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關鍵詞 概念教學 教學方法 教學有效性
中圖分類號 G633.91
文獻標識碼 B
文件編號 1003-7586(2011)03-0014-02
用規范的教學語言準確地闡述生物學概念,不僅有利于發展學生的語言表達和歸納能力,同時也是發展了學生智力,特別是邏輯思維能力,是學好生物學的必要條件。高中生物教材中概念較多,有些概念比較抽象,學生不容易理解。教師在教學工作中,根據學生的思維能力、心理特點及認知水平,設計有效的教學方法,引導學生充分理解和掌握生物學概念,使學生在學業上真正有收獲、有提高、有發展。
1 借助實例――使抽象的概念具體化
生物學科和生活聯系非常緊密,學生在以往的生活經歷中或多或少地貯入了一定量的有關生物方面的知識。在教學過程中,教師選用恰當的生活實例不僅可以誘發學生的學習興趣,調動學生的積極性,還可以使學生對所學知識產生共鳴,從而降低知識的難度,有助于對概念的理解。
例如,在講到“細胞膜的選擇透過性”這一概念時,教師就可以向學生提問:“青菜放到熱水中焯過后,水會變成什么顏色?如果用涼水洗,水會不會變成綠色呢?”這樣不僅使陌生的概念與學生熟知的生活知識聯系起來,更引發了學生熱烈的討論,激發他們探求“為什么”的強烈欲望。
2 借助比喻――使枯燥的概念趣味化
生物教材中,有些概念比較抽象,學生不容易理解,因而就覺得枯燥乏味。在講解時教師可以運用形象的比喻將抽象、復雜、難懂的教學內容轉換成生動、淺顯、易懂的知識加以講解,不僅加深了學生對概念的深入理解,而且可以激發學生的學習熱情,使他們真切地感受到學習的樂趣。
在講述染色體的概念時,學生不容易想像它的形態。在教學中,筆者借助了一個很形象的比喻:把染色體比喻成糖葫蘆,每一個山楂是蛋白質(組蛋白),貫穿其中的竹簽自然就是構成染色體的另一成分DNA。由于糖葫蘆是學生很熟悉的東西,學生很容易就理解染色體的形態特征,不僅活躍了課堂氣氛,并且增加了學生的學習興趣。
再如:自由水和結合水是細胞中水存在的兩種形式,它們之間可以相互轉化并影響細胞的代謝。為了幫助學生對兩個概念的理解和記憶,引導學生聯系小河里的水和冰的關系:溫度高時冰會融合成水,有利于小河中的船只運輸貨物。到了冬天,溫度降低,一部分水結成了冰,運輸的船只減少了。學生很容易就理解這兩個概念的聯系和轉化的條件,并且在笑聲中記住了這一知識。類似的比喻常常使學生在概念中難點的理解茅塞頓開,并能得到一種愉快的學習體驗。當然,再貼切的比喻也不能代替概念本身。因此必須把對概念的認識歸結到概念的本質上來。
3 借助實驗――使理性的概念感性化
生物是一門以實驗為基礎的學科,在實施概念教學時,實驗法往往是一種行之有效的教學方法。一個生動的實驗可創設一種良好的學習環境,提供給學生鮮明具體的感性認識,再通過引導學生對現象特征的概括形成自己的概念。
比如:在酶的特性這一節中,學生通過觀察實驗現象,很容易得出:“酶所催化的化學反應一般是在比較溫和的條件下進行的”這一概念。再有“植物的質壁分離和復原”實驗,學生在選擇實驗材料、設計試驗方案、親手實施的過程中不僅對植物細胞通過滲透作用吸水的知識有了更深的理解,也提高了學生實驗設計和實際操作的能力。當然,在實驗教學中,教師一定要要求學生嚴格規范實驗操作,實驗中認真細致地觀察實驗現象,從而培養學生良好的實驗習慣和實驗技能。
4 借助教具――使靜態的概念形象化
教學中教師合理地使用掛圖、模型、多媒體,一方面,可以幫助學生建立感性知識;另一方面,可以將書中的一些難懂不易理解的概念簡化,還能化靜為動,化虛為實,化抽象為直觀,起到調動學生積極性,激發其學習興趣的作用。
在講述“細胞的基本結構”這一章時,教師自己動手用桔子皮模擬細胞膜,用核桃模擬細胞核,做出了細胞的基本結構模型,并讓學生課堂外動手制作細胞質中的內質網和高爾基體等細胞器的亞顯微結構。這樣不僅使學生掌握了模型構建的方法與過程,也激發了學生動手和動腦的能力。
當然多媒體能以生動、形象、鮮明的動畫效果,模擬一些細胞內的一些生命現象,有著無可比擬的優勢,是現代生物教學中提高概念教學效果的一種重要手段。例如,在教學“減數分裂”時,應用多媒體教學軟件,把與卵細胞的形成過程,用連續的動畫過程展現出來,使學生明白減數分裂是一個連續、動態的過程,而不會把每一個時期割裂開來。特別是同源染色體行為這個學生難以理解的變化過程,可以通過慢放、重復播放等方式,理解染色質和染色體的相互轉化、同源染色體聯會、同源染色體分離等這些難點知識。這樣將那些看似靜止的事物活動起來,這樣動態顯示化靜為動,使學生獲得正確、清晰的概念。
5 借助概念圖――使孤立的概念系統化
高中生物涉及的概念比較多,學生在學習單個概念的時候,比較容易記住,但往往顧此失彼,這是因為學生獲得的都是孤立的概念,沒有進行知識關聯,沒有形成系統的知識結構。用圖解的方法建立概念圖是個很好的辦法,有助于學生將新概念與已有的概念聯系起來,將所學的知識系統化,提高學習和記憶的效率,同時也促進學生思維的發展。
“遺傳的物質基礎”是遺傳學的核心內容,也是后面學習遺傳的基本規律以及生物變異的基礎。可是這一部分出現的一系列概念,如:脫氧核苷酸、基因、染色體、堿基、脫氧核糖核酸等,學生往往容易混淆,不容易把它們的從屬關系搞清楚。筆者在教學中引導學生繪制概念圖(圖1)。
5 借助舊知――使陌生的概念熟悉化
教材中的有些概念既有某些共同的關鍵特征,又有某些截然不同的本質特征。在學習一個新概念的時候,教師可以聯系已經學過的相關概念進行比較、分析和綜合等思考過程,揭示其本質區別和聯系,學生由于頭腦中已經有了相關概念,容易引起共鳴,可以較快掌握新概念。
例如:光合作用和化能合成作用都是自養型,其中光合作用是已知概念,化能合成作用是個新概念。它們共同的關鍵特征都是以CO2作碳源,H2O作供氫體,合成儲能有機物,但是光合作用以陽光為能源,化能合成作用則以化學反應中釋放的能量為能源。學生很容易掌握化能合成作用這一新概念。
6 借助辨析――使模糊的概念清晰化
在高中生物教學中,有許多章節都涉及到大量的概念,概念之間有的相互對立卻又彼此聯系,有的看似相同卻又互有區別。在教學中,教師要及時指導學生對一些相關概念進行對比、歸類,揭示概念之間的內在聯系,找出本質區別,使概念清晰化和系統化。
比如“遺傳和變異”一部分知識中涉及許多概念。學習這部份概念時,教師就可以指導學生把相關的概念放在一起進行比較,比如等位基因和非等位基因、顯性基因和隱性基因、顯性性狀和隱性性狀、同源染色體和非同源染色體。教師通過引導學生辨析找出它們的不同之處,幫助學生把真正掌握概念。
7 借助關鍵詞――使復雜的概念簡單化
在生物概念中有一些字詞是對概念起限制、定位的作用,這就是關鍵詞。如果能抓住關鍵詞,也就基本上領悟到了概念的真諦。在概念教學中,教師可指導學生自己分析概念,并找出關鍵性的字詞。這樣的學習過程有利于學生加深對概念的理解,還可提高學生對文字的處理和分析能力。
