生物化学教学与素质培养分析

 论文栏目:化学教学论文     更新时间:2018/7/13 16:05:47   

摘要:使学生从“要我学”达到“我要学”的学习境界,教师必须明确教学目标,激发学生的学习兴趣,鼓励学生大胆创新,强化学生科学精神和科学思维的培养,充分发挥学生的积极性和主动性,提高学生分析问题和解决问题的能力?;挂⒘己玫氖ι叵?,重视学生的个性发展,全面提高学生的综合素质。

关键词:生物化学教学;要我学;我要学;素质培养

教育的根本标准是促进人的全面发展,适应社会需要。然而长期以来传统的应试教育,严重地束缚了学生的自主性和创造力。生物化学是生命科学的基础和前沿,是现代生物学和分子生物学的共同语言[1],也是高等院校生物学相关专业普遍开设的重要主干课程。教师难教,学生难学。为了提高生物化学的教学质量,笔者在多年的教学实践过程中,进行了不懈的努力和探索,现将体会概述如下,以求同行专家批评指正和抛砖引玉。

1明确教学目标,了解教学对象,精通教学内容,提出教学要求

教学是师生之间进行的独特的心智活动,是师生之间的心灵沟通过程。然而,目前高?;勾嬖谧沤淌χ还苌峡?,学生只想拿到学分,在一门课程学完之后,许多学生连代课老师的姓名都不知道,更有甚者连老师的性别都说不上来,这种现象严重的违背了教育的基本规律,更谈不上立德树人。明确的教学目标是生物化学教学的重要前提[2]。首先,教师要使学生明白高等教育的目标是全面素质教育,是促进人的全面发展。学生要知道学习重在提高自己的学习能力、实践能力、创新能力,要学会知识技能,学会动手动脑,学会生存生活,学会做事做人,主动适应社会。其次,教师要了解学生基本情况。例如,第一次上课在老师给学生自我介绍之后,让每位同学都要对自己的姓名,年龄籍贯和兴趣爱好做以简单地介绍。第一次作业了解学生为什么选择他们的专业?其专业与生物化学有何联系?学生打算如何学习生物化学?学生对课程的教学和实验有何意见和建议。在教学过程中的每一章都给学生布置作业,对学生的作业实行全批阅,了解所有学生对所学知识的掌握程度。只有这样教师在教学的过程中才能做到因材施教,对症下药。第三,教师要精通教学内容,对重点知识了如指掌。在教学的实践中,生物化学的特点可概括为“一杂、二多、三性”,即机制复杂,概念多、内容多和规律性、理论性、系统性[3],主要研究对象为蛋白质、核酸、脂肪、糖类4类大分子,生物大分子的新陈代谢网络有两条主干路线。一条是糖酵解—三羧酸循环—氧化磷酸化,能源物质(糖、脂肪和蛋白质)循此途径逐步降解,最终生成代谢物CO2和H2O,生成的NADH在经过呼吸链传递氧化成H2O的过程中,同时偶联氧化磷酸化作用把释放的化学能贮存在ATP中,供各种生命活动利用;另一条是DNA复制—DNA转录生成RNA—RNA翻译成蛋白质,即分子遗传的中心法则[4]。例如,为了帮助与启发学生对知识进行综合与分析,列表对比蛋白质与核酸,在基本结构单位、基本结构单位通式、连接键、主链组成(不变成分)、侧链(可变成分)、结构层次(一二三四级)、一般性质(两性)、紫外吸收、变性与复性、分子杂交等方面的异同。从合成部位、底物、模板、酶、引物、作用机理、链的延长方向、合成方式、产物等方面列表对比DNA与RNA的异同。通过对比学习、记忆,将复杂知识简单化、条理化,使学生更容易掌握重点和难点。第四,教师要明确的对学生提出学习要求,学习生物化学的基础知识和基本原理;学习科学思维;学习对知识的综合与分析;学习运用所学的知识科学地解决问题。学生有了明确的学习目的,才能产生内在的学习动力。

