鄭悅亭,張 維,王 江,褚貝貝
(河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物醫(yī)學(xué)院,河南 鄭州 450046)
“生物化學(xué)”是從分子水平闡明生命有機(jī)體內(nèi)一系列化學(xué)反應(yīng)過程和解釋復(fù)雜生命現(xiàn)象的基礎(chǔ)課程,是生命科學(xué)相關(guān)專業(yè)的本科生學(xué)習(xí)過程中的基礎(chǔ)學(xué)科之一。生物化學(xué)所包含的知識(shí)內(nèi)容龐雜,涉及的理論抽象難懂[1],導(dǎo)致學(xué)生望而生畏、負(fù)擔(dān)過重。那么,教師如何教好這門課程,使學(xué)生不再畏懼生物化學(xué),并且能夠積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)生物化學(xué)呢?偉大的科學(xué)家愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師?!爆F(xiàn)結(jié)合近些年積累的教學(xué)實(shí)踐和教學(xué)經(jīng)驗(yàn),談一談個(gè)人的心得體會(huì),分享一些教學(xué)方法,希望能夠?qū)Α吧锘瘜W(xué)”授課教師有所幫助。通過教學(xué)內(nèi)容的整合、補(bǔ)充和教學(xué)方法的改革,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,使學(xué)生們能夠積極主動(dòng)地學(xué)習(xí),從而系統(tǒng)、深入地學(xué)好生物化學(xué),為學(xué)生以后的學(xué)習(xí)和研究奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),培養(yǎng)出具有自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才[2]。
將“生物化學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行徹底整合和簡化,使龐雜的知識(shí)內(nèi)容由淺入深,循序漸進(jìn),消除學(xué)生的畏懼感[3]。通過逐步深入地教學(xué),在夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí),掌握重點(diǎn)內(nèi)容和難點(diǎn)內(nèi)容。通過引入諾貝爾獎(jiǎng)相關(guān)知識(shí)的“前世”“今生”和“未來”,將理論知識(shí)與科學(xué)技術(shù)相結(jié)合,拓寬學(xué)生視野,激發(fā)學(xué)生的好奇心,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,不僅帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)了知識(shí),還了解了科學(xué)技術(shù)的前沿。
簡單來說,傳統(tǒng)生物化學(xué)的內(nèi)容分為兩個(gè)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(xué),讓學(xué)生對生物化學(xué)有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)和全面的了解。在此基礎(chǔ)上,添加諾貝爾獎(jiǎng)相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容作為生物化學(xué)的第三個(gè)核心部分,也應(yīng)該是最重要的核心部分。諾貝爾獎(jiǎng)相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容并不是作為獨(dú)立的章節(jié)存在,而是穿插于前兩個(gè)部分,貫穿整個(gè)生物化學(xué)教學(xué)過程。通過介紹諾貝爾獎(jiǎng)的相關(guān)知識(shí),一方面,不僅讓學(xué)生掌握生物化學(xué)基本的理論知識(shí),還能夠了解理論知識(shí)在其實(shí)際應(yīng)用中的重要作用;另一方面,通過展望未來,讓學(xué)生預(yù)測該技術(shù)的可能發(fā)展和未來影響。通過諾貝爾獎(jiǎng)相關(guān)研究的分享和講解,能夠充分展示理論知識(shí)在現(xiàn)實(shí)生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用、意義和對人類社會(huì)的巨大貢獻(xiàn)。此外,前沿科學(xué)技術(shù)的教學(xué),有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,滿足學(xué)生的好奇心,拓寬學(xué)生的視野,使“生物化學(xué)”課程教學(xué)保持與時(shí)俱進(jìn)。
“生物化學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容包含物質(zhì)、反應(yīng)、通路和調(diào)節(jié)等。因此,應(yīng)該有序安排教學(xué)內(nèi)容,逐漸深入,有助于教和學(xué)。例如,在代謝部分,分別從物質(zhì)代謝和能量代謝兩個(gè)角度進(jìn)行剖析,從糖代謝、蛋白質(zhì)代謝和脂肪代謝三個(gè)方面分別介紹生命體內(nèi)的代謝。代謝部分涉及許多物質(zhì)(反應(yīng)物質(zhì)和生成物質(zhì))和一系列化學(xué)反應(yīng),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(shí)點(diǎn),將分散在不同章節(jié)中的共同代謝途徑或共同代謝中間產(chǎn)物(如乙酰輔酶A、丙酮酸)為紐帶,進(jìn)行知識(shí)的整合。這樣,看似零散的物質(zhì)代謝能夠統(tǒng)一成為整體,實(shí)現(xiàn)“形散神不散”,加深學(xué)生對代謝的深層次理解,培養(yǎng)其辨析能力。再比如,中心法則的知識(shí)內(nèi)容本質(zhì)是遺傳信息的傳遞。此部分內(nèi)容,學(xué)生在高中階段已經(jīng)有所了解。