比如在學習減數分裂的概念時:“有性生殖”、“連續分裂兩次”、“染色體只復制一次”、“數目比原來減少了一半”這些詞不僅說明了減數分裂的對象――有性生殖的生物,點明了減數分裂的特點――連續分裂兩次,染色體只復制一次,也指明了“減數分裂”這一定義的意義――染色體數目比原來減少了一半。這樣使學生在學習時對減數分裂有了深刻的認識。
關鍵詞:新形勢;優化;初中生物;概念教學;教學質量
初中生物作為普及生物知識,促進學生全面發展的學科,對學生綜合素養的提升有著極大的促進作用。初中生物很多的知識來源于生活,但又高于生活,時而抽象時而具體,很多的知識都圍繞著一個中心展開,那就是核心概念。概念教學在生物教學中地位較高,一個概念都牽扯到若干的零碎知識,并且相關概念之間是彼此聯系的,這就顯得掌握好概念是多么的重要的。所謂教無常法,貴在得法,作為一線的生物教師和教育工作者一定要重視生物的概念教學,革新教育教學策略,探究多元化的教學路徑,最大限度的提升初中生物概念教學的效率,實現有效教學。
一、從學生的生活出發,巧用諺語導入概念教學
初中生物教學的內容比較的豐富,但是所有的知識都可以在生活中找到相應的載體,所以面對抽象難懂的初中生物概念,學生就可以結合學生的元認知和生活中的嘗試,巧妙的運用通俗易懂的日常諺語來開展生物概念的有效教學。諺語以一種簡單易懂的口吻讓學生在學習中能輕松的實現知識的掛靠,不但可以激發學生的學習興趣,也能提升學生的理解能力,一定程度上可以幫助學生消化和吸收生物學概念。如“老鼠過街,人人喊打”體現的生物之間競爭的概念;“一朝被蛇蛟,三年怕草繩”反饋的是生物條件反射的概念;“一母生九子,連母十個樣牽扯的都是有關遺傳的知識。為了巧妙的使用日常諺語幫助學生了解生物概念,那么教師在備課的過程中一定要認真研究教材,要緊密的把概念與生活實踐聯系起來,實現教學知識性、趣味性和實踐性的結合。
二、開展設問教學模式,提升學生的探究能力
在生物學概念教學的時候,課堂會顯得有些枯燥死沉,那么教師就可以采取設問的方式活躍課堂教學氛圍,這樣一方面可以激發學生的探究意識,另一方面也可以讓死氣沉沉的課堂增加一點靈氣。針對生物學概念的問題設疑,首先要考慮到學生的實際情況,在設計的問題形式、內容和數量上要有一個考量,難度系數不宜過大,當然也不能過于簡單,無論哪種否不利于實現既定的教學目標。
三、轉變教學思維,使用類比法教授概念
在生物學概念學習的過程中,有很多相似的或者易于混淆的概念,針對這些概念,在教學中教師必須給與高度的重視,有效的區分相關概念的差異,可以通過相互的比對來揭曉相似概念之間的差異。相似概念既然是相似那么肯定就有有相同的部分也會有不同的部分,這些都需要教師在教學的過程中要做個有心人,然后能及時的完成相關概念的總結,幫助學生構建一定的知識體系,這樣才能幫助學生有效區分相似概念。如“生長”和“發育”,看上去這兩個概念沒有什么不同,但是細細分析的話卻有截然不同的地方。生長一般是指細胞同化作用大于異化作用時,細胞數目增多,體積增大的“量變”過程。發育是指細胞通過分化,形成新的組織、器官、系統,最終成為性成熟的個體的“質變”過程。
四、提升記憶能力,巧用概念圖解讀概念
初中生物相關概念之間有一定的關聯性,如果教師在教學的過程中能夠采取概念圖記憶的方法,那么很多的概念就可以非常輕松的理解和掌握了,概念圖的使用不但可以幫助學生掌握相關聯的概念,還能幫助他們形成一定的知識框架,這樣在學習和運用知識的時候具有一定的系統性和層次性。如:下圖以生物多樣性為中心構建生物學概念圖,組建知識網絡。
要想實現初中生物的概念教學,就需要掌握初中生物課堂中設計的概念,然后分析學情,從學生的實際情況出發,巧用概念轉化,知識嫁接等方式來完善教學策略,激發學生學習概念的熱情和興趣,這樣才能確保概念教學的有效性和針對性。在開展初中生物概念教學的時候一定要樹立全局意識,不要為了概念教學而教學,一定要活化教學方法,優化教學過程,提升教學效果。
參考文獻
生物化學是從分子水平研究生命過程的化學變化規律和命本質的學科,其知識體系龐大,內容抽象復雜,是一門教師教、學生難學的醫學基礎課程。難學、難教和學好、教好成為響中等衛生職業學校生物化學教學質量的突出矛盾。影響中等衛生職業學校生物化學教學質量的因素
1教材因素
1.1教材內容抽象、枯燥、乏味、專業性過強,涉及的化學結構式、反應過程復雜、難記,代謝過程僅有文字敘述,學生難以理解。
1.2學生園素
中等衛生職業學校生源主要是初中畢業生,他們基礎差,缺乏扎實的生物學、化學知識,學習目的不明確,厭學且學習方法不當。如有些學生想學但學不會;有些學生則能聽懂教師的講解,卻看不懂書本內容。
1.3教學大飼因素
教學大綱規定的內容多,但學時少,且課程安排銜接不當,如化學與生物化學同時開課,導致生物化學第一節課涉及的氨基酸結構式等有機化學方面的知識,學生還沒有學到。
1.4教師國童
由于教材的權威性,專業知識的嚴密性,使教師教學受到制約,對枯燥難記的概念、化學結構及代謝過程必須按教材講授,以保證生物化學知識的科學性、規范性和完整性,限制了教師的課堂發揮。
1.5教學方法園素
生物化學教學缺乏直觀的教學用具,傳統教學方法難以動態表述代謝物化學結構的變化特點和代謝過程的化學變化。而:運用多媒體進行教學時,個別教師制作課件存在困難,課件制作水平不高,只是將文字、圖片羅列出來,難以動態展示代謝過程的變化規律,教學效果不好。
2提高中等衛生職業學校生物化學教學質量的策略
2.1注重教師個人儀容儀表,樹立文好教師形象
黑格爾說過:“教師是孩子心目中最完美的偶像。”教師的言行舉止、儀容儀表、教學風格、人格魅力等在很大程度上影響著學生對本門課程的學習。一位儀態大方、教態自然、語言幽默、親切和藹、關愛學生的教師,會很快贏得學生的認可和喜愛,有助于師生之間的情感交流,從而激發學生學習興趣。
2.2重視生物化學緒論講授,激發學生學習募趣
“良好的開端是成功的一半。”講解生物化學緒論課是教師介紹本學科專業知識的第一步。如果教師使用傳統教學方法,照搬教材,講解缺乏新意,學生很快就會感到枯燥乏味,失去學習興趣。生物化學緒論雖然不是教學的重點和難點,但其內容十分豐富,是全書學習的指南,可以幫助學生村立學習信心,激發他們的學習興趣,增強學生積極參與教學活動的熱情{。筆者對緒論中“生物化學”概念采取“望文生義”教學法進行講解.讓學生用已知的生物學和化學知識,分析未知的生物化學概念,并得出以下知識點:生物一研究生命的本質(研究對象一生命體)-一生命現象(健康、疾病、死亡);化學一研究物質的組成、結構、性質和化學反應(新陳代謝是生命的最基本特征)。從而總結出生物化學的概念(生命的化學)、研究內容(生命物質的組成、結構、性質及其代謝過程)、學習生物化學的意義(掌握代謝與健康、疾病、死亡的關系)及方法。
2.3明確學習目標,提高教學效果
