以临床病例串联知识点推进生物化学教学改革的探索

杜冠魁,周代锋

(海南医学院基础医学与生命科学学院生物化学与分子生物学教研室, 海口 571199; △通讯作者)

生物化学研究生物体内化学反应和物质变化,它涉及生命的物质组成、代谢过程、能量转换等方面。生物化学在基础医学教学中具有核心地位,是医学的基础学科之一,对于医学专业学生的知识体系构建和临床实践具有重要的作用[1]。在基础医学教学中,生物化学能够帮助学生理解人体内各种化学反应和物质变化的规律,了解人体正常生理功能和疾病发生的机制[2]。生物化学是医学与其他学科之间的桥梁,与分子生物学、细胞生物学、遗传学等学科密切相关。这些学科的研究成果和应用对医学的进步和发展起到了重要的推动作用。

1 传统的生物化学课程教学

1.1 课程知识划分

生物化学可根据知识要点分为不同的篇章[3]。部分《生物化学与分子生物学》教材基础篇章包括有三大块,结构、代谢和基因信息传递,它是生物化学与分子生物学的基础理论部分,为学生提供基本的生物化学和分子生物学知识。也有部分教材按照物质类别进行划分,如糖类代谢主要学习糖类的分解代谢和合成代谢,掌握糖类的来源、代谢途径、代谢过程以及调节机制等;蛋白质化学主要学习蛋白质的组成、结构、性质以及蛋白质的合成和分解等,掌握蛋白质的基本单位、氨基酸、蛋白质的一级结构、二级结构、三级结构和四级结构等;核酸代谢主要学习核酸的组成、结构、性质以及核酸的合成和分解等,掌握核苷酸、核苷酸单元、DNA的螺旋结构、基因、转录和翻译等;脂类代谢主要学习脂肪的分解代谢和合成代谢,掌握脂肪的来源、代谢途径、代谢过程以及调节机制等;生物氧化主要学习生物氧化的基本概念、呼吸链、ATP的生成和利用等,掌握电子传递链、细胞呼吸、氧化磷酸化等;物质代谢的调节主要学习物质代谢的调节机制,包括激素调节、神经调节和基因表达调节等,掌握物质代谢的调节网络、信号转导途径、基因表达调控等。

1.2 导致传统的生物化学课程教学枯燥的因素

由于生物化学知识点繁多且复杂,学生感到难以理解和应用[4]。生物化学的学习枯燥主要源于以下几个方面:首先,生物化学涉及大量的概念和反应过程,学生需要掌握这些知识点才能更好地理解和应用。学生不仅应熟记这些知识点,还应理解其深层含义和相互关系。这使得学习变得枯燥乏味,学生需花费大量时间和精力进行学习和记忆。其次,生物化学涉及的化学反应和分子结构需要抽象思维和微观视角。学生应理解分子水平上的生物化学反应,包括各种化学键的断裂和形成、酶的催化作用、代谢途径等。这些概念要求学生具备一定的抽象思维能力和微观视角,这增加了学习的难度和枯燥感。此外,纯粹的学习可能较为枯燥,学生应具备一定的兴趣和动力才能坚持学习。

2 在生物化学课程中引入临床案例

生物化学学习枯燥的原因主要在于知识点的繁多和复杂、抽象思维和微观视角的要求以及与临床实践的紧密关联[5,6]。为了解决这个问题,教师在生物化学课程中引入了84个临床案例。临床案例可以使抽象的生物化学概念和原理与实际应用联系起来,使学生更好地理解生物化学知识,并感受到这些知识在实际临床工作中的应用价值。临床案例可以增加课程的趣味性和吸引力,帮助学生更好地参与课堂讨论和互动,提高学习效果。通过分析临床案例,学生思考生物化学在临床实践中的应用,培养临床思维和解决问题的能力。临床案例的讨论和学习,可以帮助学生更好地记忆和理解生物化学知识,提高学习效果。例如,教师在讲解肝脏的生物化学时,可以引入脂肪肝的病例,让学生了解肝脏在脂肪代谢中的作用和机制以及脂肪肝对人体的影响。临床病例的分析可以培养学生的分析问题和解决问题的能力。在讲解代谢途径时,教师可以引入糖尿病的病例,让学生分析糖尿病患者的代谢机制和治疗方法以及药物对代谢途径的影响。临床病例在教学中的应用可以使学生更好地理解和应用医学知识,提高学生的学习效果和兴趣,为未来的临床实践和医学研究做好准备。

2.1 实例:一个临床案例与生物化学知识点的连接

一位女性患者,45岁,最近出现尿频、尿急、尿痛等症状,同时伴有乏力、发热、肾区疼痛等症状。实验室检查显示尿液中出现蛋白质和红细胞,血液中尿素氮和肌酐升高,肾图检查显示肾脏功能受损。该患者经过肾活检确诊为肾小球肾炎。