2激发学生学习兴趣,鼓励学生大胆创新

教育家托尔斯泰说:“成功的教学需要的不是强制,而是激发学生的兴趣?!毙巳な亲詈玫睦鲜?,也是激发学生求知欲的重要手段。因此,教师在教学中,除了利用多媒体课件外,还可采用谐音、联想、故事、歌诀、视频、3D动画和漫画等多种方式,激发学生的学习兴趣,使学生从“要我学”变为“我要学”。例如:在讲到核酸的结构与功能时,让学生观看央视网《DNA;生命的奥秘》,认识Watson和Crick怎样浓缩了前人的科研成果,站在巨人的肩膀上创立了DNA的双螺旋结构模型,成为生物学史上划时代的里程碑的过程。8种必需氨基酸可用谐音记为“苏赖卸甲亮一亮本色”,使学生联想到花木兰女扮男装,代父从军赴边关,保家卫国立奇功的故事;把痛风比作“小妖精”以漫画的形式,通过孙悟空棒打“小妖精”的故事,使学生了解痛风产生的原因和危害,养成健康的生活方式;对于教学中抽象的理论知识,如DNA的复制、转录和翻译、拓扑异构酶、端粒的合成、乳糖操纵子等,在讲授的同时,通过视频或3D动画的形式生动具体展示给学生;以mRNA、DNA和蛋白质的爱情故事,阐明它们之间的相互关系等?!叭人嵫贰笔巧锘У暮诵?,但这一部分内容枯燥,方程式多又复杂,为了使同学们能在自由、轻松的学习环境中学好这一部分内容,在教学过程中,首先,向学生介绍Krebs发现三羧酸循环的过程,因为对食物在人体内究竟是如何变成水和二氧化碳感兴趣,他查阅前人的研究材料发现许多不同物资之间存在着相互转化的关系,就设想:如果把这些零散的数据整理出来,说不定可以发现食物代谢的结构。通过研究发现食物在体内是按F→G→A→B→C→D→E这样一个顺序变化的。再仔细了解从A到F这些化学物质,发现E和F之间断了链。又设想:如果E和F之间存在一种X物质,这条食物循环反应链就完整了。在五年的时间内,Krebs将观察和推理与仔细的实验结合在一起,终于查明,X物质就是柠檬酸,完成了食物的循环链。使学生认识到科学研究不仅需要敏锐的观察和科学的概括能力,而且需要坚韧的科学品质。在讲授“三羧酸循环”具体内容后,以中华民族的“母亲河”——黄河作引导,首先,给同学们以PPT的形式展示黄河源头巴颜喀拉山脉北麓的卡日曲、“塞上江南”——河套平原、黄河壶口瀑布、黄河小浪底水库、黄河九曲、黄河乾坤弯、黄河口日出、黄河晚霞等波澜壮阔、气势磅礴的景色。以其流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西、河南及山东9个省区,最后流入渤海作比拟引出“三羧酸循环”中草酰乙酸、柠檬酸、顺乌头酸、异柠檬酸、α酮戊二酸、琥珀酰CoA、琥珀酸、延胡索酸和苹果酸。让学生分组编排节目进行“三羧酸循环”赞歌的课堂表演[5]。极大地激发了学生的学习热情和创作激情,一些同学还对“三羧酸循环”赞歌进行了加工改编,一些同学把“三羧酸循环”中的代谢物拟人化,在《卡门进行曲》的伴奏下,以美丽的“草酰乙酸小姐”的生活经历为主线,因其爱吃的“乙酰CoA”,而脱变成“柠檬酸”,后者脱水太多,衰变为苍老的“顺乌头酸”,而“顺乌头酸”相信:要想皮肤好,天天用大宝!补水,返老还童变成了“异柠檬酸”,“异柠檬酸”通过美容秘方“氧化脱羧脱氢反应”,把自己变成时髦的“α-酮戊二酸”,“α-酮戊二酸”因过度使用亲情套装系列化妆品“α-酮戊二酸脱氢酶系”,成了憔悴疲惫的“琥珀酰CoA”,“琥珀酰CoA”服用了能量新药-高磷片,又成了美丽的“琥珀酸小姐”,“琥珀酸小姐”服用了FAD脱氢,摇身一变,成为了“延胡索酸”,“延胡索酸”补水变成“苹果酸”,“苹果酸”偷吃了宫廷御药NAD+脱氢,回光返照又成了“草酰乙酸小姐”,戏剧化完整的再现了“三羧酸循环”的过程?;挂恍┩б浴癟CA口服液”为载体,通过对不同人物对象的采访,把“三羧酸循环”编排成“小崔说事”的形式[3]。在课程学习每一章结束后,让学生结合自己的学习情况,总结每一章节的核心内容。有的同学以逻辑关系的形式对知识进行总结,有些同学则利用思维导图的形式对知识进行总结,促进了学生对于知识的内化和灵活应用。