學習目標的展示應少而精,重點突出,并結合學生實際聽課情況,由易到難,由淺及深。鼓勵學生記住知識的結構和提綱,準確把握知識的點(要點、重點、難點、疑點)、線(主線)、面(知識之間的內在聯系),只有從知識的點、線、面入手,結合教材內容,才能收到較好的教學效果。例如在講解氨基酸代謝一章時,圍繞蛋白質是體內主要的含氮化合物,引導學生注意氮的代謝途徑,總結出蛋白質分解代謝的主線:蛋白質(N:16%7氨基酸(基本單位)墮墨墨堡旦氨(劇毒)塑墼堡尿素(肝臟)_堡一排出。明確本章的學習內容、學習重點為氨基酸脫氨基作用的方式、氨的代謝。
2.4精心組織教學,集中與保持學生的注意力
美國教育學家約翰洛克說過:“教師的教學技巧在于集中與保持學生的注意力。”教師在教學中起引導作用,如何取得良好的教學效果,是對教師組織能力和應變能力的考驗。教師應觀察學生的聽課狀態,及時調整教學內容,改變教學方法,加強課堂教學的交互性,采取提問、討論、多媒體教學等方式活躍課堂氣氛,從而集中與保持學生的注意力。
2.5引用生話實例,輔助赦學
生物化學教材中的生活實例很少,且與專業知識聯系密切,缺乏趣味性,難以吸引學生的注意力和學習興趣。教師應采用貼近生活、通俗易懂、趣味性強的實例,以幫助學生理解生物化學知識。例如:三羧酸循環是生物化學中的核心代謝過程,也是教學的重點和難點,代謝過程十分復雜為此,筆者在教學中,利用磨盤可以將豆類磨成豆粉,再加水制成豆漿的實例,形象地將三羧酸循環(機構)比喻為磨盤,乙酰輔酶A比喻為黃豆(大分子物質),Co’、0比喻為豆漿(小分子物質),進而理解三羧酸循環的主要作用就是氧化乙酰輔酶A中的乙酰基。再例如:生物氧化中H20的生成是通過呼吸鏈來完成的,十分抽象且難以理解。筆者在講解呼吸鏈的概念時,通過多媒體動畫將呼吸鏈比喻為接力比賽:呼吸鏈(接力賽)是指代謝物(起點裁判員)脫下2H原子(2H++2e)(接力棒)經遞氫體和遞電子體(4名運動員),按照一定順序(1、2.3、4棒),最后傳遞給激活的氧分子(終點裁判員),生成H,0(獎品)的全部體系(體育項目)。使學生理解了呼吸鏈的組成(遞氫體和遞電子體)、受氫體(氧分子)、呼吸鏈在生物氧化中的作用(2H++0一H2(})。如果將2e遞給氧分子(終點裁判員),不是最后的遞電子體(細胞色素氧化酶)(第4棒運動員),則違規,生成H20:(無獎品H1O)。并結合煤氣中毒進一步闡明呼吸鏈在生物氧化中的意義。
2.6指導學習方法,掌握記憶硯肆
“授人以魚,不如授人以漁。”傳授生物化學知識的同時,指導學生運用正確的學習方法,積極思考與總結,抓住問題的實質,尋找記憶規律,將復雜的生物化學知識、代謝過程盡量簡化,突出重點、難點,達到觸類旁通、掌握重點的目的。例如:學生反映很難記憶8種必需氨基酸,為此,教師總結了很多記憶方法,筆者認為諧音記憶法最簡單、直接。記憶方法如下:到圖書館一纈(借)異亮(~)亮(兩)苯丙(本)蛋(淡)色(色)蘇(書)賴(來)。
[關鍵詞]臨床生物化學檢驗;緒論;醫學檢驗專業;教學改革
《臨床生物化學檢驗》是遼寧中醫藥大學醫學檢驗專業的一門重要主干課。課程將多種學科(生物化學、分析化學等)和多種技術(生物、儀器操作等)進行了融合,是研究與疾病診斷、治療、預防相關的生物化學標志物及其檢測技術和方法的一門應用型學科[1]。近年來,隨著檢驗醫學新技術的不斷涌現,臨床檢驗項目種類層出不窮,臨床醫生在診治疾病和判斷治療效果時對檢驗科出具檢驗結果的依賴程度也不斷提高,因而對大專院校培養醫學檢驗專業學生提出了新的要求,更對傳統《臨床生物化學檢驗》的教學內容和教學形式提出了嚴峻的挑戰。《臨床生物化學檢驗》緒論按照教學大綱要求,通常授課時間為2學時,需要介紹臨床生物化學的發展簡史及現狀、臨床生物化學研究的主要內容、臨床生物化學實驗室的任務及臨床生物化學在醫學教育中的地位。課程內容較枯燥抽象,與實際聯系較少,缺乏對全書知識框架和層次的梳理、重難點的強調及學習方法的傳授,對教師的教學能力和教學方法都提出了較高的要求。通過多年教學,作者探索出了一套符合學生學習生《臨床生物化學檢驗》緒論的教學法。
1讓學生學習前有法可依
以往的緒論教學,按照教材的編排開篇便直接提出“臨床生物化學”的概念:臨床生物化學是在人體正常的生物化學代謝基礎上研究疾病狀態下,生物化學病理性變化的基礎理論和相關實驗室檢測指標的改變,為疾病的臨床實驗診斷、治療監測、藥物療效和預后判斷、疾病預防等方面提供信息和決策依據的一門學科[2]。由于這段概念文字繁多,令學生一時不能完全理解,加之易與大學二年級學習的“生物化學”概念相混淆,學生反映掌握起來比較吃力。若能在緒論教學中借鑒已學相關課程的經驗,讓學生在學習正式課程之前有法可依,學生對于緒論乃至后續章節中概念、原理、方法等諸多內容的學習則會更加得心應手。例如,為引出“臨床生物化學檢驗”的概念,作者在緒論教學中首先結合學生已經學過的《生物化學》課程脈絡,對本課程的整體框架進行梳理(見表1)。《生物化學》主要講授蛋白質、糖類、脂類、酶的基本元素組成、結構、性質及其代謝過程。與之對應,《臨床生物化學檢驗》主要講授人體內具有特殊意義的蛋白質、糖、脂和酶在生理和病理條件下行使的功能、水平變化、檢測方法及其代謝紊亂引起的疾病。兩相比較,便于學生記憶。此外,由于學生還未進入臨床實習階段,難免在學習檢測技術方法時覺得相關內容過于抽象。作者則指導學生結合已經學習過的《基礎醫學實驗基本技能》課程,將其中某些儀器操作和實驗技術的學習心得進行學習,兩相比較,便于學生理解。在緒論教學中,傳授給學生行之有效的學習方法,能夠有效增強學生學習本門課程的信心。
2讓學生在思想上有積極性
以往的緒論教學,教師在提出“臨床生物化學”的概念后,即開始依次介紹臨床生物化學的發展簡史、現狀及臨床生物化學在實驗室的任務等內容。而醫學檢驗專業的學生大都為理科生,對課程的發展歷史不感興趣,也覺得與自己關系不大。此外,由于尚未進入臨床實習階段,大部分學生對于實驗室任務理解并不到位,認為其過于抽象。還有某些學生在初、高中階段對化學學習就非常吃力,因而在課程學習伊始便產生了畏難情緒。這些不利條件不僅影響了緒論的學習效果,更會嚴重影響后續章節的學習效果。若要從思想上調動學生學習《臨床生物化學檢驗》的積極性,就要在緒論中闡明學習該門課程的必要性。首先,強調本門課程是同一學期另一門全英文專業課程《ASCPI考試》內容的重要組成部分,如果中文內容沒能消化理解,那么英文題型的解答就會更加吃力。其次,強調本門課程所學內容也是臨床醫學檢驗技師(士)資格考試內容的重要組成部分,而此項考試是考察醫學檢驗專業學生知識和能力的重要考試,也是其取得資格證書和晉升職稱的重要依據。最后,強調學好本門課程即可對日常生活中絕大部分常見疾病(如感冒、糖尿病、高血脂、高血壓等)的檢查結果(如血常規、尿常規、血糖、血脂、心肌酶譜等)及體檢報告內容進行自主分析,以激發學生學習本門課程的興趣,令其產生學習動力。
3讓學生在學習時有側重點