本案例中涉及多个生物化学知识点,包括有蛋白质代谢、肝的生物化学、基因表达调控和细胞信号转导等。尿素氮是血液中的含氮化合物之一,主要是蛋白质代谢的产物。尿素氮的浓度受多种因素的影响,如饮食、药物、肝脏功能等。在正常情况下,尿素氮的浓度维持在较低水平。当肾脏功能受损时,尿素氮的浓度会升高。肌酸和磷酸肌酸经过非酶促反应,脱水后生成肌酐。大量蛋白尿可导致肾组织损害和纤维化,也可导致肾脏炎症或纤维化反应,还可能对肾小管间质造成严重损害。细胞信号转导是细胞对外界刺激做出的反应过程,基因表达异常与肾脏疾病的发生和发展有关。这个病例可以帮助学生更好地理解和应用生物化学知识,提高学习效果和兴趣,同时也可以培养学生的分析问题和解决问题的能力。

2.2 以翻转课堂推动学生分析临床案例和学习生物化学知识

通过临床病例建立翻转课堂,学生可更好地理解和应用生物化学知识[7-9]。教师在课前需要进行一系列的准备,包括选取适合的临床病例,例如上述的糖尿病案例;制作相应的视频和资料,包括病例介绍、知识讲解、问题引导等。学生在课前应做好准备工作,提前阅读相关资料,了解糖尿病的基本知识、妊娠期糖尿病的发病机制、酮症酸中毒的表现和治疗方法等;观看视频和资料,掌握相关知识点,并记录问题和疑惑。在课堂上,教师引导学生进行小组讨论,分享自己的理解和看法,解决疑问和困惑,随后进行点评和总结,解答学生的问题和疑惑,并引导学生深入思考和探究。学生课后进行相关文献查阅和阅读,了解更多关于妊娠期糖尿病性酮症酸中毒的发病机制和治疗手段,需要设计一份关于妊娠期糖尿病性酮症酸中毒的健康宣教的小册子或科普视频,以便向社会进行健康宣传。通过以上方式,学生可以更好地理解和应用生物化学知识,提高分析问题和解决问题的能力,同时也可以培养团队协作和社交能力,为今后的临床实践和社会服务打下坚实的基础。

3 临床疾病案例整合生物化学知识对教师和学生的要求

3.1 方案对学生的要求

以临床疾病案例整合生物化学知识对学生的要求如下:认真学习生物化学的基本概念和原理,掌握生物分子的结构、功能和代谢过程,了解生物化学在临床疾病诊断和治疗中的作用[10];熟悉临床疾病的发病机制和药物治疗原理,能够运用生物化学知识解释疾病的症状和病理变化,分析生物化学过程和代谢途径;主动参与课堂讨论和实践活动,积极与教师和同学交流和协作,提高自主学习和团队合作的能力;认真完成作业和实验报告,注重实践操作和数据分析,培养解决实际问题的能力和科学研究素养;多阅读相关的文献和资料,了解学科前沿和发展动态,提高综合素质和创新能力,为今后的学习和工作打下坚实的基础。

3.2 方案对教师的要求

以临床疾病案例整合生物化学知识对教师的要求如下:具备扎实的生物化学知识和临床实践经验,熟悉生物化学与临床疾病的联系,能够将生物化学知识融入临床疾病案例中[11];具备清晰的教学设计和组织能力,能够根据学生需求和教学内容安排教学进度和实践活动,确保学生理解和掌握知识;积极寻找和整理相关的临床疾病案例,并将其与生物化学知识相结合,不断更新教学资料和教学方法,提高教学效果和质量;注重学生的差异性和需求,采用多种教学方法和手段,激发学生的学习兴趣和参与度,提高教学效果和质量;注重培养学生的创新思维和解决问题的能力,鼓励学生提出问题和思考,提高学生的综合素质和创新能力;积极参与学科建设和学术交流,了解学科前沿和发展动态,提高自身的学术水平和教学能力。

4 调查问卷分析学生的反馈和需求

为了解学生对于以临床疾病案例整合生物化学知识的反馈,教师在期末考试完成后给352名学生发放了调查问卷,收回有效问卷327份。调查问卷问题情况如下:问题1:你认为以临床疾病案例整合生物化学知识对提高你的学习效果有帮助吗?89.9%的学生选择“是”选项。问题2:你认为以临床疾病案例整合生物化学知识是否增加了你对生物化学的理解和兴趣?86.8%的学生选择“是”选项。问题3:你认为以临床疾病案例整合生物化学知识是否有助于你记忆和理解生物化学知识点?85.9%的学生选择“是”选项。问题4:你认为以临床疾病案例整合生物化学知识是否加强了你的分析问题和解决问题的能力?84.4%的学生选择“是”选项。问题5:你认为以临床疾病案例整合生物化学知识是否促进了学科之间的交叉和融合?78.2%的学生选择“是”选项。问题6:你认为以临床疾病案例整合生物化学知识是否增加了你在临床实践中的应对能力?84.4%的学生选择“是”选项。问题7:你认为以临床疾病案例整合生物化学知识存在哪些不足或者需要改进的地方?12.5%的学生认为案例不够丰富,25.6%的学生认为知识点不够全面,19.8%的学生认为教学设计不够合理,41.9%的学生认为实践机会不足。

