生物化学教学中融入科研思维的重要性

康宁，顾志敏，王威，彭雁飞

天津中医药大学中西医结合学院　(天津　300193)



生物化学教学中融入科研思维的重要性

康宁*，顾志敏，王威，彭雁飞

天津中医药大学中西医结合学院(天津300193)

摘要生物化学作为中药学相关专业的必修基础课，对提升学生的专业基础和创新能力具有重要的作用。分析生物化学在中药学相关专业创新型人才培养中的地位，指出以往教学模式、教学内容及考核方式中存在的不足，提出将科研思维融入教学的改革方法，即运用科研的内容、思路及方式激活教学模式，优化教学内容，转变考核思路，以期形成具有自身特色、适合于创新性、研究型中药学人才培养的生物化学课程教学体系。

关键词生物化学；教学改革；科研思维；创新能力；中药学

在推动“大众创业，万众创新”国家战略的时代背景之下，改变大学传统教学模式，促进创新创业教育系统化，以培养大学生的创新精神、提高大学生创新能力是大学教育的重要任务[1]。科研思维以其综合性、先进性及创新性等特点，在培养学生创新能力以及培育创新创业人才方面具有得天独厚的优势。

生物化学是生命的化学，是研究生物体化学组成和生命过程中变化规律的一门科学[2]，是生命科学领域的基础学科和前沿学科。它具有实践性强、内容丰富、知识更新快等特点，尤其是与科研的紧密结合是其学科发展的重要内容。生物化学与中药学相关专业各门专业课程之间有诸多的交叉，是中药药理学、药物代谢动力学、分子生药学及中药资源学等专业课程的重要基础，并且，学好生物化学对培养学生的科研思维和创新能力有非常大的帮助。

笔者结合多年的教学经验，分析生物化学在中药学相关专业课程中的地位以及教学过程中的不足之处，阐述将科研思维引入到生物化学教学改革中的方法，构建了具有中药学相关专业特色的生物化学教学模式，最终激发学生学习热情，培养学生较强的科研思维和创新能力。

1生物化学与中药学相关专业之间的关系

生物化学是中药学相关专业的基础课程之一。回顾生物化学的发展史，中药学的发展与之有着千丝万缕的联系，例如，源于夏朝的酿酒术、北魏贾思勰利用酒曲的滤液制曲以及唐代药王孙思邈应用猪肝治疗夜盲症等[3]。古往今来，随着科学技术的日新月异，生物化学进入到了一个崭新的时代，生物化学的理论与技术广泛分布、交叉、内化于中药学相关学科研究的各个层面[4]，例如，在种质品系鉴定[5]、药用植物遗传育种[6]、次生代谢产物生物合成[7]、药物体内过程[8]以及药理作用机制等[9]领域，生物化学都有着广泛的应用。尤为重要的是，生物化学的研究范围从分离鉴定出生物体的化学组成，到阐明物质代谢、能量转换途径，再到生物体的信息代谢[2]，其源于社会实践与科学研究的学科性质对培养创新型中药学人才有独特的优势。因此，在生物化学教学中融入科研思维，联系中药学相关学科知识，会将枯燥无味的理论知识赋予鲜活的生命力，更加清晰、立体地展现在学生面前，让他们在知识的融合与学科的交叉中探寻生物化学的魅力，为将来从事中药学相关领域的科学研究工作奠定坚实的基础。

2生物化学教学中存在的不足

作为一门专业基础课程，生物化学理论课的课时相对较多。在以往的教学中发现，传统的教学方法、教学体系已经不能满足学生对生物化学的需求，不能很好地利用生物化学这门课程的教学启迪学生的创新思维，训练他们的创新能力。其中的不足主要表现在以下几个方面。