以往緒論教學,由于教學時間有限(2學時),只包含臨床生物化學的概念、研究內容、應用領域及先進技術等內容。教師若能在學習《臨床生物化學檢驗》之初的緒論部分就明確課程考核的標準,那么學生在入門時就有了切入點,也能更快進入學習狀態。一方面,作者在緒論的講解中,會對后續各章節“掌握”“熟悉”和“了解”這三方面內容在期末考試中的所占比例加以說明,以便讓學生在學習時有所側重。同時,也要向學生明確本門課程的總成績是由出勤、課堂提問、實驗操作等多方面量化考核而來,而不僅僅是靠一張期末考卷結果,避免學生單純背書應付考試。另一方面,還要跟學生交代一下各章節的計劃學時數,使學生對教材的知識安排有一個整體認識,了解到將要學習哪些主要內容,有哪些重難點內容,以便學生能夠提前預習,做到心中有數。如此一來,雖然增加了任課教師的負擔,但在課程之初自然而然地提出課程的總體要求,能夠有效吸引學生的注意力,令其在后續章節的學習中效率更高。
4讓教學內容和教學形式保持前沿性
隨著人類基因組計劃[3]的實施和完成,以大數據分析、生物信息學[4]為基礎的醫學研究,無論從內容還是從形式方面,都對生物醫學類課程的緒論教學提出了嚴峻的挑戰。《臨床生物化學檢驗》作為一門飛速發展的科學,隨著檢驗醫學新技術的不斷涌現,臨床檢驗項目種類層出不窮,同樣面臨緒論部分教學內容相對滯后、教學手段單一、需要及時更新的問題。以往緒論教學中,依據教材編排內容,在介紹“臨床檢驗診斷方法和技術的開發和應用研究”部分會從DNA、RNA和蛋白3個層面將基因芯片[5]在檢驗醫學中的應用進行詳細闡述,包括出生疾病干預工程、腫瘤的分子病理學、自身免疫疾病等,旨在拓展學生的視野。然而,基于二代測序[6]比對全基因組范圍的突變情況從而預測和診斷疾病的技術出現,以其高效性和準確性正逐漸替代基因芯片技術。全新的產前診斷技術,如產婦外周血中胎兒游離DNA無創性產前診斷[7]、耳聾基因檢測[8]、羊水檢查[9]等都隨著二代測序技術的普及發生了深刻的變化。基因編輯技術(CRISPR/Cas9)[10]的飛速發展及日趨成熟的嵌合抗原受體T細胞免疫療法(CAR-T療法)[11-12]也為癌癥患者帶來了希望。當今大學生具有較高的求知欲和創造性,若能在緒論課中多舉上述與課程和生活相關的前沿技術,學生學習起來將更有興趣。此外,為了適應檢驗技術的飛速發展及新形勢下教學發展的需要,可以充分利用各種現代教學手段,例如在緒論中嵌入教學微課、視頻、音頻等數字化教學資源,布置課后相關論文閱讀等,均能取得令人滿意的效果。
5及時與學生溝通進行反思
《臨床生物化學檢驗》是為本校醫學檢驗專業學生大三上學期開設的一門重要主干課。其屬于小班型授課,教師與學生能夠近距離接觸,并且通過上課時觀察學生的表情即能了解到學生對教學內容的理解接受情況。課間休息時,教師可以走下講臺,走到學生中,詢問學生的聽課感受,了解學生以往相關基礎課的學習情況,也可以對課程所學知識未來的應用,包括畢業論文選題方向、檢驗師資格考試、相關專業考研專業課復習等給學生進行鋪墊講解。這樣既能增進師生感情,也方便教師進行緒論教學的反思和總結。
6小結
關鍵詞:多媒體課件;優化運動生物化學教學;課堂教學
作者簡介:盧森林(1960-),男,江西高安人,江西科技師范學院副教授,研究方向為運動生物化學教學;吳麗華(1963-),女,江西上高人,江西科技師范學院理工學院副教授。
基金項目:本文為2010年江西省高等學校教學改革研究課題“運動生物化學課程教學改革與研究”(項目編號:JXJG-10-85-2)的研究成果,主持人:盧森林。
中圖分類號:G712文獻標識碼:A文章編號:1001-7518(2012)12-0067-03
運動生物化學是新興的邊緣學科,也是運動人體科學的組成部分,是體育專業一門重要的專業基礎課。該課程要求運動生物化學教師要從分子層面講授運動人體的變化規律,讓學生掌握這一理論并運用到體育鍛煉與競技體育的實踐中去。
當前,運動生物化學課堂教學,大部分教師使用了多媒體教學課件來優化課堂教學。先進的運動生物化學教學課件的引入,給教師的課堂教學工作帶來了極大的便利。首先,表現在教師不必再為在黑板上推導物質新陳代謝的過程和反應機理的困難而操心,其次,也不必再為在黑板上繪制各種物質反應的分子結構簡圖而傷腦筋,而這些工作往往是教師很難在黑板上順利完成的教學工作步驟和程序。與此同時,大量精品運動生物化學課件的涌現給課堂教學帶來了現代化的氣息,匯聚視頻、動漫、圖文等現代技術手段為一體的運動生物化學教學課件的應用將運動生物化學課程中的重點、難點[1]以通俗易懂的方式通過屏幕一一展現出來。同學們關心的國家或世界上的科學技術的新發現、新成就根據需要便于穿插其中,這樣,課堂教學不僅能活躍課堂氣氛,而且也能激發同學們的學習激情,提高課堂教學效果。
運動生物化學這門課程,一方面課堂信息量大,學生可以學到更多的知識;另一方面由于運動生物化學知識難度大既抽象、復雜又難以理解。面對生物學知識相對較差的體育專業的學生來說,能正常跟進課堂教學進度的難度大大增加。有些學生可能課堂上聽到了,可課后就忘記了,大多數學生在課堂上云里霧里聽不懂,根本就談不上掌握課堂所授知識。教師的教學主導性和學生的教學主體性難以體現,師生間的互動形式將受到影響。為了解決這些不足之處,探索如何應用多媒體教學課件優化運動生物化學教學是每個運動生物化學教師的職責所在。
一、運用運動生物化學教學課件進行課堂教學的優勢
從目前的形勢來看,各大學體育本科教育專業的運動生物化學教學在實踐中不斷推出運動生物化學精品課件,每位教師都可以根據需要從中挑選適合自己的教學課件。因為,運動生物化學多媒體教學課件是設計者利用現代計算機技術對選擇使用的運動生物化學教材進行精心設計的多媒體教學精品課件,最大限度地將各大學之間的教學資源實現了遠程共享;各高校之間的教學經驗也以最快的速度交流并加以推廣使用。最終凝聚了集體智慧的各種多媒體教學課件在教學實現中去偽存真,去粗存精。精品運動生物化學課件的涌現不僅極大地豐富教學資源,而且非常方便運動生物化學教師擇優使用。
多媒體教學課件的使用歸根結底就是要幫助學生更好地理解課堂教學中提出的關于運動生物化學相關的概念和知識原理,扎扎實實地學好重要的專業基礎課,為畢業后參加工作打下扎實的理論基礎。
多媒體教學課件在教學實踐中已經真實地顯示了存在的優越性并成為教師不二選擇,從目前來看,優秀的運動生物化學教學課件可以從以下幾個方面優化課堂教學。
(一)表現形式豐富
由于多媒體技術的發展,設計者可以運用現代科學技術調動視頻技術、動漫設計技術、工藝美術技術、文字處理技術,多方位、多角度、多層次和多種表現手段來將運動生物化學教材中的多種基本知識和基本概念以及物質在人體運動訓練時發生的物質代謝和能量代謝于分子層面的變化充分表現出來。比如在第二章有關糖的代謝過程中,根據無氧狀態下發生的無氧酵解中的無氧酵解的過程簡圖中可歸納為4個階段,包括12步(或13步)連續的化學反應,其過程復雜。但是采用多媒體教學課件后,其中全部的化學反應可先在課件中將糖酵解過程簡圖用動態的方式表現出來,在課堂上教師就可以通過屏幕生動地直接顯示出來,為什么缺乏鍛煉身體的人突然加大運動會肌肉酸痛的原因,就是糖在氧氣不足的情況產生的糖的酵解產生乳酸造成的,教師在此基礎上加以講解,既方便了教師上課,也便于學生理解和掌握。
