時間:2023-02-21 20:57:32
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生物化學是從分子水平探討生命現象本質的一門學科,也是醫學、生物學、農學等學科科學研究的工具學科。該學科對于培養農林醫藥院校學生解決問題的能力和創新能力是至關重要的。然而,由于生物化學學科非常抽象,主要是闡述體內蛋白質、DNA和RNA以及其他分子的相互作用過程,導致學生很難理解,使得生物化學課程成為農林醫藥院校最難學、不及格比例最高的學科之一。盡管在當前的教學改革過程中,以PBL為主導的理學教學方式[1]和以任務驅動型教學為主導的實驗教學方式[2]對于實現真正的“以學生為中心”教學理念提供了新的教學方法,但傳統的由教師主導的講授法授課模式仍然是無法替代的。因而如何在教學過程中激發學生學習興趣,如何能夠深入淺出的將復雜的機制通俗化,一直是生化教學老師不懈的追求。本文以較抽象的基因表達調控中的乳糖操縱子為例,從導課、授課、知識拓展、強化訓練、小結5個環節闡述如何進行生物化學教學設計。
1設疑導課激發學生學習興趣
由于乳糖操縱子內容非常枯燥,而且比較復雜,所以在教學過程中先給學生講述一個現象(給出一張細菌生長曲線圖):當培養基中同時含有葡萄糖和乳糖時,細菌的生長曲線不是大家熟悉的遲緩期、對數期、穩定期、衰亡期,而是出現了2個對數生長期,中間有一個遲緩期。那么為什么會出現這種現象呢?接著給出一張細菌培養基中糖消耗曲線圖,學生就會分析發現第一個對數生長期主要是培養基中的葡萄糖被消耗了,而第二個對數期是乳糖被消耗了。那么為什么葡萄糖和乳糖分別在第一個和第二個細菌生長對數期會被消耗呢?學生通過前面代謝部分的學習,一般都明白代謝葡萄糖和乳糖都需要酶,而且需要的酶不同,第一個對數期細菌體內有分解葡萄糖的酶,第二個對數期有分解乳糖的酶。也就是說培養基中同時含有葡萄糖和乳糖時,細菌優先利用葡萄糖。那么這是為什么呢?最后給出細菌生長過程中lacmRNA、β半乳糖苷酶和β半乳糖透性酶,此時學生會發現乳糖代謝的基因——lacmRNA并沒有表達,而且對應的基因表達產物β半乳糖苷酶和β半乳糖透性酶含量也很低,所以第一對數期不能分解乳糖,只有第二對數期才能分解乳糖。那么細菌體內如何實現這一復雜的基因表達調控過程呢?通過4次層層設疑,抽絲剝繭,引出乳糖操縱子的調控機制,大部分學生會好奇細菌是如何實現這一復雜調控過程的。
2始終圍繞培養基中不含葡萄糖、只含有乳糖時乳糖操縱子才開始表達這一現象進行授課
通過前面3張圖片的講解,學生發現當培養基中只含有乳糖時,乳糖代謝相關的2個酶β半乳糖苷酶和β半乳糖透性酶產生了,而且編碼這2個酶的lacmRNA也表達了。由此就引入了誘導表達和操縱子這兩個概念。誘導表達就是加入代謝物后基因才開始表達;而操縱子就是一個lacmRNA產生2個以上的蛋白質。接著詳細講述乳糖操縱子的結構、操縱子中每個元件的功能。而且指出1961年,Jacob和Monod提出的操縱子模型在原核生物基因表達調控機制中具有普遍性,并于1965年獲得諾貝爾生理學或醫學獎。然后講述為什么培養基中含有乳糖時該操縱子才開始表達主要是由于阻遏蛋白的負調控作用被乳糖誘導后解除。同時在講解過程中要結合蛋白質和酶的變構效應,講解阻遏蛋白與乳糖結合后結構改變不能與操縱序列結合,這樣學生與前面學習到的知識融匯貫通,方便學生理解。乳糖操縱子阻遏蛋白的負調控機制只解釋了只有在乳糖存在是乳糖代謝相關酶才開始表達,因而此時接著拋出另外一個疑問:為什么培養基培養基中同時存在葡萄糖和乳糖時,乳糖代謝的酶并沒有被誘導呢?是不是還存在其他調控機制呢?由該疑問引出CAP蛋白的正調控機制,同樣的CAP蛋白存在與cAMP結合后的變構效應導致功能改變的現象。最后總結過程中強調阻遏蛋白的負調控與CAP蛋白的正調控協調調節乳糖操縱子的表達過程,也解釋了為什么“只有在培養基中不含葡萄糖、只含有乳糖時乳糖操縱子才開始表達”這一中心問題。
3側重創新能力培養,進行知識拓展
知識拓展應該注重于學生分析問題和解決問題的能力培養,更加強調學生創新品質的培養。我們在教學過程中經常強調“授人以魚,不如授人以漁”,因而在講解完乳糖操縱子結構后,應當教會學生如何可以從GenBank中查詢下載到該序列,如何找到乳糖操縱子結構中的各個調控元件和結構基因。學生一看非常直觀,而且會有許多新發現:調控序列實際上很短,只有幾十個堿基,而結構基因很長,有幾千個堿基;阻遏蛋白結合的操縱序列和RNA聚合酶結合的啟動序列實際上是重疊的;lacZ、lacY和lacA基因之間實際上有間隔序列;阻遏蛋白基因不隸屬于乳糖操縱子,是獨立轉錄的。通過教會學生如何使用GenBank查詢下載序列,既為學生今后從事科研工作奠定了基礎,同時學生又可以“做中學”,有不少新發現,而學有余力的同學課后就會查找文獻,更深入地了解原核基因表達調控的特點及機制。同時在知識拓展時還要強調新進展,強調這個領域中目前的創新性的成果。如我們講述了Bhogale等2014年發現在大腸桿菌中,乳糖操縱子有非誘導狀態轉化為誘導狀態,不僅與阻遏蛋白在操縱序列的解聚相關,同時與阻遏蛋白與操縱序列解聚的周期相關。學生會發現這樣一個經典的模型,直到今天都在不斷發展、不斷完善,有力于培養學生學無止境的學習品質和創新精神。
4圍繞重點、難點進行強化訓練
大學的教學課堂要不要進行強化訓練,一直以來都飽受爭議,其主要原因就是學生過去在高中階段長期深受“填鴨式教育”和“應試教育”毒害。但是我們認為課堂上適當的強化訓練還是必要的,有利于學生對重點難點內容的理解和掌握。本校教師赴美國猶他大學訪學后發現,國外的醫學院考試是非常多的,生物化學部分內容每2周考試一次,學生學習基礎醫學部分內容一年后就參加類似于國內執業醫師的全國性統一考試,2次機會,沒考過直接退學了。因此,我們針對乳糖操縱子正負調控機制和歷年來考試中學生多選題失分較多,安排兩道單選題和兩道多選題,先讓學生通過掃描二維碼在問卷網回答,然后教師現場直接在問卷網查詢學生答題結果,查看學生掌握情況,與學生一起分析回答錯誤的原因。
5提綱挈領進行小結,提出問題引發學生思考
