生物化学教学中的想象力

阎博 赵晶

(第四军医大学生物化学与分子生物学教研室，陕西 西安 710032)

·医学教育·

生物化学教学中的想象力

阎博 赵晶*

(第四军医大学生物化学与分子生物学教研室，陕西 西安 710032)

目的探讨发挥想象力调动形象思维在生物化学教学中的应用。方法尝试将丰富的想象力运用于课堂教学，以物质代谢章节教学为例，从三个层次改善教学效果。结果想象力的发挥调动了形象思维，既能够使生化概念的理解更为生动形象，也可以使复杂的代谢过程归纳起来更为简便直观，还可以加深对整个物质代谢网络内在规律的逻辑整合。结论充分发挥想象力可以使生化知识变得生动有趣，大大激发了学生的学习兴趣，提高了教学质量。

生物化学; 课堂教学; 想象力; 教学方法

生物化学是医学院校一门重要的专业基础课，其特点是概念抽象、过程繁杂，学生普遍感到难学[1-2]。尤其是物质代谢教学，琐碎的代谢物名称晦涩难记，纷繁的代谢途径难以梳理，始终挑战着教师和学生的智慧[3]。目前在教学内容优化[4]、教学方法改革[5]、教学理念提升[6]、紧密结合临床需求[7]等方面已有多个院校进行了积极尝试，取得了一定效果。在激发学生学习兴趣方面，我们独特的做法是将丰富的想象力融入物质代谢教学过程中，在十多年的课堂教学实践中效果令人满意。这种想象力的运用分为以下三个层次。

一、概念理解上的想象

物质代谢中的概念繁多，难念难记更难理解，我们通过贴近生活实际的比喻，将晦涩的生化名词想象成大家熟悉的、看得见摸得着的事物，学生更容易理解和接受。

例如，讲脂肪分解代谢的时候，会提到脂肪酸和酮体两种脂类能源，它们都可以分解生成乙酰辅酶A(coenzyme A, CoA)，然后进入柠檬酸循环氧化供能。经常有学生理解不了这二者的关系。我们通过形象的类比，把脂类能源想象成人民币。脂肪酸可以分解出多个乙酰CoA，好比五十元、一百元的整钱；而酮体只能分解出1～2个乙酰CoA，好比一元两元的零钱。饥饿时，脂肪动员取出脂肪酸整钱，但脑组织不用整钱，所以脂肪酸必须去肝中兑换零钱-酮体。进食后，脂肪组织储存脂肪酸整钱，它既可来源于小肠的乳糜微粒途径，也可来源于肝的极低密度脂蛋白途径，还可由脂肪组织自身合成，最终以脂肪的形式储存起来。

通过这种形象的比喻，学生更容易理解这两种脂类能源相互依赖、相互补充的协作关系，对于组织器官的代谢特点和能源偏好也有了更好的理解。

二、过程归纳上的想象

物质代谢中的基本途径种类多，并且相互交织，学生常觉得头绪乱，难以梳理出清晰的框架[8]。我们通过形象的概括归纳，将繁杂的代谢途径大大简化，学生记忆和理解更加轻松。

以糖代谢为例，它主要包括三方面：分解、储存、合成。其中，糖分解主要有3条途径，储存有肝糖原和肌糖原2种形式，合成主要是糖异生。我们把糖代谢想象成一个“吉”字(图1)。糖酵解和糖异生就是吉字中间的一竖。葡萄糖向下分解，经葡糖-6-磷酸生成丙酮酸，这就是糖酵解；反之，丙酮酸逆行向上生成葡萄糖，就是糖异生。磷酸戊糖途径是吉字最上边的左半横，由葡糖-6-磷酸分支生成磷酸戊糖和还原型辅酶Ⅱ。糖原代谢为吉字最上边的右半横，由葡糖-6-磷酸向另一侧分支生成糖原。从这可以看出，葡糖-6-磷酸是糖代谢重要的十字路口。糖代谢也有一个丁字路口-丙酮酸。无氧时，丙酮酸向左分支，生成乳酸；有氧时，丙酮酸向右分支，生成乙酰CoA，然后进入柠檬酸循环，形似吉字下边的口。总之，通过一些关键枢纽物质，如葡糖-6-磷酸、丙酮酸，把糖代谢连成一个统一的整体。

图1 糖代谢想象为“吉”字

Fig 1 Glucose metabolism is imagined as the Chinese character "Ji"

Note: ①: glycolysis; ②: gluconeogenesis; ③: pentose phosphate pathway; ④: glycogen metabolism; ①+⑤: anaerobic oxidation; ①+⑥+⑦: aerobic oxidation.