(二)信息含量巨大
基于現代計算機技術運動生物化學多媒體教學課件所含的知識信息量非常巨大,在多媒體教室一節課短短40分鐘內可以把一堂課中的教學內容,從公式推導、人體在運動中發生的物質代謝和能量代謝具體過程,從分子層面進行放大式的演示,能把傳統教學模式無法做到并無法想象的抽象的概念放大后直觀地、形象地演示出來,根據需要也可以突破時空界限,大跨度地運用視頻技術展示運動生物化學領域最新研究成果和取得的最新科技成就。
(三)便于知識的拓展和精煉
基于現代多媒體技術強大的數據處理能力,教師可以輕易突破時空界限大跨度地在課堂教學中介紹出運動生物化學的產生及今后的發展趨勢,與此同時,又能及時反映出當前世界上本課程運動生物化學知識的發展前沿及發展前景。例如,教師在講授運動與適應的分子調控這一章時內容涉及到人們普遍關心的基因與基因組、人類基因組計劃。什么是基因?什么是基因組?什么是人類基組計劃?這些問題在這里就可以通過多媒體教學課件向同學們介紹,如人類基因組計劃,旨在闡明人類基因組30億個堿基對的序列,發現所有人類基因并搞清楚其在染色體上的位置,破譯人類全部遺傳信息,使人類第一次在分子水平上全面認識自我。運動生物化學得到有效拓展和延伸,大量的相關知識通過多媒體課件就能源源本本地展示出來,經過有關專家的精心設計,大量相關運動生物化學知識通過現代計算機技術很容易做到海選,授課知識得到精煉。這既能激起學生對科學未的憧憬,關注生命,關心人類本身的研究的科技進展,又勢必造成學生主動學習,主動探索運動生物化學課程的傾向。
(四)化復雜為簡便,化抽象為直觀
張蘊琨等主編的運動生物化學教材第121頁表述糖、脂肪、蛋白質分解代謝關系圖引自馮美云《運動生物化學》[2],如果不采用多媒體課件,要教師在黑板上將該圖畫出來一般不太可能。但是,運用多媒體教學課件就能方便地將該圖表現出來,而且運用多媒體技術,進一步可以將其變化過程動態化,每個反應變化過程都能生動地表現出來:三大能源物質的供能過程(體內糖、脂肪、蛋白質的代謝)不是彼此獨立,而是相互聯系的;三者之間可以相互轉換,還可以通過一些共同中間產物以及共同的代謝途徑(如三羧酸循環等)連成一個整體。教師通過多媒體教學課件能輕松地將上述衍生變化過程通過放像儀向學生展示并講解比較容易向學生闡述清楚其發生變化的演示過程,學生既增加了學習的樂趣,同時又能及時消化有關課堂所授的相關知識。
(五)課件中適當的視頻材料介入將課堂教學變得十分鮮活
在講到中老年人常患的疾病如高血脂癥、肥胖、動脈硬化、冠心病、糖尿病、痛風等時,適時插入相關病人的病狀及變化的視頻資料,讓學生感覺到生活離我們并不遠,引起同學們的高度重視,充分利用現實生活中的活生生的事例來吸引學生的眼球,激發學生的學習熱情,提的課堂教學效果。以事實說話,不僅能強化學生對知識的理解,還能加深學生對所學知識的認識。肥胖癥、糖尿病、骨質疏松證、痛風在教學課件上利用視頻這一技術手段充分客觀地反映這些病人的癥狀以及在生活中所遇到的困難,通過視頻技術還要反映長期適宜的體育鍛煉,不僅能夠預防由于精神和軀體的疾病引起的病理性衰老,而且可以延緩正常的生理性衰老。合理的體育鍛煉還可以對許多常見慢性疾病如高血脂癥、肥胖、動脈硬化、冠心病、糖尿病、痛風等起到良好的作用。
二、利用多媒體技術優化運動生物化學課堂教學的措施
運動生物化學多媒體技術成功地引入課堂教學,能優化運動生物化學教學。要保證運動生物化學多媒體技術成功地引入課堂教學必須采取以下幾項措施:
(一)刻苦學習,自覺將先進的多媒體機技術應用到教學實踐中去
要取得良好的教學效果,運動生物化學教師必須掌握現代多媒體應用技術,要求教師們要不斷加強現代科學技術的學習并掌握這些技術,積極學習并利用計算機等多媒體信息技術手段,為教學服務。高校要加強教師在崗多媒體教學課件制作技能的培訓力度,實施多方位、多層次的激勵機制,應用多媒體技術優化運動生物化學課堂教學是運動生物化學課程專業教師必備的教學技能之一。
(二)深入運動生物化學理論與實驗教學第一線,精心挑選運動生物化學精品教學課件
目前使用的運動生物化學教材體系中,知識結構較為注重對原理和理論的介紹,據調研得知當前使用的運動生物化學教材對文字敘述和公式的演示的內容比重大,同樣大多數運動生物化學多媒體課件基本上是教材的另一種表現形式,就是文檔式展示,導致課件內容單調、枯燥,感覺不到現代科學氣息,這樣做顯然是不可取的,對教學也不會有什么幫助。這就對課堂教學課件的研究者提出了要求:必須深入運動生物化學理論與實驗教學第一線,既要熟悉運動生物化學理論與實驗過程,精心分析教材每章每節,然后調動多媒體技術中的視頻、圖像、動漫、制圖、音頻[3]融入教學課件中,才能出與實踐內容和工作過程密切相關的精品課件。在課堂教學中使用這樣的課件才能優化課堂教學。
(三)隨著計算機應用技術的不斷更新,多媒體教學課件也要隨著跟進,才能更好地優化運動生物化學課堂教學
隨著科學技術的發展,制作運動生物化學教學課件的多媒體技術也在不斷跟進,目的在于更好地優化運動生物化學課堂教學,課件設計者必須解決以下幾個問題:
1.設計思想與教學思路需要不斷更新,跟上信息時代的發展。在改進多媒體課件之前,一定要學習最新的計算機多媒體技術,應用最新科學成就。利用當前使用效果最好的多媒體教學課件注入更先進,功能更強大的信息技術,比如“云計算”技術,制作出課堂教學更好用的教學課件,優化運動生物化學課堂教學。
2.不論科學技術發展到何種程度,課堂教學多媒體教學課件在理論上如何成功,在課件設計時刻注意不能脫離學生,要以學生為本,要讓學生真正學到教材所要的知識才是最為主要的。教學方式方法應該靈活機動,一切都要視課堂教學需要而更換,再好的多媒體教學課件都是教學過程中的一種手段,也是一種輔助教學手段。設計好的、強有力的多媒體教學課件在教學中很給力,才能更好地優化運動生物化學課堂教學。
3.網絡技術的發展使得全國各高校制作的運動生物化學多媒體教學課件及高校教學資源和教學經驗實現了共享,大量的精品運動生物化學課堂教學課件可供教師挑選。盡管如此,運動生物化學教學課件的開發研究一刻也不能放松,要通過教師對課件在實際教學過程中出現的問題和不足給予完善,要源源不斷地制作性能更加優良的課件滿足教師不同層次的需求。
時代要求教師一定要不斷學習和提高計算機技術和多媒體技術的使用水平,這樣,才能面對大量的課件信息,從中挑選適合本人教學需要的課件,從而優化自己的運動生物化學課堂教學。
其實,不斷更新的運動生物化學多媒體教學手段目標只有一個就是優化課堂教學。運動生物化學多媒體課件是否真正優化了課堂教學,評價的主要指標是否減輕了學生和教師的負擔,是否提高了課堂教學的效果和提高學生掌握運動生物化學知識水平。
參考文獻:
[1]嚴金慧.應用網絡課程優化運動生物化學教學[J].體育科學研究,2009(10):90-92.