小結是對一堂課內容的簡要概述,也是對一堂重難點內容的再次強化,有利于學生對所學內容進行整體性掌握。在進行乳糖操縱子講述過程中可以自己制作一個簡單的動畫,概述乳糖操縱子結構、阻遏蛋白的負調控和CAP蛋白的正調控作用。這樣學生對本節內容有個整體性的認識,不至于“只見樹木不見森林”。然后可以提出一道思考題供學生課后研究性學習:“人體中是否有乳糖代謝相關的酶?該基因在東亞人群和歐美人群中的表達調控特點有何差異?為什么不少同學喝牛奶后有輕微的腹瀉呢?”這個問題既和本節學習內容密切相關,又與學生的日常生活密切相關,可以解決學生“為什么學?學后有什么用?”的疑惑。
6結語
上好一堂生物化學課,授課教師需要有高度的責任心,查閱大量文獻,對課堂進行精心的設計,才能收到良好的教學效果。而傳統高校教師教學過程中,由于存在“重科研,輕教學”的思維定式,一般課堂教學設計時以教材中的章為單位進行教學設計,往往涵蓋3~5個課時的教學內容。這就導致學生在一節課的學習中感覺非常凌亂、不系統,無法感受到那些內容是重點內容,往往老師在講課時常常強調這里是重點啊,但是幾分鐘就講完了,學生根本沒有聽明白。因而我們建議在教學過程中要以一節課作為單位進行教學設計,從導課、授課、知識拓展、強化訓練、小結5個環節進行“深雕細琢”。同時在教學過程中要層層設疑,激發學生學習興趣,以本節內容為例,我們先后設計了5個問題引發學生思考,而且問題一環扣一環。此外,要充分利用小結的機會,對一節課的內容進行簡單的回顧,讓學生對教學內容有整體性的認識。最后,再提出與本教學內容和大家日常生活都密切相關的問題,引發學生思考,讓學生明白生物化學和大家的生活其實是密切相關的,而不是抽象的、無用的。
參考文獻
2教學內容的反思
由于學生基礎差異大,所學專業不同,教師應該嘗試結合教學大綱和社會實際需求情況來進行教學內容的選擇。對于選定的教材,教師也可量體裁衣,充分挖掘教材的內涵,對教材進行適當的處理,有目的地刪減、添加教學內容。例如對于臨床醫學專業的學生,教學中應該合理搭配臨床實例。課堂上引入實例教學,學生往往興趣盎然,有學以致用的切身感受,對臨床工作形成一定的感性認識。實際上,醫學生物化學課程本身與臨床工作聯系緊密,增加實例教學并不困難,關鍵是方法、時機和內容等的合理搭配。學生普遍對臨床科室的檢測項目、儀器使用及工作程序等有濃厚的興趣。為了學生就業和今后從事科研工作考慮,教師應該在教學過程中有意識地介紹相關的生物化學與分子生物學基礎理論和實驗技術等前沿內容。總之,醫學生物化學課堂教學內容應該結合醫學各專業的特色,從實際到理論再到應用,環環緊扣,步步深入,在激發興趣、啟迪思考中將枯燥且難理解的知識轉變為有趣、有用的知識儲備、能力訓練和素質養成[4]。
3教學方法的反思
教師應該不斷反思自己的教學方法,包括目前教學現狀如何,還存在什么問題以及如何解決。教師還應不斷作出靈活的調整,提高自身的教學能力和課堂教學質量。切不可太過單調,只用一成不變的方法進行填鴨式的教學[5]。每個教師應該根據自己的教學經驗和風格特點,結合學生的實際情況,確定易于被學生接受的教學手段和方法,最大限度地調動學生的學習積極性和主觀能動性。
3.1運用多媒體輔助教學
由于醫學生物化學理論知識體系深奧,傳統的教學方式很難讓學生有效地學習到其中的核心知識點,而借助多媒體教學可以使教學內容更加形象、直觀,便于學生理解和掌握。多媒體課件在課堂教學中已經得到充分運用,其主要優勢是更大容量和更靈活的組織形式,通過幻燈片、動畫、視頻等表述方式及交互性制作技巧有機地整合各章節知識結構,有效提高教學效果。例如對于DNA雙螺旋結構的演示問題,應用計算機特有的三維顯示技術就能輕而易舉的解決,學生掌握了DNA雙螺旋結構的概念,易于理解與這個結構相關的復制、轉錄和翻譯機制。
3.2運用醫學實際和生活實例教學
實例教學是活躍課堂氣氛,加強學生綜合思考能力的一種好方法。為了將枯燥的知識變得生動、鮮活、具體,教學中結合課堂內容,將實際生活和臨床工作中密切相關的生化知識和技術穿插介紹給學生,既提高學生的興趣,又增加他們的生活知識,對其一生都是有益的。生活、臨床、法醫、食品、考古、體育等都有醫學生物化學的應用,可以選擇最有代表性的闡明機理,讓學生達到舉一反三的目的。比如將RNA生物合成機理與臨床艾滋病治療相結合;講解DNA損傷修復時,將DNA損傷修復系統的缺陷與遺傳性著色性干皮癥和早老癥等遺傳病的發生相聯系;講解酶的競爭性抑制作用時,介紹磺胺類藥物的抑菌機理等;通過這樣的聯系,無疑將極大地激發學生的學習熱情,變被動記憶為主動攝取,使學生感覺到所學的醫學生物化學課程不再是抽象的理論和空洞的知識,而是可以實際應用的手段和武器,使其掌握的知識經久難忘,教學效率必然會大大提高[6]。
3.3運用名人名事激發學生學習興趣
醫學生物化學是一門醫學前沿學科,這一領域的許多科學成果獲得了諾貝爾獎。課程教學內容的導入可以利用講故事、民間俗語、生活中的小常識或科技新進展等進行導入。在課堂教學中穿插介紹獲得諾貝爾獎的著名科學家的科技成果和科學研究故事,用名人的科學探索精神和高尚的人格魅力去激勵學生,激發他們對生物化學學習的興趣。比如,在講授復制和轉錄的時候,就可以講述父親KornbergA分離純化了DNA復制需要的DNA聚合酶,兒子KornbergRD發表了第一張RNA聚合酶的全動態晶體,父子兩位科學家都曾在不同年代獲得諾貝爾獎的傳奇故事。與此同時,在課堂講授時引導學生以科學的思維來理解生物化學,逐步培養學生的科學思維方式,提高學生的邏輯思維能力。
3.4運用練習測試鞏固知識
每堂醫學生物化學課給學生介紹的知識點很多,隨著課程的延續,學生不理解的方面越來越多。根據以往的評價和反饋,絕大多數學生認為醫學生物化學難懂難記,對課程的學習興趣逐漸減弱。對此,教師應該在每節課結束前3-5分鐘,針對本節課的知識點設計幾道題目對學生進行隨堂測試,這樣可以使學生對本節課的知識點重新梳理回顧。盡量讓學生在課堂上就對主要的知識點理解透徹,課后再復習時,就有了較深入的認識。學生對課堂練習測試普遍反映良好,通過這種方式既可以幫助學生鞏固知識,提高學生的學習積極性,又可以評估教師的教學效果是否達到預期的目標[6,7]。
3.5培養文獻檢索和查新能力