2.1教学模式单一

众所周知，生物化学内容多，体系庞杂。为了让学生在有限的时间内掌握全部内容，多年来，生物化学课程的教学模式一直是以“灌输式”教学为主，这种单一的模式主要表现为教师讲，学生听。虽然在教学中教师会利用提问、互动等环节引导、启发学生思考，尽可能让学生参与到课程中，但是，这种单一的模式很难让学生发挥主动性，教师往往面对的是沉闷的课堂氛围以及单调的教学环境。学生对一些重要的知识点死记硬背，考试后便已在脑海中荡然无存。生物化学的学习没有对他们的专业基础以及创新能力起到促进作用，相反地，繁杂的知识却增加了他们的课业负担。

2.2教学内容存在局限性

生物化学的理论体系包括糖、蛋白质、核酸、脂肪、维生素等生物体内基本物质的化学组成、结构与生物学功能，还包括这些物质在生命活动中的代谢变化规律及复杂生命现象的本质。生物化学的知识抽象繁多、前后交错，学生很难系统地掌握，容易产生畏难情绪[10]。以往的教学中，由于教师没能将生物化学的知识与中药学各专业相关的研究内容相互结合，所以学生很难在生物化学中找到与自己专业相契合的方面，没有起到举一反三、触类旁通的效果。学生对于本专业为何学习生物化学缺乏认知，感到迷茫，学习目标不明确，学习动力不足。另外，教师的授课内容仅限于书本的知识，而生物化学知识的发展与更新极为迅速，并且其中的很多领域都是学术界的研究热点，授课教师不能及时捕捉最新的学术动态，对教学内容中有改变且已研究明确的知识点没有及时向学生传授。因此，学生在学习过程中没能养成跟踪研究热点与触摸学术前沿的学习习惯，无法形成主动探索、勇于创新的学习精神。

2.3考核方式不完善

在现有的教学体制之下，考试成绩一直作为考核评定学生学习效果的核心内容，除此之外的考勤、学习态度等平时成绩所占比例为30%。这种考核方式不能完善地反映出学习效果，一方面体现了教学与考核模式的单一，学生的积极性、主动性较低，另一方面让学生养成了平时漫不经心、考前死记硬背的不良学习习惯，学生对知识的掌握不牢固、不灵活，体现在对于综合性的问题回答起来非常吃力。更为重要的是，这种考核方式没能对学生起到激发学习热情和培养创新精神的作用。

3科研思维融入教学的改革

针对以上生物化学教学中存在的问题，笔者认为，将科研思维引入到教学中是一种很好的解决办法。科研的内容、性质、思路及方式等对生物化学课程教学的深化改革具有重要的指导意义[11]。笔者结合所在学校中药学相关专业的生物化学教学实践，提出了以下教学改革方法。

3.1运用科研方法，激活教学模式

科研的灵魂在于创新，而增加学生学习主动性的关键也在于创新教学模式。运用科研的方式，笔者将以往单一的教学模式进行了改进。第一，在学期中安排每个学生分小组进行学习，结合课本查阅资料后准备PPT或者视频等课件，进行答辩式的讲解，其余学生自发地对主讲学生进行提问，然后学生对主讲者评分；第二，以生物化学教学内容作为基础，提出一些与专业、实践相关的主题，举办学术沙龙或者论坛，以学生为主体将自己的调研结果进行汇报，并邀请相关领域的教师或者研究生进行点评，让学生在此过程中增进交流，融汇思想，形成浓厚的探索氛围；第三，让学生自主选题，提出与专业相关的生物化学方面的科研问题，书写综述或者小论文。此外，鼓励学生积极参与申报院、校本科生“创新基金”课题，在教师的指导下，学生利用课余时间自主进行课题选题、书写标书，运用相关生物化学知识解决中药学领域中发现的问题，通过这些环节训练学生的科研思维和创新能力，培养他们的团队协作精神，最大限度地激发学生对生物化学的学习热情。