21世紀是一個追求創新、嶄新生命科學的世紀,生物化學成為生命科學領域重要的前沿學科之一。生物化學是在分子水平上研究復雜生命現象的科學,在我校生物化學更是全校學生必修的基礎課程,經過多年的教學實踐,生物化學已經成為一門成熟的學科,有較豐富的教材體系和教學內容以及相應的教學模式,同時它也是一門實踐性很強的學科,與工業、農業、食品、醫藥和環境等各個領域都有著密切而廣泛的聯系,成為為生命科學研究中非常重要的手段。
1 生物化學課程教學的指導思想
科學、先進、創新的教學方法和手段是提高教學質量的重要保證。生物化學教學的指導思想是精選教學內容,以學生為主體,以教師為主導,使學生的知識、能力和素質協調發展,把課程教學方法與手段建設在現代教育平臺之上,不斷提高、不斷發展、不斷完善。教育的目的不僅僅是教會知識本身,更重要的是教會學生學會獲取知識的方法及培養學生運用知識解決實際問題。傳統的教學模式是以老師“教”為主,方法主要是單邊灌輸,我們學生缺乏獨立思考的習慣,不能主動探求知識,更缺乏一種對學習的創新精神。現在的教學改革運用多種輔助方式教學,強調學生以“學”為主,學生主動參與教學活動,成為教學的主體,這樣的教學可以激發我們學生主動學習的熱情,培養我們自主探究的能力。
2 對生物化學教學的認識
2.1 課前結合專業考研需求,優化生物化學內容
由于生物化學是在分子水平上進行研究,故一些概念和反應過程十分抽象,難以理解。針對這一特點及各專業對生物化學的要求,教師對教材內容進行了分析、討論,刪繁就簡,濃縮基礎教學內容,突出主線。在有限的學時內把教學的主要知識點、當今最新的研究成果及發展趨勢介紹給學生,把重點、難點講通、講透。同時結合專業考研需求,將近幾年的考研趨勢以及發展動態介紹給學生,及時調整經重點、難點等,盡量把相關領域的研究進展及研究熱點融入到日常教學中[1]。比如今年的H1N1型流感,老師對其進行了詳盡的介紹,讓學生加深了對這種病毒的了解,做到學有所長、學有所想、學有所用。
2.2 課后用競賽的方式強化知識,激發學習的主動性
今年期末,教研室組織進行了一次生物化學知識競賽,分為團體賽和個人賽。在團體賽中,38名學生分為4個小組,做必答題、問答題,題型全部是課內習題,基本上讓每一個人都參與到活動中,既加強學生間團隊合作意識,又加深了學生對知識掌握的熟練程度。在個人賽中,80 %的題型是課內習題,20 %是創新題,即與現實生活聯系比較緊密、需要綜合各方面知識去解答,更利于強化生物化學知識,提高學習生物化學的熱情。
3 生物化學對學生的思維的鍛煉
3.1 對放射性思維的鍛煉
以一個知識占為中心,把相關內容像蜘蛛網一樣不斷向外延伸,有利于深化和滲透知識,可以增強學習的興趣。比如糖、脂、氨基酸代謝途徑的相互關系,通過乙酰輔酶A、草酰乙酸、6-磷酸葡萄糖等關鍵物質達到相互轉化,學生可以依靠這個關系把糖、脂、氨基酸代謝中相關反應都放射性的添加到其中,就可以從整體來看3大物質代謝,從而減少記憶某些反應產生的概念混淆。
3.2 對框架性思維的鍛煉
按照一定的模式去提煉和消化書中的內容,將有關或相近的知識點通過有條理的比較、分析、歸納成固定模式框架,進行高效的學習。如在基因信息傳遞這一章中,可以把復制、轉錄、翻譯進行比較,從而達到事半功倍的效果。
3.3 對探索性思維的鍛煉
在已掌握的知識基礎之上,不斷向未知的領域探索,如對基因工程進行探索,人們發現了DNA的雙螺旋結構、岡崎片段等。在生物化學的學習過程中,在學生能力范圍內值得探索的知識很多,如1分子葡萄糖有氧氧化,在什么情況下產生多少個ATP等。
4 小結
教學過程不是一個單一的發展過程,而是一個多層次的復雜的發展過程,教學方法的運用必須根據這種復雜的發展變化,靈活掌握、靈活運用[2]。在課堂中將多種教學方法有機結合,不斷探索更新、更實用的教學方法,勢必會提高生物化學的教學質量。
參考文獻
關鍵詞:醫學 生物化學 教學質量 對策
中圖分類號:R318.5 文獻標識碼:A 文章編號:1005-0515(2013)3-103-01
生物醫學是一門交叉的邊緣學科,涉及綜合工程學、醫學以及生物學的一些理論和方法。生物化學是我院基礎醫學中的一門重要課程,主要是運用工程技術手段進行研究和解決問題。其科學體系龐大、涉及面廣、內容繁雜枯燥,其中的理論知識也比較抽象,專業性強。生物化學學科的這一系列特點,讓學生難以提起學習興趣。因此,一度被我醫學生認為是一門難以學好的科目。同時,這也給生物化學教學工作增加了難度。值得關注的是,傳統的教學方法效果不佳,難以滿足現代教學的要求。片面強調理論的傳授,而缺乏理論與臨床醫學的內在聯系。這些都將為學生對生物化學的理解和日后的學習帶來阻礙。因而,如何有效的提升我院生物化學的教學質量,培養學生的學習興趣,就成為我們教學者所要面臨的挑戰之一。在此提出一些對策以改善教學現狀。
1、培養學生的學習興趣。在講授相關專業知識時,可適當引入與生物化學相關的名人趣事。以這種方式能夠很大程度提升學生的學習興趣。同時,有利于同學建立對于關于相關專業知識的背景,在回憶相關知識時能夠通過聯想而得到加深。讓同學們感覺生物化學并不是那么難以學習,從內心消除對這門課程的心理障礙。其實任何一門知識都是來自于生活的。因此,老師要盡量讓自己的課堂內容在專業性的基礎上盡量貼近生活。拉近生物化學同學生們的距離。比如,食品公共安全問題,這與人們的生活息息相關,也是人們比較關注的一塊熱點問題。容易引發人們的共鳴,和對其內在知識的探索。簡單的一例就是三聚氰胺問題,當時轟動全國,引發人們極大的討論。通過添加大量含氮元素的三聚氰胺,來提升牛奶中的蛋白質含量。這些不法商販的做法,給人們的健康帶來了威脅。三聚氰胺有很大的毒副作用,長期攝入會對人體造成危害,引發結實,甚至誘發膀胱癌。相關的例子在醫學、工業、農業方面也都發生。通過實例開展相關專業知識的講解,改善教學方式,提高教學質量。
2、應用現代多媒體教學方式。多媒體設備能夠給教學帶來不一樣的視覺效果,以動畫、投影的形式向學生展示,使得內容更加形象具體和突出。理解生物化學中的一些知識內容需要學生擁有一定的思維能力和想象空間,如一些高分子化合物,包括蛋白質的一級結構和多級結構,氨基酸的順序,多糖等空間結構。此外,還有一些內容相對難以理解,如酶促反應動力學、三大代謝等。因此,依靠動畫的表達方式則顯得更加直觀易懂。在教學過程中,以一定的故事情節為鋪墊,針對不同章節需要掌握的重點和難點問題,輔以Flas演示,能夠讓課堂充滿趣味性。充分調動學生的感官系統,讓學生在大腦中形成系統的知識結構框架圖。以這種寓教于樂的方式提升教學效果。
3、應用案例教學法,實現理論與實際的聯系。通過課堂案例分析,有助于學生對醫學生物化學的理解和掌握。培養學生獨立思考,分析和解決問題的能力,實現理論知識向實際的轉化。對于案例教學,首先是關于案例的選擇。案例的選擇要和課本內容想貼近,同時還要注意與實際的聯系程度。根據教學目的和教學內容進行篩選,確定主題。對于選定的案例,教師應充分了解相關的專業知識,并明確在教學過程中所要完成的任務。其次,就是案例的講解和分析。在課堂之上,首先讓學生進行觀看,閱讀和分析,建立對案例的初步了解和一些個人的見解。隨后進入討論階段。這一階段,通過分組的形式,發表個人的看法,彼此之間相互交流、切磋。最后通過教師專業的講解,讓學生明白自己思維的局限性。案例教學法改變了傳統的教學模式,能給教學帶來不一樣的效果。
