生物化学理论教学的几点体会

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  生物化学是高等院校生物学系重要的基础课。由于生物学专业的后续课程几乎都涉及生物化学知识,因而该课程的教学质量直接影响后续课的教学效果。也正是这个原因,大多数该专业的研究生考试都考生物化学,而且在学生的就业实践中也经常用到生物化学的知识与技能,故开设该课程对毕业生考研乃至就业都有重要作用。现笔者将教学实践中的几点体会总结如下,以期与同行共同探讨。
  
  1.熟练掌握生物化学的全部内容是教学的首要基本功
  
  生物化学是一门渗透多学科内容的学科,它与微生物学、植物生理学、分子生物学等学科密切相关,而且与数学、信息学等也有联系。这就要求讲授该课程的教师必须具有渊博的生物化学知识,并且随时跟踪了解本学科的发展动态,同时还要经常涉猎有关学科的知识,充实营养自身。在当今“信息爆炸”与知识经济的时代,人类获取信息的渠道已多元化,通过书报、影象、网络等都能获得信息。教师应尽全力收集积累与该学科有关的资料,并借助于计算机技术加工建成“资料库”,同时还要根据教学内容与教师的科研选题需要及时对它们进行归纳整理与分类,以保证教学资料有一定的数量与质量,并且按着知识的内在联系有系统性、科学性、条理性、前沿性及简明性等特点。这样在备课时查阅方便,授课时才能运用自如,内容丰富,生动具体,并能将教材上的精华提炼出来讲深讲透。这就是“要给学生一杯水,教师必须有一桶水”的哲理。
  如果说教学需要教师查阅并积累教学资料,是知识信息量的积累,是大脑获取并贮存信息的功能体现,是智能金字塔的塔基,那么备课与教学过程是大脑对信息进一步加工并运用信息的功能体现就是智能金字塔的塔身,而科研选题和撰写论文需要对大量的知识信息进行分析总结并提出新的观点或实验设计方案,实际上是大脑加工旧信息并产生新信息的过程,是认知过程中由量变到质变的飞跃,是产生创造力智能金字塔的塔尖。众所周知,只有提出新观点或具有创新的文章才有可能发表。这就是教学与科研相互联系、相互制约、相互促进的辩证关系。由于生物化学也是一门实践性很强的学科,因此教师必须参加科研工作,否则对某一问题的认识与理解不易升华,也不易超出书本的局限。将书本知识与科研实践相结合融入课堂教学中的效果会更好。特别是青年教师更应该注意避免知识从书本中来再到课堂教学中去的模式。
  授课时除了注重基础理论的教学以外,还要注意知识的科学性和条理性,知识的纵向与横向联系及其引申等。例如碱基互补配对既是DNA双螺旋结构的核心,又是“中心法则”中DNA复制、转录、翻译、修复、逆转录及RNA复制的分子基础,还是PCR、分子杂交、基因工程、“基因钓鱼”等生物技术及应用的理论基础。存在于生命活性物质中的互补结构,是酶与底物、抗原与抗体、受体与配体等分子之间识别与结合的分子基础,并参与了许多生理与病理过程。
  DNA与蛋白质分子中都有螺旋结构,前者是双链并且主链在螺旋外侧,贮存遗传信息的碱基侧链在双螺旋内部,这有利于保护碱基免受物理、化学及生物因子的作用,以保证遗传信息的稳定。蛋白质中的α—螺旋是单链并且所有的R侧链都伸向螺旋外侧,这与DNA和RNA单链线性三联体密码的编码方式相适应,并能保证遗传信息由DNA→RNA→蛋白质的线性序列传递。尽管不同的肽链氨基酸序列不同,但是由相同的肽键连接而成的主链是相同的,所不同的是R侧链的排列顺序。R侧链在螺旋表面并且与环境充分地接触,是肽链折叠盘绕形成不同的二级结构、超二级结构、三级结构甚至四级结构的基础,同时也是蛋白质结构与功能多样性的基础,并使生物体表现出了不同的性状,由此也形成了形形色色的生物界。
  
  2.理论联系实际是提高学习兴趣的有效动力
  
  由于生物化学知识在科研、工、农业生产、食品酿造、医药卫生、环境治理与保护等方面都有广泛的应用,因此在教学中教师适时适量地穿插讲述生物化学知识在实践中的应用,肯定会激发提高学生的学习兴趣。如蛋白质与氨基酸在等电点(PI)时溶解度最低的特点在医药与味精等实践中的应用,糖的无氧酵解是酵母菌的乙醇发酵和发酵酒类与食品制作的理论基础。还有生化知识与技术在日常生活、医学及临床化验等方面的应用。通过理论联系实际,学生不但能加深对理论知识的理解,而且能了解这些知识的实践应用,并增加学习的兴趣与动力,同时也为以后的择业和就业奠定了基础。
  
  3.安装好“接口”、打开“窗口”
  
  为了使学生了解生物化学的发展现状及成就,笔者在教学中通过打开一定的“窗口”让学生在学习基础知识的同时看到学科发展的前沿,通过“接口”让学生了解所学基础知识与前沿的接轨及应用,如生物界遗传的统一性和密码的通用性是现代生物学技术与应用(基因重组、转基因生物、基因工程药物、蛋白质与酶工程等)的理论基础,并产生了巨大的经济效益;核酶的发现对酶是蛋白质的概念提出了挑战,并丰富了酶的家族成员;RNA与蛋白质多肽链的剪接与加工等对中心法则中遗传信息由DNA→RNA→蛋白质线性序列传递的对应方式也提出了挑战;生物化学技术——PCR与分子杂交及印迹方法等在分子生物学、医学等领域中已有应用,蛋白质的糖基化与糖组学、糖工程、抗病原微生物黏附的糖复合物药物的研发及应用,等等。让学生了解了基因组学、蛋白质组学、功能蛋白质组学等的研究成果与进展。
  此外,为了提高教学效果,教师还要适当运用模型、图表与多媒体等辅助教学手段,使教学信息形象化、网络化、简明化,同时压缩教学信息的数量,并提高信息质量与密度。
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