案例教学法在水产养殖专业生物化学教学中的初探

贺扬 王均 李锐 谢碧文

摘要：生物化学是水产养殖专业的必修基础课程之一，在水产养殖专业中占有重要地位。为了更好地适应人才培养需要，文章初步探讨了生物化学本科教学中的教学内容、教学方法和教学手段的改革。结合生产、生活实践，运用案例教学法以点及面地对生物化学实施讲授，以期培养学生的发散思维，使学生学会发现问题，提高运用所学知识分析解决问题的能力，成为主动学习、善于思考的新时代接班人。

关键词：生物化学;教学改革;案例教学

中图分类号：G642.4     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）42-0195-02

生物化学是以生物体为研究对象，运用化学的原理和方法，研究生物体的物质组成、结构、性质与功能，以及这些物质在体内的变化和变化与生命活动之间关系的一门科学[1]。它是分子水平上研究和剖析生命本质的科学，更是认识生命本质的最基础课程[2]。然而，由于生物化学具有研究范围广、知识多样、内容庞杂、抽象难懂等特点，学生的学习积极性普遍不高。

水产养殖专业侧重于培养应用型人才，学生倾向学习专业应用能力的课程。本文结合人才培养目标和学生的兴趣点，通过优化教学内容、方式和手段，以案例教学法的方式，“以点到面”发散式地对生物化学进行教学改革，旨在提高学生对生物化学的学习兴趣和效率。

一、教学内容

生物化学的学时数一般较少（32—44学时），但教学内容涵盖动态和静态生物化学两个方面，囊括了整个生命体的化学组成和变化。因此，选择适宜的教学内容是整个水产养殖专业生物化学教学工作者面临的巨大挑战。

1.静态生物化学部分：包括蛋白质、核酸、糖类、脂类、酶和维生素与辅酶，主要围绕各物质的分类、组成单位、结构及其与功能的关系、性质与分离分析技术进行介绍。其中，蛋白质、核酸和酶类分别作为生命的体现者、执行者和控制者。掌握这3部分的基础知识，将对后续的动态生物化学奠定基础。而糖类和脂类虽然在供能方面具有重要作用，但其构型多样，可适当讲解。维生素与辅酶在鱼类研究较少，可略讲。

2.动态生物化学部分：侧重介绍能量供应（糖、脂、蛋白质代谢）和遗传（核苷酸代谢、DNA和RNA的生物合成、蛋白质表达）。这部分的内容重点在于使学生掌握三大营养素的供能及相互关系，明确核酸和蛋白质的从头合成过程，从而了解整个生命运作的过程。生物化学在水产养殖中的实践应用的基础理论也将在此处体现。

二、教学方法

为什么“三鹿奶粉”中要加入三聚氰胺？为什么发烧会危及生命？为什么鱼是天生的糖尿病患者？这些生活、生产中的疑问，都可以使用生物化学来解释。通过案例式教学使生物化学贴近生活，有助于提高学习兴趣。同时，通过案例从点到面逐渐延伸，使知识点更加清晰，由点到面逐渐串联起来，有助于开发学生的发散思维。

在蛋白质方面，可引用三鹿奶粉——三聚氰胺事件[3]，以三聚氰胺的“点”延伸到整个蛋白质的“面”。通过思考和比较分析二者的分子组成，学生不仅掌握了氨基酸的组成结构，也巩固了蛋白质测定的原理。三聚氰胺进入人体后，若超过肾脏排泄能力，将形成难溶晶体，形成尿结石的核心[4]。可联想到渔农向养殖水体施用尿素，以增加氮的供给，以期氮元素能够被鱼体利用，合成蛋白质[5]。那么，施用的尿素是否可被鱼体直接吸收利用，是否会有尿结石的风险？由此将生物化学引入水产养殖实践，引出2种氮源：动物性氮源和植物性氮源。动物只能通过降解动植物蛋白作为蛋白质的氮源。因此，鱼塘施用的氮，不能被鱼体直接利用，而是首先被水体中的藻类等利用，鱼体摄食藻类等获得氮源。解释该具体过程，便涉及蛋白质合成与分解代谢。学习蛋白质的合成与分解代谢，首先应明确蛋白质的基本组成单元——氨基酸。多个氨基酸连接形成多肽，多肽经二级、三级结构和四级结构，折叠形成蛋白质。蛋白质结构、功能和性质的不同，是由于氨基酸的组成、蛋白质的一级结构、二级结构、三级结构和四级结构的不同引起的。因此，可进一步学习氨基酸的种类、结构、功能、性质的合成与分解代谢过程。并举例“血红蛋白”与“肌红蛋白”以使所学内容具体化。如此，以点及面的，使蛋白质的学习思路清晰且实用性更强。

