廖 阳, 闫荣玲, 李常健, 黄光文, 袁志辉
(湖南科技学院 生命科学与化学工程系, 永州 425199)
糖代谢是“生物氧化与氧化磷酸化”一章把静态生物化学过渡到动态生物化学之后的第一章,许多分解代谢的相关理论和概念将在这一章得到体现与运用,对学生更好地理解和运用先前已学知识非常重要[1]。糖酵解是糖分解代谢的重要途径之一,是细胞进行糖的有氧分解代谢(本章核心内容)的前提条件,也是后续学习糖异生的基础。因此,本节内容具有承上启下的作用,教学效果的好坏关系到学生“糖代谢”整章的学习效果。
培养应用型人才,服务地方经济是地方本科院校的责任,也是办学的生命力所在。在合理的课程体系设置基础上,如何确保高质量的课程教学效果以及推进适应形势的课程教学改革是一项重要的任务[2-4]。《生物化学》作为生物技术、生物工程、制药工程等多个专业的专业基础课,各高校均十分重视其教学效果并注意教学方法的创新以及通过课程的学习培养学生多方面的能力[5-7]。湖南科技学院生命科学与化学工程系《生物化学》2010年被确定为湖南省精品建设课程后,教学团队结合自身实际分阶段、有计划地开展了一些课程教学的改革探索。本文基于我们多年课堂教学实践基础上,对《生物化学》重要章节——《糖酵解》一节的教学体会和思考进行了总结。
糖代谢是机体供能的主要途径,在细胞处于有氧和无氧条件下,糖代谢产能途径又有差异。其中糖酵解是在无氧时细胞获能的主要途径,也是《糖代谢》一章第一个被学习的糖分解代谢途径。通过本节学习,需达到以下几个目标:了解糖酵解与生产生活间的联系与应用;了解糖酵解的反应历程、生理意义及终产物丙酮酸的去路;掌握糖酵解的能量结算;掌握糖酵解的调控。
不同类型和层次的高校由于各自专业性质、教学目标等因素的差异,《糖酵解》一节的教学内容上会有一定的差异。根据上述我们设定的教学目标,确定课堂教学内容包括:1)糖酵解的定义及细胞定位;2)糖酵解的化学历程;3)糖酵解的化学计量(能量结算);4)产物丙酮酸的去路;5)糖酵解的生理意义;6)糖酵解的调控。
教学内容中的“糖酵解的化学历程”、“糖酵解的化学计量(能量结算)”、“糖酵解的调控”是本节的教学重点。其中的“糖酵解的化学计量(能量结算)”是基于“糖酵解的化学历程”基础上,结合上一章“生物氧化与氧化磷酸化”相关知识(如脱氢酶所催化的氧化反应及其辅酶形式、电子传递链水平磷酸化与底物水平磷酸化的差异、电子传递链类型及产ATP数),而对糖酵解整个途径的能量消耗与生成量进行结算。正因为其涉及到前面章节知识并对这些知识进行第一次实际运用,根据近年学生们反馈的信息可知这部分内容是本节的教学难点。
好的“引入”是一堂课良好的开始,其可有效地激发学生学习兴趣[8]。《糖酵解》的课堂教学中,我们以与自身身体或日常生活密切相关的问题为切入点,以提问的形式呈现出来,以引导学生进入学习状态。这样的问题很多:1)剧烈运动后,为什么会感觉到肌肉的酸疼?2)初由平原到高原,气压急降,机体暂时性缺氧,此时细胞通过什么途径及时供能?3)成熟的红细胞没有线粒体,其所需能量从何而来等。教师“引入”时提出的这些问题在课堂教学推进的过程中,逐渐得到圆满解答。
课程学习除了要让学生掌握专业性、理论性强的知识外,也有必要向学生传递一些课程相关的常识性问题。这些常识性知识的积累有助于提高学生的知识面和专业素养。《糖酵解》的课堂教学中我们注意传递以下常识性知识:1)细胞缺氧并非意味整个个体一定处于缺氧状态;2)糖代谢是机体获能的主要途径;3)人体每天产能的大部分被用于大脑;4)人体在正常的、平静的条件下也有部分特殊组织的细胞处于缺氧状态(如视网膜、睾丸等)。另一方面,要注意学生易形成误区的细节。1)“糖酵解只在无氧条件下进行”;2)“丙酮酸在细胞处于无氧条件下生成乙醇或者乳酸也属于糖酵解的范畴”等。这需要教师在平时的课堂教学中及时了解学生的学习情况来积累经验,并把这些易形成误区的问题在课堂上以问题的形式提出,引导学生思考和讨论并进行解析。
现今科学的发展与进步日新月异,与课程相关的新知识、新成果层出不穷,但教材的更新速度总慢于学科发展的脚步。因此,在课堂中不局限教材的内容,恰当地把学科前沿知识与最新研究成果吸收和引进课堂,不仅可以提高学生课堂注意力、丰富学生的知识、拓展学生视野、也有助于培养学生的科研素养。在《糖酵解》的课堂教学中,我们引入的课外知识包括:1)人们正试图通过抑制肿瘤细胞糖酵解的关键酶之一,己糖激酶的活性来阻断癌细胞的能量供给,以此进行癌症的治疗;2)剧烈运动较长时间后出现的肌肉酸疼并非肌肉细胞中大量乳酸堆积导致的。
随着多媒体技术和设备的普及,我们的课堂教学也在发生改变[9]。《生物化学》课堂教学尤为明显地感受到了多媒体技术带来的便捷与实效。在介绍“糖酵解反应历程”时,我们对每步反应涉及的基团用底色进行标记,使反应过程一目了然,清晰明了,很大程度地减少了教师的语言以及学生的学习难度。同时,在课堂上我们能便捷地展示相关素材(照片、截图、视频等),提高了教学效果。
以“学生为主体”是我们必须遵循的课堂教学理念,如何使这个理念贯彻到课堂教学中是一个值得思考的问题[10]。我们团队主要通过提问引导学生思考或展开讨论使学生真正进入课堂。在《糖酵解》这节中,除前述“引入”阶段提出的问题外,我们在课堂推进过程中,还会提出其他一些问题供学生思考,如“为什么糖酵解途径的最初始反应为磷酸化反应”等。而对于“糖酵解的能量结算”,我们要求学生通过讨论先得出自己的答案,在一起进行梳理找出错误的原因。通过这种形式,学生理解更深刻,掌握更牢固。
课后作业是课堂教学的延伸,其可以给教师反馈学生对课程学习的情况,也可以为学生提高自学能力和知识拓展提供机会[11]。在《糖酵解》的作业布置时,我们注意把握作业类型与作业量两个问题。作业类型有两种:一种为复习题,帮助学生重温并强化理解重难点;另一种为文献阅读,如赵迎超等发表于《肿瘤防治研究》上的《己糖激酶与恶性肿瘤关系的研究进展》,以及Krushna等发表于“CancerCell”的“Hexokinase-2 is required for tumor initiation and maintenance and its systemic deletion is therapeutic in mouse models of cancer”,以培养学生自学能力并丰富学生知识面。
以上为我们生物化学教学团队对《糖酵解》一节内容课堂教学的体会、思考以及所作的一些浅显教学改革的总结,文中的一些经验和体会在《生物化学》其他章节的教学过程中也有相融相通之处。当然,我们还存在一些不足,特别是还需进一步深化课程教学改革,这将是我们今后努力的方向。
参考文献:
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