普通高等农林院校生物化学教学改革探索

郑悦亭，张 维，王 江，褚贝贝

（河南农业大学 动物医学院，河南 郑州 450046）

引言

“生物化学”是从分子水平阐明生命有机体内一系列化学反应过程和解释复杂生命现象的基础课程，是生命科学相关专业的本科生学习过程中的基础学科之一。生物化学所包含的知识内容庞杂，涉及的理论抽象难懂［1］，导致学生望而生畏、负担过重。那么，教师如何教好这门课程，使学生不再畏惧生物化学，并且能够积极主动地学习生物化学呢？伟大的科学家爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师。”现结合近些年积累的教学实践和教学经验，谈一谈个人的心得体会，分享一些教学方法，希望能够对“生物化学”授课教师有所帮助。通过教学内容的整合、补充和教学方法的改革，激发学生的学习热情，使学生们能够积极主动地学习，从而系统、深入地学好生物化学，为学生以后的学习和研究奠定坚实的基础，培养出具有自主学习能力和创新能力的高素质人才［2］。

将“生物化学”课程的教学内容进行彻底整合和简化，使庞杂的知识内容由浅入深，循序渐进，消除学生的畏惧感［3］。通过逐步深入地教学，在夯实基础知识的同时，掌握重点内容和难点内容。通过引入诺贝尔奖相关知识的“前世”“今生”和“未来”，将理论知识与科学技术相结合，拓宽学生视野，激发学生的好奇心，调动学生的积极性，不仅带领学生学习了知识，还了解了科学技术的前沿。

一、教学内容改革

（一）教学内容重新组合

简单来说，传统生物化学的内容分为两个核心部分：代谢部分和中心法则。因此，以这两部分为中心，分别开展教学，让学生对生物化学有一个整体的认识和全面的了解。在此基础上，添加诺贝尔奖相关的知识内容作为生物化学的第三个核心部分，也应该是最重要的核心部分。诺贝尔奖相关的知识内容并不是作为独立的章节存在，而是穿插于前两个部分，贯穿整个生物化学教学过程。通过介绍诺贝尔奖的相关知识，一方面，不仅让学生掌握生物化学基本的理论知识，还能够了解理论知识在其实际应用中的重要作用；另一方面，通过展望未来，让学生预测该技术的可能发展和未来影响。通过诺贝尔奖相关研究的分享和讲解，能够充分展示理论知识在现实生活和生产中的应用、意义和对人类社会的巨大贡献。此外，前沿科学技术的教学，有助于调动学生的学习热情，满足学生的好奇心，拓宽学生的视野，使“生物化学”课程教学保持与时俱进。

（二）教学内容由浅入深，循序渐进

“生物化学”课程教学内容包含物质、反应、通路和调节等。因此，应该有序安排教学内容，逐渐深入，有助于教和学。例如，在代谢部分，分别从物质代谢和能量代谢两个角度进行剖析，从糖代谢、蛋白质代谢和脂肪代谢三个方面分别介绍生命体内的代谢。代谢部分涉及许多物质（反应物质和生成物质）和一系列化学反应，容易理解但是难以记忆。因此，在本部分的讲授过程中，教师要梳理和归纳知识点，将分散在不同章节中的共同代谢途径或共同代谢中间产物（如乙酰辅酶A、丙酮酸）为纽带，进行知识的整合。这样，看似零散的物质代谢能够统一成为整体，实现“形散神不散”，加深学生对代谢的深层次理解，培养其辨析能力。再比如，中心法则的知识内容本质是遗传信息的传递。此部分内容，学生在高中阶段已经有所了解。因此，可先带领学生回顾自己所熟悉的中心法则部分，然后再逐步引入新的名词和新的内容，使学生感受自己的成长和进步，激发学生的学习兴趣。此外，中心法则知识体系具有纵向传递的规律：遗传信息的存储—传递—表达（复制—转录—翻译），依据这条主线，逐步深入，从而形成较有条理的知识框架和完善的知识网络，实现化繁为简、化抽象为具体的教学内容［4］。综上，通过由浅入深、循序渐进的方式，带领学生在“生物化学”课程的学习过程中一步步前进。

（三）引入诺贝尔奖知识内容

百余年来，大约有一半的诺贝尔生理学或医学奖颁发给了在生物化学研究领域有重要发现或发明的人；诺贝尔化学奖有40余次奖项颁发给了生物化学研究领域的人才。由此可见，生物化学研究领域在蓬勃发展，其相关研究成果对社会的发展和进步具有显著影响和重大意义。这些诺贝尔奖相关的知识是难能可贵的生物化学教学资料，不仅为“生物化学”课程教学提供了大量理论成熟的教学内容，还提供了具有重要应用价值的教学案例。那么，如何充分利用这些宝贵的资源，将其运用于“生物化学”课程教学过程呢？首先，授课教师要做好前期的文献调研和相关知识梳理，加强自身的知识储备，不断地更新知识；其次，选取与授课内容密切相关的诺贝尔奖案例，主要从获奖人物介绍、发现和发展、应用和影响、未来发展方向及更多可能性四个方面整理知识内容；最后，设计教学的方式和方法，将其呈现在教学过程中。当然，教学方式方法要多种多样，可以采取讲授为主的方法，也可以简明扼要地介绍选定的诺贝尔奖相关主题，安排学生收集各部分的相关资料、归纳、总结和分析讨论，并进行课堂展示和交流。蒙特梭利说：“我听过了，我就忘了；我看见了，我就记得了；我做过了，我就理解了。”通过第二种方法的教学，学生通过自己收集整理，不仅能够深刻理解相关的知识内容，还突出学生的主体地位，提高学生的课堂参与度。因此，着重推荐第二种教学方法。

