生物化学教学探索与实践

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[摘要]生物化学作为生命科学领域应用最广泛的基础学科，在多个专业课程体系中占据核心地位，但始终未解决“两多两难”的教学难题。传统教学法已不适合现代生物化学教学，寻找一种去冗存精、化繁为简且适应多学科教学的现代教学模式，激发学生学习兴趣，启发创新意识已成为新的课题。本文介绍一种问题教学法(Problem-BasedLearning，PBL)与专题教学法(SpecialTopic-BasedLearning，STBL)联合运用的启发式教学模式，其在教学实践中取得了明显效果。

[关键词]生物化学；专题教学法；问题教学法

生物化学是一门在分子水平探讨生命的化学组成和化学变化的基础学科[1]，是高等院校众多专业的基础和主干课程之一[2]。如何让生物化学教学模式更具灵活性，适应多学科、多角度教学需求？如何去冗存精、化繁为简，解决一直存在的“两多两难”问题，即教学内容多，抽象概念和机理多；知识理解和记忆难，理论与实践融会贯通难[3-4]？增强生物化学教学的新颖性和趣味性，激发学生的学习兴趣，启发其创新思维和意识，成为一个值得探索的教学课题。如何让生物化学教学更具灵活性，适应多学科、多角度教学需求，又极富趣味性和启发性？这对生物化学教学的教师提出了较高的要求。在几年的教学工作中，作者发现专题式教学法(SpecialTopic-BasedLearning,STBL)结合问题式教学法(Problem-BasedLearning,PBL)[5-7]具有一定的实践意义，收到了有效的教学效果。基于清晰的“问题”主线，采用精心凝练的趣味专题展开“问题”探究，在“问题”和“专题教学”相结合的教学模式中，激发和培养学生的学习兴趣，在问题思考中启发创新思维，在实践教学中验证和深化理论知识。另外，专题式教学法极具灵活性，根据不同学科需求可自由地设置不同“专题”，有效地解决了多学科、多角度教学需求的问题。本文将与读者分享作者在东华大学轻化工程专业的本科生物化学教学中些许实践经验。

1设计专题教案，结合学科特色

生物化学在不同学科的教学计划中常被列为必修基础课程。为了满足不同学科学生的需求，根据学科特色优化教学体系、开设与学科特色相匹配的教案是必要的，这对教师提出了更高的要求和挑战。专题式教学，是指教师根据教学目标，对教学内容重新梳理整合，形成涵盖理论知识、相互联系又具有独立性的模块化知识专题[5]。本文作者设计的具有学科特色的生物化学专题教案在教学实践中取得了良好的效果。其优点在于结合了各学科的特色背景，将生物化学知识与学科背景有机融合，有效地激发了学生的学习兴趣，有益于启发学生在交叉领域上的创新意识和探索精神。例如，在轻化工程本科的课程中，作者选择了一系列精细化工与生物化学的交叉点作为专题，如“永久性卷发的生化专题”(如图1所示)涵盖了蛋白质结构与功能关系的知识点(第一章蛋白质化学)。这些分子水平上的机理是轻化工程同学最感兴趣的本学科问题，课堂关注度很高，从而为蛋白质结构与功能关系的教学内容起到了“抛砖引玉”的效果，淡化了学生心中的“跨学科”意识。课时少、内容多，是生物化学课程教学中面临的挑战，但这也给教师提供了更为广泛的创造空间[9]。在生物化学教学时，完全可以梳理出一条清晰的主线，以此串联起一个个生动有趣的“专题故事”，让学生饶有兴趣的学好生物化学知识。这条“主线”如下：生物大分子的结构与功能(静态生化)——新陈代谢(即生物大分子的物质和能量代谢，动态生化)——遗传信息的传递规律(即“中心法则”)——机能生化(知识拓展)。每一部分仍需建立“脉络”，如生物大分子的介绍，遵循“(分子)组成——结构——结构与功能关系——理化性质——纯化和鉴定分析”，由理论到实践过渡，循序渐进，层层深入。

2问题引导，启发教学，脉络清晰

初次接触复杂的生物化学理论知识的学生，都难免心生疑虑——如何学习并掌握这门内容庞杂的系统科学？生物化学任课教师也同样面临着教学的问题，关键在于如何梳理脉络、突出主线，化繁为简、去冗存精，让学生明晰知识主线，有条不紊地汲取生物化学知识。但是，如何让学生初次接触生物化学知识就感兴趣呢？清晰的脉络、特色的专题无法快速抓住学生的“眼球”，学生初次接触新事物，最吸引他们的应该是“问题”，它会激发学生的“求知欲”，学生才会有兴趣聆听你下面的“故事”。这种问题式教学法最早由美国神经病学教授Barrows首创(1969年)[10-12]，现已广泛应用于各层次教学系统。在教学中，作者常常在课程开始前设置一系列“问题”，又如在讲解蛋白质分子课程前，提出如“在日常生活中，我们都会遇到哪些有关蛋白质？”，“什么是蛋白质？”，“蛋白质的种类有哪些？”，“蛋白质的分子结构如何？“等问题，在热烈的讨论后再带着问题开始课程。在课程中，我也会提出一系列有趣的问题，如“萤火虫为什么能发光？哪种分子起着关键作用”(萤火虫“发光”分子机理，如图2所示)，其教学目的是从荧光素酶促发的化学能转化为光能的生理生化反应，引起学生对蛋白质的认知；再如“人体为什么每天吸入O2呼出CO2，O2如何运输？如何被利用？”，旨在以血红蛋白和肌红蛋白运输O2的功能为例，从分子结构认知蛋白质的功能，让学生更好理解蛋白质结构与功能的密切关系。问题式引导，启发性教学，结合清晰的脉络层次，围绕各环节“专题”展开系统教学，有效地激发了学生的学习兴趣，让“教”与“学”从被动变为主动，实现高效的互动教学。

3专题实践教学，让理论在实践中结“果”

生物化学是一门典型的实践型学科，实践环节对于一名学生的成长至关重要。生物化学理论知识源于实践，例如现酵理论和酶工程理论源于中国古代的酿酒技术等，都经过了“实践——理论——实践”循环转化过程。在生物化学实践教学环节上，作者开设了一系列专题实践教学环节，如第二课堂实践课程、大型专题实验课程等，以研究型课题形式(如溶菌酶的结晶实验等)还原“科学家”最初解决科学问题的过程，让学生体会从提出问题到解决问题的全过程，激发学生能动性，培养创新思维。目前，实践教学“主线”：生物化学实验教学(包括大型实验课程)——第二课堂实践教学——大学生创新实验计划项目——毕业设计教学环节。总之，实践教学与理论教学相辅相成，将有效提升学生的学习兴趣和创新意识。

4结语

在多学科、多角度的生物化学教学中，问题式教学(PBL)与专题式教学(STBL)相结合的特色教学法不仅解决了一系列长期存在的教学问题，如学生兴趣匮乏、教学特色不鲜明等，而且增强了教学的灵活性和启发性，让生物化学教学为多学科背景的学生所喜爱。优化的生物化学实践教学体系有效促进了课堂教学理论的深化，激发了学生的创新思维，培养了其解决问题的能力。多样的教学方式也对教师提出了更高的要求，需要教师不断地改进教学方式，促进课程建设和提高教学质量。

作者:王露 卞永刚 李鹏 李凯 张云 单位:东华大学