因此,可先帶領(lǐng)學(xué)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(nèi)容,使學(xué)生感受自己的成長和進(jìn)步,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外,中心法則知識(shí)體系具有縱向傳遞的規(guī)律:遺傳信息的存儲(chǔ)—傳遞—表達(dá)(復(fù)制—轉(zhuǎn)錄—翻譯),依據(jù)這條主線,逐步深入,從而形成較有條理的知識(shí)框架和完善的知識(shí)網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)化繁為簡、化抽象為具體的教學(xué)內(nèi)容[4]。綜上,通過由淺入深、循序漸進(jìn)的方式,帶領(lǐng)學(xué)生在“生物化學(xué)”課程的學(xué)習(xí)過程中一步步前進(jìn)。
百余年來,大約有一半的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給了在生物化學(xué)研究領(lǐng)域有重要發(fā)現(xiàn)或發(fā)明的人;諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)有40余次獎(jiǎng)項(xiàng)頒發(fā)給了生物化學(xué)研究領(lǐng)域的人才。由此可見,生物化學(xué)研究領(lǐng)域在蓬勃發(fā)展,其相關(guān)研究成果對社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步具有顯著影響和重大意義。這些諾貝爾獎(jiǎng)相關(guān)的知識(shí)是難能可貴的生物化學(xué)教學(xué)資料,不僅為“生物化學(xué)”課程教學(xué)提供了大量理論成熟的教學(xué)內(nèi)容,還提供了具有重要應(yīng)用價(jià)值的教學(xué)案例。那么,如何充分利用這些寶貴的資源,將其運(yùn)用于“生物化學(xué)”課程教學(xué)過程呢?首先,授課教師要做好前期的文獻(xiàn)調(diào)研和相關(guān)知識(shí)梳理,加強(qiáng)自身的知識(shí)儲(chǔ)備,不斷地更新知識(shí);其次,選取與授課內(nèi)容密切相關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)案例,主要從獲獎(jiǎng)人物介紹、發(fā)現(xiàn)和發(fā)展、應(yīng)用和影響、未來發(fā)展方向及更多可能性四個(gè)方面整理知識(shí)內(nèi)容;最后,設(shè)計(jì)教學(xué)的方式和方法,將其呈現(xiàn)在教學(xué)過程中。當(dāng)然,教學(xué)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(jiǎng)相關(guān)主題,安排學(xué)生收集各部分的相關(guān)資料、歸納、總結(jié)和分析討論,并進(jìn)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?!蓖ㄟ^第二種方法的教學(xué),學(xué)生通過自己收集整理,不僅能夠深刻理解相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容,還突出學(xué)生的主體地位,提高學(xué)生的課堂參與度。因此,著重推薦第二種教學(xué)方法。
引入諾貝爾獎(jiǎng)相關(guān)知識(shí)內(nèi)容的方法,能夠?qū)鹘y(tǒng)的教科書基本內(nèi)容與最新的科學(xué)研究和科研成果相結(jié)合,有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)基本理論知識(shí)的重要性,也能夠使學(xué)生直觀地感知所學(xué)理論知識(shí)與科學(xué)研究之間的緊密聯(lián)系,并且讓學(xué)生深刻理解知識(shí)成果對人類發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的重要作用。
在教學(xué)過程中,教師要注重學(xué)生的主體地位,在明確課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。因此,如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性一直是大學(xué)教師思考的主要問題之一。從傳統(tǒng)的教師講述為主的基礎(chǔ)上,靈活運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)法、討論式教學(xué)法和任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法等方法,可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性?,F(xiàn)在的教學(xué)過程中使用比較多的方法是通過提出問題,以讓學(xué)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(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)其獨(dú)立思考的能力。在此基礎(chǔ)上,可以嘗試提出開放性問題,讓學(xué)生查閱資料,然后展開討論或者辯論,可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。比如,提出問題:在進(jìn)化過程中,先有蛋白質(zhì)還是先有核酸?學(xué)生在課后查閱資料的過程中,掌握什么是蛋白質(zhì)、什么是核酸,明白蛋白質(zhì)、核酸的功能,了解蛋白質(zhì)、核酸在生命體中的作用等;學(xué)生在課堂討論的過程中,進(jìn)一步加強(qiáng)對蛋白質(zhì)、核酸基本知識(shí)和其在生命活動(dòng)中作用的理解和掌握。因此,在“生物化學(xué)”課程教學(xué)過程的每一個(gè)章節(jié)中,設(shè)計(jì)1~2個(gè)這樣開放性的問題,給學(xué)生時(shí)間和空間,讓學(xué)生去探索、發(fā)現(xiàn)和總結(jié),以此調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)積極性。
