摘 要:生物化学教学内容多,知识点比较零散、抽象,且内容更新速度快,这使得生化难教也难学,对生化教师提出了较高的要求。在现代网络教学资源丰富的背景下,本文总结了所在教学团队的教学心得体会,梳理有效教学的方法和一些教学技巧,包括从增加教师的知识储备,课程与学生的专业背景、生活常识案例相结合,教学与科研、以德育人与考核方式改革和多种教学方式等相结合进行生化的教学改革,以期对同行的生化教学提供借鉴和参考,提升生化的教学效果。
关键词:生物化学;网络资源;教学改革;有效教学;
Teaching Reform of Biochemistry under the new Background
Yu Jiangliu WEl Lianping LONG Yanhua HE Kongquan JIN Qing
Anhui Agricultural University
Abstract:The content of biochemistry is relatively large, the knowledge points are scattered and abstract, and the content is updated quickly, which makes biochemistry difficult to teach and to learn, which puts forward higher requirements for biochemistry teachers. Based on the author's teaching experience and the teaching experience of other biochemistry teachers of our teaching team, this paper summarizes the effective teaching methods and some teaching techniques,Including increasing the knowledge reserve of teachers, combining biochemistry with students' majors and actual cases, combining scientific research and teaching, combining moral education with the reform of assessment methods, and combining multiple teaching methods to teach biochemistry.We hope the paper could provide reference for the biochemistry teaching of biochemistry teacher.Hope it will help to improve the effect of biochemistry teaching.
Keyword:Biochemistry; Internet resources; Teaching reform; Effective teaching;
引言
生物化学(以下简称生化)既是生命科学的基础,又是一门重要的前沿学科,是高等学校针对理学、农学、医学等专业普遍开设的专业基础课程,起着承上启下的作用[1,2]。生化“难教”也“难学”,期末考试更是不及格的“重灾区”[3,4,5]。在现代网络教学资源丰富的背景下,本文就生化教学中的问题及其解决办法进行分析阐述,希望对同行的生化教学提供参考和借鉴,也希望在生化教学中有独到见解的同仁提出宝贵的建议和意见。
1 生化“难教难学”的原因分析
经多次调研和思考总结,生化“教学难”的原因,主要包括:(1)内容抽象、知识点零散、需要记忆的内容较多[6];(2)很多学生主观上认为生化与自己的专业关联较少,学习积极性较差[3,7,8];(3)生化的新知识逐渐增加,旧知识可能会被证伪,这给教学增添了难度[9];(4)多媒体教学过度追求速度和课堂知识密度,学生难以跟进教学,使得教学效果下降[10];(5)生化是一门与实际紧密联系的课程,但如果教师上课时没有进行相应的引导,会让学生产生生化与现实生活脱节的误解,渐渐失去学习生化的兴趣[7,9]。
2 生物化学教师如何上好生化课?
托尔斯泰说“成功的教学需要的不是强制,而是激发学生的兴趣”,诺贝尔奖获得者杨振宁也认为“成功的秘诀是兴趣”。因此生化教师真正要做的是从不同方面充分激发学生的学习兴趣,使学生产生学习的内在驱动力。“授人以鱼”不如“授人以渔”,教师不仅要给学生传授知识,更要教给学生获取知识的途径和方法、辨别信息真假的能力、运用知识解决实际问题的能力。具体总结如下:
(1)生化知识了然于胸,授课内容深入浅出