醫學生物化學學科發展非常迅猛,知識更新很快,新理論與新技術層出不窮,應該教會學生如何利用信息資源來組織自我學習。在教學過程中,針對學生學習醫學生物化學時重記憶、輕思考的特點,筆者培養結合課程內容進行檢索和查新的能力,向學生反復強調不能單純依賴課本,要注重學習查閱文獻和網絡相關資訊作為學習的補充。同時結合不同章節的要點,輔以相關文獻研究進行講解,包括立題的依據、課題的設計以及討論的要點等,并適當安排時間利用電腦給學生展示對某方面內容如何進行文獻檢索,對國內外有關專業網站進行推薦。同時,筆者在中國知網和Pubmed上還篩選一些生物化學專業期刊介紹相關的基礎和專業知識傳授給學生,讓學生的知識系統盡可能跟上學科發展的步伐。對于文獻檢索和查新的學習,學生表現出強烈的學習欲望,主動思考和解決問題的能力明顯提高,對生物化學新知識和新進展也有了更深入的了解[7]。
4教學模式的反思
4.1理論教學精益求精
醫學生物化學課程的特點是高深難懂、枯燥乏味,以理論講授為主,內容繁多,涉及面廣,教學課時有限,學生往往難以消化和理解。教師在理論教學中應該通過同行評課和與高水平的督導員交流,從板書、語言、導入、講解、提問、演示、課堂組織、強化、練習指導等環節著手,分析教學中運用了哪些教學技能、策略和方法,總結教學經驗和教學過程中的優缺點來進行反思,矯正實際教學。教師只有不斷的進行教學反思,力爭精益求精,才能使理論知識的傳授做到深入淺出、通識易懂。此外,教學中難免會出現教與學的偏差,教師應該即時幫助和指導學生,同時進行反思。
4.2實驗教學必不可少
實驗教學是生物化學整個教學過程中必不可少的環節。學生普遍對醫學生物化學實驗課的學習興趣比較濃厚。在實驗室精選實驗項目的前提下,實驗課的課堂教學是最重要的問題。學生做實驗的目的不是為了得到結果,而是應該知道實驗過程中的每一個步驟所蘊含的基本原理,進而通過理論指導實驗操作。這就需要教師不是簡單的講解實驗步驟,而是將教師對理論的講解轉化為學生自己的知識,導向其思維,指導其操作。同時對實驗結果的分析也很重要,學生習慣于用實驗成功或者失敗來總結本次實驗的結果,而實際上最主要的是讓學生分析某種現象或實驗結果的原因,以及實驗結果存在的誤差及其產生的可能原因,進而培養學生的動手能力、科學思維能力和觀察問題、解決問題的能力[8]。
4.3利用臨床見習輔助課程學習
由于教學條件所限,醫學生物化學課程中的部分教學內容可以通過臨床見習的方式來完成。這種方式既解決了教學資源緊張的問題,又使學生直接接觸醫學前沿陣地,感受到醫院的工作氛圍、工作方式和工作秩序,為將來的臨床實習和就業打下堅實的基礎。比如學習肝臟的生物化學這一章節,就可以讓學生直接在臨床醫院檢驗科見習常規肝功能生化檢測的項目,了解黃疸性肝炎患者的臨床特點和診斷依據。
【中圖分類號】R-1 【文獻標識碼】B 【文章編號】1671-8801(2014)04-0256-02
臨床生物化學和生物化學檢驗實驗是生化基礎實踐技能,由生物化學、分析化學、臨床醫學等多種學科相互交叉而形成的一門獨立學科,也是一門應用性很強的學科,作為醫學檢驗的主干課程之一,內容與臨床醫學專業及醫學檢驗專業,如微生物、細胞生物學等有關,其內容較多,具有一定抽象性。我校通過對臨床生物化學和生物化學檢驗實驗課的教學進行積極的探索,探討其改革與實踐思路,現報告如下。
一、臨床生物化學和生物化學檢驗課程及應用特點分析
(一)學科交叉,涉及多門學科理論
近幾年,隨著醫學技術的進步與不斷發展,臨床生物化學和生物化學檢驗在醫學中的地位越來越突出。且與醫學檢驗、微生物學等多門學科相交叉,聯系性較強;由于臨床生物化學和生物化學檢驗涉及科目多,教學內容較多,加之近幾年微生物、細胞生物學等學科的快速發展,新疾病、新技術、新理論不斷出現,使教學內容變得更加豐富,同時還具有一定的抽象性,對教師教學帶來了困難大的困難。傳統教學在此方面更注重知識性講解,學科相對獨立,缺乏對新儀器、新知識的講解,不能滿足當前對臨床生物化學檢驗的要求。
(二)實踐性強,重應用性
由于臨床生物化學和生物化學檢驗是一門視度綜合的應用性學科,對學生的實踐性及實驗操作性要求強交,尤其是這幾年,檢驗儀器的不斷向自動化、智能化方向發展,檢驗項目由過去單一項目的檢測發展到現在多項目聯合檢測,檢測內容也由過去簡單的基本定性技術,或半定量到現在的微定量、超微量檢測,細胞生物工程技術、基因工程技術、分子生物學工程、微生物學工程等在臨床已得到廣泛應用,其對臨床生物化學和生物化學檢驗專業學生的專業性及儀器操作性,專業知識的應用性要求也越來越高。
二、臨床生物化學和生物化學檢驗教學改革與實踐初探
(一)教學觀念的改革
臨床科學的不斷發展,對臨床生物化學和生物化學檢驗專業學生的要求越來越高,學生不僅要求具有較豐富的專業理論知識,還應具有較強的應用實踐能力,這為臨床生物化學和生物化學檢驗教學提出了新的挑戰,教學的改革須從教學觀念改革入手,由傳統的知識性傳授轉為技能性發展。教師的角色由教變為導,學生學習也應由被動接受到主動吸取、運用中來。
(二)保持與專業醫學機構的聯系,加強教師隊伍建設
加強教師隊伍建設,首先要提高教師的實踐經驗,可選拔優秀的教師到醫療條件、技術條件較好的醫學院和醫院進修,或參加短期培訓,增強臨床檢驗經驗,尤其是微生物、細胞生物臨床研究經驗豐富的醫學進修,掌握最新臨床成果,才能更好地運用到教學實踐當中;與本市或省內相關專業醫院保持聯系,通過與臨床檢驗醫師的溝通,了解最新微生物臨床信息,及時對課本知識進行更新,這樣才能培養出具有高創新性的綜合性人才。
(三)教學實驗課程的改革
改變傳統課堂為主的知識傳授性教學,增加更多實驗教學課時,使學生有更多機會參與實踐操作,提高檢驗操作技能。對本專業相關檢驗儀器進行更新,添置新儀器設備,使臨床生物化學和生物化學檢驗教學與臨床需求更為貼近。
采用實驗室模擬教學方法,在實驗課程上模擬臨床檢驗過程,加強學生準確取樣、檢驗、數據處理分析等方面訓練。學生須真實、準確記錄檢驗結果,嚴禁杜撰實驗結果,培養學生科學、嚴謹的工作作風;通過對所得數據進行模擬質控方法進行統計分析,對實驗結果進行總結,以豐富學生檢驗經歷。
(四)明確教學要求,完善學生考核管理
改進考核管理辦法,將學生期末成績由理論考試與實驗考核兩項考核結果組成。日常檢驗實踐成績根據學生檢驗報告進行評定。教師在實驗考核前宣布考核細則,考核內容包括實驗操作的每個步驟,甚至包括實驗結束試管的刷洗的評分;學生自行準備實驗器材,編寫方法學實驗設計,教師審核過后自行配置試劑,并進行實驗,做出實驗結果報告。通過理論成績與實驗成績相結合的方法,對學生能力進行測評可提高學生理論聯系實踐的能力,同時對可培養學生嚴謹的實驗態度,扎實的操作基本功。