3强化学生科学精神和科学思维的培养

授人与鱼,不如授人以渔。教育不仅要使学生获得一定的知识,还应使学生了解相关理论产生的时代背景,以及相关理论去粗取精、去伪存真的艰难探索历程,形成对待科学的正确态度和价值观,善于运用所学到的知识,解决在工作与生活中遇到的实际问题。在日常教学中,收集和整理DNA双螺旋结构、遗传密码、DNA聚合酶等重大发现的生物化学史料,尤其是生物化学发展史上吴宪、克雷布斯、克里克、富兰克林等一些著名科学家探索生命本质的创造性工作范例,根据课堂教学需要,灵活的将它们引入实际教学中,不仅能够扩大学生的知识面,使之了解科学的结论及技术的成果,而且还能激发学生的学习兴趣,使之深切感受这门学科的历史渊源和发展历程,理解科学家的艰辛和他们工作的意义,并从中得到启发,培养人文精神、创造性思维和求真唯实的科学精神。例如,DNA双螺旋结构的发现,是生命科学史上的奇迹和里程碑,具有划时代的意义。它不仅揭开了基因遗传之谜,开启了分子生物学时代,也是现代生命科学蓬勃发展的重要基石。在讲解核酸的分子结构时,向学生通过QQ网络平台推荐了重庆电视台摄制的《信念》之《DNA之父》的视频和清华大学物理系向义和教授撰写的“DNA双螺旋结构是怎样发现的?”等论文[6-7],并要求简述其过程和写读后感。其目的不仅是学生获得生物化学知识,让同学们了解生命科学伟大创举的诞生历程,科研人员应具备的素质。更重要的是使学生获得思维的锻炼、能力的提高和德性的培养。在简述DNA双螺旋旋结构发现的过程中,有的同学把自己当作其中的沃森或克里克,或者记者去采访沃森或克里克,对DNA双螺旋旋结构发现的过程进行十分生动有趣、简练精彩的阐述,在读后感中,同学们纷纷从自己的理解角度,诠释了他们对于成功的理解,树立了对人生和事业的积极看法。有的同学还大胆创新,用英语谈体会写感想[3]。部分写作优秀的感想刊发于《西北农林科技大学报》。以“人类基因组计划(HGP)的方法论理念及其对人类社会的影响”的专题形式,向学生讲述HGP概况(与基因组有关的基本知识、HGP大事记、HGP的科学目标和科学精神)、HGP的方法论理念、HGP对人类的影响和HGP的伦理价值思考后,将全班学生分组,提出问题“人类基因组计划对人类利大于弊,还是弊大于利”,要求每个组进行课后讨论,并推选代表课堂发言,组与组之间展开辩论。既让学生对这样的重大科学问题有深刻的认识和理解,又引导学生去关注思考科学知识以外的社会问题[3]。

