生物医学工程专业中生物化学教学的探索与实践

赵晨+倪原+陆文总+贾光锋

摘要：生物化学作为生物医学工程专业的基础课，在授课时要适应生物医学工程专业的特点。因此，对传统的生物化学授课方式进行了探索，引入了PBL教学方法、自主学习方法和实践型教学方法，将对学生的学习能力、学习兴趣、综合素质及创新能力的培养起到重要作用。

关键词：生物医学工程;生物化学;PBL教学;实践型教学;自主学习

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）23-0111-02

生物医学工程是一门新兴的交叉学科，将工程科学、生命科学和医学相结合，用工程技术的方法来研究处理生物学和医学中存在的问题。生物医学工程所开设的课程包括有电路、信号系统、数字电子技术、模拟电子技术、生物医学传感器、临床医学、生物化学、基础化学等多方向的课程。根据其开设的课程可看到生物医学工程是一个涵盖了生物、医疗器械设计和制造、医学影像等多学科、综合性、高度综合交叉的专业。其旨在采用工程技术的方法研究生命现象，为医学研究提供新的技术和手段。正是由于该专业所具有的复杂性和在国内发展时间短等特性，探索出一套适合该专业的教学方法是该学科发展的重要研究方向之一。其中，以生物化学的教学方法研究尤为重要。生物化学是基础医学、生命科学等专业的必修课程，甚至是一些专业的选修课程，如物理专业。其教学内容基本包括了所有生命物质体内一般规律和经典理论，即主要是研究生命物质中各个主要组分，如糖、脂质、蛋白质、核酸等大分子的结构、功能以及相互之间的转化和联系。生物化学作为一门基础课程，具有理论知识量大、理解记忆知识点多、知识更新速度快等特点。而根据生物医学工程专业的特点，生物医学工程专业学生的培养需要涉及的知识面多而广，如何在传授生物化学知识的同时，将知识内容与专业结合，让学生更好地从本专业出发来理解和学习生物化学，是我们教育工作者需要思考和探讨的。为此，我们针对提高教学质量进行了如下的探索与实践。

一、将PBL教学方法引入生物化学教学中

PBL模式，即基于问题的学习（Problem-based Learning or Project-based Learning），最早是1960年由加拿大学者提出，并于90年代进入中国。其教学过程，简单来说，就是改变了传统课堂讲授的方式，而是由教师提供与专业知识相关的、有一定难度的问题，并将学生分组，团队合作来解决问题。该方式增加了教师与学生的互动，引导学生进行自主学习，使学生由知识的被动接受者变为主动探索者，可增加学生学习的主动性，在教学方法上具有一定的先进性。对生物医学工程专业的学生来说，由于学习的知识领域多而杂，如何将在学习生物化学知识的同时把已经学和要学的知识融会贯通、承上启下，就可以使用PBL模式来进行。

但是，在实践中开展并不顺利。这是因为首先该教学方法是基于问题的教学方法，授课教师提出的问题是否合理直接决定了授课效果。而我们教师大多已经习惯了传统的教学方法，甚至本身就是受传统教育的熏陶，所以在思维模式上会受到局限。通常给出的问题并不全面，或不具有引导性。其次，中国学生已经习惯了被动接受知识，特别是低年级的学生，性格腼腆，大多不愿开口讨论，积极性很难调动。

根据存在的问题，我们将PBL教学的理念与传统教学相结合。首先，在传统授课的同时，穿插一些小问题，逐渐引导学生进行思考、讨论。比如，在讲授蛋白质这章时，可引导学生思考自己生病时血液化验单中有哪些蛋白，都代表什么，再让学生自己在课后查找资料，课堂讨论。这样的教学效果明显要好于传统授课，又解决了单一PBL授课存在的问题。其次，针对教学难点和重点进行定期和不定期的课堂讨论，对部分难点重点问题请学生上讲台发表见解，加深了学生对所学知识的理解，得到了很好的效果。例如，在物质代谢这部分的教学中，该部分涵盖多个章节，知识点前后贯通，是生物化学这门课程的重点和难点章节。因此，可设计一些问题，让每个学生都有机会上讲台发表自己对关键知识的见解，进行讨论。将课堂讨论形式设计得具有多样性，且定期的课堂讨论采用预先将题目分给每个学生，请他们做好准备，用多媒体形式进行讨论和提问;不定期的课堂讨论安排在部分难点重点教学以后，组织学生发表见解，进行讨论。课题讨论的成绩计入学生的平时成绩，使课堂不再局限于传授与接受，而是引导学生主动探索知识，老师从旁指导、解惑。