總之,當前臨床檢驗學的不斷發展,為臨床生物化學和生物化學檢驗教學提出了更高的挑戰,不斷豐富教師學生相關理論知識,提高實驗操作能力,才能培養具有高創新性的綜合性人才。
參考文獻:
1.1一般資料
本研究選取本校2014級中醫八年制專業的138名學生作為PBL教學研究對象,授課教材使用中醫藥出版社《生物化學》第7版唐炳華主編教材,
1.2教學方法
目前我校針對中醫專業特點,將中醫專業生物化學授課內容整體優化后劃分為三大版塊,即物質化學、物質代謝和肝膽生化與疾病。物質代謝版塊包括生物氧化、糖代謝、脂類代謝、氨基酸代謝四個部分。肝膽生化與疾病是第三版塊。在有限的學時內,全程展開PBL教學有一定的困難。因此,我們結合中醫專業特點,精選適合PBL教學的物質代謝版塊和肝膽生化與疾病版塊內容,選擇合適的臨床病例,在課堂中以微視頻形式播放并講解相關的具體臨床病例情況并提供患者資料,要求學生針對此患者基本情況,利用網絡查閱相關資料,分組討論疾病的可能發病機制、目前中、西醫臨床治療方案,并比較不同臨床治療方案之間的優劣,以促進學生從分析解決臨床問題的角度理解生物化學物質代謝和肝膽生化版塊授課內容,激發學生學習積極性,提高教學效果。例如:采用微課小視頻在課堂展示以物質代謝紊亂引起的疾病如脂肪肝、多并發癥糖尿病、動脈粥樣硬化、膽結石和黃疸等疾病相關的臨床病例,要求學生針對上述疾病從生物化學知識角度討論疾病發生的機制及目前中、西醫臨床治療方案,促進中醫八年制學生從物質代謝角度理解并討論疾病發生的具體機制以及中西醫治療差異,培養他們分析、解決臨床問題的能力。
2評價和分析
PBL教學效果學生以小組為單位在固定的時間內對課堂中提到的問題,每組出一名學生代表回答問題。學生通過多種途徑如電子版教材、網絡精品課程視頻、網絡微課、慕課教學平臺、手機移動百度搜索等搜集資料,進行分組討論并在課堂中搶答積極討論。鑒于課時的關系,有些復雜問題留給學生放在課后討論。授課老師針對學生在討論過程中出現的帶有共性的問題進行講解,并結合授課內容強調重點、難點。在整個過程中,教師應把控課堂討論氣氛,引導學生積極思考。在學生回答問題方面,結合目前我校實施的形成性評價考核進行評價。學生的形成性評價考核成分由期末考試成績(70%)、平時成績(20%)和實驗成績(10%)三部分構成。平時成績占20分(由課堂討論回答問題情況構成)。在PBL教學模式中,每組學生在回答問題方面的表現是平時成績的組成部分。對于回答問題較好的每組同學給予更高的平時成績。同時,教師對學生回答問題情況(問題回答的正確性,問題回答的深度和廣度)進行點評,引導學生反思在解決和分析問題的過程中存在的不足。通過反思做出總結,鞏固自己學到的知識。同時,也可讓學生在課后整理自己以及本組在討論過程中出現的問題、錯誤。教師根據學生在討論中的表現做出客觀的評定。當然,在PBL教學過程中,教師也可根據學生的反饋發現自己的不足,從而進一步拓寬自己的知識面,作出及時而有效的調整,使教和學雙方面同時得到提高。采用PBL教學方法實施教學后,筆者對參加PBL教學的中醫班學生發放問卷調查進行效果評價。調查內容包括臨床問題分析能力、自主學習能力,對生物化學授課內容的理解能力,對本課程的學習興趣、師生互動、課堂氣氛、學習的積極性和主動性、學習思路開拓、知識的記憶能力等方面。此問卷主要評測中醫八年制學生對生物化學課程物質代謝相關知識的掌握及對PBL教學方法在中醫八年制生物化學課堂教學中實施的合適度等,共發放調查問卷138份,回收138份,應答率100%。調查的具體結果見表1。從以上問卷調查結果看出,在中醫八年制生物化學教學中實施PBL教學法,82.60%學生認為提高了他們對生物化學課程的學習興趣,85.50%學生認為PBL教學增強了他們對生物化學授課內容的理解,80.43%學生認為PBL教學提高了他們對生物化學授課內容的記憶能力。此外,調查結果還顯示PBL教學活躍了中醫班生物化學課堂氣氛,在結合臨床疾病發病機制和治療方案基礎上提高了中醫八年制學生分析和解決臨床問題能力。PBL教學開拓了學生思維,使學生在分析主觀題時思路更廣闊,能夠引用其他學科知識,體現出較強的綜合能力,尤其是在培養中醫學生臨床思維能力、綜合分析能力和探索創新精神方面。
3討論
PBL教學法的特色是以問題為基礎,以學生為中心,以具體病例為切入點提出問題,以討論這些問題為手段來激發和啟迪學生的思維,培養學生臨床思維能力[3-4]。在中醫八年制生物化學PBL教學模式中,教師在課堂中采用微視頻展示相關病例情況,介紹患者的具體情況并提出問題,學生圍繞教師提出的問題,利用當今發達的網絡資源進行深入思考并展開討論。針對學生回答問題的積極程度和準確度,以給予平時成績的形式對學生回答問題的表現情況進行形成性評價。通過結合PBL教學方式,在中醫八年制班級中以討論形式講授物質代謝與疾病相關內容,充分調動學生積極性,在中醫班形成了輕松愉悅的生物化學學習氛圍。調查報告結果還顯示,PBL教學促進中醫專業學生對物質代謝中復雜代謝途徑知識的理解和掌握,提高了學生臨床思維和綜合分析能力,有利于培養適應新時代的創新性的卓越中醫人才。例如:教師通過以臨床真實病例為出發點引導中醫八年制學生對“不同類型糖尿病發病機制和中醫臨床治療策略”和“肝性腦病的發病機制和中醫臨床治療策略”等問題進行思考和分析,從分析臨床問題角度充分挖掘中醫八年制學生臨床思維潛能。盡管PBL教學提高了中醫八年制學生臨床思維和生物化學教學效果,但是在順利開展需要解決以下問題。首先,教師應結合理論知識精選臨床病例,學生應對物質代謝授課內容十分熟練,并配合老師積極查閱相關資料熟悉臨床疾病發病機制和臨床治療方案,才具備解決和分析臨床問題能力。其次,在中醫八年制班級生物化學中實施PBL教學,要求教師掌握豐富的中醫中藥理論知識和臨床經驗,具備一定的中醫中藥知識背景,憑臨床和教學經驗來分析教學內容,密切聯系臨床病例。再次,教師還應掌握醫學最新發展動態,密切關注臨床疾病發病動態和各種臨床治療方案,將生物化學代謝知識領域的最新研究成果與中醫臨床疾病防治緊密結合,才能對學生給予正確引導,保證教學活動順利進行。
作者:陶懷 張波 周賽男 宋嵐 胡梅 單位:湖南中醫藥大學醫學院生物化學與分子生物學教研室
參考文獻
[1]宋嵐,胡梅,張波,等.在中醫學臨床拔尖班生物化學教學中培養學生科研素質的探討[J].科教文匯,2016(19):73-74.
