和教学老师的课题相关,要学生自己查找资料,自己制定实验方案,自己进行实际操作,教师只提供必需的实验药品和仪器,在实验过程中给予必要的帮助和指导。例如在2011级生物科学专业本科生中,开设了“桑叶α-葡萄糖苷酶的提取和活性检测”的研究性实验,给一周的时间让学生自己查找资料,自己制定实验方案,和老师讨论后确定最后的实验方案,教师只提供实验药品和仪器,实验后学生自己分析实验结果,以研究论文的形式上交实验报告,学生普遍反映通过一个具体的研究性实验学到了科研的基本知识,锻炼了科研能力,培养了分析和应用能力。
2.2改进教学方法和手段。
重庆师范大学生物化学与分子生物学实验室得到中央和地方的支持,加大了对实验室建设经费投入,已经建设成一个设备条件完备的生物化学教学实验室,拥有多媒体教学设备和一大批先进的实验设备,在教学中可以充分利用现代化的教学手段提高实验教学效果。在实验教学中要充分利用多媒体来辅助教学。为了增加互动性,可将生物化学实验制作成网页,以网页的形式传递信息。学生有问题可以直接在网上提问,教师每周会定期进行详细解答,利用网络资源开辟遗传学实验教与学的新天地。本实验室对上课学生进行完全意义上的开放。有兴趣的学生可以事先预约,与实验老师一起参与实验的准备工作,包括材料的培养、处理、试剂的配制、仪器的调试等工作。
2.3完善实验教学考核办法
论文关键词:生物化学教学模式创新
论文摘要:结合生物化学教学实际,通过改革教学内容、双语教学和创新性实验等,提高学生素质,培养学生创新思维和能力。
生物化学是介于生物与化学之间重要的边缘学科,是物理、化学等理论与技术应用于生命科学研究领域所产生的交叉学科,是一门集理论与实验为一体的专业基础课程,在相关学科的发展中占据非常重要的位置。具有知识密集、信息量大、内容复杂、记忆性强、实验技术更新快等特点。面对激烈竞争的市场经济和生物专业学生分配就业时所遇到的困难,本文针对传统生物化学教学中存在的问题,进行了生物化学创新教学模式的探索,为提高大学生社会适应能力奠定基础。
1丰富教学内容,提高学生学习兴趣
“兴趣是最好的老师”。根据大学生的心理特点和学习兴趣的发展规律,教师应在教学内容、教学手段和教学形式等方面培养学生对生物化学的学习兴趣。
1.1结合学科发展前沿,激发学生学习热情
现代生物化学是一门飞速发展的学科,教师在教学过程中适当地介绍本学科的最新科研成果,实时更新内容。讲到基因表达时,可介绍我校主持的家蚕基因组“框架图”的研究进展,让学生了解我国在家蚕基因组研究方面已居世界领先地位,这是建立21世纪“丝绸之路”的起点和里程碑。并把有关基因组草图的基本知识介绍给学生,丰富教学内容,开阔学生的视野。
1.2理论联系实际,拓宽学生知识面
生物化学知识与生活密切相关,几乎渗透到生活的每一个领域。讲授理论课时,可通过联系周围的生命现象和生活常识了解生化问题,激发对生物化学的学习兴趣。如脂类代谢部分,可以介绍目前世界肥胖人数已超过16亿,肥胖易引发心脑血管类疾病,已成为全球第一死因,再结合脂代谢机理让学生懂得如何通过饮食平衡营养控制肥胖。另外,可以通过设问方式联系实际生活中的问题。如为什么短跑后人会感到小腿酸痛?为什么不能常吃生鸡蛋?为什么加卤水可以制豆腐?为什么多吃糖会发胖等等。用理论解释实际问题,既使学生掌握了所学的基本概念和原理,拓宽了学生在生物化学领域的知识面,又促进了学生学习生物化学的兴趣。
1.3灵活运用多媒体,提高教学效果
随着生物化学技术的迅速发展,信息量成倍递增,涉及的许多概念及反应过程非常抽象,尽管教师在讲授过程中花费了大量的时间和精力,学生仍然感到概念模糊和难以理解。多媒体是以计算机为载体,集声、像、动画、音乐为一体的现代化教学手段,具有信息容量大、视觉效果好、简明生动、条理清晰、重点突出等优点。
根据教材内容,采用多种软件制作多媒体课件,如用ChemOfficeUltra8.03绘制氨基酸或核酸的三维立体结构,录制视频介绍几种层析法等实验性强的理论知识,运用Flash动态画面模拟体内物质代谢过程。制作的多媒体课件应以基础知识为主线,遵循内容精简、版面简洁、色调清晰,动画科学,切忌将它制成电子黑板。在图文并茂、视听一体化效果的渲染下,配合教师的讲解,可使抽象概念形象化,微观图像宏观化,充分调动学生的积极性,提高课堂效果和质量。
1.4采取多样化的教学形式,调动学生积极性
课堂上以学生为主体,以问题为中心,培养学生的创新思维,实施引导式教学,把传授知识与培养能力结合起来。对重点和难点,教师可以有目的地组织学生讨论,然后以答辩的方式来回答问题;或者教师指导学生查阅相关的文献开展课堂交流。
在课外,学生可根据自己的实际情况,利用教参阅览室、视听阅览室、网络图书馆等设施以及学校提供的教学资源进行自学,或通过网络与同学、教师相互交流。
2开展双语教学,培养复合型科技人才
根据国家教育部《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》(4号文件)的精神,逐步推广和实行本科生教育中公共基础课和专业必修课的双语教学,已成为培养新时期我国高素质复合型创新人才和实现高等教育可持续发展的重要基础工作。开展生物化学双语教学是现阶段我国高等高等院校教学改革的一项重要内容,是培养具有创新意识和能力的复合型人才的重要条件。在生物化学的双语过程中,首先处理好现阶段双语教学和英语教学的关系,其次提高教师的双语执教能力。我校为了提高教师的口语,组织教师到英语国家培训。另外要选择合适的生物化学双语教学教材,采用循序渐近的教学方式,实现双语教学目的。
3开展创新实验,锻炼学生的科研能力
当今世界科技的竞争实质上是人才的竞争,谁具有一流的人才,谁就可站在科技的制高点。开展创新性实验,是培养学生科研能力有效手段之一。
3.1加强实验教学过程中的师生互动、提高学生的积极性
学生参与到实验中,是提高学生积极性的有效措施之一。如安排学生参加实验准备工作,使学生熟悉整个实验环节,从试剂配制到实验的预试及分析均由学生完成。学生动手又动脑,充分发挥了学生的主体作用。
3.2开展综合型实验,培养学生创新意识
由于课时和经费限制,很多学校主要开设验证性或演示性的实验,阻碍了学生创新意识的发挥。为了激发学生的创新能力,开设探索性和综合性的实验至关重要。如设计“鸡蛋清SOD酶的分离纯化及性质鉴定”实验,可以让学生进一步掌握酶的性质、酶的分离及纯化关键技术、酶的鉴定方法等知识。
3.3全面开放实验室,提高学生的科研能力