再如，糖代谢。糖代谢是生物化学的重点讲解内容。糖类是能量的主要供应营养素，人类每人每天总能量摄入中，糖类的摄入占40%—80%[6]。但鱼类却是天生的“糖尿病”患者，对糖的利用率极低[7]。如果降低鱼类饵料中的蛋白质含量，增加糖的含量，不仅不会降低饲料成本，还会影响鱼类生长，甚至造成鱼体死亡[8]。因此，了解糖在鱼体内糖代谢过程对鱼类饲料评价与开发、鱼类营养研究都具有重要意义。糖代谢过程中，主要涉及糖酵解、糖异生、三羧酸循环、糖原合成和降解等过程。其中，供能的主要途径是糖酵解和三羧酸循环;而糖异生是体内糖的重要来源。学习糖酵解、三羧酸循环和糖异生关键步骤，分析各途径中的关键酶，是解释鱼类对糖原不耐受的重要途径。此外，糖酵解后产生的丙酮酸的去路除三羧酸循环外，还可通过无氧呼吸转化为酒精和乳酸，这也揭示了酒精的形成、植物烂根以及剧烈运动后肌肉酸痛的机制。如此，将生产、生活遇到的问题点扩展开来，运用生物化学原理进行解释，通过理论与实践相互关联，使同学学习的积极性更高。

三、教学手段

生物化學的内容比较抽象，在教学上应丰富教学手段，使抽象的物质能有一个相对具体的实物。多引入高清、色彩丰富的图片，使抽象的物质通过视觉冲击在同学脑海中留下印象。同时，结合板书，弥补PPT从前向后的叙事方式造成的内容前后脱节问题，使教学内容连贯。对于较难理解的内容，使用动画素材进行展示。课余时间充分利用网络平台，发布教学重点、难点视频，供学生巩固学习。对于学生反映难懂的作业，自制解题步骤小视频供学生反复自学。同时发布生物化学相关生活和生产问题，供学生讨论。

四、改革效果

改革后学生反映良好。学生的积极性高，课堂活跃，无迟到、旷课、早退现象。课后学生讨论积极，能主动举出生活、生产实例，供大家讨论。而且学生能够主动发掘和发布生物化学相关小故事，如讨论“贺建奎基因编辑”事件、上传“DNA之歌”等。从最终的考试成绩来看，同学们对知识的掌握情况比较理想，对于生物化学的重点内容均能掌握。

五、结语

通过结合水产养殖专业实例、先进的教学手段和水产养殖专业的本科教学现状，笔者认为“案例分析式”教学，不仅可以传授学生专业基础知识，而且还能培养学生发现、分析问题的能力，使学生成为主动学习、善于思考、明辨是非的新时代接班人。

参考文献：

[1]于晓虹.生物化学[M].杭州：浙江大学出版社，2012.

[2]神奇的生物化学[M].北京：世界图书出版公司，2010.

[3]简光洲.我为什么要率先公布问题奶粉“三鹿”的名字——从“三聚氰胺”事件看市场化大潮中媒体的责任与操守[J].新闻记者，2008，（10）：25-28.

[4]陈嘉，邹移海，张薇，等.化学纯三聚氰胺膀胱结石大鼠模型的研究[J].华南农业大学学报，2010，31（3）：81-84.

[5]程星红.鱼塘施用尿素的几个误区[J].科学养鱼，2009，（6）：20-21.

[6]石瑞.食品营养学[M].北京：化学工业出版社，2012.

[7]王广宇，刘波，谢骏，等.鱼类糖代谢几种关键酶的研究进展[J].上海海洋大学学报，2008，17（3）：377-383.

[8]于书坤，张树荣.鱼类糖代谢与对饵料中糖的利用[J].海洋科学，1986，10（4）：58-60.