生物化學的教學工作一般從糖類、蛋白質、核酸等物質的結構和理化性質開始講授,隨后再介紹這些生物大分子的物質代謝和能量代謝,同時,理論教學和實驗教學分開,不但使教學工作相對枯燥難懂,而且學生也不易掌握生物化學的知識結構和重點內容。許多專家學者在課堂教學方法和理念上對生物化學的教學方面做了很多改革和創新[1-4],也有許多教學工作者在實驗教學方面進行了探討[5-7],為生物化學的教學提供了很多值得借鑒的地方,但如何將生物化學的部分實驗合理的融入教學課堂,將理論教學和實驗教學恰當的融為一體,此類教改文獻較少。本文以糖類教學過程為案例。
一構建糖類的知識結構體系
學習生物化學之前,學生已經學習過《有機化學》課程中關于糖類的章節,對重要的單糖、二糖及多糖并不陌生。但《有機化學》和《生物化學》中的糖類講授側重點并不完全相同,后者的講述要為糖代謝的章節做好鋪墊,而糖代謝則是糖的化學的延伸。雖然課程設計上是先講完糖類、蛋白質、脂類、核酸、酶等物質的結構和理化性質后,再講述糖代謝、脂代謝、蛋白質代謝。但教師不能按照教材孤立糖的化學和糖代謝的關系。因此,圍繞糖類一章要為糖代謝章節服務的思路,重新構建《生物化學》中糖類的知識體系,做到重點突出、邏輯清晰。在講完糖的概念和分類后,由“最簡單的糖是什么”的問題導入,通過介紹甘油醛過渡到同分異構的講解,重點介紹D/L構型。在此基礎上,讓學生思考,如果每延長一個碳,會增加多少同分異構體的同時,引出重要的單糖,如葡萄糖、核糖等。針對性的介紹單糖的化學性質,為糖代謝做鋪墊。如葡萄糖半縮醛羥基上可發生酯化反應,形成葡萄糖的磷酸酯,而葡萄糖的磷酸酯是生物體內糖代謝的重要中間產物。在從α-D-葡萄糖如何形成糖苷鍵轉變為學生所熟知的麥芽糖開始,講述二糖及多糖,最后介紹多糖的化學性質。
二課堂教學中加入演示實驗
生物化學實驗教學和理論教學相結合可加深理解專業知識,通過課堂演示實驗可將抽象的生物化學理論以可視化的方式展現出來,使學生產生興趣,引發學生思考這些化學現象背后的本質,從而產生認知沖突,增強學生的主觀能動性,有助于學生對理論知識的掌握和理解。而在常規的教學過程中,往往理論和實驗分離,教師普遍認為演示實驗簡單,培養不了學生動手操作的能力,從而忽視演示實驗在教學過程中的作用。然而,演示實驗在課堂教學中的實際效果在提高學生興趣方面起到了至關重要的作用。以在課堂教學中引入糖的演示實驗為例,課堂氣氛明顯活躍,學生對糖的一些化學性質比傳統的講授記憶更為深刻。如在講糖類的還原作用方面,教師在上課前可提前準備好斐林試劑和本尼迪特試劑、葡萄糖溶液、果糖溶液、蔗糖溶液、麥芽糖溶液和淀粉溶液、試管、加熱設備等。通過實驗,向5支試管中加入菲林試劑,再分別加入上述五種糖溶液(10g/L),置沸水中加熱數分鐘,取出冷卻后觀察顏色變化[8]。這樣可直觀的觀察不同的糖類顏色有何不同,讓學生思考造成這種顏色差異的原因。引出還原糖和非還原糖的概念。即加深了概念的理解,又對糖官能團進行了直觀的講解。學生課堂反饋積極,可明顯感覺到老師與學生間的溝通和互動是有效的。
三啟發學生設計綜合性試驗
化學實驗通常分為演示性實驗、驗證性實驗和綜合性實驗。然而本科生教學過程中,很少涉及到綜合性實驗,由于教師培養學生創造精神方面缺乏主動性,加上學生自身知識水平所限,綜合性實驗在實施方面存在諸多困難。綜合性實驗帶有一定的綜合應用性質或部分設計性任務。它要求學生在充分理解生物化學基本原理的基礎上,綜合運用所掌握的基礎理論、實驗技能以及各種檢測手和實驗方法,自行設計實驗方案、確定實驗方法、選用配套儀器設備、獨立進行實驗、記錄實驗數據并進行數據的整理和分析、最后寫出比較完整的實驗報告或學術論文[9]。為了進一步使學生熟悉和掌握糖的化學,在演示實驗的基礎上,詳細講解糖的化學性質及這些化學性質和什么官能團相關后,嘗試讓學生自己設計實驗并加以完成。如還原糖因含有自由的醛基或酮基,在堿性條件下,還原糖可與黃色的3,5-二硝基水楊酸(DNS)共熱,被氧化成糖酸和其他物質,3,5-二硝基水楊酸則被還原成棕紅色的3-氨基-5-硝基水楊酸。棕紅色的深淺和糖的含量成正比,用分光光度計在540nm波長下測定溶液的吸光度并查標準曲線,可求出樣品中還原糖的含量。由此,讓學生自己查找資料,結合糖類的化學性質,思考并設計其它的測定還原糖的實驗方案,并在實驗室中完成。不管實驗方案是否可行,實驗是否進行順利,鼓勵學生大膽嘗試,這樣的引導和啟發不但培養了學生獨立思考和設計實驗的能力,也使學生對糖的化學有了更深刻的理解和認識。
四總結
以實驗為導向,結合課堂教學的教學方法,不但使抽象的生物化學學習變得具象化,也容易引發學生興趣,通過自己設計實驗,增強學生成就感的同時,也鍛煉培養了學生一定的獨立學習和思考的能力。
作者:吳震洋 邱嵐 李麗 單位:銅仁學院
參考文獻
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2課堂教學中應注意的幾個問題
2.1教學內容應簡單化,并合理應用多媒體
學過生物化學的學生都深有體會,生物化學這門課程難、不好學、內容復雜、抽象、枯燥、乏味。受到語言的影響,少數民族學生在學習生物化學上遇到的問題就尤為突出,大多數同學的反映是“聽不懂”,這既與學生的漢語水平有關,也與授課老師的授課方式有關。作為老師,我們能做的就是通過不斷探索合適的授課方式使“聽不懂”的學生越少越好。有研究顯示,如果老師講課發音標準、講課速度也比較慢、講課內容是書里面的東西,學生就容易懂。而大學課堂中出現的講授內容多、而且許多知識是課外知識、及現代教育技術如多媒體的使用,使講課的速度和效率大大提高,但這種快節奏的教學方式對于少數民族學生來說很難適應,使得他們在上課時經常出現聽不懂、跟不上、理解不了上課內容的現象。所以,授課教師必須將上課內容精煉,并通過一些常用、簡單的詞語引出概念、分解概念中的關鍵詞,使概念通俗易懂,盡量做到形象化,具體化;對于較復雜的化學結構式和化學反應等,只重點講解其特點、聯系、功能等;也可通過生活事件引出講解內容,做到舉例恰當,便于學生理解。多媒體教學是一種輔助教學手段,是幫助學生理解的工具。它圖文并茂,可把文字轉化成生動的語言和多彩的畫面和動畫,使抽象的內容變得直觀、枯燥的內容變得生動,給學生多方面的感官刺激,幫助學生形象直觀的理解教學內容,在理解的基礎上有利于學生對知識點的掌握和記憶。但是多媒體課件的使用必須掌握字少圖多原則,如果文字太多,會讓學生分不清主次,反而影響教學效果。
2.2密切聯系臨床,激發學生學習的積極性