3.2融入科研思维，优化教学内容

生物化学是充满活力的一门学科，相关的科学研究不断地完善并更新着相关理论，因此，作为教师，需要跟踪学术前沿发展，结合自己所从事的研究领域，将近年来与课本相关的研究热点引入教学内容，深入浅出地讲解其学术背景、创新点及应用[12]。比如，众所周知，肿瘤的治疗一直是世界性难题，备受生物化学与分子生物学家关注。Nature杂志上曾发表一篇文章，阐述病毒可以治疗肿瘤[13]，即利用病毒与肿瘤细胞具有同样的旺盛增殖能力，将病毒基因导入到肿瘤细胞，使其合成大量病毒从而破坏肿瘤细胞，而对正常细胞则没有影响。在讲解启动子的作用及特点时，笔者将Nature上的这篇文章介绍给学生，提到该篇文章采用肿瘤细胞特异性的启动子与病毒基因相连，将其导入机体中，由于启动子存在细胞特异性，则病毒基因只能在肿瘤细胞中起始转录，而在正常细胞中该启动子不被识别，病毒基因不能表达，从而实现了病毒对肿瘤细胞的特异性杀伤作用。由于将肿瘤治疗这类与生物化学相关的热点问题引入课堂，并将课堂上抽象难懂的理论知识与科研实际相结合，便于理解，加深印象，增强了学生的学习兴趣，在启发学生科研思维的同时培养了他们的国际化学术视野。

此外，在教学内容中应尽量引入与中药学专业相关的内容，比如三羧酸循环是动态生物化学的重点内容，是三大物质代谢的枢纽，而中草药的小分子活性成分的生物合成与三羧酸循环之间存在密切的关系，生物碱和萜类等化合物都是以三羧酸循环的中间产物乙酰CoA等为原料经历不同的代谢过程合成的[14-15]；又如，DNA条形码技术在中药鉴定领域的应用等[16]。教师在课前多与其他专业课教师沟通，以了解生物化学在其他学科中的应用，或者也鼓励不同学科教师之间进行互换教学，增加学科交叉，最终拓展学生的知识层面，让学生对生物化学的知识有更加立体的认识，明确学习目标，为将生物化学知识应用于中药学研究领域奠定基础。

3.3结合专业特色，转变考核思路

中药学、中药资源与开发、中药制药等中药学相关专业各具特色，但都存在与生物化学结合紧密的知识点。所以，考核思路的转变包括考试内容的转变以及考核模式的转变。首先，在考试内容上，可考虑最后一道讨论题应在紧密结合中药学相关专业课程的基础上，根据专业的不同设置题目。其次，在考核模式上，综合评定学期表现，将平时答辩式、论坛式以及撰写小论文等各个方面学生的表现评分，按照一定的比例计入考试成绩，全面提高学生对知识的掌握，固化学生的科研思维，综合评定学生的学习效果。

3.4科研反哺教学，教学科研相长

科研反哺教学，是指将科研优势转化为教学优势，从而促进教学质量全面提高[17]。在生物化学教学方面，有科研课题的教师，可将课题中与教学内容相互关联的部分引入教学环节，深入讲解课本的内容与具体的科研项目之间的知识融合与拓展，让学生真切地感触到该门学科的知识及技术等在科学研究中的应用。例如，中药药理学相关的科研课题中普遍应用的PCR、Western bolt及酶联免疫反应等方面的实验与生物化学知识结合紧密，是科研进入课堂教学的上佳案例。此外，结合各专业的不同特点，鼓励本科生进入教师的研究团队，让他们身临其境的学习、感触生物化学的研究思路在中药学相关领域中的应用，从而提高学生的学习热情，达到最佳学习效果。而学生们多角度，大范围的阅读和思考并提出相应问题，也会反过来督促教师随时查阅相关文献，深入学习并提高，形成良性循环，从而实现真正意义上的“教学科研相长”。

4教学改革效果

应用上述生物化学教学改革方法，主要目的是通过改革提高学生的参与性、主动性与积极性，让学生养成主动、灵活与钻研的学习习惯。实践结果表明改革后的生物化学教学体系有效提高和加强了学生的创新性思维和科研能力，同时不断激发了学生潜能，实现了创新性、研究型中药学人才的培养目标，所培养的学生进入研究生学习阶段或实际工作中均成为相关领域中的佼佼者。同时，学生对生物化学任课教师教学质量反映良好，在历次学生评估中平均分在98分以上，优秀率占授课教师的90%。

科技发展靠创新，在以后的教学中，笔者将进一步探索融入科研思维的教学模式，丰富其内涵，在保

证学生对知识掌握的基础上，着力提升学生的科研创新能力，为中医药的现代化和国际化培育出更多过硬的优秀人才。

参考文献

[1]熊思东.大众创业/万众创新中的大学作为[J].群言，2015，(4)：29-31.