教学效果好的前提是教师对课程内容足够熟悉,能领会贯通生化教材和重要知识点,明确生化的内在逻辑。新进教师因对教材内容和大纲要求把握不够充分,需先跟随经验丰富的教师听课,学习他们的教学方法和技巧,对拿不准的知识点需多方取证。教学是一门艺术,教师对内容的熟练程度以及授课过程的节奏把握都对学生的学习兴趣有很大的影响。教师要用用逻辑去解释生化,而不是告诉学生“生化就是这样”。如动态生化代谢过程的调节需要从全局逻辑的角度进行讲解。代谢是伴随着能量变化的机体对生物大分子分解和合成的过程,因此代谢的调节就要从能量和物质两个维度调控,如产能反应的调节一般都是受ATP和其他高能化合物的负调控作用,催化产能反应的酶被ATP磷酸化以后一般会导致活性降低,这可以理解为进化过程防止能量过剩及无端的能量浪费。另一方面从物质的角度,生化反应的酶类一般都会存在产物反馈抑制作用和上游物质的激活作用,这也是机体防止单一物质过量积累的机制。从整体上厘清机体代谢的最终目的,再去理解代谢的调控就会事半功倍。
(2)建立生化与不同专业的联系,强调生化的重要性
非生物类专业的学生会认为生化与自己的专业没有什么联系,从主观上没有学好生化的动机。我们的问卷调查结果显示21.5%(17/79)非生物类专业的学生会在生化课上做与本课程无关的事情。因此,生化教师需要在熟悉生化知识、了解学生专业特点的基础上,构建二者的联系,让学生充分认识到学好生化对自身专业学习的重要性,这样才能让学生从外力驱动“要我学”的应试学习状态转变为内力驱动“我要学”的能力提升状态,这一由“外”到“内”的转变会大大促进生化的教学效果。以我们农业大学的生化教学为例,由于生化的教材主要以人为参考机体,而农业类学校的学生专业大多与植物相关,所以在我们的教学过程中就要相应改变教学的策略,尽量将生化知识点与作物或其他植物建立联系。这样就可以增强学生的代入感,强化了生化在学生心中的重要性。
(3)上好生化第一课,激发学生对生物学奥秘的求知欲
“万事开头难”,第一节课是否能引起学生对生化的兴趣,对后续课程的教学有很大影响。可以通过介绍生化发展历程中代表性人物、代表性事件、生化相关的诺贝尔奖获得者、我国在生化领域取得的成就、现实生活中与生化相关的实例等让学生快速了解生化,产生学习生化的兴趣。还可以用成功的案例引导学生,如请生化成绩较好的学长到第一次生化课堂上来讲解生化学习心得和学习方法。
(4)新背景下,教学方式“集众家之所长”
在现代网络教学资源日益丰富的背景下,很多学者和生化教师对生化的教学进行了探索,在生化的教学方式上进行了一些改革(表1)[11,12,13]。
多媒体教学可以展示图片、动画和流程图,上课速度快,知识密度大,可以缩短生化的课时量,已经成为目前生化教学的主要方式,但是正因为这样一些“优点”,学生没有足够的时间在课上进行理解、记忆和消化,难以快速在教材上定位上课内容。板书教学速度较慢,可以提供学生做笔记和理解记忆的时间,同时可以增进教师与学生的即时互动,二者联合使用能收到更好的效果。
此外,近些年很多学校和老师建立了网上的教学资源,如中国大学慕课、精品课程、一流课程等。生化教师可以利用线上资源,正确引导学生使用好线上学习资源,提升教学效果。线上资源不受时空限制,内容丰富,学习的方式多种多样,适合当代大学生的需求。更重要的是网络教学视频多数都是名家大师的讲课实录,他们都有着各自的教学专长和特色,能较大程度的满足不同学生的需求,激发学习的兴趣。另外,网上的资源对于青年教师来说同样是一个非常有用的学习途径,既可以丰富专业知识的储备,也可以学习教学名师、教学大家的授课方式和技巧,学习他们的教学艺术,对青年教师教学能力的提升具有很大推动作用。
利用线上的学习资源也有一些需要注意的方面。学生自制力有限,教师要适时引导、把握学生的学习情况;对难以理解的知识点需要进行线下讲解和补充;对生化的知识脉络要做整体的融会贯通,帮助学生从宏观上掌握生化的学习;联系学生的专业和生活的实际,让学生学以致用,注重理论联系实际能力的培养。
翻转课堂和问题导向式的教学方式可以偶尔穿插到教学过程中[11,12],给学生新的学习体验,锻炼学生自主学习的能力,既能促进知识点的学习,又能提高学生学习的兴趣和积极性。
表1 生化教学方式的优缺点对比
(5)科研引导教学,教学辅助科研
生化的很多知识点与当今科研热点紧密联系,生化教师对其进行梳理并运用于课堂教学,既能提高学生学习生化的兴趣,还能引导学生的科研思维。如核酸的260 nm光吸收特性应用于核酸浓度的测定,既方便快捷,又能反映纯度指标。但很多学生由于不清楚这一检测方法的原理,导致操作不当,甚至是实验失败。260 nm的光吸收是碱基中共轭双键导致的,因此含有碱基的物质都会有260 nm的光吸收的性质,即核苷、核苷酸、核酸等都有相似的光吸收性质,该方法不能区分这些物质。再如,很多学生对“一碳单位”这个知识点没有感性的认识,学起来没劲头,学过很容易忘记。我在课堂上引入时下热门的研究领域——表观遗传学中DNA的甲基化。通过DNA甲基化来讲解“一碳单位”的相关知识,学生耳目一新,大大提高了教学的效率,活跃了课堂的氛围。