學習是學習者自覺、主動、積極的心智認知活動。古代教育家孔子說:“知之者不如好之者,好之者不如樂之者”。因此,學習者的主觀因素,即動機、情緒、努力程度等對學習的影響和作用不可忽視。所以,想讓學生學好生物化學,就要激發學生的學習興趣,使其感覺生物化學有趣、有用,從而想學、樂學。目前大多數學生學習目的不明確,對生物化學深廣度的把握不夠,在知識拓展能力方面欠缺,不能很好地把生物化學知識與臨床學科相結合,致使學生學習興趣不濃厚、造成其盲目學習而勞無所得的結果。生物化學是生命科學及其相關領域的基礎學科,從物質在體內消化、吸收、代謝,到人體的各種疾病,無一不與生物化學密切相關。因此,教師在講課時應運用比喻教學、用理論聯系實際的方法將生物化學的基本理論、基本知識與日常生活、臨床工作等聯系起來講授生物化學課程,可使生疏、枯燥、抽象的理論知識變成“有血有肉”的感性認識,使學生容易接受、易于理解,進一步加深了學生對生物化學與臨床緊密相連的認識,有助于生物化學課程與后期臨床課程和臨床實踐的密切配合,并充分調動其學習積極性。例如將蛋白質變性原理與“食物為什么煮熟了易消化?”和高溫滅菌、酒精消毒等聯系,這樣,學生聽起課來感覺特別有趣,不再覺得生物化學內容抽象、深奧、難懂,認識到生物化學課程的重要作用和在醫學中的地位,大大提高學生學習生物化學的積極性。
生物化學實驗課是與生命學科相關的專業最重要的公共基礎實踐課,是對生物化學課程的有效補充,通過學習該課程不但能夠更好理解生物化學的基本知識、概念和原理等知識點,而且還能夠掌握研究生物化學領域的相關實驗方法、技能,為學生繼續深造和走向社會打下堅實基礎。深化課程體系改革,持續更新課程內容,提高教學效果,提升學生基本實驗素質,是教學工作者孜孜以求的目標和任務。為此,我們課程團隊在教學方面采取了如下幾個方面的探索:
1強化教師隊伍建設,確保課程建設可持續發展
實行課程負責人制,聘任具有高級職稱兼有科研課題的教授、副教授作為課程負責人,同時配備一批教學經驗豐富的中青年教師擔任主講教師,進而形成了一支以課程負責人為核心、主講教師為骨干的具有豐富教學經驗的團隊。人才培養方面主要采用引進與培養相結合的方式,從而形成了一支相對穩定,職稱、學歷、年齡、學緣結構合理,可持續發展的教師隊伍。
2合理設置課程內容,強化教學與科研緊密結合
教學團隊調整教學內容,進一步架構更適于教學對象的內容結構體系,設置基礎性實驗,實驗內容相對簡單或經典,易于操作,主要是驗證性內容,目的是培養學生的最基本的實驗動手能力。主要有層析法分離氨基酸、影響酶活性的因素及活力測定、蛋白質性質及含量測定等方面的實驗,涉及到了層析、分光光度法、樣品處理及含量測定等一些常規的生物化學實驗原理與技術,也涉及到了如離心機、水浴鍋、組織搗碎機、分光光度計等儀器的使用。在積極跟蹤生物化學研究前沿的基礎上,結合自身的科研成果與社會實際需求,開發一些新的配套綜合性訓練實驗,以提高學生的科研綜合訓練能力。例如:精氨酸激酶表達與純化、酵母雙雜交檢驗藍藻蛋白質的相互作用、菠菜葉綠體基質蛋白質組分離、蛋白質印跡等實驗都是目前已經開設的綜合性訓練大實驗,一般在每學期16-18周開展。由于這些實驗所用設備比較多、實驗技能要求比較高,涉及生物化學研究領域最新研究成果,有效提高了學生的綜合性實驗能力,同時也能初步接觸生物化學研究前沿的技術手段和方法。為了給學生提供更多接觸科研的訓練機會,積極鼓勵學生結合自身特長和興趣,申請進入我院開放性科研平臺,讓學生參與到教師科研一線工作中,在教師指導下進行科研訓練,不但培養了學生嚴謹求實的科學素養,同時有效促進了教師科研工作。在學習過程中,通過查閱文獻,學生可進行校級、院級等級別科研立項,在相關老師指導下開展科學研究,并按期結題。目前,許多學生通過這些措施有效的提高了科研實踐能力,為以后進修和走向社會打下了堅實基礎。
3積極進行教學方法和手段改革
隨著兩屆全國高校微課教學比賽的順利進行,微課走進高校,逐漸引起各院校教育工作者的重視。課程團隊積極探索微課在生物化學實驗中的應用,將實驗理論和操作制作成微課,學生就能以網絡在線的方式自主學習。在整個實驗過程中,學生在微課的引導下,根據自己的興趣,帶著疑問,獨立設計或選擇實驗方案,去驗證,去探究,充分調動學生的主觀能動性,發揮學生的主體性。[1]我們根據我院實際實驗條件編制了電子版教材《生物化學實驗指導》,將其放在網上供同學們下載使用,并利用相關視頻資料、三維動畫等多種教學手段,把原來枯燥、模糊的問題變得直觀明了,大大提高了教學效果。
4強化教學過程控制
為了提高教學質量,我們采取如下措施強化實驗教學過程控制:a.加強和監督學生實驗課前查閱相關資料和文獻,預習實驗過程,做到心中有數;b.實驗課時,教師要對關鍵儀器設備操作要進行示范性操作,并在學生做實驗時進行及時指導,確保實驗操作技能得到有效提高;c.實驗完成后,讓學生及時進行討論總結,在完成實驗報告中著重強調實驗數據處理和結果與討論部分,強化學生嚴謹的科學態度,注重對科學現象的觀察和理解能力的培養。通過這些措施有效促進了學生的主觀能動性,使其在實驗過程中能夠積極思考,而不是簡單的重復實驗。
5構建現代課程教學互動平臺
我校重視網絡課程平臺建設,把課程網站建設作為推進教學改革活動重要環節。我們積極借助國家級生物學實驗教學示范中心的教學理念,積極建設課程網絡平臺,充分利用課程qq群及網站進行老師與學生互動。隨時搜集學生的反饋意見和想法,隨時發現問題并及時解決,這樣不但有效的增強了師生的感情,并且激發了學生學習積極性。
6考核制度改革
為了提高學生對生物化學實驗的重視,將該課程作為必修課進行考核,為了強化實驗過程和技能的重要性,提高平時成績和實驗操作的分值,具體成績計算比例為:平時成績主要根據平時上課情況、實驗及報告等平時表現進行確定,比例為30%,實驗操作考試為30%,實驗理論考試為40%。課程建設是一條不斷探索和發展之路,我們需要在教師隊伍、教學內容、教學方法、教學過程控制等多方面進行積極改革和探索。教學內容需要我們緊密結合生物化學科學研究前沿,在確保實驗技能培養的基礎上,不斷更新教學內容。教學方法要不斷學習新的手段和方法,充分利用微課、動畫等在生物化學實驗中的應用,并且要教學過程控制中探索發現行之有效的好辦法,不斷完善優質教學資源建設與更新,使生物化學實驗課程能夠與時俱進不斷發展。
作者:倪明 劉春輝 潘繼承 侯建軍 陳珍 單位:湖北師范大學
2生物化學教學策略的改進
2.1幫助學生陪養興趣,增強學習的信心和動力
“態度決定一切”“興趣是最好的老師”“自信是邁向成功的第一步”……從這些耳熟能詳的名言錦句可以得到啟示,做好一件事,態度是關鍵、興趣是動力、信心必不可少。要想學好生物化學這門課,這三要素同樣不可或缺。首先,學生要明確學科重要性,樹立正確的學習態度。緒論課是一門課程的縮影和向導,是引發學生習興趣、明確學科重要性、樹立良好的學習態度的重要開端,第一節課學生好奇心都較強,應利用這一特點,精心設計有效引導,使學生從“要我學”的被動狀態轉變為“我要學”的主動狀態。隨著多媒體的普及,利用網絡開拓生物化學知識領域成為提高學習興趣的有效途徑。教師可利用課間播放一些生物化學的影視資料,學生可在課后充分利用網絡查閱資料,觀看生物化學相關視頻。另外,學生可利用圖書館資料讀一些相關的課外書籍。從多個方面讓學生感受生物化學的神奇與奧秘,激發學生的求知欲[6-7]。生物化學教材中的物質代謝部分是重點也是難點,涉及多步化學反應以及多種酶,內容較為抽象,難懂易忘,若僅用化學結構式和反應方程式來講解內容難免枯燥乏味,如何讓學生易于接受呢?首先,概述三大物質代謝,其次章分節詳細講解,最后總結三大物質之間的代謝聯系。整個教學采取總-分-總的教學策略,注重理論和實際結合,例如:講解糖代謝時可結合學生體內1d的糖代謝變化分析,掌握血糖的三大來源四大去路。講解三大物質代謝之間的相互轉化關系時,以高糖高脂高蛋白飲食、肥胖患者、三高人群為例。教師在講解過程中要密切結合學科前沿知識、最新研究進展、科學家趣事、臨床實例、日常生活實例等,來增加講解的生動性和趣味性,提高學生的學習興趣[8-9]。心理學家布魯姆提出的“掌握學習”理論在教學實踐中取得了顯著成效,該理論告訴教師一定要對自己的教學充滿信心,并努力創設條件和機會促進每位學生增強自信心,引導文科生從心理上消除畏難情緒。在教學過程中,教師要把握文科生的接受能力,由簡到難、由淺到深的授課,精選教學內容,減輕學生負擔,切不可“滿堂灌”。另外,通過情感教育激勵學生,關愛學生,引導學生敢想、敢說、敢問,逐步培養學生發現問題、提出問題及解決問題的能力[10]。