根据学生的调查问卷结果,教师可以得出以下结论:多数学生认为以临床疾病案例整合生物化学知识对提高学习效果有帮助,有助于记忆和理解生物化学知识点,并加强了分析和解决问题的能力,促进了学科之间的交叉和融合,同时增加了在临床实践中的应对能力。学生还指出存在一些不足和需要改进的地方,包括案例不够丰富、知识点不够全面、教学设计不够合理以及实践机会不足,并提出了一些建议和意见,包括提供更多案例资源、增加实践机会、改进教学设计以及增加生物化学知识点的覆盖范围。根据学生的调查问卷结果,教师针对学生的反馈和建议进行进一步的教学改革和优化,以更好地整合临床疾病案例与生物化学知识,提高教学质量和效果。

5 临床疾病案例整合生物化学知识的优缺点及改进措施

5.1 方案的优缺点

以临床疾病案例整合生物化学知识具有多重优点,可以促进理论与实践结合。临床疾病案例是实际临床工作中的具体问题,将其与生物化学知识相结合,可以使学生将理论知识与实践相结合,更好地理解和应用生物化学知识[12]。本方案可帮助学生增强记忆。将生物化学知识应用于实际案例中,可以使学生更深入地理解知识点,从而增强记忆。本方案可提高学生解决问题的能力。临床疾病案例具有复杂性和多样性,通过将其与生物化学知识相结合,可以培养学生分析问题和解决问题的能力,提高临床实践技能。本方案通过临床疾病案例整合生物化学知识,可以促进学科之间的交叉融合,促进学生综合素质的提高。本方案可增强学生的学习兴趣。临床疾病案例具有一定的趣味性和实用性,将其与生物化学知识相结合,可以增强学生对学科的兴趣和热情,提高学习效果。总之,以临床疾病案例整合生物化学知识可以促进学生理论与实践的结合,提高解决实际问题的能力,同时也可以增强学生的学习兴趣和综合素质。

在实践过程中,教师也发现一些方面需要进一步改进和提高。临床疾病案例通常具有复杂性和多样性,可能涉及多种疾病和多种生物化学物质的变化,需要学生具备广泛且深入的生物化学知识。这增加了学习难度。一个案例涉及的知识点不全面,只能涉及一部分生物化学知识点,而且不同病例涉及的知识点可能存在重复和交叉,难以全面覆盖生物化学的知识点。此外,临床疾病案例虽然可以促进学生理论与实践的结合,但学生仍需要更多的实践机会来熟练掌握生物化学技能和操作方法。最后,生物化学是一门高难度学科,需要学生具备扎实的化学基础和实验技能,对于某些学生来说可能存在学习难度和适应问题。

综上所述,以临床疾病案例整合生物化学知识虽然具有诸多优点,但也存在一些缺点,需要学生在学习过程中付出更多的努力和时间,同时需要教师根据学生的实际情况进行灵活的教学设计和辅导。

5.2 方案的改进措施

为了在现有基础上更好地展开以临床疾病案例整合生物化学知识的教学,教师可以采取以下措施:①加强教学内容的整合性,将生物化学知识、临床疾病案例以及相关学科的知识有机地整合起来,形成系统化的教学内容,使学生能够更加深入地理解和应用生物化学知识。②加强教学实践性,通过实际案例的分析和模拟实验,让学生更好地理解和掌握生物化学知识,提高解决实际问题的能力。③加强教学互动性,采用多种教学方法和手段,如小组讨论、角色扮演等,激发学生的学习兴趣和参与度,提高教学效果和质量。④加强教学创新性,不断探索和创新教学方法和手段,如利用多媒体技术、网络资源等,提高教学效果和质量,同时鼓励学生提出问题和思考,培养学生的创新能力。⑤加强教学针对性,针对不同层次和需求的学生,制定不同的教学计划和教学内容,确保每个学生都能够理解和掌握生物化学知识。⑥加强教学评估性,定期对学生进行测试和考核,及时了解学生的学习情况和问题,不断改进教学方法和手段,提高教学效果和质量。以上措施的实施,可以更好地展开以临床疾病案例整合生物化学知识的教学,提高教学效果和质量,帮助学生更好地理解和应用生物化学知识,为其今后的学习和工作打下坚实的基础。

6 展望

随着生物化学知识和技术的不断发展和创新,临床疾病案例的整合性将会更加完善和深入,为学生提供更加全面和系统的知识体系以及更加灵活、便捷的学习方式。以临床疾病案例整合生物化学知识的教学将更加注重实践性和应用性,提高学生的实践能力和解决实际问题的能力,为学生的未来发展和就业提供更好的支持;可将生物化学知识与其他学科知识相结合,为学生提供更加全面和综合的知识体系,培养学生的综合素质和创新能力。以临床疾病案例整合生物化学知识的教学注重学生的需求和差异性,采用更加灵活的教学方式和手段,为学生提供个性化和定制化的学习服务。