引入诺贝尔奖相关知识内容的方法，能够将传统的教科书基本内容与最新的科学研究和科研成果相结合，有助于学生认识基本理论知识的重要性，也能够使学生直观地感知所学理论知识与科学研究之间的紧密联系，并且让学生深刻理解知识成果对人类发展和社会进步的重要作用。

二、教学方法改革

（一）从以“教”为主向“教、学并重”转化

在教学过程中，教师要注重学生的主体地位，在明确课程的知识结构基础上，充分调动学生的积极性。因此，如何调动学生的积极性一直是大学教师思考的主要问题之一。从传统的教师讲述为主的基础上，灵活运用启发式教学法、讨论式教学法和任务驱动教学法等方法，可以充分调动学生的积极性。现在的教学过程中使用比较多的方法是通过提出问题，以让学生查阅资料、整理信息、回答问题等方式参与其中，在一定程度上可以调动学生的学习积极性，培养其独立思考的能力。在此基础上，可以尝试提出开放性问题，让学生查阅资料，然后展开讨论或者辩论，可以有效提高学生的学习积极性。比如，提出问题：在进化过程中，先有蛋白质还是先有核酸？学生在课后查阅资料的过程中，掌握什么是蛋白质、什么是核酸，明白蛋白质、核酸的功能，了解蛋白质、核酸在生命体中的作用等；学生在课堂讨论的过程中，进一步加强对蛋白质、核酸基本知识和其在生命活动中作用的理解和掌握。因此，在“生物化学”课程教学过程的每一个章节中，设计1～2个这样开放性的问题，给学生时间和空间，让学生去探索、发现和总结，以此调动学生的学习热情和学习积极性。

（二）在以经典教科书内容为主的基础上，增添新的科学研究成果

在教学过程中，把握课程的基本内容和主要内容，在此基础上增加新的科研进展，以此拓宽学生的知识视野，激发学生的学习兴趣。比如，在讲“中心法则”的内容时，不仅讲述经典中心法则的相关知识，还要讲述中心法则的补充部分的相关知识。运用自主学习与引导学习相结合的教学理念，带领学生将旧知识与新知识紧密联系、融为一体，从而使学生主动地参与学习，养成爱思考、会学习的习惯。此外，中心法则的提出及其发展是科学家对科学的不断追求和探索的成果。通过这些知识的整合学习，激发学生对科学的好奇心，鼓励学生主动思考、积极提问，使学生了解科学研究是不断深入、逐步完善的过程，从而树立学生的科学发展观。

如何选择新的科学研究成果，这里给出两点建议：（1）选择诺贝尔奖相关知识；（2）选择“有趣”的科学研究成果。诺贝尔奖相关知识的研究成果包含理论知识、前沿技术和成果应用三个方面，内容全面。因此，笔者认为诺贝尔奖相关知识是最好的“生物化学”课程教学的辅助材料。何为“有趣”的研究成果呢？笔者认为，与每个人都有关系的研究成果最能激发学生的好奇心，是有趣的研究成果。比如，每个学生都会好奇的方向感问题，介绍影响方向感的磁感应蛋白的研究一定会吸引学生的注意力；再比如，关于为什么有的人跑得慢、有的人跑得快的问题，学生也会不解和疑问，可以介绍影响跑步速度的蛋白质翻译后修饰的研究等。通过分享新的科学研究成果，使学生跟着教师的问题一起思考、沉浸其中，从而激发学生对科学的热爱和热情。

（三）将“被动式学习”转变为“主动式学习”

随着经济全球化，国际市场和社会需要全面发展的人才。越来越多的学校开始培养学生的自主学习能力和实际动手能力。传统的课堂更侧重对学生的知识灌输，忽视了培养学生分析问题和解决问题的能力。因此，通过“主动式学习”能够提升学生的实际能力，有助于培养综合型人才。

在《常用的分子生物学技术》章节中介绍的每一种分子生物方法技术，详细阐述其基本原理。由于基本原理抽象、难懂，因此，在教学过程中，适当简明扼要地介绍基本原理，然后，在此基础上着重列举其在实际应用中的意义，以此激发学生的好奇心。比如，聚合酶链式反应（PCR）技术。在教学过程中简要介绍基本原理、技术方法和应用的知识内容。为充分调动学生的学习积极性，促进其对该技术方法的全面理解，教师可以在课堂上提出一个较模糊且广泛的问题：PCR有哪些应用？围绕这个问题，学生先查找一些资料，这些资料通常指他们的教材和自行进行的网络搜索；之后，教师进行适当引导：PCR包括RT-PCR、免疫PCR、实时荧光定量PCR和原位PCR等，每种PCR有各自的特点和应用；然后，再让学生选择自己感兴趣的一种PCR进行课后的资料调研和整理总结。通过这样的方法，教师作为引导者，避免强硬地灌输学生难以理解的知识，而是引导学生自己思考、理解一个复杂的过程，从而让学生在反复思考的过程中，提出问题并解决问题。

作为一名高等学校的教育工作者，在传授科学知识的同时，也要学会去探索与时俱进的教育教学方法，在教学过程中不断反思，寻找更好的教学方式方法。总之，随着社会的发展和进步，普通高等农林院校“生物化学”教学改革是促进高等教育的有效方式，是提高教学质量的主要手段，是一项长期且艰巨的工作［5］。我们每一位教育工作者都需要用心钻研，以现代教育理念为指导，引导学生主动学习，充分调动学生的学习积极性，培养出具有自主学习能力和热爱钻研的高素质人才。