2.2布置課前預習,提高教學質量,考察學習效果
教師應要求學生課前預習,通過圖書館、網絡等渠道查閱相關資料,了解背景資料及熟悉一些專有名詞,不求深入,初步做到課前心里有底,這樣才能跟上老師的“節奏”,課堂上,學生才能收到良好的效果,例如:核酸的結構和功能這一章,涉及核糖核酸、脫氧核糖核酸、核苷酸、堿基、戊糖、磷酸等名詞術語和它們之間的包含關系,學生通過多讀多查,熟悉定義,理順關系,那么聽課過程中會很輕松,克服了生物化學教學課時少但內容多的矛盾。在授課過程中,教師應將內容分為了解、熟悉、掌握三個層次。授課層次清晰,重難點突出,利于學生把握生物化學的主線[11]。教學大綱要求了解的內容,教師可將該內容布置為課后作業,培養學生自學能力。要求熟悉和掌握的教學內容,教師需注重學習思路、學習方法和學習技巧的講授。生物化學教學中,教師通常利用多媒體與黑板相結合的手段授課,多媒體教學既能將抽象的內容、復雜的代謝過程直觀生動地表達出來,動畫、視頻等元素又能增加生物化學教學的趣味性,同時很重要的一點是可以縮短教師板書的時間,達到事半功倍的效果,例如講授DNA的復制過程時可通過動畫短片,生動地展現各種酶、引物、底物及其他蛋白質因子的動態變化,從而使枯燥乏味的課堂內容變得生動有趣。多媒體在當代教學中發揮十分重要的作用,但是這種手段有一定的缺點,使用不當反而效果大打折扣。教師一定要在幻燈片制作上下功夫,在教學中掌握技巧,不能完全依賴于多媒體。要將多媒體與板書、教材有機結合,才能提高教學效果[12-13]。生物化學教學方式種類繁多,如講解式、引導式、啟發式、舉例式、探究式等[14]。教師可根據不同的教學內容或教學章節靈活選用,一堂高質量的生物化學課往往運用了多種教學法。生物化學知識點繁多、大多需要理解識記,教師要引導學生把無意識記和有意識記巧妙地結合起來,對于需要記憶的內容不要“死記”,而要“巧記”。利用諧音、順口溜、小詩歌記憶法幫助學生記憶[15]。例如可以利用諧音:“假設來借一兩本書”,記憶8種必需氨基酸———甲硫即蛋氨酸、色氨酸、賴氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸。另外以理解為基礎才能記得牢記得準。文科生大多具有思維活躍、理解力強、擅長記憶等優點,因此,利用文科生的長處,方法得當,肯下功夫,相信每個文科生都能學好生物化學。為了督促學生學習,教師可通過課間提問、組織學生進行課堂討論,實踐表明,課堂提問可增進師生交流、活躍課堂氣氛、集中學生注意力、激發學習興趣、開拓學生思路、啟迪學生思維、獲得信息反饋、提高教學質量。開設討論課不僅有助于加強學生對基本理論知識的理解,而且可以激發學生的創新思維能力和綜合學習能力。課后,布置作業,督促學生鞏固已學內容,鼓勵學生利用郵件、QQ、微信等現代通訊手段,相互討論,共同學習[16]。
1增加實驗課的預習環節
1.1實驗課預習的必要性
生物化學實驗的授課對象覆蓋臨床、口腔、預防、護理、影像、檢驗等醫學專業學生,其中相當部分學生是文科生。學生,尤其是文科生,在理論課程的學習上通常只記憶一些生物化學專業名詞以應付考試,對推理性的知識也多數是單純的記憶。大部分生物化學實驗內容是在相應理論知識講授結束后進行,雖然實驗原理已經在理論課中涉及,但是在針對某個具體實例時,理論與實踐常常難以對應。課程結束后學生對相關理論知識的記憶程度降低,且實驗課前自覺學習實驗原理的學生比例較小。因此,大部分學生不理解實驗原理,以致于沒注意到實驗的各種細節。最終導致的結果是,學生無法從實質上掌握實驗步驟。所以,實驗原理的講解是實驗課程的重點內容。而實驗原理的講解,要建立在學生自主學習的基礎之上方能達到最大效果。為增加實驗課程的教學質量,應要求學生自主學習,提前學習實驗課程內容。
1.2以實驗課預習報告的方式督促學生完成實驗課的預習
實驗課預習報告已經納入很多高校的生物化學實驗教學中,并且取得了不錯的效果,學生的學習積極性及學習效果都得到了提升。成都學院(成都大學)生物產業學院對生物化學實驗的考核體系制定如下:實驗預習與課堂提問量化考核(占實驗成績10%)、實驗操作技能與實驗基本素養量化考核(占實驗成績10%)、學生實驗報告成績量化考核(占實驗成績60%)、實驗教學理論知識考查(占實驗成績20%)。該校實施此評價體系以來連續6屆學生參與該項問卷調查,參與率高達96%,對實驗綜合能力量化考核平均滿意度均達到95%;尤其對實驗預習與課堂提問考核滿意度最高[1]。內蒙古師范大學生命科學與技術學院及天津師范大學生命科學學院對實驗課考核體系進行了摸索,得到如下的評價體系:實驗課程成績=平時表現(10%)+預習報告和實驗報告成績(30%)+實驗操作考試(30%)+實驗理論考試(30%)[2]。從這個公式中看到,兩校把實驗課的預習環節提升到了一個比較重要的地位。雖然實驗預習報告占總評的比例與上述第一個高校略有不同,但是對預習報告的重視程度在三個學校中均有體現。針對我校學生以記憶為主的學習方式,我們更應該將學生填寫預習報告加入教學的環節。
1.3預習報告的內容
實驗課預習的主要內容為實驗原理,所以預習報告內容的設計要圍繞實驗原理。并且,實驗預習報告不能只讓學生簡單的寫出該實驗的原理。因為在這種情況下,學生多數只會照抄,同樣達不到理解實驗原理的效果。因此,實驗預習報告的內容應該包括一些實驗原理延伸出來的問題。如在“分光光度計的使用”這一實驗課中,主要讓學生明白朗伯比爾定律:單束光通過一定濃度的溶液時,光被吸收的程度與溶液的厚度和濃度呈正比,即A=εCL。(公式中A表示吸光度,ε表示吸光率,C表示溶液濃度,L表示溶液厚度)。相應地,針對該公式,可以設計如下幾個問題:①分光光度計的比色杯分1.5cm和1cm兩種規格,實驗時是否需要統一規格,為什么;②兩種不同溶質的溶液是否能同時在分光光度計中進行測定。第一個問題是針對公式中L,溶液的厚度在實驗中的體現就是比色杯的厚度。第二個問題針對公式中的ε,這個數值與溶液的溶質種類有關,不同物質的溶液ε值有差別。解答這兩個問題之后,即對朗伯比爾定律的理解更進一步。對其它實驗,我們仍可以設計此類問題來加深學生對實驗原理的理解。
2改善教學工具
