生物化学酮体生成实验的课堂设计与教学体会

余文敏，殷嫦嫦，柯秀梅，邬亚华，张义平

（九江学院基础医学院/九江市转化医学重点实验室，江西 九江 332000）

生物化学是医药学专业重要的基础课，其实验课是以培养学生动手操作能力为目标。一些验证试验，是为了加深学生对理论知识理解，培养科学思维能力，为今后学习和工作奠定基础[1]。在脂类代谢教学中，酮体是一个重要的知识点，酮体生成实验也是一个重要的实验，能够帮助学生掌握酮体的概念、酮体生成的部位及其生理意义，从而很好地理解“肝内生酮，肝外用酮”基本理论，以及临床中遇到的由于饥饿、糖尿病所引起的酮症酸中毒，外科手术刺激下的机体酮体水平增高等现象[2]。我院医药专业毕业生将会从事医药相关工作，因此，学生在校期间掌握酮体生成及其相关意义十分必要。为此，本文对新课导入、实验内容讲解以及在实验教学中渗透教书育人理念等方面进行介绍，旨在为酮体生成实验教学提供一些新思路。

1 利用临床案例导入新课，做好预实验

由于新课的导入对吸引学生尽快进入课堂学习状态非常重要[2]。此次实验课我们先复习上节课脂类代谢中酮体的生成知识，用糖尿病患者临床案例来导入，糖尿病患者因胰岛素严重不足而引起糖的利用障碍，导致血糖显著升高，促使尿糖排泄增加，机体只能动用脂肪降解作为主要能量来源，一旦脂肪过度分解，会产生大量乙酰辅酶A以及酸性物质——酮体。酮体能在体内积聚，导致代谢性酸中毒，也就是我们常说的“糖尿病酮症酸中毒”。然后从化学角度分析酮体含量升高可能出现pH值低于正常值而发生酸中毒的现象。最后让学生深入思考，层层递进，通过导入案例提出问题，引导学生思考，得出结论酮体生成实验非常重要。

通过先期导入，学生再开始做实验，应注意的是在实验课前要先完成预实验。预实验中能发现一些问题，以便及时对实验过程进行改进和更新。例如预实验时发现，加显色粉搅拌时，每搅拌一次，玻璃棒必须清洗，否则会造成假阳性结果；如果在操作中先从第四管搅拌，然后按第三、第二、第一管顺序搅拌，实验造成的假阳性会明显减少很多。理论上分析实验结果应该只有第一管显示为淡红色，其他各管不显色。但是在实际实验中也能看见第二管出现一点淡红色，这里提示学生要正确分析实验结果：（1）由于肝匀浆中存在少量酮体，遇显色粉呈颜色变化；（2）理论上第二管未加入底物，不能生成酮体，肝匀浆中含少量酮体，也不会出现颜色变化，可能是实验误差；（3）颜色的变化和所加酮体试剂的量有一定相关性，因此加的酮体试剂量要一致，避免造成误差。

2 优化实验内容，利用翻转课堂加深理解

该实验目的在于深入理解酮体生成的生理意义。以往实验采用传统模式，实验技术人员在实验课前已经做好实验的准备工作，教师只对实验原理、内容、步骤、注意事项等逐一讲解，学生按照实验操作步骤进行操作即可，整个实验知识的学习和操作基本是填鸭式的，尽管对所学内容巩固有一定效果，但不利于学生独立思考能力的培养，再加上实验结果已知，导致课堂气氛沉闷。为避免传统教学中的弊端，采用翻转课堂，要求学生提前预习实验内容，以小组为单位讨论实验内容，并让学生讲解此次实验内容，待学生讲述完毕，再做相应补充，加深学生对该实验的理解，培养学生独立完成实验的能力[3]。