图2 物质代谢的四层神秘面纱

Fig 2 Four layers of mystery about material metabolism

像这样梳理糖代谢的脉络，学生们一方面提高了学习兴趣，对于代谢篇章的畏难情绪也消失了，另一方面还像拎葡萄串一样紧紧抓住了全章的框架，在学习过程中更加自信。

三、逻辑整合上的想象

物质代谢不仅仅是一种营养物质的分解与合成的整合，更同时涉及多种营养物质的代谢过程，而且不同组织器官具有不同的代谢整合特点，以适应各自的生理功能。这些整合的内在规律体现出极大的复杂性、灵活性和适应性，学生的理解往往重局部轻整体，难以从全局发展地看待代谢变化的动态规律。

针对这一问题，我们将自己对物质代谢的感悟写成了一个科普小故事[9]，它就像一部生化版本的大片“我是谁”，分四层逐步揭开了物质代谢的神秘面纱(图2)。①代谢初印象：神秘变幻的立体画。主要讲代谢的两大特征—整体性和动态性。如果把三大营养物想象成代谢三原色，那就必然存在着更多的代谢渐变色，这些丰富的色彩勾勒出不断变幻的立体画，从不同角度会看出不一样的味道。②代谢再思考：运筹帷幄的指挥棒。主要讲代谢的三大艺术—节约、统筹和适应，它们好比乐谱中的三大主旋律形成了完美合奏，使代谢这支变奏曲激扬起伏，扣人心弦。③代谢又启示：蕴含哲理的水晶球。主要讲要学会用联系的眼光、用发展的眼光看待问题。例如，“是药三分毒”体现了代谢全局观的重要性；而各种代谢池，如乙酰CoA代谢池，在饱食和饥饿状态下代谢路径截然不同，决不能以一概全。④代谢终回味：时空交错的小宇宙。主要讲代谢网络、基因表达网络、信号转导网络通过共用一些组件，使它们之间发生多向的信息流动，好像上演了一部跌宕起伏的穿越剧，精彩纷呈。

通过这样充满想象力的归纳和整合，学生反映对于物质代谢网络的内在联系和变化规律的理解更加深入了，学习起来觉得有滋有味，也更多地主动思考代谢进化过程中的选择及其深远意义。

综上，生化教学一旦有了丰富的想象会让人着迷，因为想象力可以使生化知识变得有趣，而趣味性又会使生化课堂变得鲜活，学生们不但喜欢听，还爱上了生化这门学科。这种将形象思维运用于生化教学的理念具有普遍意义，还可推广至其他基础医学课程和理学教育的课堂实践中。

1王延蛟, 许晨波, 斯坎德尔·白克力. 关于提高医学生物化学教学质量的几点体会 [J]. 科技信息, 2013(23): 153.

2周晓晶, 刘伯岩, 王冰梅. 浅谈如何激发医学院校学生的学习兴趣--以生物化学教学为例 [J]. 吉林广播电视大学学报, 2013(10): 64-65.

3郑静虹, 谢丽玲. 生物化学三大物质代谢教学心得 [J]. 生物学杂志, 2003, 20(3): 58.

4邬敏辰, 唐存多. 医学生物化学教学改革的初步探索 [J]. 西北医学教育, 2013, 21(5): 980-982.

5王聪睿, 董卫华, 王小引, 等. 开放式教学在医学生物化学教学中的尝试和思考 [J]. 新乡医学院学报, 2010, 27(4): 427-428.

6周志远, 姚富丽. 三因素思维模式在生物化学的物质代谢教学中的应用 [J]. 现代医药卫生, 2009, 25(17): 2713.

7高云, 缪明永, 卢小玲, 等. 临床相关知识在医学专业生物化学教学中的运用 [J]. 西北医学教育, 2013, 21(5): 954-956.

8缪明永, 杨生生, 陈欢, 等. 以葡萄糖代谢为中心开展物质代谢教学体会 [J]. 基础医学教育, 2013, 15(7): 671-673.

9赵晶, 阎博. 自省、合作、开放、发展-物质代谢的生存之道 [M]// 李霞, 赵晶, 主编. 生命之窗—生命科学前沿纵览(生物化学与分子生物学分册) . 西安: 第四军医大学出版社, 2014: 1-16.

ImaginationinBiochemistryteaching

YANBo,ZHAOJing

DepartmentofBiochemistry&MolecularBiology,FourthMilitaryMedicalUniversity,Xi'an710032, China

ObjectiveThe application of imagination in the teaching of Biochemistry was discussed.MethodsTaking the teaching of material metabolism as an example, the imagination was applied to the classroom teaching from three levels.ResultsThe abundant imagination to biochemistry class mobilized the image thinking, which facilitated the understanding of basic concepts, the summarizing of the multiple interrelated processes and the comprehensively integrating of the life logics.ConclusionSuch imaginative teaching has made biochemistry knowledges interesting and Biochemistry class popular, as evidenced by our teaching experience.

Biochemistry; Classroom Teaching; Imagination; Teaching method

1671-2897(2017)16-254-02

阎博，讲师，E-mail: yb5870@163.com

*通讯作者： 赵晶，教授，E-mail: zhaojing@fmmu.edu.cn

R 34

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2016-09-13；

2016-12-30)