4建立良好的师生关系,重视学生个性发展

“种花要知百花异,育人要懂百人心”。教学过程是师生共享的过程。要建立合作、民主、友爱、平等的师生交往关系。例如,在与学生通过手机、电子邮箱、QQ联系的基础上,2014年建立起生物化学课程QQ群,群中人员全部实行实名制,保持师生之间随时联系,并就各种问题进行平等的交流和讨论。在批改学生的作业时,不是简单地写个“阅”字或记个等级或分数,而是从尊重、爱护、平等的原则出发,对学生实施积极适度的鼓励化评价,维护和强化学生学习的内驱力[8]。对于作业认真做得好的同学批上“Good!”“Verygood!”“Perfect!”“Great!”“Wonderful!”“Goforallit!”“Sweetisthefruitoflabor(劳动的果实最甜)!”“Foragrandersight,ahigherlevel(欲穷千里目,更上一层楼).”等表扬或鼓励的话,并在生物化学课程QQ群中给予通报表扬,使其再接再厉。例如在回答为何选择林学专业时,有两位同学分别这样写道“……,原本山川,极命草木,草木有心,万物皆灵,让黄河流碧水,让赤地变青川?!焙汀啊?,想用自己的脚步亲身叩问山河,想看到那些不会说话的植物背后的含义,想了解植物界的基因密码?!本透韪叨鹊脑奚秃屯ūū硌?。作业做得不好的学生给予指出,如写上“Hewhowouldclimbtheladdermustbeginatthebottom(千里之行,始于足下)!”“Learningisbitterroot,butitbearssweetfruit(学问根苦果甜)!”“Doyourbest(尽你最大的努力吧).”等;或肯定其好或进步的方面,如发现学生的字体写得漂亮的话,写上一句:“Yourhandwritingisgreat(你的书法很棒)!”发现学生身上的优点哪怕再微不足道的闪光点都给予表扬。有的同学不做作业,想通过看书思考学习,也可以但要求写出学习总结,事实证明,这些同学的确做到了“言必行,行必果!”不但学习能力和思考能力得到了提高,而且在考试中也取得了很好的成绩[4]。总之,教师应该建立平等和谐的师生关系,关注学生的个体差异,使每个学生都能得到充分的发展。此外,在作业中可以让学生写出自己所知道的生活中与生物化学有关的例子,还可以在讲到相关生物化学内容时,提出生活中与生物化学有关的问题让学生思考??纬探崾?,给每级学生布置作业“浅析本学期生物化学教学和学习”。征求学生对教学工作的意见和建议,让学生分析总结自己的学习体会和收获。每当看到学生对教学工作的肯定和他们在学习和人生道路上的成长,不由得使人感到由衷的欣慰和自豪。

5结语

总之,教师的职责不仅是授业和解惑,更重要的是激发和引导。在生物化学教学过程中不仅要传授基本知识,更重要的是激发学生的学习兴趣,培养学生的科学精神和科学思维,提高学生分析问题和解决问题的能力,使学生学会学习的方法,才能使学生从“要我学”达到“我要学”的学习境界,变“应试教育”为“全面素质教育”。

参考文献

[1]郑昌学.生物化学教学之我见——2012年全国生物化学与分子生物学学术大会发言.生命的化学,2013,33(1):101-104

[2]李森.教与学——关于生物化学教学若干问题的思考与交流.生命的化学,2013,33(1):109-111

[3]李科友,朱海兰.创新理念,培养能力——生物化学教学之体会.微生物学通报,2011,38(2):250-255

[4]郭蔼光.基础生物化学.北京:高等教育出版社,2009:2

[5]郝向阳,马惠茹,王贵,等.“三羧酸循环”知识教学改革的尝试.河套大学学报,2006,3(4):12-13

[6]向义和.DNA双螺旋结构是怎样发现的.物理与工程,2005,15(2):44-49

[7]向义和.DNA双螺旋结构是怎样发现的?(续).物理与工程,2005,15(3):46-50

[8]李科友,朱海兰.“激励性评价”在生物化学教学中的作用.中国林业教育,2011,29(3):41-42

作者:李科友 单位:西北农林科技大学生命科学学院

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