生物学正处在蓬勃发展的阶段,这要求生化教师紧跟生物学研究的前沿进展,对生化教学内容及时更新。如标准氨基酸的数量从20种增加到22种;NADH与FADH2经呼吸链可生成的ATP数量分别由3和2更正为2.5和1.5;终止密码子UAG和UGA在有些物种中并不导致蛋白质翻译的终止等,诸如此的科研新发现要及时纳入生化的课堂教学过程中。
(6)生活蕴含生化,生化解释生活
生活中有很多地方运用到生化知识。如紫外线会导致皮肤晒伤,也会促进维生素D的合成,那么该如何正确地晒太阳呢?要买什么样的防紫外线伞呢?在讲能量代谢的时候,可以引入生活中的例子,如饥饿感产生一段时间后有一种“饿过头不饿”的感觉,这其中就涉及营养物质的代谢先后问题。俗语“狗急能跳墙”蕴含着什么样的生化原理呢?对落水者的施救为什么不能直接用手去拉对方的手呢?这些都与激素调节有关。将生化知识与有趣、有用的生活现象相联系是学生最喜闻乐见的教学方式,能够充分调动学生学习的积极性,加深学生对知识点的印象,会对生化的教学效果产生巨大的推动作用。
(7)课程思政贯穿始终,以德育人不能放松
“师者,传道授业解惑也”。作为一名专业课教师,专业知识的教授只是教学活动的一个方面。学生德智体健全发展不仅需要德育老师和思政老师,同样要求每一位专业课教师将课程思政内容贯穿整个教学过程[14]。“学高为师,身正是范”,对教师提出了普适的要求[8]。只有以身作则的教师才能给学生以正确的引导,起到积极的示范作用。教师应“以身立德,以德立学,以德施教”,自觉树立牢固的育人意识和责任。如生化课上可以介绍牛胰岛素合成的实例,新中国老一辈的生化科研工作者在艰苦的条件下先于西方国家完成牛胰岛素的合成工作。可以培养学生的爱国主义情怀和吃苦耐劳的精神;用沃森和克里克发现DNA双螺旋结构来讲解合作的重要性;在实验课上培养学生节约试剂耗材的好习惯等等。
(8)有益于学生易记易学的授课技巧
生化的学习需要记忆更需要理解,用“理解巧记”代替“死记硬背”既能提高学生的学习兴趣,又能加深学生对知识点的印象。如,学生因记不清脱氢反应的两种氢受体(NAD+/NADP+与FAD)而难以准确计算物质代谢释放的能量。我们通过对比发现,生成“碳碳双键”的脱氢反应氢受体为FAD,生成“碳氧双键”的脱氢反应氢受体为NAD+(或NADP+),记住这个规律后代谢反应的能量计算就简单了很多。对于核酸双螺旋结构特征,可以通过打油诗的方式帮助记忆:碱基垂直糖平行,零点三四两相邻,螺旋直径两纳米,B型核酸记君心。通过这首打油诗可以记住生物体内DNA的主要存在形式的特征参数。再如嘌呤环上各原子来源记忆可以使用下面的口诀(图1)。
有研究表明,人的精力高度集中时间一般会维持在10分钟左右[9]。因此可将一节生化课分成3到4个部分,每一部分时长10分钟左右,其中穿插总结性的小问题或生活中的实例,既活跃了课堂气氛,又避免了学生长时听课导致的疲劳感。将线上教学视频的长度设置成10分钟左右也可以收到更好的教学效果。
此外,教学反思也十分重要[5]。每次课程结束都要反思这次课的教学效果、是否按照既定的方式和内容进行讲解、向学生询问听课情况。将每一次课的问题和需要改进的地方都记下来,在后面的课程中进行弥补和改进。持续的教学反思和教学改进对教学效果的提升有很大帮助。
3 改革课程考核方式
本课程的总评成绩由课堂考勤(10%)、课上回答问题(20%)、课后作业(10%)和期末考试(60%)组成,平时成绩的加分项和减分项都在教学中记录下来,期末按照各项记录算出平时成绩。通过加大平时成绩的比例,尤其是增大课堂回答问题的比重,促进了学生的课堂参与度。此外,平时成绩留有详细记录,可以杜绝学生学期内懒散,期末“突袭”考试的现象。课程考核方式对学生学习的重要性,不仅关乎一门课程学习的好坏,也能培养学生守规矩、走正道的好品格。
4 结语
生物化学内容上较为繁杂,理解和记忆有一定的难度,学生容易产生畏难情绪。生化教师应在熟练掌握生化基本知识的前提下,不断更新自身的知识储备。随着现代网络教学资源的不断丰富,充分结合多媒体教学的图文并茂、传统板书教学师生实时交流互动的便捷、问题导向式教学引人入胜的魅力,再利用线上教学资源不受时间和地点限制、可以重复观看学习的优点,建立适合教师教也适合学生学的教学方法,并辅以合理的课程考核方式,在教学过程中持续做好教学的反思与改进,将以德育人的思想贯彻到生化教学的始终,生化的教学效果将会得到巨大的提高,慢慢地会发现生化不是那么难教,也不是那么难学。本文从笔者自身和一些同行生化教师的教学经历和经验出发,总结归纳了生化教学的心得体会和技巧,希望对从事生化教学的同仁有所帮助。
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