在教學(xué)過程中,把握課程的基本內(nèi)容和主要內(nèi)容,在此基礎(chǔ)上增加新的科研進(jìn)展,以此拓寬學(xué)生的知識(shí)視野,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如,在講“中心法則”的內(nèi)容時(shí),不僅講述經(jīng)典中心法則的相關(guān)知識(shí),還要講述中心法則的補(bǔ)充部分的相關(guān)知識(shí)。運(yùn)用自主學(xué)習(xí)與引導(dǎo)學(xué)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)理念,帶領(lǐng)學(xué)生將舊知識(shí)與新知識(shí)緊密聯(lián)系、融為一體,從而使學(xué)生主動(dòng)地參與學(xué)習(xí),養(yǎng)成愛思考、會(huì)學(xué)習(xí)的習(xí)慣。此外,中心法則的提出及其發(fā)展是科學(xué)家對科學(xué)的不斷追求和探索的成果。通過這些知識(shí)的整合學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的好奇心,鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)思考、積極提問,使學(xué)生了解科學(xué)研究是不斷深入、逐步完善的過程,從而樹立學(xué)生的科學(xué)發(fā)展觀。
如何選擇新的科學(xué)研究成果,這里給出兩點(diǎn)建議:(1)選擇諾貝爾獎(jiǎng)相關(guān)知識(shí);(2)選擇“有趣”的科學(xué)研究成果。諾貝爾獎(jiǎng)相關(guān)知識(shí)的研究成果包含理論知識(shí)、前沿技術(shù)和成果應(yīng)用三個(gè)方面,內(nèi)容全面。因此,筆者認(rèn)為諾貝爾獎(jiǎng)相關(guān)知識(shí)是最好的“生物化學(xué)”課程教學(xué)的輔助材料。何為“有趣”的研究成果呢?筆者認(rèn)為,與每個(gè)人都有關(guān)系的研究成果最能激發(fā)學(xué)生的好奇心,是有趣的研究成果。比如,每個(gè)學(xué)生都會(huì)好奇的方向感問題,介紹影響方向感的磁感應(yīng)蛋白的研究一定會(huì)吸引學(xué)生的注意力;再比如,關(guān)于為什么有的人跑得慢、有的人跑得快的問題,學(xué)生也會(huì)不解和疑問,可以介紹影響跑步速度的蛋白質(zhì)翻譯后修飾的研究等。通過分享新的科學(xué)研究成果,使學(xué)生跟著教師的問題一起思考、沉浸其中,從而激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的熱愛和熱情。
隨著經(jīng)濟(jì)全球化,國際市場和社會(huì)需要全面發(fā)展的人才。越來越多的學(xué)校開始培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)際動(dòng)手能力。傳統(tǒng)的課堂更側(cè)重對學(xué)生的知識(shí)灌輸,忽視了培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。因此,通過“主動(dòng)式學(xué)習(xí)”能夠提升學(xué)生的實(shí)際能力,有助于培養(yǎng)綜合型人才。
在《常用的分子生物學(xué)技術(shù)》章節(jié)中介紹的每一種分子生物方法技術(shù),詳細(xì)闡述其基本原理。由于基本原理抽象、難懂,因此,在教學(xué)過程中,適當(dāng)簡明扼要地介紹基本原理,然后,在此基礎(chǔ)上著重列舉其在實(shí)際應(yīng)用中的意義,以此激發(fā)學(xué)生的好奇心。比如,聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)技術(shù)。在教學(xué)過程中簡要介紹基本原理、技術(shù)方法和應(yīng)用的知識(shí)內(nèi)容。為充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,促進(jìn)其對該技術(shù)方法的全面理解,教師可以在課堂上提出一個(gè)較模糊且廣泛的問題:PCR有哪些應(yīng)用?圍繞這個(gè)問題,學(xué)生先查找一些資料,這些資料通常指他們的教材和自行進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)搜索;之后,教師進(jìn)行適當(dāng)引導(dǎo):PCR包括RT-PCR、免疫PCR、實(shí)時(shí)熒光定量PCR和原位PCR等,每種PCR有各自的特點(diǎn)和應(yīng)用;然后,再讓學(xué)生選擇自己感興趣的一種PCR進(jìn)行課后的資料調(diào)研和整理總結(jié)。通過這樣的方法,教師作為引導(dǎo)者,避免強(qiáng)硬地灌輸學(xué)生難以理解的知識(shí),而是引導(dǎo)學(xué)生自己思考、理解一個(gè)復(fù)雜的過程,從而讓學(xué)生在反復(fù)思考的過程中,提出問題并解決問題。
作為一名高等學(xué)校的教育工作者,在傳授科學(xué)知識(shí)的同時(shí),也要學(xué)會(huì)去探索與時(shí)俱進(jìn)的教育教學(xué)方法,在教學(xué)過程中不斷反思,尋找更好的教學(xué)方式方法??傊?,隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步,普通高等農(nóng)林院校“生物化學(xué)”教學(xué)改革是促進(jìn)高等教育的有效方式,是提高教學(xué)質(zhì)量的主要手段,是一項(xiàng)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(xiàn)代教育理念為指導(dǎo),引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)出具有自主學(xué)習(xí)能力和熱愛鉆研的高素質(zhì)人才。