[2]姚文兵.生物化学[M].7版.北京：人民卫生出版社，2011：1.

[3]濮江，王洪凌.从诺贝尔化学奖与生理学或医学奖看生物化学的发展[J].化学教育，2012 33(5)：77- 80.

[4]刘旭明.在中药专业教学中强化现代生命科学体系[J].药学教育,2005,21(04):4-7.

[5]曹际娟，徐君怡，曹冬梅，等.实时荧光聚合酶链式反应检测转基因小麦B73- 6-1、B72- 8-11b和B102-1-2品系[J].食品科学，2014，35(8)：156-159.

[6]卢超，张美德，何银生，等.SRAP技术在植物遗传育种中的应用[J].现代农业科技,2014，(16)：18-19+24.

[7]马莹，马晓惠，马晓晶，等.丹参酮生物合成途径CYP76AH1基因RNA干扰体系的建立及干扰效果研究[J].中国中药杂志，2015，40(8)：1439-1443.

[8]孔令雷，李桦.RNA干扰技术在药物转运体研究中的应用[J].中国药理学与毒理学杂志，2014，50(6)：939-946.

[9]严洁萍，沈浓儿，叶强，等.mTOR/Akt/FoxO3信号通路在人参皂苷Rg-1抗PC-12细胞OGD损伤的作用[J].中国中药杂志，2015，40(8)：1554-1559.

[10]龚涛，周静.生物化学理论教学过程中存在的问题和教学改革探索[J].现代医药卫生,2013，29(7)：1096-1098.

[11]叶德泳,周璐,李炜,等.以科研能力培养为导向的药物设计学课程教学创新与实践[J].药学教育,2013,29(03):50-52.

[12]李翀.青年教师要走在以科研促教学的前列[J].药学教育,2013,29(3):41- 43.

[13]Galanis E.Cancer：Tumour-fighting virus homes in [J].Nature，2011，477(7362)：40- 41.

[14]吴立军.天然药物化学[M].6版.北京：人民卫生出版社，2012：6-10.

[15]杨欣，徐艳红，魏建和，等.几种重要植物次生代谢防御反应物质的生物合成途径及分子调控机制研究进展[J].生物技术通讯，2013，24(2)：285-289.

[16]陈士林，姚辉，韩建萍，等.中药材DNA条形码分子鉴定指导原则[J].中国中药杂志,2013，38(2)：141-148.

[17]李俊杰.科研反哺教学的合理性及地方高校因应策略[J].教育研究，2012，(3)：53-56.

Importance of Integrating Scientific Thinking in the Teaching of Biochemistry

KANG Ning*,GU Zhimin,WANG Wei,PENG Yanfei

(SchoolofIntegrativeMedicine,TianjinUniversityofTraditionalChineseMedicine,Tianjin300193,China)

Abstract:As a compulsory basic course in the field of Traditional Chinese Medicine,Biochemistry plays an important role in improving the professional competencies as well as innovative abilities of students. This paper analyzes the status of Biochemistry in the cultivation of innovative talents in the field of TCM. Consequently,some of the problems which existed in past teaching modes and contents as well as evaluation methods are pointed out. In order to improve the teaching mode of the Biochemistry curriculum which is suitable for the cultivation of innovation and research TCM talents,the authors use the scientific thinking approach to guide the teaching reform. It means that the teaching contents and evaluation ideas should be optimized and changed by the use of integrating scientific thinking in the teaching of Biochemistry.

Key words:Biochemistry;Teaching reform;Scientific thinking;Innovative abilities;Chinese Medicine

收稿日期:2015- 04-15。*通信作者: 康宁,E-mial：kangndd@163.com。