4、改善教學方法,引導學生學習。學生對一門知識的掌握程度受到很多因素的影響,但是一個好的學習方法能夠給學生省去很多的無用功。第一、傳授學生巧用記憶法。生物化學涉及的一些知識點對學生來說相對難以理解和掌握,對于一些晦澀難懂的東西,學生常常會產生抵觸的情緒,導致學習興趣不高、積極性不足。但是通過編制口訣,能夠幫助學生建立初步的內容體系。繼而通過日后的學習不斷加深對相關知識點的理解。如“乙酰草酰成檸檬, 檸檬又成α-酮, 琥酰琥酸延胡索, 蘋果落在草叢中”,這一口訣有助于學生快速、牢固的將新陳代謝的途徑記住。我們老師要善于將自己多年的教學經驗,轉化為一些實用的學習方法。將生物化學中抽象的概念通俗易懂化,以一種輕松的方式讓學生掌握知識。調動學生學習的積極性。其次,運用比較的方法增進理解。生物化學內容繁雜,體系龐大,應利用比較的方法,及時進行總結和歸納。例如,復制和轉錄過程。復制需要RNA引物,而轉錄不需要。所需要的酶和最終產物也不同。通過對比能夠很好地理解這兩個概念之間的區別加以記憶。此外,糖酵解和糖異生;原核生物和真核生物蛋白質合成過程的異同等,都可采用對比的教學模式。
5、轉變教育思想觀念。近幾年,隨著分子生物學的迅猛發展,不斷涌現出新的知識和理論。因此,現代生物化學教學不僅要教授學生基礎理論知識,還要補充一些課堂之外的前沿研究成果。讓教學不斷跟上時代的腳步,與時俱進。同時,在教學過程中要與哲學和人文教學相融合,培養學生的人文精神,不斷提升學生的人文素養。培養出既有科學頭腦又有人文情懷的學生。
我院的教學注重對學生綜合素質、實踐技能和創新精神的培養。在教學過程中要深化改革。教學改革應以實驗教學建設為重點,以現代教學技術為手段,充分調動教師的積極性和創造性,培養出具有綜合職業能力的高素質人才。希望通過我們廣大教師的共同努力,不斷推進我院生物化學這一學科的建設。
參考文獻:
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教師要更新觀念,具備科學創新意識科學創新人才需要科學創新教育,教師作為教育者是否具有科學創新意識是實施創新教育的關鍵。首先,作為生物化學與分子生物學教師要意識到自己是生物化學與分子生物學的教師,是當今世界最前沿學科的教師,在本科或本科以上的學生進行科學創新教育是我們義不容辭的責任。我們生物化學與分子生物學教師不僅僅是傳授生物化學與分子生物學基本理論和基本概念(這些基本理論和基本概念是繼續學習其他學科的基礎),也是科學創新教育的最前沿。為此我們教師要不斷學習,用最新的知識武裝自己,緊跟科學的最新進展,要有教育的學術性、前瞻性和權威性[2]。要求教師要有現代化的素質,掌握本學科和相關學科最新的學科思想和最前沿的科研成果,做到教到老學到老,不然就不能成為大學生物化學與分子生物學合格教師。其次,教師要樹立正確評價學生的觀點。知識經濟時代對人才的要求不再僅僅是具有積累和掌握知識的能力,更重要的是具備創造知識的能力。因此,不僅要評價學生的學習成績,還要評價他們的思維品質,要改變過去只看重學生的學習成績,而忽視培養學生創造力的做法。再次,教師要樹立師生平等的觀念。在這種和諧、平等的關系下,教師和學生都能夠自由地展現自己的豐富性,充分地展現自己的創新能力,以各自的知識、經驗、情感、個性投入教學活動中,相互影響,相互促進。激發學生學習生物化學與分子生物學興趣學習興趣是學生有選擇地、愉快地力求探究某些事物而進行學習的心理傾向,是學習的一種動力。濃厚的學習興趣能有效地激發學生的學習積極性,從某個角度上講,是培養和發展學生創造性思維的重要條件,也是教師完成教學任務,達到教學目的的前提[3]。為此我們從以下三個方面激發學生學習生物化學與分子生物學興趣。學科進展和科學家故事相結合:杰出科學家的經驗教訓、人格力量、科學態度、奉獻精神、團隊意識以及世界觀、人生觀、價值觀等都可能對學生起到潛移默化的感染和教化作用。教育心理學認為個體的創新性與其人格力量緊密相關。
在生物化學教學活動中,適當地向學生展示和評點科學家的人格力量,尤其是其批判精神和懷疑精神,有助于塑造學生良好的人格特征,進而促進學生創新精神的提高。例如,在講授被認為是分子生物學誕生標志的DNA雙螺旋模型時,我們講授了沃森(JamesWatson)、克里克(FrancisCrick)、威爾金斯(MauriceWilkins)和富蘭克林(RosalindFranklin)建立了DNA的雙螺旋模型使生命科學從細胞水平的研究深入到分子水平的研究的過程以及他們的個人恩怨。我們也講授了艾弗里(OsvaldAvery)永遠的遺憾,他是DNA遺傳本性的發現者而未獲諾貝爾獎。聯系臨床使基礎知積實用化:在講解氨基酸代謝時,講解肝功能衰竭的患者為什么會出現肝昏迷的現象。在講授核酸雜交和探針時,結合愛滋病和H1N1型流感病毒的診斷。在講授DNA多態性和PCR時結合親子鑒定和疾病診斷等。我們在教學實踐中通過講座課相應增加了功能基因組學、蛋白質組學、代謝組學、系統生物學、生物芯片、現代生物工程等前沿學科內容、國內外最新研究成果及其在臨床醫學上的應用。這樣,既加強了生物化學與臨床課之間的橫向聯系,又可以調動學生的學習積極性[4]。采用直觀教學的方法,使抽象知識通俗化和形象化:(1)以多媒體等教學設備為支撐,把信息技術當作教學過程中不可或缺的資源、手段和環境,使生物化學與分子生物學教學與信息技術有機地結合起來,教師用教育信息化的最新理念來指導教學活動[5-6];(2)利用PowerPoint和Flash設計制作教學課件,例如我們利用Flas將蛋白質生物合成起始過程按教材中的文字信息和圖片信息創造成連續的動畫,生動準確地刻畫生物體微觀世界的蛋白質生物合成過程;(3)利用生物化學和分子生物學精品課程網站,我們生物化學和分子生物學課程是安徽省精品課程,學生利用網絡可以瀏覽課件、視頻等,并可進行互動交流。建立創新教學模式培養人的創新能力,最重要的是培養人的創造思維。在創造思維活動中,發散式思維起主導作用。因此,我們在教學中要改變單一教師講授基本理論和基本內容的做法,突破思維定勢的束縛,喚醒學生的創新意識[7]。我們在講課中增加問題的設立、討論教學和進展或問題解決的設想。我們的具體做法:提出問題—講授內容(基本理論、基本概念和基本技術)—討論—學術進展或問題解決的暢想。我們鼓勵學生突破習慣思維的限制,敢于發表自己思考后所產生的看法。學生提出的觀點越奇特,越標新立異,說明于進行發散式思維,我們予以充分的肯定。最后,引導學生通過查詢各種信息資料和進行邏輯推理和總結。對于疑難和有爭論的問題教師盡力闡明自己的看法,但允許學生保留意見。例如在講授蛋白質生物合成時,先提出問題,例如提出生命如何將核酸的核苷酸序列的信息變成蛋白質的氨基酸序列信息?密碼子為什么是3個核苷酸,而不是2個、4個等?接著讓學生短暫思考,教師講授主要內容,接著讓學生討論,最后讓學生暢談第二套遺傳密碼(尚未完全解迷)能否被解迷?如何解迷?實踐證明這種模式教學,絕大多數同學不僅理解了DNA遺傳物質—基因—基因表達、密碼子—反密碼子—(第二套密碼)—氨基酸的關系,而且激發了學生科學發現的濃厚興趣。
同時增加自主性、創新性實驗的比例,爭取在臨床7年制學生的自主性、創新性實驗達到40%。例如我們給臨床學生開設了基因工程的綜合性實驗,實驗中運用現代生物化學與分子生物學技術,如DNA提取、瓊脂糖電泳鑒定、回收、RT-PCR、DNA重組連接轉化,基因的表達等。改革實驗考核模式,激勵學生的創新精神改變實驗考核模式,決不能流于形式。鼓勵學生進行實驗設計、科學探索和創新,對學生自己設計的實驗主要看重思維,淡化實驗結果。鼓勵學生參加科研團隊鼓勵和引導在校學生早期接觸科研,參與教師的科研團隊,進行科研訓練和創新,并將其作為或替代部分實驗教學,給予實驗成績,對成績突出者給予獎勵和課程成績加分。總之,生物化學與分子生物學教育工作者要催生的個性化創新教育,將顛覆傳統的教學理念和模式,要敢于打破教條、挑戰權威,為培養高質量的臨床醫學研究人員做出應有的貢獻。
作者:秦宜德 許功林 顧芳 單位:安徽醫科大學生物化學與分子生物學教研室