目前,我校生物化學實驗課程的教學工具仍是傳統的黑板,這對實驗步驟的講解十分不利。生物化學實驗步驟涉及若干實驗儀器的使用,教師在演示的過程中首先要講解儀器的構造。然而,往往只有少數接近儀器的學生可同時聽到教師講解及看到儀器的內部結構,結果大多數學生不明白實驗步驟的具體實施。另外教師在講解實驗步驟的過程中會穿插一些注意事項,穿插的結果導致相當部分的學生無法將實驗步驟從頭至尾銜接起來。以上兩個主要教學中遇到的障礙可以通過改善教學工具來克服,多媒體教學就是解決上述問題的最佳方法。直接把儀器的內部及外部構造圖放置于課件PPT中,如此,所有學生都可以看到實驗所用儀器的結構。而在實驗步驟講解環節中,則可將實驗步驟的演示過程制作成VCR,邊放映邊講解,這樣有利于學生在了解整個實操作流程的同時又能了解實驗各步的注意事項。
3增加實驗課堂中的形成性評價
目前,我校的生物化學實驗課程沒有設置課末考試,實驗報告成績就是學生實驗課程總成績。學生的動手能力在實驗報告中無法體現,并且相當部分學生的實驗報告內容雷同率高,因此要增加實驗報告以外的課堂形成性評價才能更全面反映學生對實驗內容的實際掌握情況。所增加的形成性評價內容針對學生的實驗動手能力、實驗原理的理解力、學習態度以及實驗素養等方面。每堂課通過日常觀察、課堂提問、實驗考核三方面對學生進行全程評價。日常觀察的項目包括:遲到早退與否,著裝規范與否,實驗記錄如實與否,團隊合作,實驗細節注意與否,實驗儀器愛護程度等。課堂提問主要是檢查學生對實驗內容的預習情況,采取隨機選擇的方式,以保證每堂課課前大多數人自覺預習。實驗考核最能反映學生分析問題、解決問題的能力及動手能力,占形成性評價的比重較大。以下詳細描述實施過程:考核的對象以抽簽方式決定。利用抽簽的隨機特點,提高每個學生學習的積極性。考核的內容包括實驗原理的理解及實驗儀器的操作。抽簽考核之前,由教師解答學生疑問。抽簽開始后,教師根據學生的考核情況給予學生合格或不合格的評定,不合格的學生可以選擇補試,放棄者其總評成績在實驗報告成績的基礎之上減掉適當分值。形成性評價還重在反饋,反饋應該穿插在實驗課程課堂教學的全程。及時反饋不僅有利于學生對本堂課內容的正確理解,更加有利于培養學生的科研思維習慣及較高的科研素養。
4開放生物化學實驗室
開放實驗室是學生的第二課堂,是學生利用課余時間提高動手能力的有效途徑,也是學生創新能力培養的基本策略[3-4]。本人在生物化學實驗的教學活動中做過簡單調查,調查對象為2014級護本2班及4班,調查結果顯示,40.00%以上的學生希望我校實行生物化學實驗室開放制度,并有意愿在生物化學實驗室開放之后進行實驗。開放生物化學實驗室對提高學生的綜合素質有幫助,對于生物化學開放實驗室的管理細節,這里只做簡單探討。首先,實驗材料的準備。開放實驗室的實驗內容應該更貼近生活,而生物化學實驗在實際中應用最多的領域是檢驗,因此可選擇現實生活的物品進行相關物質(營養成分)的含量檢測、性質鑒定。其次,儀器的管理。生物化學儀器設備必須在教師的監管下方可使用,管理人員自然出自對口部門。借鑒我校已有的開放實驗室的經驗,在接待學生方面,采取預約制,有意愿做實驗的學生先與開放實驗室的管理人員聯系,管理人員統計人數后再安排適當時間開放實驗室,并在實驗之前準備所需材料。教學改革一直在進行,雖然改革的內容在變,但是改革的目的不變,那就是培養學生學習的能力,學會通過利用專業知識的基本原理,掌握時展所需技能。而實踐課程著重培養學生發現問題、解決問題的能力,同時在實踐中深化基礎知識的理解并激發學生的創造力。生物化學實驗作為實踐課,它的重要性已經不言而喻。生物化學實驗課的教學方法至今已經有很好的積淀,但并不意味要停止改革的步伐,相信經過全科室及我校相關部門的共同努力,生物化學實驗這門課程的教學質量一定會越來越好。
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生物化學是一門重要的醫學基礎課。也是當代醫學和生命科學的前沿學科,作為醫學生學好生物化學的理論知識和實驗技術顯得尤為重要。生物化學安排在第二學期開課,起著聯絡基礎與臨床課之間的橋梁作用,而且生物化學是醫學中一門重要的實驗性很強的基礎主干學科。生化實驗技術已滲透到醫學科學的各個領域,成為診斷、 治療 、預防疾病的重要手段。因此,如何通過實驗教學來培養學生獨立分析問題 、解決問題的能力和創新精神以及學會運用常規實驗技術探索生命現象及本質是目前大部分醫學院校急待解決的嚴峻問題。怎么樣克服問題,提高生物化學實驗教學質量,培養學生的實驗操作能力。本人談談一些看法。
1 在生物化學實驗教學中加強對學生的素質教育
生物化學實驗課是醫學生從基礎課程步入臨床課程的過渡學科,是學生學習專業課程的起步階段,教師在指導實驗,傳授知識的過程中,除了加強指導外還應注意向學生介紹科學的發展進程以及人類認識世界的過程,使學生體會到人的正確思想來源于實驗,實踐是檢驗真理的唯一標準,學會理論與實踐相結合的方法。用正確的觀點去認識世界,學習怎樣認識自然,怎樣認識社會,進而樹立正確的世界觀和方法觀。
2 主動交流,耐心指導
在實驗教學過程中,教師與學生之間的雙向交流十分重要。通過交流,教師可以及時了解和掌握學生學習的綜合情況,獲得大量教學信息。如學生對實驗教學內容的理解程度、掌握情況及學習態度等,從而及時采取有效的教學措施,加強引導,幫助學生分析問題,解決問題。學生則可以更加深刻地了解教學目標,理解教學內容,鞏固己獲得的實驗理論知識和實驗技術技能。同時,交流可以促進教師和學生之間的情感溝通,相互了解,相互依賴,活躍和優化教學氣氛。
3 理論課內容和臨床醫學知識與實驗課教學相結合
生物化學是一門基礎課,抽象難懂。很多學生反映學習生化究竟與學醫有怎樣的關系,為什么要學它,對以后的臨床究竟有沒有幫助?這些問題其他基礎學科同樣會遇到。生物化學書本上的許多理論可以通過實驗得到證實,將實驗課與理論課的內容聯系起來,可以消除學生心中理論和實驗分離的感覺,自己動手驗證某個重要的結論,可以激發他們的興趣,也可加深學生對理論知識的理解,強化教學效果。例如,學生通過理論課的學習得知底物濃度、酶的濃度、溫度、pH、激活劑和抑制劑可影響酶促反應速度,我們開設了“酶作用的特異性和影響酶促反應速度的因素”這一實驗,讓學生通過親自動手操作和對實驗結果的分析,驗證了理論知識,加深了學生對相關概念的理解;在“鄰甲苯胺法”測定血糖的實驗中,在實驗課堂上引導學生復習血糖的調節,同時聯系臨床,闡述糖尿病的發病機制,本實驗聯系了臨床上檢驗血糖的方法,增強了實用性,極大地提高了學生的興趣。
4 加強實驗技能的培養
為了強化學生實驗的規范化操作和基本技能,不斷提高學生的綜合能力。首先要求學生寫明實驗方案、實驗所需藥品的種類和數量、實驗器材等,在教師的指導下進行實驗準備。雖然學生參與實驗準備增加了教師的工作量,但是,學生參與的積極性較高,學生通過實踐,提高了實驗設置和實驗操作的能力,基本熟悉了實驗準備的全過程,大大地提高了他們學習的主動性和自覺性,收到了很好的實驗教學效果。
5 提高教師的自身素質
實驗指導教師應具有較高的理論素養,較強的動手能力,他們是實驗教學的主力軍。對實驗教學師資隊伍的建設,要按照人才培養對實驗教學師資的要求進行,鼓勵和幫助實驗指導教師的進修與學習,提高他們的業務水平,在教學工作中發揮出應有的作用。
6 加強實驗建設,保證實驗教學的順利實驗