由于该实验为定性实验，学生避免实验误差的概念不强，例如：多种试剂常共用一个滴管加，换加试剂前也不清洗滴管，还有学生在保温前不摇匀，常常导致误差。由于该实验每管的区别主要在于肝匀浆和肌匀浆，实验前必须强调避免一种试剂混入另外一种试剂，因此在每加完一种试剂后一定要清洗滴管，并且取完试剂后要将试剂瓶盖好，用完滴管后要放入有蒸馏水的烧杯中，使用前必须清洗。

由于是分组实验，组中学生每人拿一支试管滴加试剂，然后保温和离心，使得每管所加试剂量的差异较大，人为因素造成的误差较大。因此，要求每种试剂尽量由同一位学生加入，这样能使试剂量保持一致。最后提出问题：本实验用丁酸作为底物，与新鲜肝匀浆一起保温，主要利用肝组织中什么酶系？酮体中的哪两种物质可与亚硝酸铁氰化钠发生作用而显色？学生以小组讨论的形式交流后给出答案。学生围绕问题进行思考，讨论气氛热烈，能提出各种建议，提高了实验教学效果，加深了对酮体知识点的理解。讨论式教学培养了学生的参与意识以及科研素养、发现和解决问题能力。经过讨论，学生会得出各种答案，教师给出解释，使学生明白由于肌匀浆本身有少量内源性酮体存在，导致该实验肌匀浆的试管出现假阳性，避免了学生在分析实验结果时误以为肌匀浆也能生成少量酮体。教学中，引导学生在实验中理解“肝内生酮”，进一步思考如何证明“肝外用酮”，进而让学生自己设计实验。由于本实验利用肝脏的生成酶系，可以提示学生结合酶学相关知识，思考如何能缩短保温时间。让学生理解温度对酶促反应的影响，可以提示学生另外配置试管，设置不同温度及时间，观察反应结果，从而得出本实验保温的最短时间[4-5]。多年的实验教学经验证明保温时间可以缩短为20～30分钟。

3 培养学生科研素养，增加知识点

目前一般1名教师带教30名学生，教师很难准确把握每位学生实验课实际操作情况。而考核包括实验报告、操作能力和出勤3方面。实验报告中的实验目的、原理、步骤模式化，学生实验报告雷同，不能真实反映学生是否掌握基本方法及其实验分析能力，实验成绩差距小。在该实验课中增加一些额外知识，可以加深学生对理论知识的理解，培养其科研素养。结合相关文献报道和教学经验发现，缺氧环境中实验效果更明显。教师就此现象引导学生思考缺氧条件下为何产生明显的实验效果，原因是什么？引导学生结合临床现象对实验进行讨论，应用生物化学基础知识分析解决临床实际问题。该实验充分调动了学生的学习积极性，使学生的分析问题和解决问题能力得到培养，开阔了思路。通过以上设计，避免了学生死记硬背造成的假阳性、假阴性[6-7]，并且生动的实验现象引发了学生深入思考，不仅理解了所学知识，还培养了学生解决问题能力。

4 教书育人，培养团队合作意识

本实验课以病例导入教学内容，激发了学生的学习兴趣，以独立思考为基础，学生在组内相互讨论交流自己的观点，然后在课上交流，改变了以往以教师为主体的实验教学模式，使学生的个性思维既得到充分展示，又能在与同学的讨论中获得所需要的知识，促进了学生的全面发展[8]。

教师应在平时教学中培养学生强烈的责任心，学生毕业后面对的是患者，不仅要医术精湛，更要树立“以人为本”的职业观。培养团队合作精神是当代教育的重要任务之一[9-10]。为此，我们在教学中采用分组形式，学生4人一组并推选一名负责人，明确各成员责任，进行本组实验及实验讨论。多年的教学经验告诉我们，同样的教学内容，采用不同教学方式取得的教学效果相差甚远。因此，教师应在充分备课的基础上，精心设计实验教学过程，将实验内容讲活讲透，既让学生认识到课程内容的重要性，又让其感到有趣和实用，同时在课程教学中始终贯穿教书育人理念。我们相信通过本次实验课，学生不仅学到了知识，更学到了方法，培养了持续学习能力。