二、鼓励学生自主学习

自主学习是学生在大学阶段需要掌握的一个重要学习能力，对他们在将来的学习和工作都具有重要意义。这也是大学教师教育的真正意义所在，即“授予鱼不如授予渔”。而我们学校设立的生物医学工程专业是以生物医学电子为主要方向，强化学生的动手能力、设计能力和创新意识，培养具备生命科学、电子、信息、计算机技术的基础知识，能在生物工程、生物医学工程、医学仪器、医用电子设备、医疗信息技术及电子、仪器、信息领域等从事研究、设计、制造、应用和管理的复合型高级工程技术人才。因此，本专业所设立的专业课具有知识面广、交叉性强的特点，尤其需要学生能够具有很强的自主学习能力，将老师在课堂上传授的各种知识相互贯通，并理解。在生物化学课程讲授中，根据专业的特点，我们制定了如下方法来指导学生学会自主学习。首先，帮助学生制定学习计划。要求学生自己制定或在老师的帮助下制定一份合理的学习计划，需要详细列出学习内容和时间安排，该安排应该与教师上课内容一致，且学习计划应具有针对性。在给生物医学工程专业学生授课时，有一部分学生对生物化学非常感兴趣，也表示出希望在研究阶段从事生物专业的学习。而生物化学作为生物专业的必修课，也是生物方向考研的必考专业课之一。这样，我们专业所教授的生物化学知识是无法满足学生学习需要的。这就要求这部分学生需要制定更为全面的学习计划，除涵盖本专业的学习要求外，还应将生物专业的知识要求加入。而对于希望从事医学电子方向的学生来说，只需完成本专业学习计划即可。其次，将授课教师的联系方式和办公室地址公布，方便学生随时联系老师。最后，给出精品课程及网络课程的网上资源地址、主要参考书目及主要文献资料和主要实践资料，使学生能够更好地自主学习。在完成这些工作后，也要定时联系学生，对学生自主学习情况进行评价，让学生写自主学习自我总结评价，来评价他们的学习结果，使学生的学习能力得到提升。endprint

三、在生物化学教学中引入创新实践型教学

生物医学工程专业是由其复杂的、庞大的知识体系交叉形成的学科，在教学中如何将各个课程融会贯通也是其教学的一个难点。而生物化学作为生物和医学共同的基础课，其授课的效果对后续课程的教授具有重要的意义。而创新实践型教学对该门学科的授课质量具有重要作用。这是因为生物化学就是建立在前人不断实验，并将实验结果分析总结形成理论的学科。所以，实验教学对教好、学好这门课具有至关重要的作用。同时，想要提高学生的综合素质和创新能力，就需要在基础教学的基础上进行实践的锻炼和积累。我们针对实践型教学做了如下的工作。首先，设置了课内实验和专题实验。课内实验是在授课同时进行开设的，可对课堂学习的知识进行巩固和加深了解。而专题实验，我们一般开设在高年级，此时学生已经学习了大多的专业课程，而专题实验可将生物化学和这些专业知识融会贯通，进而增加对生化进一步认识，也锻炼学生动手能力和独立思考能力。其次，让学生加入到课题研究中。如大学生创新项目，鼓励学生积极申报，并锻炼学生通过查找资料提出与生物化学有关的题目，并在老师的指导下写项目书、项目计划、实验方案，进行实验，最终写结题报告，发表文章。在这过程中，提高学生能力，对学生的综合素质和创新能力进行了培养。将创新实践型教学与生物化学传统教学相结合，通过实践教学将学生从传统的课堂教学中拉了出来，走入实验室，运用所学知识来解决问题，让学生对学习的理论知识有了进一步认识，提高学习积极性。

四、结论

生物医学工程专业涵盖了工程技术、图像处理、医学仪器等研究方向，具有复杂性和高度的交叉型。在进行生物化学授课时，应考虑该专业特点。我们在授课中探索出将PBL教学、自主学习和实践型教学引入生物化学传统教学中，提高了授课质量，并摸索出一套适合本专业的授课方式。

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