關鍵詞 高級生物化學 教學 理論 創新 實踐
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A DOI:10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.04.049
在工科院校中,“高級生物化學”是微生物學、發酵工程和生化與分子生物學專業研究生的重要基礎課程,是連接“生物化學”和“分子生物學”的橋梁。它既是本科“生物化學”課程的提高和深華,又是研究生階段 “分子遺傳學”、“分子生物學”等課程的基礎。課程的目的是強化和拓寬研究生生物化學的基本理論知識,多角度地認識生物化學的基本原理和現象,并在此基礎上強化生物化學的實驗理論、技能和分析能力,為研究生研究實驗設計的合理性奠定基礎。在工科院校中,“高級生物化學”課程主要涉及蛋白質結構功能、蛋白質穩定性、蛋白質合成與運輸、基因與基因組學、蛋白質組學、代謝組學等章節的內容。近年來,生物化學領域的新進展、新發現層出不窮,高級生物化學成為生命科學領域極其活躍的帶頭學科。對于一些應用型的工科院校,高級生物化學課程將蛋白質化學和組學相關的基礎理論及前沿進展傳授給學生,培養善于理論學習,長于工程實踐,勇于集成創新的應用型生物技術人才。
1教材中英文結合
目前高級生物化學學科發展迅速,新知識新技術不斷更新換代。目前唯一的高級生物化學教材是李關榮主編的高等學校規劃教材《高級生物化學》,①內容涉及蛋白質結構、功能、尋靶、基因與染色體、基因技術、生物膜與跨膜轉運、生物信息轉導、基因表達調控、代謝調節策略等,偏重理論知識的講授。相對高級生物化學,生物化學課程的教材則很多,包括王鏡巖主編的《生物化學》②(高等教育出版社,2002年出版),于曉虹主編的《生物化學》③(浙江大學出版社,2012年出版,面向21世紀精品課程教材,全國高等醫藥教育規劃教材),劉國琴主編的《生物化學》④(中國農業大學出版社,2011年出版)等。王鏡巖主編的《生物化學》內容全面,講解細致,一直作為本科教學的典范,在本科院校的生物化學課程中廣泛采用,但作為工科院校的研究生教材,該教材一來與本科教學重復,二來內容過于基礎,缺乏前沿性。于曉虹主編的《生物化學》,內容著重闡述人體基礎生物化學知識,為遠程專升本教材,內容與本科教材有所區別,編寫著重符合這專升本學生的需要,不適合作為研究生的教材。劉國琴主編的《生物化學》是面向生物學專業本科生編寫的理科教材,內容包括三部分:首先,重點討論了蛋白質、核酸、酶、糖類和脂質等生物大分子的結構、功能以及結構與功能之間的關系,同時介紹了這些生物大分子的重要生物化學性質及相關分離、分析技術的基本原理和應用特點;其次,對糖類、脂質、氨基酸、核苷酸的分解代謝和合成代謝及其代謝調節進行了系統、概要介紹;最后,主要以原核生物為例討論了從DNA到RNA再到蛋白質的遺傳信息流的分子機制。該教材內容上和王鏡巖主編的《生物化學》有相似之處,適合選作生物學專業和生物技術專業教材,也適合生命科學相關學科,如醫藥、食品、農林等領域本科生使用。
除了以上教材,David Hames編著,王學敏等翻譯的《生物化學》⑤(第3版·中譯版)全書共13章,分別是:細胞結構與成像、氨基酸與蛋白質、酶、抗體、生物膜與細胞信號、DNA的結構與復制、RNA合成與加工、蛋白質合成、重組DNA技術、糖代謝、脂質代謝、呼吸和能量、氮代謝。該書屬于精要速覽系列叢書,是國外暢銷教材,該書結構新穎,視角獨特,重點明確,脈絡分明,圖表簡明清晰,適合作為工科院校研究生教材。同時,由于研究生教學對于英語的閱讀能力也具有較高要求,因此還可配合英文版作為課外閱讀教材,也便于雙語教學和國外客座教授的講學。
2教學模式以啟發式引導為主線
高級生物化學是一門抽象的學科,因此在教學中加入形象生動的flash動畫,使學生對生物化學相關蛋白質、核酸等結構與功能的關系、分子作用機理等概念的理解更為深入;同時通過大量生物化學相關小電影的優美畫面引起學生對該課程的濃厚興趣。在課堂教學導入部分采用老師提問學生回答,通過案例進行啟發教學的模式,在此環節,提問可引發學生自主思考,通過學生的各種答案教師引出需要講授的內容,該方法可大大調動學生的學習積極性。在整個課堂教學中,摒棄傳統的以教為主的模式,把學放在首位,對特定原理的學習采用探究式教學的方法。
在老師講解基礎知識的基礎上,引入課堂討論環節,議題與生物化學基本理論和概念充分結合,與本學科的發展與應用緊密聯系,通過對前沿問題的討論可激發學生的興趣并發揮主觀能動性,為進一步的深入學習奠定良好的基礎。在課堂討論環節,老師可安排討論的題目供學生選擇,也可由學生根據興趣自由選題,然后公開宣講,老師和同學既是聽眾,也是討論的參與者,通過提問、討論和解決問題,拓寬學生的眼界和思路。老師應及時對討論過程進行點評,一方面充分肯定學生顯示的創造性思維能力,一方面對思維中的不足進行糾正。課堂討論環節可培養學生創新創造、分析解決問題的能力,同時也促使老師自我知識不斷豐富和補充。
與此同時,將學術報告引進課堂,每個班級的生物化學課程均邀請1~2位國內外生物化學領域的知名專家為研究生做學術報告。這些多樣的學術報告,既讓研究生了解了生物化學學科的前沿進展,又讓學生有了學術交流的機會,還可培養學生的科研思維和科學精神。
3充分利用網絡資源
高級生物化學的發展日新月異,互聯網累積了海量的生物信息資源,將對我們的教學工作起到非常重要的作用。在高級生物化學課程的教學中強調互聯網資源運用的重要性,通過學生網絡應用的親身體驗喚起學生的求知欲,在課堂教學過程中,對常用數據庫進行介紹,提高學生信息收集和辨別的技巧和能力。例如,目前大多數的蛋白質序列結構和功能方面的信息都可以直接從網絡公共數據庫中得到,其中最常用的核苷酸序列數據庫包括GenBank、EMBL、DDBJ 等,這些數據庫中還同時包括了大量與序列直接相關的注釋信息,方便學生從中獲得需要的知識。另外,蛋白分析專家系統ExpertProtein Analysis System(簡稱ExPASy,http://expasy.ch,隸屬于瑞士生物信息學研究所,國際上蛋白質組和蛋白質分子模型研究中心)可為用戶提供大量蛋白質信息資源。因此,在高級生物化學的教學中首先詳細介紹一些數據庫的使用方法,再通過具體舉例使同學掌握基本的查詢方法和結果分析方法,并通過布置課后作業,使學生通過自己的實踐更好地掌握數據庫的運用方法。
4開放式實踐教學貫穿始終
高級生物化學的理論知識相對比較抽象,對于初涉該專業的研究生而言較難理解,在理論教學中穿插大量實例是達到良好教學效果的必由之路。首先在教學過程中加入教師親身經歷的實驗事例,例如根據工科院校背景重點講解酶制劑的分子改造實例,使學生通過實例學習更好地掌握該課程的精髓,提高分析解決實際問題的能力。
在實踐教學方面,由于在本科階段生物化學課程的講授中已按排了生物化學基本單元操作實驗,如蛋白質的兩性反應和等電點的測定、凝膠過濾層析測定蛋白質的相對分子質量、總含氮量的測定—微量凱氏定氮法、紫外分光光度法測定核酸含量、糖化型淀粉酶活力的測定及、酶作用的專一性、酶的激活和抑制、碘乙酸抑制糖酵解、底物濃度對酶活性的影響—蔗糖酶米氏常數的測定、蛋白酶活力的測定、酵母蔗糖酶的純化及其酶性質的研究等。因此在高級生物化學的實踐教學中,不再安排單獨的實驗單元操作,而采取開放式實踐教學模式,即選定相關學院生物化學方面相關老師所在的實驗室作為開放實驗室,對有興趣的學生進行時間、空間、內容和方法均開放的培訓,通過一些小實驗的自我設計和驗證激發學生的學習熱情,以達到更好的教學效果。同時通過開放性實驗,使研究生對于整個實驗的設計和操作更為理解,可為研究生進一步的課題選擇奠定基礎。
5 結語